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Curso: Manutenção de ferrovia – Eletrotécnica II - 2011.2

Sumário

1. Definição de grupo motor gerador ............................................................................... 4

1.1. Acionamento de um grupo motor gerador. ................................................................. 5

1.2. Classificação segundo sua aplicação. ........................................................................... 5

1.3. Razões para o uso de grupo motor gerador (emergência e demanda). ..................... 5

2. Princípio de funcionamento dos geradores e dos motores ......................................... 6

2.1. Definições de potência elétrica, consumo e rendimento ............................................. 6

2.2. Geradores........................................................................................................................ 8

2.3. Motores ......................................................................................................................... 20

2.4. Motor a Diesel. ............................................................................................................. 21

2.5. Combustão no motor a diesel ...................................................................................... 23

2.6. Lubrificação do motor Diesel ...................................................................................... 24

2.6.1. Óleos, filtros e trocadores de calor ......................................................................... 24

2.7. Refrigeração (Arrefecimento) ..................................................................................... 25

2.8. Componentes elétricos ................................................................................................. 26

2.9. Potência do motor ........................................................................................................ 26

3. Princípio de funcionamento do grupo motor gerador. ................................................ 30

3.1. Noções de operação dos grupos motores geradores. ................................................. 30

3.2. Acoplamento e alinhamento. ....................................................................................... 30

3.3. Componentes de supervisão e controle. ..................................................................... 31

4. Instalação do grupo motor gerador. .............................................................................. 32

4.1. Proteção contra o risco de contato ............................................................................. 32

4.2. Proteção do trabalhador no serviço de instalação .................................................... 33

4.2.1. Procedimentos........................................................................................................... 33


Disciplina: Grupo Motor Gerador – 8h

Prof. Eng. Msc. Jean Carlos da Silva Galdino 3

4.3. Segurança...................................................................................................................... 35

4.3.1. Situações de emergência .......................................................................................... 35

4.3.2. Equipamentos de Proteção ...................................................................................... 36

4.4. Vibração e ruído, arrefecimento e condições de correção das influências externas.

36

5. Manutenção de grupo motores geradores ..................................................................... 36

5.1. Manutenção preventiva. .............................................................................................. 36

5.2. Proteção do gerador e procedimentos de segurança. ............................................... 37

5.2.1. Instalações ................................................................................................................. 37

5.2.2. Proteção do trabalhador .......................................................................................... 38

5.2.3. Procedimentos........................................................................................................... 39

5.2.4. Situações de emergência .......................................................................................... 39

6. Considerações na Rede: .................................................................................................. 39

7. Identificação do motores ................................................................................................ 40

8. Telecomando .................................................................................................................... 41

9. Normas brasileiras relativas aos grupos motores geradores. ...................................... 42

10. Bibliografia ....................................................................................................................... 43




1. Definição de grupo motor gerador

Grupo Motor Gerador (GMG) é um equipamento que possui um motores (Diesel, Gasolina ou

Gás) de reconhecida performance, acoplado a um gerador de moderna tecnologia e montado

sobre base metálica, com acionamento manual ou automático. Esse equipamento pode ser usado

de forma singela ou em paralelo com outros grupos geradores, formando usinas de até 30MVA.

O GMG (Figura 1) conta com proteção opcional contra intempéries, possuindo ou não,

carenagem silenciada, sendo este, disponível tanto em unidades móveis como estacionárias.

Um GMG a diesel, por exemplo, é composto de:

- motor diesel;

- base horizontal;

- radiador;

- alternador de energia (gerador solteiro);

- bateria;

- painel manual de partida com frequencímetro;

- voltímetro;

- disjuntor;

- horímetro;

- medidor de temperatura;

- tanque combustível;

- purificador de ar;

- cabine sonorizada com espuma anti-chamas.

Figura 1 - Grupo Motor Gerador




A característica principal de um GMG é transformar energia mecânica em energia elétrica,

com voltagem estável independente da variação de carga e velocidade. A energia elétrica

produzida pelo GMG é controlada por instrumentos de medições e diversas proteções, tais como

fusíveis, disjuntores, contatores, chaves e o quadro de comando (HEIMER).

1.1. Acionamento de um grupo motor gerador.

Um gerador pode ser acionado por um motor, por uma turbina hidráulica (hidrogeradores),

por uma turbina a gás ou a vapor (turbogerador) ou por força eólica, entre outros, produzindo

uma corrente alternada (AC) ou corrente contínua (CC). O Grupo Motor Gerador, em particular,

é acionado por um motor de combustão movido a diesel, gasolina ou gás.

1.2. Classificação segundo sua aplicação.

Segundo sua aplicação os GMGs podem ser:

- Emergência: para suprir a falha da rede elétrica local;

- Economia: substituir a rede elétrica local em horários sazonais;

1.3. Razões para o uso de grupo motor gerador (emergência e demanda).

- Para suprir energia em caso de falha no fornecimento da concessionária;

- Utilização em teatros, hospitais, shoppings, refinarias, sistemas de telecomunicações;

- Confiabilidade;

- Tempo de entrada em operação;

- Acionamento manual e automático;

- Substituir a concessionária em horários de ponta;

Comodidade, segurança e confiabilidade são algumas das garantias que um GMG pode

oferecer quando uma empresa mais precisarem de energia. Essa necessidade pode durar horas,

dias ou mesmo semanas, até que o fornecimento de eletricidade seja estabilizado. Imagine o

prejuízo que a falta de energia elétrica causaria em situações como as descritas abaixo:

Um parente sendo operado;

O sistema de segurança de uma empresa;




Um show musical em pleno auge;

Ou um telejornal em rede nacional;

2. Princípio de funcionamento dos geradores e dos motores

Motores de geradores funcionam queimando combustível do mesmo jeito que o motor de um

carro ou caminhão faz. Esse motor acoplado a um alternador converte energia mecânica em

energia elétrica. Assim, nesse curso faremos alguns comentários e explanações sobre motores e

geradores de uma forma individual e em grupo.

2.1. Definições de potência elétrica, consumo e rendimento

A potência de um equipamento representa a sua capacidade de realizar trabalho. Quanto

maior essa potência, mais trabalho pode efetuar em um determinado tempo. Ou seja, potência é

definida como a taxa de variação de energia. Ou seja,

. Em eletricidade, considerando-se uma

carga resistiva submetida a uma tensão elétrica instantânea e percorrida por uma corrente

elétrica . A potência instantânea , absorvida pela carga, é dada pela expressão.

Equação 1

A potência elétrica em uma carga monofásica é dividida em duas parcelas conforme a

Equação 2.

Equação 2

A primeira parcela pulsa em torno do valor médio, sendo sempre positiva (corresponde a

potência instantânea que é sempre fornecida a carga e seu valor médio é a potência ativa) e a

segunda apresenta valor médio nulo ( corresponde a potência instantânea que é trocada entre

carga e fonte e seu valor máximo é a potência reativa). Assim a potência em corrente alternada é

expressa pela Equação 3.

Equação 3

Em que:

http://geradoresriopreto.com.br/produtos.asp?id=1&tb=produtos




é a potência aparente dada em VA;

é a potência ativa dada em W;

é a potência reativa dada em Var.

