vista alegre

ACTUAL - Consultoria Projetos e Manuteno Industrial Ltda.

Av. Cndido Hartmann, 999 - Mercs - Curitiba/PR - CEP 80.710-570 - Fone/Fax: (41) 3336.1737 email: [email protected]

Actual - CPMI

Usina Vista Alegre

Sistema de Gerao de Energia Eltrica

Abril de 2010

Usina Vista Alegre 2/60

ACTUAL - Consultoria Projetos e Manuteno Industrial Ltda. Fone/Fax: (41) 3336-1737 - email: [email protected]

NDICE

1. Introduo.......................................................................................................................... 3

1.1. Destinao do Curso................................................................................................... 3 1.2. Apresentao.............................................................................................................. 3

2. Teoria da Gerao de Energia Eltrica ............................................................................. 3 2.1. Introduo ................................................................................................................... 3 2.2. Curva de Operao do Gerador Sncrono .................................................................. 5

2.2.1. Gerador de Rotor com Polos Lisos....................................................................... 5 2.2.2. Concluses......................................................................................................... 14

2.3. O Estatismo (Droop) e a Compensao de Reativos................................................ 15 2.3.1. Introduo .......................................................................................................... 15 2.3.2. Conceituao da existncia do estatismo: ......................................................... 15 2.3.3. Definio do estatismo / compensao de reativo ............................................. 17 2.3.4. Anlise do efeito do estatismo em um sistema de potncia ............................... 18

2.4. Diviso de Carga Iscrona........................................................................................ 23 2.5. Controle de Potncia................................................................................................. 24 2.6. Controladores Modernos........................................................................................... 24

3. Sistema de Excitao ...................................................................................................... 25 4. Sistemas de Regulao de Velocidade ........................................................................... 27

4.1. Regulador de Velocidade Woodward 505................................................................. 27 4.1.1. Regulador de Velocidade ................................................................................... 30 4.1.2. Setpoint de Velocidade Remoto ......................................................................... 31 4.1.3. Controlador Auxiliar ............................................................................................ 31 4.1.4. Setpoint Auxiliar Remoto .................................................................................... 31 4.1.5. Diviso de Carga................................................................................................ 32 4.1.6. Regulador "CASCADE" (No usado para Vista Alegre) ..................................... 32 4.1.7. Setpoint CASCADE Remoto ............................................................................ 32 4.1.8. Limitador da Vlvula ........................................................................................... 33 4.1.9. Caractersticas de Operao.............................................................................. 33 4.1.10. Marcha Lenta / Nominal ................................................................................... 33 4.1.11. Seqncia de Partida Automtica .................................................................... 34 4.1.12. Contorno da Velocidade Crtica........................................................................ 34 4.1.13. Teclado e Display ............................................................................................. 35 4.1.14. Temporizador Watchdog / Falha da CPU Controle .......................................... 37

5. Sistema de sincronismo e controle de carga (EGCP3 LS e EGCP3 MC) ....................... 38 5.1. Woodward EGCP3 LS .............................................................................................. 42 5.2. Woodward EGCP3 MC ............................................................................................. 52

6. Proteo Eltrica ............................................................................................................. 57 7. Diagrama Unifilar Geral ................................................................................................... 60



1. Introduo

1.1. Destinao do Curso O presente curso destina-se aos engenheiros, tcnicos e operadores que, pelas suas atribuies, atuem ou se envolvam direta ou indiretamente na operao e na manuteno do turbo-gerador e processo de co-gerao, com a concessionria, da Usina Vista Alegre.

1.2. Apresentao O curso visa fornecer as informaes bsicas necessrias para a execuo da operao e da manuteno eltrica dos painis perifricos do turbo-gerador e da interligao com a concessionria. 2. Teoria da Gerao de Energia Eltrica

2.1. Introduo

Em se tratando de energia eltrica, o consumidor tem duas grandezas principais que definem a qualidade do fornecimento. So elas, a freqncia e a tenso.

Essas grandezas devem ser mantidas dentro de certos limites considerados como satisfatrios para que os equipamentos, a serem alimentados, possam operar continuamente, sem que ocorram danos devido a variaes de tenso e freqncia.

O regulador de velocidade da turbina se encarrega de controlar a mquina de modo a fornecer a exata quantidade de energia que o consumidor necessita, na freqncia desejada. Ele regula a potncia (mecnica) e a freqncia.

J o regulador de tenso tem a tarefa de manter constante a tenso do gerador.

O valor da tenso no ponto de consumo funo da cadeia de transformao (transformadores) entre o gerador e o consumidor, mas a tarefa de manter invarivel esta tenso, cabe aos reguladores de tenso. Alm desta incumbncia, o regulador de tenso tem outra tarefa importante. Deve ajudar a manter a estabilidade do gerador ligado ao sistema.

Ao ocorrer um princpio de instabilidade, o regulador de tenso deve fornecer uma resposta imediata e eficaz para combater a instabilidade.

O gerador sncrono que fornece energia em regime comercial, deve ser capaz de entregar ao consumidor o tipo de energia que este necessita.



As cargas que o gerador vai alimentar, podem ser classificadas em trs tipos, de acordo com a corrente que necessitam:

- carga resistiva;

- carga indutiva;

- carga capacitiva.

Todas as cargas necessitam de certa parcela de corrente resistiva, para atender sua demanda de potncia mecnica. Esta seria ento a "potncia ativa". A potncia ativa fornecida pela turbina. O gerador somente faz o "repasse" ao consumidor.

Mas alm da potncia ativa (mecnica), a carga ainda requer uma parcela de "potncia reativa". Esta potncia reativa decorrente do tipo de corrente que a carga requer, em adio corrente resistiva. A potncia reativa no vem da turbina, ela fornecida pelo gerador. uma potncia no mecnica.

Sob um ponto de vista prtico, podemos dizer que a carga, que durante sua energizao recebe do gerador uma corrente em fase com a tenso chamada de corrente resistiva.

Mas, devido sua natureza, quando puramente indutiva ou capacitiva, a carga "desloca" a corrente, de um ngulo de 90. A carga indutiva "desloca" para -90, de modo que a corrente fica 90 graus atrasada da tenso. A carga capacitiva "desloca" para +90, resultando em corrente "adiantada" de 90 em relao tenso. A carga resistiva no defasa a corrente.

Quando a carga no puramente indutiva ou puramente capacitiva, porm com uma parcela indutiva ou capacitiva, ocorre uma defazagem que tende a +/- 90, conforme a carga se torna mais indutiva ou capacitiva ou tende a 0 quando a parcela indutiva ou capacitiva pequena.

Existem conceitos tericos que explicam como e porque existe tal defasagem; mas como esta teoria foge do assunto deste trabalho, aceitemos os fatos expostos como postulados.



2.2. Curva de Operao do Gerador Sncrono Durante a operao de um gerador sncrono preciso conhecer os limites dentro do qual ele pode ser usado de maneira segura. Estes limites sero ditados pela potncia da turbina, excitao do campo, estabilidade de funcionamento e condies trmicas do gerador. A considerao simultnea destes fatores feita atravs do diagrama de cargas eltricas ou curva de operao do gerador. Neste diagrama mostrada a rea dentro da qual o gerador pode funcionar satisfatoriamente e as caractersticas de seu funcionamento em cada ponto interno a esta rea. As informaes assim obtidas so prontamente utilizveis para avaliao das condies de operao da mquina.

2.2.1. Gerador de Rotor com Polos Lisos Existem geradores com rotores de polos lisos (cilindricos) ou polos salientes. A curva de capacidade ou capabilidade do gerador (curva de operao) um pouco diferente para cada um desses tipos de geradores. Porm por simplicidade vamos estudar somente o gerador com polos lisos.

2.2.1.1. Diagrama Vetorial da Mquina A base para a construo da curva de operao o diagrama vetorial do gerador. A figura 1 mostra o diagrama vetorial do gerador desprezando-se a sua resistncia de armadura. A reatncia sncrona xd assumida a no saturada.

xd

Eo I

V

V

Eo

o A

C

xd.I

.P

.Q B

Figura 1

I



Admitindo o gerador operando em paralelo com um sistema com tenso e freqncia constantes, as potncias ativa e reativa por fase so:

senIVQIVP..cos..

==

mas:

senEoIxdCB .cos.. == multiplicando ambos os membros desta equao por V/xd:

senEoxdVIV .).(cos.. = ou seja, a potncia ativa por fase :

senEoxdVP ..)(= (1) e pode, a menos do fator de escala V/xd ser medida pelo segmento CB . Por outro lado:

senIxdVEoAB ..cos. == multiplicando ambos os membros por V/xd:

senIVVEoxdV ..)cos..( = ou seja, a potncia reativa por fase :

)cos..()( VEoxdVQ = (2) e pode ser medida pelo segmento AB , a menos do fator de escala V/xd. Desta forma, o segmento AC representa a potncia aparente por fase, S, a menos do fator de escala V/xd.

2.2.1.2. Operao com Potncia Ativa Constante e Excitao Varivel Mantendo-se constante a potncia que a turbina fornece ao gerador, a potncia eltrica que o gerador fornece carga tambm constante. Com a variao da excitao, altera-se o fator de potncia com o qual esta potncia fornecida. Em outras palavras pode-se desta forma alterar a potncia reativa fornecida ao sistema mantendo-se inalterada a potncia ativa. Por outro lado, o aumento da corrente de excitao corresponde a um aumento do fluxo de magnetizao da mquina, com o correspondente aumento da f.e.m. induzida em vazio.



