catalogo impsa hydro bakun port

5/8/2018 Catalogo IMPSA Hydro Bakun PORT - slidepdf.com

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BAKUNMalásia

A central mais eficiente do mundo

Acreditamos no Poder da Natureza

Projeto Hidrelétrico



O escopo do fornecimento da IMPSA inclui a provisão do

equipamento eletromecânico na modalidade chave na mão. A

provisão inclui 4 das 8 unidades geradoras tipo Francis de 350

MW cada uma, com seus sistemas de regulação de velocidade ee xc it aç ão , o s is te ma d e c on tr ol e e p ro te çã o, o s

transformadoresde potência principais e o balanço de planta.

A IMPSA obteve este contrato através de uma licitação

internacional na qual suas turbinas tiveram a melhor eficiência.

Para Sarawak Hidro, isto se traduz em maior geração de energia

e portanto, maior rentabilidade. Graças a esta vantagem

técnica, o rendimento g lobal da central é de 94%,

transformando-a na mais eficiente do mundo. Cabe recordar

que as demais formas de geração não superam 60% de

rendimento (ciclo combinado). Outro dado relevante é o fator

de planta excepcional que o projeto possui. Bakun permite

economizar o equivalente a mais de 30 milhões de barris de

petróleo (BEP) por ano e evita a emissão de gases de efeito

estufa, colaborando com a mitigação do aquecimento global e a

diminuição da contaminação ambiental. Preserva-se, desta

maneira, um recurso estratégico para a exportação.

O aproveitamento hidrelétrico Bakun está situado em Sarawak, Malásia, 60 Km a oeste de Belaga, sobre o rio Balui,

afluente do rio Rajang. Segue os lineamentos do programa do Corredor de Energia Renovável de Sarawak (SCORE),

que tem a missão de diversificar a matriz energética da Malásia aumentando a participação das energias limpas. Este

projeto representou o primeiro passo para a utilização dos 20.000 MW de potencial da bacia do Rajang.

A energia gerada alimentará as Províncias de Sarawak e Sabah, bem como a parte peninsular da Malásia através de um

cabo submarino de 650 km de comprimento colocado no fundo do Mar da China Meridional. Além disso, existe a

possibilidade de fornecer eletricidade ao Estado de Brunei e a Kalimantan, Província da Indonésia, ambos tambémsituados na Ilha de Borneo.

Este empreendimento conta com: uma represa do tipo enrocamento com face de concreto (CFRD) de 205 m de

altura, a mais alta do mundo em sua classe, e 750 m de comprimento de coroamento; obra de tomada e canal de

derivação equipados com comportas; 8 túneis de pressão e seus respectivos dutos forçados; e a casa de força.

Este aproveitamento foi o disparador para que a IMPSA ampliasse sua planta em Lumut, na costa oeste da Malásia,

equipando-a com máquinas-ferramentas muito modernas que lhe permitiram fabricar localmente componentes das turbinas e geradores de alto valor agregado. Materializar este fornecimento demandou a contratação de cerca de 500

colaboradores locais de diversas especialidades, com a consequente transferência de tecnologia a profissionais e

técnicos da Malásia. Isto foi conseguido através do intercâmbio de importantes delegações desta nacionalidade

trabalhando na Argentina e de argentinos na Malásia.

Nome

País

Cliente

Escopo

Capacidade Instalada

Produção Anual Média

Energia Equivalente

Bakun

Malásia

Sarawak Hidro Sdn Bhd

Equipamento “Chave na Mão”