O ângulo , define o fator de potência do circuito que e pode ser expresso por:

Equação 4

Para o sistema trifásico a potência transmitida a carga é igual a soma das potências

instantâneas de cada fase e se as cargas forem equilibradas teremos:

Equação 5

Para as cargas ligadas em triângulo ou estrela a potência em função dos valores de linha é:

Equação 6

A potência de um motor tem sua capacidade definida em HP (Horsepower) ou CV (Cavalo

Vapor). Em consonância coma a definição de potência elétrica, a potência de um motor, indica a

quantidade de trabalho que ele é capaz de realizar por unidade de tempo. Podemos entender

melhor o significado de potência mecânica através da equação abaixo:

Equação 7

Onde:

: é a potência mecânica dada em Watts

: número de rotação dos motores em rotações por segundo

: conjugado (torque) no eixo em newtons-metro.

As normas que definem o desempenho e as potências dos motores são as de origem europeia

DIN 6270 e DIN 6271, ou as de origem americanas, ISSO 8528, ISSO 3046, AS 2789 e SAE BS

5514. As normas brasileiras que tratam dos motores são: NBR 06396 e NBR 05477. Essas

normas definem parâmetros como, a maior potência efetiva continua limitada (não permite

sobrecarga) e não limitada (permite sobrecarga de 10 por cento durante uma hora a cada doze

horas), como também indica como as potências e os consumos de combustíveis devem ser




convertidos para condições atmosféricas particulares. Vale ressaltar que todos os montadores de

GMG especificam seus produtos pela potência efetiva continua limitada (intermitente ou de

emergência), contrariando as normas técnicas. Assim, na hora de especificar um GMG o usuário

deve ter bem claro a sua necessidade e o regime de operação do GMG a ser adquirido.

Voltaremos a falar mais de potência elétrica no momento apropriado.

Consumo elétrico é a quantidade de potência multiplicado pelo tempo, geralmente medido em

KWh.

Rendimento é o quanto da energia consumida por um equipamento elétrico foi realmente

transformada em trabalho. Assim, quanto maior o rendimento, melhor o aproveitamento de

energia pelo equipamento. O rendimento pode ser calculado pela equação abaixo:

Equação 8

Qualquer equipamento elétrico transforma energia elétrica em outras formas de energia com

já visto.

2.2. Geradores

O gerador elementar foi inventado na Inglaterra em 1831 por Michael Faraday. Este gerador

consistia, basicamente, de um eletroímã que se movimenta dentro de uma espira, provocando o

aparecimento de uma f.e.m. Essa movimentação é uma das formas de variação necessária ao

surgimento de tensão elétrica. A base física dessa conversão eletromecânica de energia é a

variação de fluxo magnético. Com base nisso, podemos definir geradores como máquinas que

convertem energia mecânica em energia elétrica utilizando o princípio de conversão

eletromecânica explicado acima.

Os principais dispositivos que utilizam este princípio são as máquinas rotativas, nas quais as

tensões podem ser geradas em enrolamentos ou grupos de bobinas através de três formas

básicas:

- rotação mecânica dos enrolamentos num campo magnético;

- campo magnético girante atravessando um enrolamento;

- variação da relutância do circuito magnético devido a rotação de uma das partes do circuito.




Em qualquer destas formas, o fluxo concatenado com uma bobina específica varia

ciclicamente gerando-se uma tensão.

Três tipos de máquinas rotativas aparecem como mais importantes:

- Máquinas síncronas;

- Máquinas de corrente contínua;

- Máquinas de indução.

Sendo elas motores ou geradores elétricos. Para o nosso estudo, nos deteremos mais aos

geradores elétricos, em especial os geradores síncronos, pois os geradores síncronos são

responsáveis por praticamente toda energia elétrica utilizada no mundo.

De um modo geral, a composição dos geradores depende do tipo de máquina, por exemplo,

geradores Weg da linha GTA possuem:

- Estator – A carcaça é de aço calandrado e o pacote chapas com sue respectivo enrolamento

encontram-se sobre suas nervuras;

- Rotor – Acomoda o enrolamento de campo, cujos polos são formados por pacotes de

chapas.

- Estator e rotor da Excitatriz principal e diodos retificadores girantes

- Excitatriz auxiliar e bobina auxiliar;

- Placa de identificação – Contem os dados com as características nominais do gerador.

- Pintura: pintura de fundo, aplicada por imersão e pintura final, acabamento, realizada após

a montagem completa da máquina, ela consiste de uma demão de esmalte sintético aplicado com

pistola.

Em relação aos geradores síncronos, podemos destacar algumas características para

entendimento: a máquina síncrona é um equipamento elétrico de dupla excitação, onde no

induzido ou armadura (normalmente o estator) circulam correntes alternadas equilibradas,

formando um campo girante; isto é, correntes defasadas no tempo percorrem bobinas defasadas

espacialmente. O indutor ou campo (normalmente o rotor) é excitado por corrente contínua,

formando um eletroímã. Os dois campos devem girar na mesma velocidade para que seja obtido

um conjugado médio não nulo. Desta forma, a velocidade destas máquinas é proporcional à

frequência da rede (giram à velocidade síncrona), conforme Equação 9. Não há torque de

partida.




Equação 9

As máquinas síncronas de rotor cilíndrico de alta rotação geralmente são utilizadas em turbo-

geradores de 2 e 4 polos. O enrolamento de campo é distribuído ao longo de ranhuras, de modo a

produzir um campo aproximadamente senoidal de 2 (ou 4) polos. O entreferro é uniforme.

2.2.1. Os geradores síncronos

Uma forma simplificada de um gerador síncrono monofásico de CA é mostrada na Figura 2.

Este tipo de máquina, apesar de poder ser construída, não existe na prática. Ela serve apenas para

fins didáticos e é chamado gerador elementar. O enrolamento da armadura é constituído de uma

única bobina de espiras que estão concentradas em duas únicas ranhuras diametralmente

opostas na periferia interna do estator. Quando o rotor girar, acionado por um órgão primário, o

fluxo magnético através da bobina vai variar e serão induzidas tensões no enrolamento da

armadura.

Figura 2 - Gerador síncrono elementar

A seção transversal dos dois lados da bobina é indicada pelas letras e – . Os condutores

que formam estes dois lados da bobina são paralelos ao eixo da máquina e são ligados em série

por conexões nas extremidades, não mostradas na figura. O enrolamento que produz o campo

magnético no rotor é alimentado por corrente contínua que é conduzida até ele por meio de

escovas de carvão que deslizam sobre anéis coletores. O rotor gira a uma velocidade constante,




acionado por um órgão primário (uma turbina hidráulica ou a vapor nas centrais hidrelétricas ou

térmicas) acoplado mecanicamente ao eixo do rotor. Os caminhos do fluxo magnético estão

indicados por linhas tracejadas.

A distribuição espacial da indução magnética no entreferro é mostrada na Figura 3 em

função do ângulo θ ao longo da periferia interna do estator. A forma de onda da indução

magnética das máquinas reais pode se aproximar de uma onda senoidal pela conformação

adequada da forma das sapatas polares.

Figura 3 - Distribuição espacial da indução magnética (a) forma de onda gerada (b)

A medida que o rotor gira o fluxo magnético associado à onda de indução magnética enlaça a

bobina de espiras do estator induzindo nela uma tensão em função do tempo e com a mesma

forma de onda da distribuição espacial. A tensão induzida passa por um ciclo completo de

valores para cada rotação da máquina de 2 polos da Figura 2.

A frequência em ciclos por segundo (hertz) é igual à velocidade do rotor em rotações por se-

gundo (RPS). A frequência elétrica está sincronizada com a velocidade mecânica do rotor, donde

o seu nome de máquina síncrona. Portanto, em uma máquina síncrona de dois polos o rotor

precisa girar a 3600 rotações por minuto (RPM) para produzir tensões e correntes na frequência

de 60 Hz.