A fig. 2 representa o diagrama vetorial de um gerador sncrono para diferentes excitaes (mantendo-se a potncia ativa constante). Uma vez que a potncia ativa permanece inalterada os segmentos CB . para cada condio de excitao ( "", BCBC ), tem sempre o mesmo comprimento e esto compreendidos entre as retas mn e pq. A ponta do vetor Eo, o qual proporcional corrente de excitao, percorre a reta pq. O ngulo de carga () varia a fim de se ajustar ao valor de Eo. conforme a equao 1. Com = 90o eltricos correspondente ao limite terico de estabilidade esttica, atinge-se o mnimo valor para Eo. Excitaes menores no garantem mais a transferncia desta potncia da turbina.

A fig. 3 mostra a variao senoidal da potncia ativa com o ngulo . para diferentes condies de excitao da mquina. A medida que cresce a excitao (cresce o fluxo). menor o ngulo de potncia necessrio transferncia de uma determinada potncia ativa. Em outras palavras, a mquina com maior fluxo, potencialmente mais apta para transferir o conjugado eletro-magntico. Entretanto. valores elevados de f.e.m. interna (ou seja, valores elevados de fluxos de magnetizao) pressupem valores correspondentemente altos de corrente de excitao. Desta forma, infere-se que a faixa de valores de f.e.m. interna. para uma dada potncia ativa, encontra-se entre dois limites: um valor mnimo. abaixo do qual o sincronismo perdido; um valor mximo, ditado pela mxima corrente de excitao que o enrolamento de campo pode suportar sem aquecimento excessivo. Na prtica. o menor valor de f.e.m. em vazio permitido no aquele correspondente a = 90o eltricos, pois isto significaria permitir um funcionamento da mquina em condies bastante criticas.

rt

p

m0 A B

C

Eo

B

C

Eo

q

n

s

C

B

II

I

u Figura 2



Qualquer variao da carga acarretaria imediata perda de sincronismo. A fim de manter uma certa reserva para uma eventual variao de carga, comum utilizar-se um ngulo de potncia mximo de 70o eltricos, por exemplo. Para a f.e.m. variando entre os limites permissveis acima descritos, a fig. 2 mostra os correspondentes valores da corrente da armadura, I. Como a potncia ativa cedida pela mquina constante, o produto I.cos., tambm constante, e a ponta dos vetores que representam a corrente do armadura percorre a reta rs. A partir da condio de mnima excitao (fator de potncia capacitivo), a corrente atinge um valor mnimo com o aumento da excitao (fator de potncia unitrio), voltando a crescer at o valor mximo da excitao (fator de potncia indutivo). As condies acima so vlidas para cada potncia fixa da turbina e podem ser resumidas no conhecido diagrama das curvas em .V. (fig. 4).

90 eltricos

P

___CB

0

` `

Figura 3



possvel que para alguns valores mximos de excitao correspondam correntes de armaduras inaceitveis, pelo aquecimento que elas produziriam no estator. Desta forma um limite superior indireto para excitao deve ser estabelecido.

I Limite de estabilidade

Cos cap. Cos ind.

iexcFigura 4



2.2.1.3. Operao com Potncia Aparente Constante e Excitao Varivel O diagrama da fig. 5 mostra a situao na qual a excitao e a potncia ativa so variveis permanecendo constante a potncia aparente. Conforme apresentado no Item 2.2.1.1. (Diagrama vetorial da mquina), o segmento AC proporcional potncia aparente S. Portanto, o lugar geomtrico dos pontos de S = constante, a circunferncia de raio AC. Dependendo do valor da excitao (e. portanto, do valor da f.e.m. interna Eo), o gerador poder fornecer maior ou menor quantidade de reativos linha. Para cada potncia aparente considerada, uma circunferncia correspondente pode ser traada no diagrama da fig. 5. A circunferncia de maior raio permissvel aquela correspondente a mxima corrente admissvel nos enrolamentos da mquina, isto , a corrente que impe ao enrolamento da armadura a sobre-elevao de temperatura para a qual ele foi projetado.

C

A B

Eo

0 V

I

Figura 5



2.2.1.4. Operao com Excitao Constante e Potncia Ativa Varivel Sempre ligado uma linha de tenso e freqncia constantes (em paralelo com o sistema interligado), agora o gerador opera com uma corrente de excitao fixa e com a potncia mecnica fornecida pela turbina, variando. No diagrama vetorial, o lugar geomtrico da extremidade do vetor Eo uma circunferncia com centro no ponto 0 (fig. 6). Para um gerador, de Interesse apenas o arco da circunferncia correspondente a 0 900 eltricos Neste intervalo a potncia eltrica ativa fornecida pelo gerador varia senoidalmente com o ngulo de potncia (). de acordo com a equao 1, conforme pode ser visto na fig. 2. No diagrama da fig. 6, o segmento CB proporcional potncia ativa, indo de zero ( = 0) at a potncia mxima BC , correspondente ao limite terico de estabilidade esttica ( = 90o eltricos). Neste ponto o gerador estar operando sob o fator de potncia capacitivo ('), com uma corrente I'. O segmento AB indica a potncia reativa capacitiva, conforme equao 2. Para um valor particular da potncia mecnica que a turbina fornece ao gerador, tem-se a corrente em fase com a tenso. Nesta condio, de fator de potncia unitrio, toda esta potncia estar sendo fornecida carga do gerador como potncia ativa ( AB = 0).

C`

0

I

V A

C

B

Xd.I

Eo

Eo`

Xd.I`

I`

`

`

Limite de estabilidade

Figura 6

B



2.2.1.5. Diagrama de Operao do Gerador O diagrama de operao tem por base a considerao simultnea dos diagramas apresentados anteriormente (resultando a fig. 7). As circunferncias correspondentes s f.e.m. Eo constantes, so concntricas com O. As circunferncias correspondentes potncias aparentes constantes. so concntricas com A. Os diagramas de operao so geralmente construdos em valores p.u. A calibrao da escala de potncia pode ser feita atravs da potncia aparente para mquina com excitao nula. Desta forma, OA= V2/xd.= 1/xd. Ou seja, em valor p.u. para potncia reativa Q = 1/Xd, coincide com o comprimento do segmento OA . Com Isto, os eixos da potncia ativa e da potncia reativa podem ser calibrados. O ponto de funcionamento nominal da mquina definido pela sua potncia aparente e pelo fator de potncia. A circunferncia com centro em A que passa por este ponto, define o lugar geomtrico das pontas dos vetores proporcionais potncia aparente nominal (e portanto, corrente nominal). Conseqentemente, esta circunferncia est relacionada com a perda Joule nos enrolamentos do estator para a qual a mquina foi dimensionada. No ponto p, esta circunferncia cruza com aquela relativa mxima excitao e, portanto, relacionada com o aquecimento provocado pela mxima corrente admissvel no rotor (arco pq). A partir do ponto O (correspondente a 1/xd ) a reta z define ao limite terIco de estabilidade terico. No entanto, permitir que a mquina funcione neste ponto, significa no ter nenhuma reserva para uma eventual variao de carga. Por Isso comum utilizar-se um ngulo de potncia mximo de, por exemplo, 70o eltricos. A reta rs, a qual leva em conta esta precauo, o limite prtico de estabilidade. Finalmente, admitindo-se uma excitao mnima para o gerador, a curva completada pelo arco ut. Cada ponto define tambm a potncia ativa e reativa cedida pelo gerador e a potncia mecnica e excitao necessrias. A reta mn corresponde potncia mecnica necessria para o funcionamento nas condies nominais e pode tambm determinar um limite para atuao do gerador, se for a mxima potncia da turbina. A curva t u s m n p q a curva de operao do gerador. A rea delimitada por essa curva e o eixo dos x a regio de funcionamento normal do gerador. Qualquer ponto no interior dessa regio define uma condio de funcionamento estvel e com aquecimento tolervel pela mquina.



Xd=1,6 V2/xd=1/1,6 =0,63

A

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 -0,2-0,4-0,6 -0,8-1,0

Limite terico de estabilidade

Cos=0,8 ind.

m n

kW

kVA ind. kVA cap.

Limite prtico de estabilidade

s

r

p

q O

1/ Xd

z

t

u

Figura 7



2.2.2. Concluses Quando um gerador est ligado num barramento de tenso e freqncia constantes, cada ponto de operao estvel definido por duas das seguintes grandezas:

- potncia ativa P; - potncia reativa Q; - ngulo de potncia .

Para que a utilizao da mquina seja segura, todos os pontos de funcionamento devem ser internos rea delimitada pelo seu diagrama de operao. Para mquinas de plos salientes, a regio de segurana consideravelmente maior que para mquinas de rotor cilndrico (plos lisos), devido ao efeito da salincia dos plos. A salincia dos plos amplia o limite de estabilidade, permitindo at mesmo operao estvel com corrente de campo invertida. A ampliao da rea de segurana d-se somente na regio de baixo fator de potncia capacitivo. Esta, porm, no corresponde a uma condio usual de funcionamento (a no ser para o caso de grandes hidro-geradores alimentando longas linhas de transmisso). Normalmente o gerador estar operando sob fator de potncia indutivo, o que vale dizer, com fortes excitaes. Nestas condies de operao, dois resultados podem ser inferidos: a. O comportamento em regime permanente da mquina de rotor cilndrico bastante

semelhante ao da mquina de plos salientes: b. Reciprocamente, a mquina de plos salientes pode, por simplicidade, ser tratada com a

teoria da mquina de rotor cilndrico. Neste trabalho no foi considerado o efeito da saturao, o qual muitas vezes mais importante que a salincia. Os diagramas de operao so tambm teis para se estudar as mudanas no comportamento da mquina com a variao da tenso ou da freqncia da rede, assim como com sistema automtico de regulao da excitao.