2.800 MW

8.900 GWh

83.000 BEP dia

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Descriçãodo Projeto



Sistema de controle está constituído por 5 seções principais

Turbina

Gerador

Sistemas Auxiliares Mecânicos

Sistema de Controle e Proteção

Sistema de água de resfriamento

Sistemas completos de ar comprimido de alta e baixa pressão

Sistema de escoamento das unidades

Sistema de transferência e tratamento de óleo

Sistema de proteção contra incêndio para geradores e transformadores

Mecanismo de levantamento para a sala de sistemas auxiliares mecânicos

Sistemas Auxiliares Elétricos

Transformadores de serviços auxiliares

Dutos de barras isoladas dos geradores para 3.000 A - 8 kV1 1

Equipamento de alta e baixa tensão

Chaves principais dos geradores para 3.000 A - 8 kV1 1

Sistema de corrente contínua e alternada seguras

Cablagem completa

Sistema exposto de aterramento

Serviços auxiliares

Alarme

Automação

Sobressalentes para todos os equipamentos

Ensaio de modelo de turbinas no laboratório da IMPSA, na Argentina

Treinamento de pessoal do Cliente

Outros Equipamentos e Serviços

Acampamento e infra-estrutura para montagem e testes em obra

Montagem, testes em obra e start-up

Turbinas

Reguladores de velocidade

Quantidade x Potência 4 x 350 MW

Queda nominal 172,4 m

Velocidade de disparo 290 rpm

Tipo Eletro-hidráulico com controle PID

Tipo Francis

Geradores

Tensão de geração 18 kV

Frequência 50 Hz

Quantidade x Potência 4 x 396 MVA

Sistemas de excitação

Tipo Estático, com freio elétrico

Transformadores de potência

Quantidade x Potência 4 x 396 MVA

Tensão lado geração 18 kV

Tensão lado transmissão 290 kV

Tipo Trifásico

Tipo resfriamento ODWF

Tipo de comutador Sob carga

Velocidade de rotação 166,7 rpm

Turbinas

O ensaio de modelo reduzido da turbina de Bakun foi

realizado no Laboratório de Hidráulica do Centro de

In ve s ti g aç õ es T e cn o ló g ic a s ( C IT ) , d a IM P SA ,conjuntamente com representantes da Sarawak Hidro e

e s pe c ia li s ta s i nt e rn ac i on ai s . O p r oc e ss o d e

desenvolvimento incluiu: projeto hidráulico, projeto

mecânico do modelo, ensaios internos até se obterem

os requerimentos do projeto e ensaios presenciais junto

aos representantes do Cliente. Os testes permitiram

verificar o cumprimento das garantias para este projeto

em todos os seus aspectos.

Todos os componentes da turbina foram inicialmente analisados e otimizados utilizando software de simulação de

fluxos (CFD), obtendo-se resultados em concordância com as medições realizadas durante o ensaio de modelo. As

turbinas foram projetadas para uma faixa de variação de quedas com mais de 40 metros, conseguindo-se altas

eficiências em toda a faixa de trabalho da unidade.

Projeto Hidráulico

TécnicosDados



O projeto mecânico foi feito com um modelo 3D computadorizado que

verifica as tensões dos componentes, a análise de deformação e as

frequencias naturais através do método de elementos finitos (MEF).

A caixa em espiral foi fabricada com chapas de aço soldadas, projetadas

para a máxima pressão de trabalho. O pré-distribuidor está formado por

duas placas paralelas e 9 palhetas fixas soldadas àquelas. Finalmente, a

caixaespiral foi pressurizada no local a 50% da pressão de projeto.

O distribuidor tem 20 palhetas operadas por 2 servomotores através de

um anel de regulagem. Estas são fundidas em aço inoxidável 3,4 e estão

equipadas com mancais autolubrificados.

O rotor foi fabricado a partir de componentes fundidosem aço inoxidável

3,4.

O projeto do eixo é de tipo soldado de paredes delgadas, cuja inércia

incrementa a margem de segurança em velocidades críticas. Também

concede à máquina melhor estabilidade diante de vibrações e menor custo de fabricação.

Já que a unidade funciona como um compensador síncrono, foram feitas

previsões especiais na cobertura superior e no anel inferior para injeção

de are drenagem de água.

Após a energia hidráulica ser transformada em mecânica, a turbina restitui

a água através de um tubo difusor cilíndrico de chapa de aço soldada.

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Regulador O regulador IMPSA é do tipo eletro-hidráulico digital com controle PID. Aeletrônica de controle utilizada consiste em PLCs padrão de primeira linha, que

outorgam alta confiabilidade e fácil manutenção. A arquitetura do sistema

consiste em controladores redundantes que asseguram alta tolerância às falhas e

evitam que, diante de algum problema, a unidade geradora deixe de operar,

provocando rejeição de carga e grande perturbação ao sistema elétrico.

O software do sistema inclui todas as funções de controle de velocidade e

potência requeridas por este tipo de unidades.

O sistema de pressão de óleo é do tipo ar/óleo e conta com uma unidade de

bombeamento com três bombas tipo parafuso que pressurizam o sistema e um

tanque ar/óleo com aproximadamente 8.000 litros de volume acumulado. A

unidade de bombeamento foi completamente projetada em 3D.

O sistema de controle deste projeto engloba a supervisão, controle e proteção das quatro unidades geradoras que formam

parte da provisão da IMPSA. Cada unidade geradora conta com três controladores principais.

A automação de cada unidade é a responsável pela coordenação do funcionamento seguro e sincronizado de todos os sistemas

auxiliares do gerador e da turbina, dentre os quais se detalham: regulador de velocidade; regulador de tensão; sistemas de

refrigeração do gerador; mancais e vedação do eixo; válvula de proteção; sistemas de lubrificação, frenagem e ar comprimido;

equipamento de manobra com tensão de geração; transformador de potência principal.