Muitas máquinas síncronas têm mais de dois polos. Como exemplo, a Figura 4 mostra um ge-

rador elementar de 4 polos, também monofásico. As bobinas que criam o campo magnético são

ligadas de modo a criar polos alternados NSNS.




Figura 4 - Gerador elementar de 4 polos

Há dois ciclos completos na distribuição espacial da indução magnética ao longo do entre-

ferro como mostra Figura 5. O enrolamento da armadura agora é constituído de duas bobinas

( ) e ( ) ligadas em série por conexões feitas nas suas extremidades.

Figura 5 - Distribuição espacial da indução magnética numa máquina de 4 polos

O passo da bobina, distância medida em graus entre os dois lados da bobina, é igual à metade

do comprimento da onda de indução magnética. Quando um lado da bobina está sob um polo N,

o outro, necessariamente, deve estar sob o polo S e a conexão entre os lados deve ser feita de

forma a poder somar as tensões induzidas em cada lado. A tensão induzida passa por dois ciclos

completos para cada rotação do rotor. Logo, a frequência é o dobro da frequência da máquina

de dois polos girando à mesma velocidade.




Quando uma máquina possui mais de dois polos, para entender os fenômenos que ocorrem,

basta concentrar a atenção sobre um único par de polos e reconhecer que as mesmas condições

elétricas, magnéticas e mecânicas estão presentes em todos os outros pares de polos. Por esta

razão é conveniente expressar ângulos em graus elétricos ou radianos elétricos em lugar de

falarmos em graus geométricos ou mecânicos. Assim, a distância entre os eixos magnéticos de

um polo e um polo é igual a 180º elétricos ou π radianos elétricos, independente do número

de polos da máquina. A distribuição da indução magnética numa máquina de polos

correspondente a um par de polos é igual a 360º elétricos ou radianos elétricos. Como há,

comprimentos de onda de indução magnética completos ou ciclos em uma rotação completa,

podemos escrever:

Equação 10

Sendo ângulo elétrico e ângulo geométrico ou mecânico. A tensão induzida na bobina

de uma máquina de P polos passa por um ciclo completo toda vez que um par de polos passa por

ela, isto é, vezes em cada rotação. A frequência da onda de tensão induzida será então:

Equação 11

Sendo: , o número de pares de pólos, a rotação da máquina em RPM e a

freqüência. A frequência angular ω ou pulsação da onda de tensão induzida é igual a:

Equação 12

Sendo ωm a velocidade mecânica em radianos por segundo. Para a frequência de 60 Hz,

a pulsação é igual a 377 radianos por segundo. A relação entre ωm em radianos por segundo e n

em RPM é dada por:




Equação 13

Os rotores mostrados nas na Erro! Fonte de referência não encontrada. e Figura 5 têm

olos salientes e enrolamentos concentrados. A Figura 6 mostra, esquematicamente, um rotor de 2

polos não salientes ou polos lisos. O campo magnético é criado por um enrolamento distribuído

em ranhuras dispostas de modo a produzir no entreferro uma distribuição espacial da onda de

indução magnética a mais próxima possível de uma senoidal. Este tipo de rotor é típico dos

geradores síncronos das usinas térmicas, pois as turbinas a vapor que os acionam giram a altas

velocidades (3600 e 1800 RPM). As altas velocidades os rotores de polos lisos têm um

comportamento dinâmico mais estável do que os de polos salientes. Tais geradores são

facilmente identificados por terem diâmetros do estator relativamente pequenos comparados com

o seu comprimento. São chamados de turbo-geradores. Numa máquina de polos lisos o entreferro

é de espessura constante ao longo de toda a circunferência interna, diferente da máquina de polos

salientes, cujo entreferro é estreito na frente das faces polares e mais largo entre os polos.

A grande maioria dos geradores é fornecida com terminais dos enrolamentos religáveis de

modo a poderem pelo menos fornecer duas tensões diferentes. Os principais tipos de religação de

terminais de geradores ou motores assíncronos para o funcionamento em mais de uma tensão são:

- Ligação série-paralela;

- Ligação estrela-triângulo;

Figura 6 - Um rotor de 2 polos não salientes ou polos liso




Como exemplo prático alguns geradores da WEG da linha GTA de máquinas normais

para utilização em telecomunicações e aplicações navais, somente em baixa tensão, são

acionadas, geralmente, por motores Diesel.

- Geradores tipo telecomunicações segue as especificações da norma TELEBRÁS, e são

utilizados em grupos diesel para centrais telefônicas, repetidoras, sistemas de rádio, aeroportos e

outras cargas críticas. Estes geradores não utilizam escovas, o que reduz a sua manutenção e não

introduz interferência eletromagnética.

- Geradores para uso naval são projetados e fabricados para atender parâmetros e

características técnicas de acordo com as normas afins.

O Regulador de tensão é eletrônico e automático. Ele tem por objetivo manter a tensão

constante, independente, das variações da carga. Retifica a tensão trifásica proveniente da bobina

auxiliar, do estator ou do TAP’s da armadura da máquina principal, levando-a através de um

transistor de potência ao enrolamento de campo da excitatriz principal. Possui também circuitos

de proteção para assegurar um controle confiável do gerador.

Características do ambiente:

- O meio refrigerante, na maioria dos casos o ar ambiente, não deve ser superior a 40

graus, pois o enrolamento pode atingir temperaturas prejudiciais a sua isolação. Os geradores que

trabalham sujeitos a temperaturas inferiores a -20°C apresentam os seguintes problemas:

excessiva condensação e formação de gelo nos mancais, o que provoca o endurecimento das

graxas comuns;

- A altitude não deve ser superior a 1000m sobre o nível do mar, acima dessa altitude, o

gerador apresenta problemas de aquecimento causado pela rarefação do ar e consequentemente a

diminuição do seu poder de arrefecimento, que culmina na redução da potência.

- Ambientes agressivos como estaleiro, instalações portuárias, indústria química e

petroquímica, necessitam de características especiais de acordo com as exigências estabelecidas

pelas normas do setor.

Grau de proteção: Os invólucros dos equipamentos devem oferecer um determinado grau

de proteção. O grau de proteção dos equipamentos elétricos são dados por meio das letras

características IP seguidas por dois algarismos.




- O primeiro algarismo indica o grau de proteção contra a penetração de corpos sólidos

estranhos e contato acidental.

- 0 – sem proteção;

- 1 – corpos estranhos com dimensão acima de 50mm;



- 5 – Proteção contra o acúmulo de poeiras.

- O segundo algarismo indica o grau de proteção contra a penetração de água no interior

do gerador.

- 0 – sem proteção;

- 1 – pingos de água na vertical;

- 2 – pingos de água até a inclinação de 15º com a vertical;

- 3 – pingos de água até a inclinação de 60º com a vertical;

- 4 – respingos de todas as direções;

- 5 – jatos de todas as direções;

- 6 – água de vagalhões.

A qualificação do gerador em cada grau, no que se refere a cada um dos algarismos, é

bem definida através de ensaios padronizados e não sujeita a duplas interpretações. Alguns tipos

de proteção mais empregados em casos normais são: IP21, IP 23, P 54 e IP55.

Os geradores também devem atender uma norma em relação a vibração das carcaças,

dentro de três tipos de balanceamento, norma, especial e reduzido. Os geradores normalmente

são balanceados no grau N.