-1,8



2.3. O Estatismo (Droop) e a Compensao de Reativos

2.3.1. Introduo O termo conhecido na lngua portuguesa como estatismo, e internacionalmente por "speed droop", usualmente utilizado para designar, de modo grosseiro, a parcela de contribuio de um gerador na resposta global de um sistema de potncia quando nele ocorrem variaes de freqncia. Esta caracterstica, na realidade, definida pelo regulador de velocidade da turbina e deve ser considerada somente se esta ltima estiver operando no modo de regulao de velocidade / freqncia.

Apesar da utilizao deste mesmo termo no mbito da regulao de tenso (voltage droop), tecnicamente mais adequado empregar a expresso "compensao de reativo" para definir a parcela de contribuio de um gerador na resposta global de um sistema de potncia quando nele ocorrem variaes de tenso.

Nesta explanao, procuraremos exemplificar os casos descritos nos baseando apenas nos fenmenos mecnicos j que estes so mais intuitivos e, portanto, de mais fcil assimilao. Os fenmenos eltricos ocorrem e apresentam resultados anlogos se ao invs do estatismo, da freqncia e da potncia ativa, utilizarmos respectivamente a compensao de reativo, a tenso e a potncia reativa em nossos raciocnios.

2.3.2. Conceituao da existncia do estatismo: Um regulador de velocidade e um regulador de tenso de um conjunto tubo-gerador / hidro-gerador, como o prprio ttulo denomina, devem manter a freqncia e a tenso de sada do gerador constantes no valor ajustado pelo operador. Isto ocorre em mquinas que operam isoladas ou sem estatismo / compensao de reativo nos reguladores de velocidade e de tenso.

J os geradores que operam interligados a outros geradores ou outras fontes de energia, necessitam que seus reguladores possuam artifcios especiais denominados estatismo / compensao de reativo.

Seno vejamos:

Operando interligados em um sistema de potncia, existem vrios tipos de turbinas e geradores construdos em diferentes pocas com tecnologias distintas e de tamanhos variados.

bvio que as mquinas no possuiro as mesmas respostas, em funo da inrcia dos seus rotores e das constantes eltricas nelas envolvidas. Imaginemos agora a existncia de um sistema eltrico balanceado onde os reguladores de velocidade e tenso no possuam o estatismo e a compensao de reativo. Nele, todas as suas cargas so devidamente alimentadas pela sua prpria gerao com a freqncia e a tenso em seus valores nominais.



Quando ocorrer um desligamento, por motivo qualquer, de um dos geradores conectados a este sistema, e se no ocorrer tambm o alvio de nenhuma carga, teremos um dficit de potncia aparente que provocar a reduo da freqncia e da tenso para valores menores que os nominais. Devido a esta alterao, os reguladores de velocidade e de tenso dos demais geradores iniciaro a correo destas grandezas de modo a recuperar as condies iniciais do sistema.

Como conseqncia disto, as mquinas com respostas mais rpidas, ou com menor inrcia como os pequenos turbo-geradores, tentaro elevar a freqncia do sistema e, conforme o dficit de potncia ativa, podero atingir e at tentar ultrapassar as suas capacidades de gerao de potncia ativa nominal antes que as mquinas com respostas mais lentas ou com maior inrcia como os grandes hidro-geradores, iniciem esta mesma ao.

Similarmente, as mquinas com menores constantes eltricas de tempo podero atingir ou ultrapassar as suas capacidades de gerao de potncia reativa nominal antes que aquelas com maiores constantes de tempo tambm iniciem esta mesma ao.

Nestas condies, se as respostas das mquinas mais rpidas forem suficientes para suprir o dficit de energia, talvez as mquinas mais lentas nem reajam ao desequilbrio provocado inicialmente e teremos, ento, um sistema mal distribudo de gerao de energia, o que resultar em pequenas mquinas "estranguladas, sob o ponto de vista de gerao, com suas linhas sobrecarregadas, enquanto que as mquinas grandes e lentas trabalharo em regime folgado.

Em resumo, na ocorrncia de um dficit ou um supervit de potncia neste sistema, somente os pequenos geradores corrigiro este desequilbrio ou a maior parte dele. Esta, certamente, no a condio ideal de operao para o sistema.

Qual seria, ento, a condio ideal?

A condio ideal seria aquela em que todos os geradores contribuam, independente do seu tempo de resposta, com uma participao proporcional sua capacidade nominal de gerao, ou seja, que os geradores maiores assumam a maior parcela da carga excedente.

Com o intuito de satisfazer esta necessidade, foram criados os artifcios do estatismo e compensao de reativo.



2.3.3. Definio do estatismo / compensao de reativo

O estatismo e a compensao de reativo nas suas concepes so artifcios utilizados para "mascarar" respectivamente a freqncia e a tenso de sensibilizao dos reguladores nas suas malhas de realimentao.

Atravs destes artifcios, leva-se o gerador, na medida em que ele fornece mais potncia ativa e reativa, a reduzir a freqncia e a tenso do seu sinal de sada conforme as figuras abaixo:

100..(%)P

PnfnfEstatismo

= 100..(%)__Q

QnVnVreativodeComp

=

Vamos, por exemplo, considerar um gerador que inicialmente esteja operando isoladamente, sem carga, na freqncia de 60 Hz e com o estatismo do seu regulador de velocidade ajustado em 5%. Se carregarmos este gerador at a sua potncia ativa nominal sem alterar a referncia (set-point) do seu regulador de velocidade, o seu sinal de sada aps esta manobra ter a freqncia de 57 Hz, ou seja, apresentar um f igual a 5% de fn para um P igual a 100% de Pn. Em outras palavras, o valor do estatismo numericamente igual ao valor da variao da freqncia quando se varia totalmente (100%) a carga ativa do gerador, e representa a inclinao da reta apresentada no desenho anterior. claro que existem infinitas retas paralelas quela desenhada anteriormente, sendo que o gerador passar a operar em uma nova reta toda vez que for alterado o valor de referncia (set-point) do seu regulador de velocidade. Similarmente, o mesmo raciocnio pode ser aplicado para a compensao de reativo, onde um Q = 100% de Qn, provocar uma variao da tenso terminal definida por V = E% de.Vn

f V

P Q

fn Vf

0 0 P Q



2.3.4. Anlise do efeito do estatismo em um sistema de potncia

Nesta anlise, utilizaremos somente os conceitos do estatismo e desconsideraremos os pequenos efeitos ocasionados pela interdependncia da freqncia com a potncia ativa. Vamos supor agora, o sistema de potncia balanceado (equilibrado) mostrado na figura a seguir.

Este sistema possui as seguintes caractersticas:

O TG1 um turbo-gerador com resposta rpida s variaes de freqncia do sistema.

Sn = 25 MVA Cos=0,8 Pn=20MW Qn=15MVar Vn=13,8kV

O TG2 um turbo-gerador construdo com outra tecnologia apresentando respostas mais lentas que o TG1.

Sn = 50 MVA Cos=0,8 Pn=40MW Qn=30MVar Vn=13,8kV

Carga 3

Carga 2 Carga 1

Barramento A1

TG1 TG2

HG3

A1-3

A1-1 A1-2 52-3

52-2 52-1



O HG3 um hidro-gerador com resposta mais lenta que os dois turbo-geradores. Sn = 100 MVA Cos = 0,8 Pn = 80 MW Qn = 60 M Var Vn = 13,8 kV

A Carga 1 uma instalao eletroqumica, cujo consumo 26 MW.

A Carga 2 uma central de motores, cujo consumo 20 MW/ 20 MVar. A Carga 3 um ramal de servios auxiliares, cujo consumo 10MW/6,25MVar

Totalizando o consumo das cargas, constatamos que o fluxo das potncias no barramento A1, sem considerar possveis fluxos de potncia reativa entre os geradores, :

P = 56 MW Q = 26,25 M Var

E, a melhor condio de gerao para o sistema, desde que as condies das turbinas e das linhas de transmisso permitam, de modo a manter todos os geradores trabalhando folgadamente :

TG1 = 8 MW / 3,75 MVar

TG2 = 16 MW / 7,5 MVar.

HG3 = 32 MW / 15 MVar.



Graficamente, supondo que todos os reguladores de velocidade dos geradores estejam com o estatismo ajustado em 5%, os pontos (1) das curvas a seguir representam o ponto de operao ideal de cada gerador nas condies atuais do sistema.

P (MW)

f (Hz) TG2

61,2

60,0

58,2

1

0 16 40

P (MW)

f (Hz) TG1

61,2

60,0 59,5 59,1 58,2

1 3

4

2

0 8 11,2 14 20



Vamos supor, ento, que por alguma razo o disjuntor 52-2 que interliga o TG2 ao barramento A1 abra. Imediatamente aps este instante, haver um dficit de potncia no sistema e a freqncia cair para 59Hz, por exemplo. Os reguladores de velocidade do TG1 e HG3 detectaro esta condio e iniciaro a resposta adequada, com o intuito de elevar novamente a freqncia para 60 Hz.