Cada controlador se comunica com o sistema de controle total através de sua rede S8000. Através desta rede, além de se

prover de toda a informação necessária da unidade geradora, permite-se o comando remoto e a integração de todas as

unidades aos módulos de controle conjuntos de geração da central. Estes controladores possuem capacidade de

Sequenciamento de Eventos (SOE) com resolução de ms e sincronismo horário com referência global GPS.1

Automação

Projeto Mecânico



Este projeto é mais um exemplo do compromisso da IMPSA em prover soluções integradas

para a geração de energia elétrica a partir de recursos renováveis.

Sistema de Excitação

GeradoresSua missão é transformar a energia mecânica da turbina em eletricidade e isso permite sua transmissão aos centros de

consumo. São máquinas síncronas de polos salientes, trifásicas e de eixo vertical, com 396 MVA de capacidade unitária,

66,7 rpm e tensão nominal de 8kV.

A potência específica é de 0 MVApor polo, transformando-as em máquinas de elevada complexidade tecnológica.

O dimensionamento integrado foi realizado por meio do sistema especializado ARGEN, totalmente desenvolvido pela

IMPSA, o qual também permite a análise do comportamento da máquina, tanto no estado estacionário como transitório

e em condições normais e de falha. Esta ferramenta sintetiza todas as capacidades necessárias para conceber um

alternador deste tipo: elementos de máquinas, eletricidade, eletromagnetismo, circuitos elétricos e magnéticos,

mecânica dos fluídos e transmissão de calor, resistência de materiais e fadiga, tribologia (lubrificantes-desgaste-mancais),

estabilidade da linha de eixos, vibrações e comportamento oscilatório.

O desenho é feito por meio de CAD (Computer Aided Design). Para a verificação foram utilizadas tanto ferramentas

desenvolvidas na IMPSA e integradas no sistema especializado PROGEN, como também programas que utilizam o MEF.

O circuito magnético do estator está formado por segmentos de aço magnético de grão orientado de 0,5 mm de

espessura, que foram cunhados, envernizados e empilhados. Nas ranhuras foi montado o enrolamento estatórico, no

qual é induzido um sistema trifásico de correntes alternadas. O conjunto é suportado pela carcaça, que é uma estrutura

mecano soldada. Esta guia o ar proveniente do núcleo até os trocadores de calor do sistema de resfriamento.

O rotor consta de uma aranha mecano soldada, um anel magnético de chapas cunhadas empilhadas (para permitir uma

ventilação radial), e os polos indutores quegeram o campo magnético giratório no entreferro da máquina.

A disposição da linha de eixos consta de um mancal guia sobre o rotor do gerador, um mancal combinado embaixo do

rotor e um mancal guia na turbina. Esta disposição é muito conveniente desde o ponto de vista da estabilidade dinâmica

do rotor.

Entre as particularidades do desenho, encontra-se sua cruzeta inferior tipo membrana, a qual permite a transmissão dosesforços radiais à fundação, minimizando o comprimento da máquina. Isto significou uma considerável economia na

estrutura civil do projeto.

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Está composto por:

Sistema de regulação digital:

Sistema de controle de potência:

Descarga de campo:

Transformador de excitação:

tem dois autômatos, ambos executando os canais de regulação manual/automático, e

controladores de corrente de campo associados a cada ponte retificadora de SCR (tiristores). Esta estrutura 00%redundante, garante um controle independente no nível de entradas/saídas e canais de regulação, bem como nonível dos controladores de correntes.

está formado por duas pontes retificadoras, um deles em configuração de reserva

fria, com a finalidade de garantir uma dupla redundância, mas sem pôr em risco o resto dos SCR diante de uma falhaelétrica perto dos retificadores. Cada retificador possui sua unidade de troca de calor ar/ar, bem como seus sistemasde proteção individual.

diante de uma parada normal operativa, o sistema realiza uma desexcitação rápida por meio da

abertura da chave de campo. A energia armazenada no rotor é descarregada em um resistor.

é do tipo bobina encapsulada em resina epoxi e está protegido com sua

correspondente cela, conectada ao duto de fases segregadas. Conta com proteção contra sobrecorrente conectada

ao circuito primário através de transformadores de corrente.

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IMPSA BRASIL

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3º andar, Cidade MonçõesSão Paulo, SP - Brasil

Cep: 0457 -902

Tel (+55 ) 550 5000Fax (+55 ) 5 02 4806

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IMPSA RECIFE

Estrada TDR Norte, 724 Km 3,3Distrito Industrial de Suape

Cabo de Santo Agostinho, PE - BrasilCep.: 54590-000

Tel (+55 8 ) 3087 9300Fax (+55 8 ) 3087 9372

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ISO 9001 :: ISO 14.001 :: OHSAS 18.001

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