O sistema de ventilação dos geradores pode ser:

- Aberto: quando o ar circula no interior do gerador e contato direto com as partes

aquecidas que devem ser resfriadas. Neste sistema o gerador apresenta uma proteção IP21 ou




IP23 e possui um ventilador interno acoplado ao eixo, este por sua vez, aspira o ar ambiente e ao

passar pelas partes aquecidas é devolvido quente ao meio ambiente.

- Fechado: quando não há troca de meio refrigerante com o interior e o exterior da

carcaça. A transferência de calor é toda feita na superfície externa do gerador. Podendo ser

refrigerado através de trocador de calor ar-ar ou ar-água.

Os geradores possuem acessórios como resistência de aquecimento (conta a umidade),

termistores e/ou termostatos (proteção térmica).

Características de desempenho:

Potência nominal: é a potência que o gerador pode fornecer, dentro das características

nominais, em regime contínuo. Em outras palavras, é a potência para qual o gerador foi projetado

para operação normal. Este conceito está intimamente ligado à elevação de temperatura do

enrolamento. O gerador pode acionar cargas de potência bem acima de sua potência nominal,

porém se essa sobrecarga for excessiva, o aquecimento normal será ultrapassado e o tempo de

vida do gerador será reduzido, ou até mesmo, queimar rapidamente.

A potência do gerador é fixada em relação a potência das fontes consumidoras, ou de

acordo com a potência do motor de acionamento.

- de acordo com a potência da fonte consumidora e conforme já visto anteriormente:

Equação 14

Lembrando que:

é a potência aparente

são: tensão e corrente de linha

Nos catálogos a potência aparente é dada em kVA, sendo válida para os fatores de

potência entre 0,8 e 1,0 (indutivos). Se o gerador for conectado a carga com fatores de potência

distintos, deve-se determinar a potência aparente total, Equação 15, bem como o fator de

potência geral.

Equação 15




Onde:

é o componente da potência ativa da fonte consumidora (VA)

é a componente da potência reativa da fonte consumidora (VAr)

Para cálculo do fator de potência geral usamos:

Equação 16

- de acordo com a potência do motor de acionamento:

Muitas vezes, não é possível conhecer a potência exata da fonte consumidora. Neste caso

a potência do gerador é determinada a partir da potência de acionamentos e, é adotado 0,8 como

fator de potência. Da potência útil do motor de acionamento, diminuímos as perdas do gerador,

para obter a potência ativa que fica nos terminas do gerador.

Equação 17

Onde:

é a potência do gerador dada em

é a potência do motor acionante dada em

é o rendimento do motor dada em

Se a potência do motor for dada em cavalo vapor ( ), multiplicamos por 0,736 para

obter em

Devemos levar em consideração o rendimento dos geradores indicado nos catálogos para

fatores de potência entre 0,8 e 1,0.

Equação 18




A potência útil fornecida pelo gerador é menor que a potência acionante, isto é, o

rendimento do gerador é sempre inferior a 100%. A diferença entre as duas potências representa

as perdas, que são transformadas em calor, as quais aquecem o enrolamento e deve ser dissipada

para fora do gerador.

O material isolante é afetado por vários fatores, como umidade, vibração, ambientes

corrosivos e outros, porém o mais importante é, sem dúvida, a temperatura de trabalho desse

material. Um aumento de 8 a 10°C na temperatura de isolação reduz a sua vida útil pela metade.

A isolação deve ter uma temperatura de trabalho bem abaixo da temperatura de queima do

material que a compõe, um excesso nessa temperatura, aumenta o envelhecimento gradual e

ressecamento desse material, contribuindo para perda do seu poder isolante. A experiência

mostra que a isolação tem uma duração ilimitada, se a sua temperatura for mantida abaixo de um

certo limite. Esse limite depende do tipo de material empregado.

Para fins de normalização, os materiais isolantes e os sistemas de isolamento, são

agrupados em classe de isolamento, cada qual definida pelo respectivo limite de temperatura. As

classes de isolamento utilizadas em máquinas elétricas estão dispostas conforme NBR 7095 e são

as seguintes:

- Classe A (105°C)

- Classe E (120°C)

- Classe B (130°C)

- Classe F (155°C)

- Classe H (180°C)

Em geradores as mais comuns são F e H.

Queda de tensão:

Ao se aplicar a carga no gerador teremos subitamente uma queda de tensão em seus

terminais, essa queda depende da reatância do gerador, da corrente, do fator de potência da carga

e do tipo de regulação. Os maiores problemas com queda de tensão acontecem na partida de

motores de indução.




Sobrecarga

Segundo as normas VDE 530 os geradores síncronos devem fornecer 1,5 vezes a corrente

nominal durante 15 segundos. Neste caso, através de sua regulagem, deve-se manter a tensão

muito próxima da nominal. Para utilização a bordo, esse tempo aumenta para 2 minutos. No caso

da linha Telebrás a sobrecarga admissível é de 1,1 vezes a corrente nominal durante 1 hora.

Proteção do gerador

- Geradores com regulagem de tensão independente da frequência, acionados com

rotações abaixo de 90% de sua rotação nominal, durante um período prolongado, devem ser

desligado;

- Se o gerador estiver alimentando uma rede, e ocorrer um curto-circuito na mesma, e

após o curto, se a tensão da rede cair para 50% da nominal, o gerador deve ser imediatamente

desacoplado da rede.

Operação em paralelo de geradores

Durante um ciclo de operação de um gerador, ele pode ser exigido, ora em sua potência

nominal e ora em valores menores que o nominal. Quando o gerador está sendo pouco exigido, o

seu rendimento e o da máquina acionante caem. Por esse motivo, entre outros, podemos optar

pela operação em paralelo dos geradores. Para essa operação devemos observar:

- A tensão do gerador seja igual a tensão da rede;

- O ângulo de fase da tensão gerada pelo gerador deve corresponder a da rede;

- As frequências dos sistemas devem ser praticamente iguais;

- A ordem da sequência de fases nos pontos a ligar deve ser a mesma.

Operando em paralelo os geradores devem dividir a carga esta divisão é determinada

pelas características do regulador de velocidade da máquina primária.

2.3. Motores

Motores são máquinas rotativas destinadas a prover energia mecânica, eles podem ser

elétricos ou a combustão, por exemplo.




As máquinas elétricas rotativas convertem energia mecânica em energia elétrica, ou vice-

versa. No primeiro caso elas recebem o nome de motores elétricos e, no segundo, como já visto,

geradores elétricos. Já os motores a combustão transforma explosão (energia química) em

energia mecânica, então, o motor a combustão é uma máquina térmica, ou seja, transforma

energia térmica em energia mecânica através da combustão e explosão. Esses motores são

chamados de máquinas térmicas a pistão ou motores de combustão interna. Seu objetivo é a

obtenção de trabalho através da liberação da energia química da combustão.

Os motores a combustão podem ser classificados de várias maneiras, entre as quais

podemos citar:

- Quanto a sua propriedade do gás na fase de compressão: motores otto e diesel;

- Quanto ao ciclo de trabalho: motores 2 e 4 tempos;

- Quanto ao movimento do pistão: motores a pistão rotativos ou alternativos;

- Quanto ao número de cilindros.

- Quanto a disposição dos cilindros: motores a pistão com cilindros em linha, V. L,

H.W, em estrela e com cilindros opostos.

Dos motores a combustão, daremos destaques aos motores Diesel, por entender que ele é o

acionador mais frequente nos GMG.