Porm, como o TG1 possui menor inrcia que o HG3, a sua resposta ser mais rpida e, somente para facilidade de anlise, vamos supor que o tempo morto do HG3 seja maior que o tempo de resposta do TG1. Ento, o TG1 passar a gerar mais potncia ativa, deslocando o seu ponto de operao para o ponto (2) (curva do TG1) da reta de estatismo. No devemos esquecer que medida que o TG1 fornecer mais potncia ativa, ele contribuir para restabelecer a freqncia do sistema.

No ponto (2) (curva do TG1), a medio de freqncia na malha de realimentao do regulador de velocidade da turbina do TG1 foi "mascarada para trabalhar em 59,1 Hz e j no v diferena entre o seu valor de referncia (set-point) e o valor da freqncia do sistema deixando, ento, de alterar a potncia ativa do gerador.

A seguir, o HG3 inicia a sua resposta tendendo a se deslocar tambm para o ponto (2) (curva do HG3), ou seja, aumentar a sua gerao de potncia ativa. Porm, medida que o HG3 fornece mais potncia ativa para o sistema, a freqncia se eleva e por conseqncia o TG1 que operava no ponto (2) (curva do TG1) inicia a reduo do fornecimento da potncia ativa at atingir o ponto (3) (curva do TG1), e o HG3 no chega a operar no ponto (2) (curva do HG3) estabilizando antes no ponto (3) (curva do HG3).

Resumindo, devido ao desligamento do TG2, as potncias ativas fornecidas pelo TG1 e HG3 foram alteradas de 8 MW e 32 MW para 11,2 MW e 44,8MW, respectivamente, totalizando 56 MW de modo a eliminar o dficit de potncia ativa existente.

Porm, note-se que a freqncia no foi restabelecida em 60 Hz. Isto deve ser efetuado pelo operador das mquinas que reajustar os valores de referncia (set-point) dos

P (MW)

f (Hz) HG3

61,2

60,0 59,5 59,1 58,2

1 3

4

2

0 32 44,8 80



reguladores de velocidade fazendo com que os geradores passem a operar nos pontos 4 (curvas TG1 e HG3) das outras retas de estatismo.

Isto prova a afirmao descrita no pargrafo 3, de que para cada ajuste do valor de referncia (set-point) do regulador de velocidade, corresponde uma reta com inclinao definida pelo valor do estatismo.

Do exposto, conclumos, ento, que quanto maior for o valor numrico do estatismo, menor ser a contribuio da mquina na recuperao da freqncia do sistema.

Devemos ressaltar ainda que, mesmo sendo inadequado, se existirem mquinas interligadas com diferentes ajustes de estatismo nos seus reguladores de velocidade, elas assumiro cargas proporcionalmente diferentes.

No sistema interligado Sul-Sudeste, o valor do estatismo dos reguladores de velocidade das mquinas est ajustado em torno de 5%.

Um raciocnio anlogo pode ser efetuado para a anlise do comportamento do regulador de tenso de geradores conectados diretamente a um mesmo barramento.

Porm, se entre o gerador e o barramento existir um transformador como o sistema apresentado na figura a seguir, no necessria a compensao de reativo no regulador de tenso, pois a alterao da tenso de sada do conjunto gerador-transformador, em funo da variao da potncia reativa fornecida, efetuada pela impedncia do prprio transformador

Carga 1

Carga 2

Barramento A2

TG2

HG1

A2-1

A2-2 52-1

52-2

T2

T1



2.4. Diviso de Carga Iscrona Conforme comentado anteriormente, caso se coloque dois (2) ou mais geradores em paralelo, necessitamos que os reguladores de velocidade tenham estatismo (droop), pois caso contrrio, os mesmos no conseguiro manter o paralelismo. Os reguladores de velocidade dos geradores, procuraro ajustar a freqncia de 60 Hz e devido s suas diferenas iro se perder no controle, ora assumindo toda carga, ora largando toda carga. Para obter as vantagens do sistema de estatismo zero (iscrono) e as vantagens do estatismo normal (em torno de 5%), foi desenvolvido o equilibrador de carga iscrono. A filosofia dsse equilibrador consiste em medir a potncia total do barramento e dividir pelo nmero de geradores existentes, gerando assim um valor de referncia nico que deve ser utilizado proporcionalmente (em p.u.) por todos os geradores presentes e que estejam nesse modo de operao (diviso de carga iscrona). chamada de diviso de carga iscrona, pois apesar de dividir a carga, cada regulador de velocidade ir operar como se no tivessem estatismo, isto , estatismo zero. No sistema descrito no item anterior, podemos ver que houve a necessidade de se corrigir a freqncia aps a sada do TG2, pois os reguladores de velocidade esto todos em droop. Porm no sistema de diviso de carga iscrona isso no acontece, pois alm de dividir a carga, os reguladores de velocidade ajustam a freqncia.

OBS: reguladores de velocidade mecnicos-hidrulicos no participam desse controle.

RV RV Eq. Carga Eq. Carga

Linha de Eq. de carga

TG1 TG2



2.5. Controle de Potncia O controle de potncia para o caso dos geradores operando com estatismo, efetuado atuando se no set-point do regulador de velocidade. Porm existem tambm reguladores de potncia, que em caso de operao em paralelo iro manter fixa a sua gerao. O ajuste de potncia ser feito no set-point especfico. Esse controle de potncia tambm chamado de base de carga (Woodward). Porm caso esse gerador fique isolado do sistema, deve comutar imediatamente para controle de freqncia, sob o risco de perder o seu controle.

2.6. Controladores Modernos Os controladores mais modernos so de tecnologia digital, permitindo essas facilidades. Um exemplo desses equilibradores (controladores) seria o DSLC (Digital Synchornizer and Load Control) que alm de efetuar a diviso de carga, tambm pode controlar a potncia e sincronizar a unidade geradora ao sistema ou a outra unidade. Esses equipamentos geralmente vo atuar no regulador de velocidade para controle de carga e no regulador de tenso para controle de reativo ou fator de potncia. Outro controlador que est sendo utilizado o EGCP3, com as mesmas funes do DSLC, porm podendo ainda efetuar controle do motor e proteo eltrica do gerador.



3. Sistema de Excitao O sistema de excitao deve manter a tenso e o reativo da mquina dentro dos limites operacionais (curva de capabilidade), atravs do controle da corrente de campo do gerador. O desenho abaixo ilustra um sistema de excitao tpico: Sendo: 1 Transformador de excitao; 2 Regulador de tenso; 3 Supresso de campo;

T95_0122.DRW

SM3~

EXC.

1

2

3

I/O

Reg

ulat

or

Excitation System



Na figura a seguir temos um exemplo de regulador de tenso com tecnologia digital, de fabricao ABB (UNITROL 6080).

Sendo o regulador responsvel por manter o gerador dentro dos limites operacionais, temos ento, alm do regulador de tenso propriamente dito, os reguladores limitadores: - Limite de corrente do rotor; - Limite de corrente do estator; - Limite de estabilidade ou curva P/Q; - Limite de excitao mnima.



Na figura a seguir podemos ver a curva de capabilidade ilustrando esses limites. 4. Sistemas de Regulao de Velocidade Os reguladores de velocidade devem manter a velocidade e a carga do gerador.

4.1. Regulador de Velocidade Woodward 505

O 505 um controlador micro-processado desenvolvido para operar turbinas a vapor de todos os tamanhos.

active power P

reactive power Q

maximum turbine power

I fn

I GN

0-1 1Xq

1- 1 Xd-

capacitive generator current limiter inductive generator current limiter

reactive power limiter(P/Q-limiter)

minimumfield current limiter

maximum field current limiter

XiUact

2 -1

region of underexcitation region of overexcitation



Este controlador possui dois canais de controle independentes: a) o regulador de velocidade / carga e b) o controlador auxiliar. As sadas desses dois reguladores e a sada do limitador da vlvula, so direcionadas para um seletor de menor sinal (LSS). A sada do LSS ajusta diretamente a posio do atuador. O controlador auxiliar pode atuar como canal de controle ou de limite. Somando-se a esses canais, o regulador de velocidade/carga pode ser manipulado por uma outra malha de controle, o regulador "Cascade". Esse regulador atua diretamente no setpoint do regulador de velocidade. Todos esses trs reguladores PID possuem a opo de utilizar um sinal de entrada analgico para ajuste remoto de seus setpoints. As caractersticas adicionais do 505 incluem controle de frequncia, diviso de carga no modo iscrono (com um DLSC ou EGCP3), controle para evitar operao em velocidades crticas, controle de marcha lenta/nominal e seqncia de partida automtica. Existem ainda duas portas de comunicao serial, as quais podem ser usadas para monitorar e controlar a turbina atravs de protocolo ModBus.



Na figura abaixo podemos ver o regulador 505 aplicado a turbina com somente uma vlvula. Nesse exemplo, o regulador poder manter uma das grandezas a seguir: - Presso de entrada de vapor; - Presso de exausto; - Carga do gerador.



J na figura abaixo, o 505 est sendo usado tambm para controle de extrao. Nesse exemplo, o regulador, alm do controle da extrao, poder manter uma das grandezas a seguir: - Presso de entrada de vapor; - Presso de exausto; - Carga do gerador.

4.1.1. Regulador de Velocidade O regulador de velocidade recebe um sinal de velocidade da turbina oriundo de um ou dois pickups magnticos ou sensores de proximidade. O amplificador PID de controle de velocidade compara esse sinal com o setpoint de velocidade para gerar um sinal de sada para o atuador atravs do LSS. O setpoint do controle de velocidade ajustvel atravs de: a) comandos de aumenta e diminui, atravs do teclado frontal de controle; b) uma entrada analgica programada para ajuste remoto do setpoint de velocidade. b) de contato de entradas remotas ou c) por linhas de comunicao ModBus.



4.1.2. Setpoint de Velocidade Remoto Uma das entradas de 4-20 mA pode ser configuradas para controlar o setpoint de velocidade. Tipicamente, um controle de processo externo ao 505 faz interface com esta entrada para regular a velocidade ou carga da turbina para controlar o referido processo. Esta entrada atua diretamente no setpoint de velocidade do 505. A taxa com que esse sinal de entrada remoto pode mudar o setpoint de velocidade programvel. A funo de ajuste remoto do setpoint de velocidade pode ser habilitada ou desabilitada atravs do teclado frontal do painel, por contato de entradas remotas ou por linha de comunicao.

4.1.3. Controlador Auxiliar O canal de controle Auxiliar pode ser usado para controlar ou limitar um parmetro. O controlador PID Auxiliar pode ser usado para controlar ou limitar carga/potncia, nvel de importao/exportao, presso de entrada e de escape, temperatura, ou qualquer outro processo diretamente relacionado com a turbina. A entrada do canal de controle Auxiliar um sinal de 4-20 mA. O amplificador PID de controle Auxiliar compara esse sinal com o setpoint para gerar uma sada de controle para o barramento digital LSS e ento, enviado o sinal mais baixo para o atuador. O setpoint do canal de controle Auxiliar ajustvel com comandos de aumenta e diminui atravs do teclado frontal de controle, atravs de contato de entradas remotas ou atravs de links de comunicao. O setpoint tambm pode ser ajustado diretamente entrando-se com um novo ajuste atravs do teclado ou por comunicao ModBus. Alm disso, uma entrada analgica pode ser programada para ajuste remoto do setpoint Auxiliar.

4.1.4. Setpoint Auxiliar Remoto Uma das entradas de 4-20 mA pode ser configurada para ajustar remotamente o setpoint do canal de controle Auxiliar. Esta entrada age diretamente no setpoint do canal de controle Auxiliar. A taxa com que esse sinal de entrada remoto pode mudar programvel. A funo Auxiliar remota pode ser habilitada ou desabiliatada atravs do teclado frontal do painel, por contato de entradas remotas ou por links de comunicao.



4.1.5. Diviso de Carga O 505 capaz de usar uma entrada analgica para aceitar um sinal de diviso de carga oriundo de DSLC ou EGCP3. Esta entrada junto com o DSLC / EGCP3 permite o controle da diviso de carga em iscrono com qualquer outro gerador usando o DSLC / EGCP3. Um somador interno do 505 adiciona este sinal referncia dos PIDs de velocidade/carga. Alm disso, para diviso de carga, a entrada para o DSLC / EGCP3 no 505 pode ser usada para sincronizar a unidade com o barramento ou com a concessionria.

4.1.6. Regulador "CASCADE" (No usado para Vista Alegre) O controle "Cascade" pode ser configurado para controlar qualquer processo de sistema, relacionado ou afetado pela velocidade ou carga da turbina. Usualmente, esse controlador usado como um controlador da presso de entrada ou de escape. O controlador "Cascade" um controlador PID que compara um sinal 4-20 mA com o setpoint "cascade". O controlador PID ajusta o setpoint do controlador de velocidade at o sinal de processo e o setpoint marcado. O setpoint "Cascade" ajustvel com comandos de aumenta e diminui atravs do teclado no painel frontal, atravs de contato de entradas remotas ou atravs de links de comunicao. O setpoint tambm pode ser ajustado diretamente entrando-se com um novo ajuste atravs do teclado ou por comunicao ModBus. Alm disso, uma entrada analgica remota do setpoint "cascade" pode ser programada para ajuste remoto desse setpoint.

4.1.7. Setpoint CASCADE Remoto Uma das entradas de 4-20 mA pode ser configuradas para ajustar remotamente o setpoint "cascade". Esta entrada afeta diretamente o setpoint "cascade" do 505. A taxa com que o sinal de entrada remoto pode mudar o setpoint "cascade" programvel e pode ser mudado mesmo no modo RUN. O ajuste remoto do setpoint da funo "cascade" pode ser habilitado ou desabilitado atravs do teclado frontal do painel, de contato das entradas remotas ou por links de comunicao.



4.1.8. Limitador da Vlvula O limitador da vlvula limita o sinal de sada do atuador ou posio da vlvula para ajudar na partida ou parada da turbina. A sada do limitador da vlvula submetida ao LSS juntamente com as sadas dos canais de controle de velocidade/carga e o auxiliar. A posio da vlvula ser controlada conforme a posio mais baixa da vlvula quando da requisio do canal limitador ou de controle. Assim, o limitador da vlvula limita a posio mxima da vlvula. Este limtador pode ser ajustado atravs do teclado, contatos externos, ou comandos do ModBus. O limitador da vlvula tambm pode ser usado para resolver problemas em sistemas dinmicos. Se for creditado ao 505 ser a fonte da instabilidade do sistema, o limitador da vlvula pode ser posicionada para que se faa o controle da posio da vlvula manualmente. Deve-se tomar cuidado quando do uso do limitador da vlvula nesse caso para no permitir que o sistema atinja um ponto de operao perigoso.

4.1.9. Caractersticas de Operao O 505 fornece opes para trs diferentes modos de operao : automtico, semi-automtico e manual. Um desses modos deve ser programado para tirar a turbina do estado de trip e ir para um controle de velocidade numa velocidade mnima. O modo de partida configurado e o controle mnimo de velocidade do regulador depender do procedimento normal de partida e recomendaes do fabricante da turbina. Se for programada uma velocidade lenta (ou modo de marcha lenta/nominal ou sequncia automtica de partida), o 505 pode fornecer controle automtico de velocidade e evitar as velocidades crticas. Um comando 'RUN' pode ser dado atravs do teclado do 505, de um contato de entrada remoto, ou comunicao ModBus. Alm disso, um contato opcional de entrada 'Start Permissive' pode ser programado para prevenir uma partida se, por exemplo, a vlvula principal no estiver fechada.

4.1.10. Marcha Lenta / Nominal A funo marcha lenta/nominal d ao operador a capacidade de ir de uma velocidade lenta programada a uma velocidade nominal programada numa proporo configurada. A seleo dos setpoints de velocidade lenta ou nominal pode ser feita atravs do teclado frontal do painel, de contato de entradas remoto, ou comunicao Modbus.



4.1.11. Seqncia de Partida Automtica A funo seqncia de partida automtica d ao operador a capacidade de partir a turbina da inrcia a uma velocidade lenta e mant-la at que um tempo de aquecimento programado expire, ento indo para uma velocidade intermediria, mantendo-a at que um outro tempo de aquecimento programado expire novamente, para finalmente ir para um setpoint de velocidade nominal programado. Os tempos de espera e as taxas de acelerao so dependentes de se a turbina considerada 'quente' ou 'fria', baseado no tempo que a turbina tenha estado 'tripada'. Quando a turbina est na condio entre quente e fria, o controle interpola pontos entre quente e fria para determinar a velocidade de partida apropriada e os tempos de espera. A seqncia de partida automtica pode ser iniciada ou parada, se desejado, por programao e usando os comandos de para/continua.

4.1.12. Contorno da Velocidade Crtica Em muitas turbinas desejvel evitar certas velocidades ou variao de velocidade devido ao excesso de vibrao e outros fatores. Durante a programao, duas faixas de velocidade crtica podem ser selecionadas. Estas faixas podem ser quaisquer variaes de velocidade que sejam menores do que o ajuste de velocidade mnimo do governador (regulador de velocidade). Tanto a funo de marcha lenta como a sequncia de partida automtica pode ser programada para executar a funo de evitar velocidade crtica. Dentro de uma variao de velocidade crtica, o 505 move o setpoint de velocidade na taxa de velocidade crtica programada e no permite que o setpoint de velocidade pare dentro da faixa de velocidade crtica. Se a turbina est acelerando atravs de uma regio de velocidade crtica e existe um excesso de vibrao, o comando de diminuir o setpoint de velocidade ir trazer a unidade de volta para o limite inferior da faixa.



4.1.13. Teclado e Display O painel de servio do 505 consiste de um teclado e um display localizado na frente do controle. O display possui duas linhas de vinte e quatro caracteres, em ingls, que podem ser usadas para mostrar parmentros de operao e falhas. Existe ainda trinta teclas disponveis para fornecer um controle completo atravs do frontal do 505. No sendo necessrio controle adicional para operar a turbina, todas funes de controle da turbina podem ser executadas atravs do painel frontal do 505. Segue uma descrio da funo de cada um do botes do teclado. SCROLL : o maior boto, que est no meio do teclado, e que possui flechas em cada

uma de suas pontas. Pressionando-se < > (mover para esquerda e direita), move-se o display para esquerda ou direita atravs dos blocos de funo do modo PROGRAM ou RUN. As setas (mover para cima e para baixo) move o display para cima ou para baixo dentro de um bloco de funo do modo PROGRAM ou RUN.