2.4. Motor a Diesel.

Os motores, a pistão de combustão interna, mais utilizados em GMGs são os motores

diesel, como já afirmado na seção anterior. Nos motores otto, a mistura combustível e

comburente é preparada fora do motor pelo carburador e injetada no cilindro, nos motores

diesel o ar é admitido no cilindro, comprimido, e o combustível é injetado na massa de ar

comprimida através de um circuito independente ocasionando assim a inflamação

espontânea. Assim o ciclo de trabalho do motor a diesel quatro tempos é:

- Admissão;

- Compressão;

- Injeção, combustão e expansão;

- Escape.




O ciclo de funcionamento do motor diesel é a quatro tempos onde a combustão ocorre

com pequena variação de pressão a volume constante sendo sua maior parte desenvolvida a

pressão constante. Tal fato é uma característica única dos motores a diesel.

Nos motores diesel, a regulação de velocidade é feita a partir da injeção de

combustível no motor, tal como é feita nos motores a diesel convencionais. Lembrando, que

a regulação da velocidade é fundamental para manter a frequência do grupo gerador

constante, independente da variação da carga.

Os GMGs a diesel é mito utilizado para potências de até 40MW, apesar de sua

limitação de potência, ruído e vibração. Eles são compactos, entram em carga em um tempo

muito pequeno, são de fácil operação e apresentam um plano de manutenção de fácil

execução.

Os sistemas que compões os motores Diesel são:

- Sistema de admissão de ar;

- Sistema de combustível;

- Sistema de lubrificação;

- Sistema de arrefecimento;

- Sistema de exaustão;

- Sistema de partida.

O motor, propriamente dito, é composto de um mecanismo capaz de transformar os

movimentos alternativos dos pistões em movimento rotativo da árvore de manivelas, através

da qual se transmite energia mecânica aos equipamentos acionados, como, um gerador de

tensão alternada (alternador).

Os motores Diesel são compostos de:

- Bloco de cilindros – Onde encontramos os blocos de cilindros, compostos pelos

pistões com anéis de segmento, camisas, bielas, árvore de manivelas e comando de válvulas,

com seus mancais e buchas.

- Cabeçotes – Funcionam como tampões para os cilindros e acomodam os

mecanismos das válvulas de admissão e escape, bicos injetores e canais de circulação do

líquido de arrefecimento, podendo ser individuais ou múltiplos.

- Cárter – É o reservatório do óleo lubrificante utilizado pelo sistema de lubrificação.




- Seção dianteira – É a parte dianteira do bloco, onde se alojam as engrenagens de

distribuição dos movimentos para os acessórios externos, tais como bomba d’água,

ventilador e alternador de carga das baterias.

- Seção traseira – Onde encontramos o volante para montagem do equipamento

acionado.

Figura 7 - Exemplo de motor Diesel

2.5. Combustão no motor a diesel

Os motores de combustão interna são classificados em motores do ciclo Otto e do ciclo

Diesel. Os motores do ciclo Otto são aqueles que aspiram ar-combustível preparada antes de

ser comprimida no interior dos cilindros. A combustão da mistura é provocada por centelha

produzida numa vela de ignição. Os motores do ciclo Diesel são aqueles que aspiram o ar e

os comprimem no interior dos cilindros, para só depois, receberem o combustível sob

pressão. Quando ocorre o contato do ar com o combustível acontece a combustão por




autoignição. Os motores Diesel precisam, para essa alto ignição e queima perfeita, de

combustíveis de alto ponto de ignição. O óleo Diesel é uma mistura de hidrocarbonetos com

ponto de ebulição entre 200 e 360°C, obtido por destilação do petróleo, o seu poder

calorífico médio (Calor de combustão) é de 11000 kcal/Kg.

2.6. Lubrificação do motor Diesel

O sistema de lubrificação do motor Diesel é dimensionado para operar com um volume de

óleo lubrificante de 2 a 3 litros por litro de cilindrada do motor e vazão entre 10 a 40 litros

por cavalo-hora, conforme projeto do fabricante. Os componentes básicos do sistema de

lubrificação dos motores Diesel são:

- Cárter de óleo;

- Bomba de circulação forçada, geralmente do tipo engrenagem, acionada pela árvore

de manivelas do motor;

- Regulador de pressão;

- Filtros de fluxo;

- Sensores de pressão, manômetros, etc.

Figura 8 - Sistema de lubrificação

2.6.1. Óleos, filtros e trocadores de calor

O óleo lubrificante é o responsável pela triplicação da vida do motor atualmente. A

característica mais importante do óleo lubrificante é a sua viscosidade. Ela é medida pelo

viscosímetro, e de acordo com a sua viscosidade, os óleos são classificados em SAE e API.

Os filtros, na maioria dos casos, são do tipo cartucho de papel descartável e devem ser

substituídos a cada troca do óleo lubrificante, nos períodos especificados pelo fabricante do

motor.




Figura 9 - Filtros

Trocador de calor (ou radiador de óleo) tem a finalidade de transferir o calor do óleo

lubrificante, cuja temperatura não pode ser superior a 130°C, para o meio refrigerante (ar ou

água).

2.7. Refrigeração (Arrefecimento)

O meio refrigerante geralmente é água com aditivo para rebaixar o ponto de

congelamento (regiões mais frias) e para proteger contra corrosão. A quantidade do meio

refrigerante é pequena ( 3 a 6 litros).Para poder chegar mais rapidamente à temperatura de

serviço; eventual reserva é feita no radiador e tanque de expansão.

Figura 10 - Sistema de refrigeração ou arrefecimento

A água do sistema de refrigeração do motor deve ser limpa e livre de agentes

químicos corrosivos tais como cloretos, e ácidos. A água deve ser mantida levemente

alcalina, com PH entre de 8 e 9,5. A água potável pode ser usada no motor. A qualidade da

água não interfere no funcionamento do motor, porém a longo prazo pode resulta em danos

irreparáveis. Águas com formações sólidas podem obstruir a passagem dificultando as trocas

de calor. Água muito ácida pode provocar corrosão eletrolítica entre materiais diferentes. O




sistema de arrefecimento frequentemente deve ser lavado com produtos químicos indicados

pelos fabricantes do motor.

2.8. Componentes elétricos

Alguns motores Diesel, especialmente os aplicados em grupos Diesel-geradores, são

dotados de um dispositivo elétrico de parada, em geral, um solenoide, que dependendo do

fabricante e do tipo do motor, trabalha com alimentação constante ou, em alguns casos, são

alimentados somente no momento de parar o motor Diesel. Este dispositivo, na maioria dos

grupos geradores, está interligado a outros componentes de proteção, que serão vistos

adiante. Há também motores equipados com ventilador acionado por embreagem

eletromagnética, que, controlada por um termostato, ligam quando a temperatura da água

aumenta.

Em relação a carga das baterias, um carregador/flutuador automático alimentado pela

rede elétrica local mantém as baterias carregadas durante o tempo em que o motor

permanece parado. Quando não se dispões desse recurso a carga das baterias é feita pelo

gerador de cargas, que nos motores atuais, são os alternadores (gerador de corrente trifásica

dotada de uma ponte retificadora.

2.9. Potência do motor

A expressão que define a potência do motor pode ser vista na Equação 19.

Equação 19

Em que:

é dado em rpm, é dado em libras e em pés. O produto é conhecido como torque.

Se empregarmos em Kg e em metros, utilizaremos então a Erro! Fonte de referência

ão encontrada..

Equação 20




Lembrando que .

A potência medida acima é resultado da expansão dos gases de combustão no interior dos

cilindros do motor, que impulsiona o pistão fazendo girar a árvore de manivelas contra a

resistência oposta pelo freio. Portanto, resulta da pressão exercida sobre a superfície da cabeça do

pistão (Pereira, 2009).