SELECT : Esta tecla usada para controle de seleo das linhas de cima ou de baixo do

display. O sinal @ usado para indicar qual linha pode ser ajustada pelas teclas de ajustes. Somente quando h uma variao intercambivel em ambas as linhas (modo dinmico, calibrao de vlvula) faz a tecla SELECT e o sinal @ determinar qual linha varivel pode ser ajustada. Quando somente uma linha pode ser variada por tela, a posio da tecla SELECT e o sinal @ so irrelevantes.

ADJ (ajuste): No modo RUN, "" move qualquer parmetro para cima (maior) e "" para

baixo (menor). PRGM (programa): Quando o controle est desligado esta tecla seleciona o modo PROGRAM.

Quando no modo RUN, esta seleciona o modo PROGRAM MONITOR (monitor de programa). No modo PROGRAM MONITOR a programao pode ser vista, mas no mudada.

RUN : Inicia um comando de partida da turbina nos modos "CONTROLLING

PARAMETER / PUSH RUN ou PRGM". STOP : Inicia um desligamento controlado da turbina (modo RUN).



RESET : Rearma/limpa os alarmes e trips no modo RUN. Pressionando a tecla tambm

retorna o controle para os modos "CONTROLLING PARAMETER / PUSH RUN ou PRGM" depois de um trip.

0 / NO : Entra 0 (zero) ou NO ou desabilita. 1/YES : Entra 1 (um) ou YES ou habilita. 2 / ACTR (atuador) : Entra 2 (dois) ou mostra posio do atuador (modo RUN). 3 / CONT (controle) : Entra 3 (trs) ou mostra o parmetro que est no controle (modo RUN);

pressionar a tecla Step down para mostrar a causa do ltimo trip. 4 / CAS ("Cascade") : Entra 4 (quatro) ou mostra informao do controle "Cascade" (modo RUN). 5 / RMT (remoto) : Entra 5 (cinco) ou mostra informao do controle do setpoint de velocidade

remoto (modo RUN). 6 / LMTR (vlvula limitadora) : Entra 6 (seis) ou mostra informao do controle do limitador da vlvula (modo

RUN). 7 / SPEED : Entra 7 (sete) ou mostra informao do controle de velocidade (modo RUN). 8 / AUX (auxiliar) : Entra 8 (oito) ou mostra informao do controle auxiliar (modo RUN). 9 / kW (carga) : Entra 9 ou mostra informao kW/carga (modo RUN). CLEAR : Limpa o modo PROGRAM e RUN e sai do modo presente. ENTER : Entra com novo valor no modo PROGRAM, e permite a entrada de um valor

especfico de setpoint no modo RUN.



DYNAMICS (+/-) : Acessa os ajustes dinmicos dos parmetros de controle do atuador no modo

RUN. Esta tecla tambm mudar o sinal de um valor que est sendo ajustado. . (Ponto Decimal) : Entra com ponto decimal no nmero que est sendo ajustado no painel

frontal. ALARM (F1) : Mostra a razo de qualquer alarme quando as teclas esto iluminadas. OVERSPEED TEST ENABLE (F2) : Permite aumentar a referncia de velocidade alm do setpoint mximo para

teste eltrico e mecnico de trip de sobrevelocidade. F3 (tecla de funo) : Tecla de funo programvel para habilitar ou desabilitar funes de controle

programveis. F4 (tecla de funo) : Tecla de funo programvel para habilitar ou desabilitar funes de controle

programveis. EMERGENCY SHUTDOWN BUTTON : Boto vermelho octagonal na parte frontal. Este um comando de trip de

emergncia para o controle.

4.1.14. Temporizador Watchdog / Falha da CPU Controle Um temporizador watchdog e um circuito de falha da CPU monitora a operao do microprocessador e de sua memria. Se o microprocessador falhar em resetar o temporizador a cada 15 milissegundos, o controle de falta da CPU ir ativar a sada de reset. Esta, rearma a CPU, desenergiza todos os rels de sada e desliga todas sadas de miliamperes.



5. Sistema de sincronismo e controle de carga (EGCP3 LS e EGCP3 MC) O sincronismo e fechamento de paralelo normalmente executado atravs de um sincronoscpio automtico. No nosso caso o sincronismo efetuado pelos EGCP3 LS e MC (EGCP - Engine Generator Control Package Mdulo de Controle Gerador Motor). Abaixo podemos ver uma ilustrao de sistema de sincronismo. O sincronoscpio automtico um equipamento que mede a tenso e a freqncia da mquina (sistema 2) que ir entrar em paralelo com o sistema (sistema 1) e compara com a tenso e a freqncia do sistema ou do outro gerador. Quando as condies de paralelismo estiverem satisfeitas, o sincronizador ir comandar o fechamento do disjuntor (efetivando o paralelismo do sistema 2 com o sistema 1).

Sincronoscpio Automtico

comando

U

U

Disjuntor



Condies de Paralelismo: a) Mesmas amplitudes b) Mesmas freqncias c) Mesmo ngulo de fase

U1

U2t

U

U1

U2

T1

t

f1 f2T2 T1 T2

U1

U2

t

T1 T2 = T1



d) O sincronismo no pode ocorrer quando: Apesar de satisfazer os trs itens anteriores, no devemos fechar o paralelo de dois sistemas, se os mesmos estiverem com sequncias de fase diferentes.



e) Condio OK f) Efeitos do mau paralelismo

- Corrente reativa devido a diferena de tenso; - Oscilaes da corrente e do esforo de torso devido a diferena de frequencia; - Picos de corrente e de torso devido a diferena de fase.

SSYYNNCC



5.1. Woodward EGCP3 LS O EGCP-3 LS (EGCP - Engine Generator Control Package Mdulo de Controle Gerador - Motor) um controle de carga baseado em microprocessadores projetado para trabalhar em conjunto com um regulador de velocidade e com um regulador de tenso. O EGCP-3 utilizado para aplicaes de gerao de potncia onde multiplos geradores iro suprir uma barra isolada, ou operar em paralelo com a concessionria. O EGCP-3 pode efetuar sequenciamento de partida / parada do motor (no caso de motor diesel). Em operao com um nico gerador, o controle funcionar no modo de controle de velocidade iscrono. Para sistemas multi-mquinas, at 16 geradores podem dividir carga, operar em base de carga, ou modo de controle de processo.



Funes do EGCP-3 LS: Interface para parametrizao / monitorao local Controle de seqncia de partida / parada de motor diesel Monitorao de energia do gerador e barra Proteo eltrica da unidade geradora e barra Monitorao e proteo do motor Sincronizador automtico, incluindo recurso para comando do disjuntor em barra morta Controle de potncia ativa com carga / descarga de potncia sem oscilao de potncia Droop, Base de Carga, Operao Iscrono, e controle de diviso de carga iscrona Manter ajuste de freqncia e tenso em modo de operao iscrono Rede de comunicao entre controle Mestre (MC) e outras unidade LS Controle de Processo Mestre / Escravo para cogerao, importao/exportao, controle

de presso, ou outros processos Controle de KVAR/FP e diviso de FP na barra Diagnsticos Medio de Potencia e Energia do Gerador Comunicaes Modbus e ServLink para conexes remota IHM / CLP

Display do painel frontal O EGCP3 LS equipado com um teclado e dois (02) displays de quatro (04) linhas. O display pode ser usado para configurar e ajustar o controlador para as necessidades especficas do sistema. O display tambm usado para monitorar a operao e ver alarmes. Controle de Motor O EGCP-3 executa lgica de partida, parada de motores diesel ou a gs. A lgica de partida inclui capacidade de: pre-lubrificao, habilitao separada para ignio (gs), lgica de bomba de leo, e uma pausa configurvel na posio idle. A funo de parada domotor inclui: resfriamento controlado, lgica de parada suave e lgica de parada de emergncia. A lgica de partida e parada incluem fechamento e abertura do disjuntor do gerador. Protees tpicas como sobrevelocidade, temperatura do lquido refrigerante, presso de leo e tenso da bateria so fornecidos. Entradas digitais e analgicas configurveis so fornecidas para serem usadas com termostatos, pressostatos ou chaves de nvel. Essas entradas podem ser desabilitadas quando no forem necessrias. Adicionamente ao modo automtico a partida e parada manuais tambm esto disponveis. O disjuntor pode ser fechado manualmente quando controle manual for necessrio. Sincronizador O EGCP-3 utiliza tcnicas de DSP para obter tenses RMS e defasagens relativas das formas de onda de tenso do gerador e do sistema. Considerando que o mtodo utilizado no depende de cruzamento por zero, oferece uma preciso signficativa mesmo em presena de distores da forma de onda.



Podemos selecionar entre dois (02) modos de sincronizao:

a) Sincronizao por ajuste de ngulo de fase ou b) Sincronizao por deslizamento de frequencia.