O diagrama pressão X volume do ciclo do diesel é mostrado na Figura 11, onde é possível

visualizar o ciclo de trabalho do motor diesel.

Figura 11 - Ciclo Diesel

Partindo do ponto a, ar é comprimido adiabaticamente (sem troca de calor) até o ponto b,

aquecido à pressão constante até c, expandido adiabaticamente até d e novamente resfriado, a

volume constante, até a. O trabalho obtido é a área hachurada, com limites abcd. O calor

absorvido é fornecido a pressão constante, ao longo da linha bc e o cedido, o que se remove

durante da. Não há troca de calor nas transformações adiabáticas ab e cd.

Sabemos que potência é a razão do trabalho pelo tempo e que o trabalho é o produto da força

pelo deslocamento, assim como, a força é o produto da pressão pela área, pressão essa, que aqui é

considerada a pressão média efetiva.

Matematicamente reescrevemos a análise acima como:

Sabendo que:

número de rotações por cilindro entre dois cursos de expansão (para motores de quatro

tempo, ). A relação será o numero de vezes por minuto que ocorre um curso de

potência ou tempo motor em cada cilindro.




Equação 21

Como:

Equação 22

Podemos reescrever a expressão da potência como:

Por fim:

Equação 23

Onde:

A pressão média efetiva é uma variável muito expressiva no julgamento da eficácia com que

um motor tira proveito do seu tamanho (cilindrada), sendo, por isso, muito usada para fins de

comparação entre motores. O torque, por exemplo, não se presta muito a comparar motores

porque depende das dimensões dos motores. A potência, também, não é um bom parâmetro de

comparação, pois, além das dimensões do motor, também depende da velocidade de rotação.

Assim, num projeto de construção de um motor devemos buscar uma pressão média efetiva

elevada.

Para se obter para motores de 4 tempos, quando conhecida a pressão em BHP, em

rpm e em , podemos usar as Equação 24 e a Equação 25.




Equação 24

Equação 25

A medição do consumo de combustível é fundamental no cálculo da eficiência do motor na

transformação de energia química em trabalho útil. Para isso é preciso conhecer os valores de

massa de combustível consumido, potência medida e tempo.

O consumo horário é dado por:

Equação 26

Com o consumo horário medido, sob regime conhecido de carga, pode-se determinar o

consumo específico e consequentemente a massa que será calculado pelo produto do volume

pela sua densidade. Conforme visto na equação abaixo.

Equação 27

Em que:

é a densidade do combustível;

é o volume do combustível consumido;

é a potência do motor em HP

é o tempo

O emprego desse parâmetro tem grande aceitação, pois todas as variáveis envolvidas são

medidas em unidade padrão de combustível em relação aos gerados.




Para os grupos motores geradores é sempre importante saber o consumo específico de

combustível em relação ao gerados. Para calcular esse valor, basta considerar o consumo

específico em do motor e dividir pelo rendimento do alternador.

O rendimento térmico é a relação entre a potência produzida e a potência calorífica entregue,

ou seja, é a eficiência de transformação de calor em trabalho, para um ciclo.

Equação 28

Por definição:

A potência calorífica do combustível é dada sempre me quantidade de calor em relação à

massa. Combinando-se o poder calorífico de e o consumo específico de combustível

, tem-se:

O calor recebido bQ. E o rendimento térmico resultante pode ser visto em.

Equação 29

3. Princípio de funcionamento do grupo motor gerador.

3.1. Noções de operação dos grupos motores geradores.

3.2. Acoplamento e alinhamento.

É a ligação entre os eixos do alternador e do motor. Ela geralmente é feita por meio de uma

acoplamento elástico capaz de absorver pequenos desalinhamentos radiais e axiais, bem como as

vibrações provenientes das variações de carga e do desbalanceamento admitido das massas girantes.

O alinhamento do centro dos eixos é essencial para o bom funcionamento do equipamento, na

medida em que não introduza vibrações e desgastes prematuros dos rolamentos do alternador e dos

mancais do motor diesel. O tipo de acoplamento mais comum é o Elco (menor custo e montagem

simples). Ele é constituído de 6,8 ou 12 mangas de borracha sobre pinos de aço instalados numa das

metades do acoplamento, que e encaixam na segunda metade. Os alternadores modernos são dotados




de carcaça padrão SAE, que permite montagem monobloco, garantindo a manutenção do

alinhamento entre os eixos das máquinas após a montagem. Entretanto a primeira montagem exige a

conferência da concentricidade dos eixos em relação às suas respectivas carcaças, para isso usa-se

um microcomparador, assegurando assim que não haverá desalinhamento.

Figura 12 - Acoplamento Elco

Figura 13 - Acoplamento elástico

3.3. Componentes de supervisão e controle.




Os componentes de supervisão e controle são responsáveis por mante o GMG funcionando

automaticamente sem a intervenção humana. Caso haja alguma deficiência de funcionamento do

sistema, o motor pode sofre sérias avarias, por isso, para prevenir essas falhas os grupos geradores sã

dotados de sistemas de proteção e controle, como podemos ver abaixo:

- Pressostato de óleo lubrificante: comanda a parada do motor quando a pressão do óleo cair

abaixo de um valor predeterminado.

- Termostato para água de refrigeração: comanda a parada do motor quando a temperatura do

meio refrigerante ultrapassa um valor predeterminado.

- Sensor de sobrevelocidade: comanda a parada do motor quando a velocidade ultrapassar,

geralmente 20%, do valor nominal.

- Sensor de nível do líquido de refrigeração: Utilizado para acionar um dispositivo de alarme, que

indicará a necessidade de completar o nível do sistema de refrigeração.

- Sensor de ruptura de correia: comanda a parda do motor em caso de ruptura da correia, evitando

a elevação da água.

- Sensor de frequência: usado para controlar a frequência do gerador e da rede. Nos GMG

equipados com partida automática, este comanda as comutações.

- Outros: painel de instrumentos, quadro de comandos e sensores de tensão da rede e do grupo.

4. Instalação do grupo motor gerador.

Nas instalações e serviços em eletricidade, devem ser observadas no projeto, execução,

operação, manutenção, reforma e ampliação, as normas técnicas oficiais estabelecidas pelos

órgãos competentes e, na falta destas, as normas internacionais vigentes. Assim, também para a

instalação de um GMG, devem ser observados os seguintes:

4.1. Proteção contra o risco de contato

- Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e executadas de modo que

seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico e todos os outros tipos de

acidentes.

- As partes de instalações elétricas a serem operadas, ajustadas ou examinadas, devem ser

dispostas de modo a permitir um espaço suficiente para trabalho seguro.




- As partes das instalações elétricas, não cobertas por material isolante, na impossibilidade de

se conservarem distâncias que evitem contatos casuais, devem ser isoladas por obstáculos que

ofereçam, de forma segura, resistência a esforços mecânicos usuais.

- Toda instalação ou peça condutora que não faça parte dos circuitos elétricos, mas que,

eventualmente, possa ficar sob tensão, deve ser aterrada, desde que esteja em local acessível a

contatos.

- O aterramento das instalações elétricas deve ser executado obedecendo às normas técnicas

oficiais estabelecidas pelos órgãos competentes e, na falta destas, as normas internacionais

vigentes.

- As instalações elétricas que estejam em contato direto ou indiretas com a água e que possam

permitir fuga de corrente devem ser projetadas e executadas, obedecendo às normas técnicas

oficiais estabelecidas pelos órgãos competentes e, na falta destas, as normas internacionais

vigentes, em especial quanto à blindagem, estanqueidade, isolamento e aterramento.