O mtodo de ajuste de ngulo de fase controla a velocidade do motor de tal forma a produzir um erro de desvio de velocidade igual a zero e um erro de fase mnimo entre o gerador e a barra, provendo sincronismo rpido para sistemas standby. O mtodo de deslizamento de velocidade garante uma velocidade de desvio contante entre o gerador e o sistema. Possibilita que o gerador esteja numa rotao mais rpida que a barra e logo aps o fechamento do paralelo o gerador gere uma carga (ao invs de absorver potncia). Para ambos os mtodos, EGCP 3 usa ao medio de deslizamento de freqncia instantanea e o tempo de fechamento do disjuntor para antecipar o fechamento do disjuntor de modo a ter um erro mnimo entre a diferena de fase do gerador e do sistema. O sincronizador pode medir barra morta e fechar o disjuntor do gerador quando for seguro. A rede de comunicao entre os controladores EGCP3s de sistemas multigerador asseguram que os mesmos no possam fechar os disjuntores simultaneamente quando em barra morta. Existem quatro (04) modos de sincronizao:

a) Run; b) Check; c) Permissive e d) Off

O modo pode ser selecionado atraves do software watch window, painel frontal ou ModBus. O ltimo modo selecionado por qualquer dos mtodos de interface, ser o modo de operao. O sincronizador inclue controle de ajuste de tenso, repetio de comando de fechamento retardado automaticamente (como um religador) e tempo longo de sincronismo. Entradas de aumentar e diminuir podem ser usadas para ajustar a velocidade manualmente para sincronismo manual. Tambm podem ser usadas entradas para ajuste de tenso. Cada uma dessas funes pode ser habilitadas ou desabilitadas.



Diagrama em blocos do Sincronizador



Controle de Carga Quando o disjuntor do gerador fechado, e o EGCP3 LS est em modo isocrono ir dividir carga com outras unidades geradoras conectadas na mesma barra. A sada de bias de velocidade (speed bias) ir controlar a carga de cada gerador atravs de leves desvios no valor de referncia do regulador de velocidade. Quando o disjuntor est aberto, o EGCP 3 estar no modo droop. O controle de carga inicia-se aps o fechamento do disjuntor quando ento a funo de controle de carga assume o controle da sada de referncia de velocidade para o regulador de velocidade (speed bias) diretamente do sincronizador. Um outro modo de controle a base de carga; ele comea quando o disjuntor fecha quando a funo de controle de carga assume o controle da sada de bias de velocidade. A correo do escorregamento de freqncia do sincronizador at o nvel de carga inicial (nvel de trip de descarga) ser suave. Sob comando, a rampa ajustvel permite um fcil carregamento com tempo controlado em base de carga, diviso iscrona de carga, ou controle de processo. Uma entrada de pausa da rampa permite a reteno da rampa de carga para aquecimento ou outros propsitos. O controle de processo derivado do modo de operao base de carga. Um controlador EGCP3 LS (Quando no existir um controlador EGCP3 MC) pode ser selecionado como Master (Mestre), para controlar o caregamento dos outros geradores do barramento. O EGCP3 preve uma entrada para permitir mudar a referncia interna de base de carga. Tambm pode ser utilizada entrada analgica 420 mA (ou 15 Vdc) ra ajuste remoto, se desejado. O valor de referncia de carga tamb pode ser ajustado atravs de ModBus ou interface de comunicao ServLink DDE. Quando descarregando, uma rampa de descarga ajustvel fornece um tempo de descarga controlado at o nvel de trip de descarga. Quando a carga atinge esse nvel de trip, o controle envia um comando de abertura ao disjuntor para separar o gerador do sistema. A entrada de pausa da rampa poder ser operada enquanto o DSLC estiver descarregando o gerador de modo a permitir uma reteno da rampa de descarga para resfriamento ou outros propsitos. As rampas de carga e descarga tambm fornecem uma transio suave entre base de carga, diviso de carga iscrona e controle de processo a qualquer momento que o modo de operao seja mudado. O controlador EGCP-3 tem diversas caractersticas de controle de carga: Operao simples de carga em droop fornece uma operao segura na falha de um

contato do disjuntor auxiliar quando operando em paralelo com a barra; Operao isocrona quando a barra estiver isolada; Contato de sada com pontos de pick-up e drop-out ajustveis independentes que

fornece um sinal quando uma carga especificada excedida. Esse contato de sada pode ser selecionado como um trip de potncia reversa;



CONTROLE DE VAR/FP As funes de VAR/FP controlam a componente de potncia reativa do gerador em sistemas em paralelo. O modo de controle pode ser configurado entre VAR ou o fator de potncia (FP). O controlador compara a carga reativa do gerador com uma referncia interna e faz a correo do regulador de tenso at o valor de potncia reativa desejada seja atingida. Para um desempenho melhor, uma sada analgica pode ser diretamente conectada com um regulador de tenso compatvel com uma entrada analgica de tenso. O controlador tambm possui sadas a contatos de aumenta e diminui tenso para ativar um regulador de tenso quando uma entrada analgica no fornecida no AVR. O EGCP 3 tem um alarme que sinaliza quando a sada analgica atinge os limites superior e inferior. O EGCP 3 tem tambm chaves limites ajustveis e selecionveis e sadas de alarme. O EGCP 3 tem chaves de entrada para permitir comandos do valor de referncia de tenso do gerador. O controlador tambm prov entradas analgicas 4 a 20 mA (ou 105 Vdc) para controle do setpoint de kVAR / FP. Tambm pode operar atravs de ModBus ou ServLink. Esse controle de kVAR / FP simultneo ao controle de carga ativa. CONTROLE DE PROCESSO (No utilizado em Vista Alegre) Um controlador de processo CASCADE fornecido para cogerao, controle de importao/exportao (Quando no existir controlador EGCP3 MC), manuteno do nvel do tanque, manuteno de presso, ou outra aplicao. Um filtro de entrada de sinal de largura de banda ajustvel, ajustes flexveis do controlador PID, uma banda morta ajustvel e um controle de seleo de ao direta ou indireta, permite que o controle de processo possa ser usado numa ampla variedade de aplicaes. Um transmissor de processo 4-20 mA (ou 1-5 Vdc) fornece o sinal para o DSLC. O controle de processo inclui uma referncia digital interna de sinal a qual pode ser controlada por entradas aumenta e diminui ou por uma referncia remota externa de processo 4-20 mA (ou 1-5 Vdc) ou por interface ModBus ou ServLink. A sada do controle de processo fornece a referncia de carga para o controle de base de carga. Rampas ajustveis permitem fcil entrada e sada do modo de controle de processo. Quando o modo de controle de processo selecionado, uma rampa ajustvel move a referncia de carga numa direo de modo a reduzir o erro no controle de processo. Quando o erro minimizado, ou a referncia atinge primeiro ou o limite alto ou baixo de pick up de carga, o controlador de processo ativado. Quando um limite atingido, o controlador ir manter a referncia de carga naquele limite at que se obtenha o controle do processo. Quando descarregando, uma rampa de descarga ajustvel fornece uma descarga com tempo controlado para o nvel de trip de descarga. Quando a carga atinge esse nvel de trip, o EGCP 3 envia automaticamente um comando de abertura ao disjuntor para remover o gerador do sistema. A entrada de pausa da rampa permite a reteno da rampa de descarga para resfriamento ou outros propsitos. Funes adicionais incluem chaves selecionveis e ajustveis de limites alto e baixo de processo e ativao de alarme.



Quando existirem multiplos geradores e os EGCP3 LS esto conectados a uma barra em controle de processo, uma unidade ser automaticamente designada para ser o mestre do processo, controlando ento atravs da rede LON os nveis de carga dos outros geradores que esto conectados barra. Controle de Chaveamento de Transferncia Automtica (ATS Control Automatic Transference Control) A funo ATS no est incluida no modelo LS. Essa funo est disponvel no EGCP3 MC. Para o caso em questo (Vista Alegre) no utilizada essa funo. Controle de Ponta e Demanda O modelo LS no tem essas funes. Elas podem ser realizadas pelo modelo MC. No caso de Vista Alegre essas funes no esto rogramadas. Seqncia de partida de geradores Os detalhes de como partir e parar so determinados pelo controle do motor, porm quando iniciar a partida e parada responsabilidade dos controladores EGCP3. A partida / parada de geradores est associada coma configurao do sistema, extrutura de barramento e caractersticas dos geradores. Isso se aplica a motores diesel ou a Gs no sendo possvel aplicar com geraores a vapor e no faz parte do projeto de Vista Alegre. Medio de Energia e Potncia O controle digital LS est equipado com capacidade de medio de potncia e energia a nvel industrial. So usadas as tcnicas de DSP para obter uma melhor preciso e velocidade de resposta em relao aos medidores analgicos convencionais. Preciso conseguida usando uma taxa de amostragem rpida da tenso e corrente e tambm utilizando medio de RMS verdadeira. O uso da RMS verdadeira permite otimizar a preciso mesmo na presena de distores. Entradas com TPs e TCs da barra e da fonte so usadas para calcular potncia e enrgia. Os algoritmos usados so baseados na IEEE 1459-2000. Rels de Proteo Eltrica Proteo eltrica a nvel industrial pode ser configurada para a barra interna e para a concessionria a nvel industrial (por exemplo. Sobrecorente, subtenso). Temporizadores e nveis de alarme e trip podem ser configurados. Protees baseadas em corrente podem ser coordenadas com rels de proteo externos ajustando curvas ANSI/IEEE C37.112. No caso de Vista Alegre essas funes no so utilizadas, sendo a proteo efetuada por rels especficos.