4.2. Proteção do trabalhador no serviço de instalação

- No desenvolvimento de serviços em instalações elétricas, devem ser previstos Sistemas de

Proteção Coletiva - SPC, através de isolamento físico de áreas, sinalização, aterramento

provisório e outros similares, nos trechos onde os serviços estão sendo desenvolvidos.

- Quando, no desenvolvimento dos serviços, os sistemas de proteção coletiva forem

insuficientes para o controle de todos os riscos de acidentes pessoais, devem ser utilizados

equipamentos de Proteção Coletiva - EPC e Equipamentos de Proteção Individual - EPI, tais

como varas de manobra, escadas, detectores de tensão, cintos de segurança, capacetes e luvas,

observadas as prescrições previstas nas normas técnicas oficiais estabelecidas pelos órgãos

competentes e, na falta destas, as normas internacionais vigentes.

- As ferramentas manuais utilizadas nos serviços em instalações elétricas devem ser

eletricamente isoladas, merecendo especiais cuidados as ferramentas e outros equipamentos

destinados a serviços em instalações elétricas energizadas.

4.2.1. Procedimentos

Os grupos geradores não devem operar com carga muito abaixo da sua capacidade nominal,

sob risco de trazer danos ao motor e também reduzir sua vida útil.

Os motores diesel são projetados e seus componentes internos normalmente dimensionados

para condições de carga próximas da nominal, ocasião em que seus sistemas internos atingem




temperaturas cujas dilatações térmicas permitem vedações mais eficientes, como é o caso dos

anéis de vedação dos cilindros do motor. Com cargas reduzidas, os sistemas de água de

arrefecimento, óleo lubrificante e outros, trabalham em temperaturas mais baixas, caracterizando

uma anomalia às condições do equipamento.

Muito embora dar-se ênfase de que cargas inferiores a 30% são proibitivas, outras cargas

reduzidas, mesmo que superiores a indicada, igualmente podem implicar nos seguintes

problemas:

- maior consumo específico de óleo lubrificante

- maior consumo específico de óleo combustível

- surgimento de óleo na tubulação de gases de descarga

- desgaste prematuro de anéis e espelhamento de camisas

Os riscos de problemas e intensidade dos desgastes no motor, estarão diretamente associados

ao tempo de operação que o grupo gerador ficar submetido a estas condições de baixa carga. Em

particular, além de danos ao motor, a operação com baixa carga também pode provocar acúmulo

de óleos não queimados pelo motor no interior do silencioso da tubulação de gases de descarga.

Esta situação pode trazer risco de explosão ao silencioso, caso o motor passe a operar com

cargas elevadas e consequentes altas temperaturas no interior desse acessório.

- Durante a construção ou reparo de instalações elétricas ou obras de construção civil,

próximas de instalações sob tensão, devem ser tomados cuidados especiais quanto ao risco de

contatos eventuais e de indução elétrica. • Quando forem necessários serviços de manutenção em

instalações elétricas sob tensão, estes deverão ser planejados e programados, determinando-se

todas as operações que envolvam riscos de acidente, para que possam ser estabelecidas as

medidas preventivas necessárias.

- Toda ocorrência, não programada, em instalações elétricas sob tensão deve ser comunicada

ao responsável por essas instalações, para que sejam tomadas as medidas cabíveis. • É proibido

acesso e permanência de pessoas não autorizadas em ambientes próximos a partes das instalações

elétricas que ofereçam riscos de danos às pessoas e às próprias instalações.

- Os serviços de manutenção ou reparo em partes de instalações elétricas que não estejam sob

tensão, só podem ser realizados quando as mesmas estiverem liberadas.

- Entende-se por instalação elétrica liberada para estes serviços, aquela cuja ausência de

tensão pode ser constatada com dispositivos específicos para esta finalidade.




-Para garantir a ausência de tensão no circuito elétrico, durante todo o tempo necessário para

o desenvolvimento destes serviços, os dispositivos de comando devem estar sinalizados e

bloqueados, bem como o circuito elétrico aterrado.

- Os serviços de manutenção e/ou reparos em partes de instalações elétricas, sob tensão, só

podem ser executados por profissionais qualificados, devidamente treinados, em cursos

especializados, com emprego de ferramentas e equipamentos especiais. Observar os requisitos

tecnológicos e as prescrições previstas nas normas técnicas oficiais estabelecidas pelos órgãos

competentes e, na falta destas, as normas internacionais vigentes.

- As instalações elétricas devem ser inspecionadas por profissionais qualificados, designados

pelo responsável pelas instalações elétricas nas fases de execução, operação, manutenção,

reforma e ampliação.

- Devem ser colocadas placas de aviso, inscrições de advertência, bandeirolas e demais meios

de sinalização que chamem a atenção quanto ao risco das instalações elétricas sob tensão, sujeitas

a risco de contato durante os trabalhos de reparação, ou sempre que for julgado necessário.

Os localizados próximos as partes elétricas expostas, não devem ser utilizados como

passagem.

- É proibido guardar objetos estranhos próximos às partes condutoras da instalação.

- Devem ser utilizados cordões elétricos alimentados por transformador de segurança ou por

tensão elétrica não superior a 24 volts quando da realização de serviços em locais úmidos ou

encharcados, bem como quando o piso oferecer condições propícias para condução de corrente

elétrica.

4.3. Segurança

4.3.1. Situações de emergência

- Os equipamentos automáticos são providos de Botoeira/Botão de Emergência e deverão ser

prontamente acionados, por pessoal responsável em casos de emergência.

- Os equipamentos automáticos também são providos de controladores lógicos programáveis

que monitoram a performance do equipamento. Em caso de funcionamento irregular do

equipamento, automaticamente ocorrerá seu desligamento.

- Os equipamentos manuais são providos de Botões de Parada ou Chave, que deverão ser

prontamente acionados por pessoal responsável em casos de emergência.




4.3.2. Equipamentos de Proteção

Individual (EPI)

Devem ser utilizados quando da instalação, entrega técnica, limpeza, manutenção ou

movimentação do(s) grupo(s) gerador(es), seja por parte do cliente ou de funcionário da

instaladora os equipamentos de proteção aplicáveis a cada situação. Uma sugestão em forma de

tabela pode ser FIGUARA TAL

Figura 14 - FIGURA TAL FONTE MANUAL STEMAC

4.4. Vibração e ruído, arrefecimento e condições de correção das influências externas.

5. Manutenção de grupo motores geradores

5.1. Manutenção preventiva.

Consiste na verificação periódica das condições do equipamento, seguindo recomendações

do fabricante, de forma a manter uma boa condição de funcionamento. Na tabela abaixo

apresentamos um exemplo de plano de manutenção preventiva:




Figura 15 - Plano de manutenção preventiva

5.2. Proteção do gerador e procedimentos de segurança.

5.2.1. Instalações

Proteção contra o risco de contato

Todas as partes das instalações elétricas devem ser projetadas e

executadas de modo que seja possível prevenir, por meios seguros, os perigos de choque

elétrico e todos os outros tipos de acidentes.




As partes de instalações elétricas a serem operadas, ajustadas ou

examinadas, devem ser dispostas de modo a permitir um espaço suficiente para trabalho

seguro.

As partes das instalações elétricas, não cobertas por material isolante, na

impossibilidade de se conservarem distâncias que evitem com tatos casuais, devem ser

isoladas por obstáculos que ofereçam, de forma segura, resistência a esforços mecânicos

usuais.

Toda instalação ou peça condutora que não faça parte dos circuitos

elétricos, mas que, eventualmente, possa ficar sob tensão, deve ser aterrada, desde que

esteja em local acessível a contatos.

O aterramento das instalações elétricas devem ser executado obedecendo às

normas técnicas oficiais estabelecidas pelos órgãos competentes e, na falta destas, as

normas internacionais vigentes.

As instalações elétricas que estejam em contato direto ou indiretas

com a água e que possam permitir fuga de corrente devem ser projetadas e executadas,

obedecendo às normas técnicas oficiais estabelecidas pelos

5.2.2. Proteção do trabalhador

No desenvolvimento de serviços em instalações elétricas, devem ser

previstos Sistemas de Proteção Coletiva - SPC, através de isola mento físico de áreas,

sinalização, aterramento provisório e outros similares, nos trechos onde os serviços estão sendo

desenvolvidos.

Quando, no desenvolvimento dos serviços, os sistemas de proteção coletiva

forem insuficientes para o controle de todos os riscos de acidentes pessoais, devem ser

utilizados Equipamentos de Proteção Coletiva - EPC e Equipamentos de Proteção Individual -

EPI, tais como varas de manobra, escadas, detectores de tensão, cintos de segurança,

capacetes e luvas, observadas as prescrições previstas nas normas técnicas oficiais

estabelecidas pelos órgãos competentes e, na falta destas, as normas internacionais vigentes.




As ferramentas manuais utilizadas nos serviços em instalações elétricas

devem ser eletricamente isoladas, merecendo especiais cuidados as ferramentas e outros

equipamentos destinados a serviços em instalações elétricas sob tensão.

5.2.3. Procedimentos

Os grupos geradores não devem operar com carga muito abaixo da sua capacidade

nominal, sob risco de trazer danos ao motor e também reduzir sua vida útil.

5.2.4. Situações de emergência

Os equipamentos automáticos são providos de Botoeira/Botão de Emergência e

deverão ser prontamente acionados, por pessoal responsável em casos de emergência.

Os equipamentos automáticos também são providos de controladores lógicos

programáveis que monitoram a performance do equipamento. Em caso de funcionamento

irregular do equipamento, automaticamente ocorrerá seu desligamento.

Os equipamentos manuais são providos de Botões de Parada ou Chave,

que deverão ser prontamente acionados por pessoal respon sável em casos de emergência.

6. Considerações na Rede:

a. Capacitores na rede.

É comum, em instalações elétricas, a existência de banco de capacitores nos circuitos de

carga para correção de fator de potência. Assim, quando o grupo gerador assumir a carga, deve-

se ter o cuidado para que ele não venha atender, num primeiro instante apenas ao banco de

capacitores, por eles causarem uma sobre excitação no gerador, abalando dessa forma, a

regulagem da tensão.

b. Aterramento.

A carcaça do gerador deverá ser interligada à malha de aterramento disponível.

A barra de terra da USCA deverá ser interligada à malha de aterramento disponível.

A base metálica dos GMG’S são interligadas a barra de terra da USCA/QTA.

Em instalações com transformadores elevadores estrela/triângulo o neutro dos geradores

deveram ser aterrados e não interligados aos primeiros.




Em instalações de grupos em paralelo com transformadores elevadores, os neutros dos

geradores deverão ser interligados entre eles e aterrados e não interligados aos primeiros.

Estas ligações devem ser efetuadas utilizando-se cabos de cobre nu na bitola especificada em

tabela fornecida pelo fabricante. Por fim, leitos, eletrocalhas, cabos blindados e eletrodutos

metálicos devem ser aterrados em suas duas extremidades (quadro/equipamentos).

c. Para-raios

Usado em regiões muito propensas a distúrbios atmosféricos, é recomendável a instalação de

para-raios de baixa tensão e supressores de surto (varistores), na entrada da rede da chave de

transferência.

d. Fusíveis

Quando existirem, podem estar instalados na bazeta de proteção do alternador, e são do tipo

anti-vibração, o manual do fabricante deve ser consultado para maiores detalhes e procedimentos

de substituição.

7. Identificação do motores

A identificação fica em uma placa, montada geralmente no bloco do moto, onde podemos

encontrar o tipo do moto, o número do motor, ponto de bomba e a folga de válvulas à frio.

Exemplos motores MWN usados em grupos da STEMAC

D 229/3

D 229/6

TD 229 – EC/6

D = diesel

T = tubo comprimido

229 é o número da série

3,4,6 é o número de cilindros

EC = combustão econômica.




8. Telecomando

Os GMGs possuem módulos que foram projetados para possibilitar ao operador partir e

parar o gerador e, se necessário, transferir a carga para o gerador de forma manual ou automática.

Em modo automático os módulos eles irão comandar a partida e parada do grupo gerador, a partir da

disponibilidade da fonte principal (normalmente a rede da concessionária de energia). O

operador tem também a facilidade de visualizar todos os parâmetros operacionais do sistema

através do display LCD.

Alguns desses módulos monitoram o motor, indicando todas as condições operacionais. Em

caso de falha, será emitido um alarme sonoro e o motor será desligado automaticamente. O módulo

irá informar a real causa da falha através no display LCD.

Alguns GMGs utilização software de configuração para PC (Configuration Suite) permite a

configuração das sequências de operação, temporizadores e alarmes.

Além disso, podem possuir, editor de configuração integrado ao módulo permite o ajuste

destas informações.

Esses módulos, geralmente, são acomodados em um gabinete plástico resistente projetado

para a montagem na parte frontal do painel. Todas as conexões são realizadas por meio de plugues e

soquetes.




9. Normas brasileiras relativas aos grupos motores geradores.

- VDE 0530 – Máquinas elétricas girantes (Especificações e características de ensaio);

- NBR 5117 – Máquinas Síncronas (Especificações);

- NBR 5052 – Máquinas síncronas (Método de ensino);

- IEC e NBR 6146 – Define os graus de proteção dos equipamentos elétricos;

- IEC 39.9 e NBR -3:02.8-001 especificam limites máximos de nível de ruído, em decibéis;

- DIN 45665 – Norma em relação a vibração dos equipamentos;.

- NBR 7095 – Norma que relaciona as classes de isolamento dos materiais utilizados em

máquinas elétricas.




10. Bibliografia

1.MAMEDE F., João. Instalações Elétricas Industriais. 8ª Edição. São Paulo: LTC, 2010.

2.COTRIM, Ademaro A. M. B.. Instalações Elétricas. 5ª Edição. São Paulo: Pearson, 2009.

3.KINDERMANN, Geraldo. Proteção de Sistemas Elétricos de Potência Vol. 1. 2ª Edição.

Florianópolis:

Labplan, 2004.

4.MONTICELLI. A. J., GARCIA. A. V. Garcia. Introdução a sistemas de energia elétrica:

editora: UNICAMP

5.OLIVEIRA. C. C. B., SCHMIT. H. P., KAGAN. N., ROBBA. E. Introdução a Sistemas

Elétricos de Potência - 2ª Edição Revista e Ampliada.

6.ELGERD, O. Introdução à Teoria de Sistemas de Energia Elétrica; São Paulo: McGraw-

Hill do Brasil, 1978.

7.GRAINGER, J. J.; STEVENSON J. W. D. Power System Analysis; New York: McGraw-

Hill, 1994.

8. Apostila – módulo 4 – Geração de energia – WEG

9. Manual do fabricante STEMAC

10. Manual do fabricante WEG

sumário - ifrn.edu.br manutenção de grupo motores ... geradores e dos motores motores de...

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