Comunicao Equipamentos de monitorao remota podem ser conectados com o MC atravs de ModBus ou ServLink. Esto dsponveis tres (03) portas seriais.. Duas dessas portas so dedicadas para Modbus ou ServLink e a terceira configurvel. Todas as funes e parmetros monitorados pelo painel frontal esto disponveis atravs das tres (03) portas seriais. Essas portas podem ser configuradas para serem usadas com o programa Watch Window ou IHM externa atravs de ModBus ou ServLink. Entre os EGCP-3 a comunicao efetuada por rede LON. A comunicao a dois fios usada para sequenciamento, controle de carga ativa e reativa e mensagens de configurao entre as unidades com o propsito de controle. EGCP 3 LS em diviso de carga a) EGCP 3 LS - Sistema isolado

b) EGCP 3 LS - Sistema em paralelo



c) EGCP 3 LS - Operao com barras divididas

d) ECGP3 LS-MC em paralelo com o sistema



Diagrama em blocos bsico do controle



5.2. Woodward EGCP3 MC O EGCP3 MC um controlador baseado em microprocessadores projetado para supervisionar e controlar geradores operados por EGCP3 LS e sua conexo a uma concessionria. O MC configurvel e permite que seja usado de diversas maneiras e torne desnecessrio o uso de sistemas de controle utilizando CLPs. O seu menu fcil de utilizar e auxilia engenheiros de campo na programao do controlador a uma configurao barra/concessionria. O MC projetado para ser a interface entre a concessionria e a planta local. Funes do EGCP-3 MC: Interface por Display/Teclado, monitorao/parametrizao local ou por IHM remota; Interao Mestre/Escravo com at 16 unidades; Sincronizao de at 2 disjuntores com velocidade, fase, ajuste de tenso, gerenciamento

de fechamento em barra morta e sincronismo multimquina; Controle de KW com carga/descarga automtica para transferncia de carga sem

oscilaoes; Capacidade de controle em Base de Carga; Controle de Importao/exportao ou processo; Controle de KVAR/PF; Chaveamento de Transferncia Automtica (ATS), transio aberta ou fechada; Controle de diviso/suavisao de pico com partida/parada automtica baseada em

horrio ou nvel de demanda; Diagnstico; Proteo de Barra e Fonte principal; Medio e monitorao de Barra e Alimentao Principal & Energia; Comunicao com rede LON; Comunicao Modbus * e ServLink para conexes remotas atravs de IHM/CLP.



Display do painl frontal Idem ao do EGCP3 LS Comunicao Equipamentos de monitorao remota podem ser conectados com o MC atravs de ModBus ou ServLink. Esto dsponveis tres (03) portas seriais.. Duas dessas portas so dedicadas para Modbus ou ServLink e a terceira configurvel. Todas as funes e parmetros monitorados pelo painel frontal esto disponveis atravs das tres (03) portas seriais. Essas portas podem ser configuradas para serem usadas com o programa Watch Window ou IHM externa atravs de ModBus ou ServLink. Entre os EGCP-3 a comunicao efetuada por rede LON. A comunicao a dois fios usada para sequenciamento, controle de carga ativa e reativa e mensagens de configurao entre as unidades com o propsito de controle. Medio de Potncia e Energia O controle digital MC est equipado com capacidade de medio de potncia e energia a nvel industrial. So usadas as tcnicas de DSP para obter uma melhor preciso e velocidade de resposta em relao aos medidores analgicos convencionais. Preciso conseguida usando uma taxa de amostragem rpida da tenso e corrente e tambm utilizando medio de RMS verdadeira. O uso da RMS verdadeira permite otimizar a preciso mesmo na presena de distores. Entradas com TPs e TCs da barra e da fonte so usadas para calcular potncia e enrgia. Os algoritmos usados so baseados na IEEE 1459-2000. Para a barra interna e barra de fonte os seguintes grandezas so calculadas: Frequencia (Hz); Tenso AC (Vac); Corrente de fase e total (Amps); FP total e por fase; Potncia Ativa (W) Potncia Reativa (VAR) Potncia Aparente (VA) Angulo de fase de corente e tenso Harmonicas de tenso Haronicas de corrente Distorso Harmonica Total (Tenso e Corrente); Tenso de sequencia negativa (Vac) Corrente de sequencia negativa (Amps) Adicionalmente a energia nos TPs e TCs da concessionria so calculadas para: kW-Horas de Importao e exportao; kVAR-Horas de Importao e Exportao; KVA-Horas de Importao e Exportao Muitas dessas grandezas tambm esto disponveis como sadas analgicas para serem usadas por outros equipamentos.



Proteo Eltrica (No usado em Vista Alegre) Proteo eltrica a nvel industrial pode ser configurada para a barra interna e para a concessionria a nvel industrial (por exemplo. Sobrecorente, subtenso). Temporizadores e nveis de alarme e trip podem ser configurados. Protees baseadas em corente podem ser coordenads com rels de proteo externos ajustando curvas ANSI/IEEE C37.112. Operao na Ponta e controle de Demanda (No usado em Vista Alegre) Operao na ponta e controle de demanda possvel atravs de dois modos de operao, hora do dia ou necessidade de demanda. O controle tambm pode ser configurado para operar em ambos os modos de operao. Para hora do dia o MC pode ser programado para quatro (04) programas de partida e parada. Cada dia da semana pode ento ser configurado para um dos quatro programas, e cada programa tem dois horrios de partida dentro de um perodo de 24 horas. Uma durao de tempo ajustada para cada horrio de partida. No horrio programado, o MC ir partir todas as unidades LS e efetuar sincronizao baseada no estado do ATS; paralelo (no no modo ATS), transio aberta ou transio fechada. Quando o tempo de durao expirar, o MC ir gerenciar a parada ou retorno ATS e desligar as unidades geradoras. Nvel de operao de demanda de carga dependente do nvel de potncia aparente (VA) importada. O nvel de demanda filtrado por um filtro passa baixa configurvel e ento encaminhado lgica de demanda. Dos nveis de partida e um de parada esto disponveis. Se a demanda for maior que o pickup de demanda, o MC iniciar uma contagem de tempo de demanda. Se a demanda continuar maior que o pickup quando o tempo expirar, o MC ir partir uma unidae geradora. Tambm existe um nvel de demanda instantnea. Se a demanda se tornar maior que esse nvel, imediatamente partir a prxima unidade, sem contagem de tempo. A unidade LS rodar no modo de controle de carga e nvel do MC (base de carga ou processo). Quando o nvel de importao cair abaixo do nvel de desligamento da demanda, o MC iniciar nova contagem de temporizador. Se a demanda continuar abaixo desse nvel quando o temporizador expirar, uma unidade LS ir parar.



Sequenciamento (No usado em Vista Alegre) O MC pode iniciar dois diferentes tipos de partida e parada dependendo da situao. Na maioria das vezes o MC ir partir todos ou parar todas as unidades LS sob o seu controle. Para partidas em demanda de carga, o MC ir solicitar START REQUEST ou STOP REQUEST, que ir partir ou parar uma unidade geradora. Se o MC no estiver em controle (as unidade LS esto controlando a carga sem a concessionria (ATS)) ou se o MC estiver em controle de processo, a unidade LS partir sozinha baseada no gerenciador de tempo de partida e seus nveis de carga. Chaveamento de transferncia de Potncia automtica (ATS) (No usado em Vista Alegre) A funo ATS no MC tem diferentes modos de operao (Transio aberta ou transio fechada) e dependem da entrada digital selecionada (Auto, Teste e Run). Selecionando as entradas Auto e Teste (test ATS), teremos o modo de transio aberta, e ser simulada uma perda da concessionria, que ir abrir o disjuntor da concessionria antes de partir as unidades LS. No caso da transio fechada as unidades LS entraro em paralelo com a concessionria e assumiro carga at obter potncia zero vindo da concessionria (zero power transfer ZPT). O disjuntor da concessionria no ser aberto enquando ZPT no for atingido. Selecionando as entradas Auto, test e run w/load uma funo ATS normal iniciada (Initiate ATS). Se um grupo de disjuntores estiverem configurados no sistema, no casa da transio aberta, ento o MC ir esperar at que as unidades LS estejam na barra e estveis antes do disjuntor da concessionria ser aberta. O MC ir esperar por um tempo de transferncia curto antes de o disjuntor do conjunto de unidades LS seja fechado. Sem um disjuntor de grupo, o ATS ir ter o comportamento similar funo Teste ATS. A transio de fechamento ir paralelar todas as unidades LS concessionria e ir abrir a concessionria no fim do tempo rpido de transferncia mesmo se ZPT no seja atingido. O MC tambm tem um controlador de descarte de carga. Tres sadas digitais podem ser configuradas para remover sees de carga da barra se ocorrerem condies de sufrequencia e subtenso ou se ZPT no ocorrer Sincronizador: Mesma funo do LS. Controle de Potncia Ativa O controle de potncia ativa tem tres modos de operao: a) Base de carga A potncia ativa das unidades LS so controladas no setpoint de carga ajustado; b) Importao/Exportao A potncia ativa atravs do disjuntor da concessionria no nvel de inportao/exportao ajustado; c) Processo A carga ativa controlada baseada em entrada de processo externa ou setpoint de referncia



O controlador MC disponibiliza entradas digitais para permitir subir ou abaixar a base de carga interna ou referencia de processo e uma entrada analgica 4-20 mA (ou 1-5 Vdc) para referncia remota de potncia ativa. Taxas de carregamento e descarregamento esto disponveis para ajuste suave para referncia de carga e comando de carga e a qualquer momento se essas taxas forem colocadas em zero, ento a entrada digital de pausa de rampa ativada. Controle de processo (No usado em Vista Alegre) Um controlador de processo disponibilizado para cogerao, controle de importao/exportao, manuteno de temperatura, manuteno de presso, ou outras aplicaes Um filtro de entrada de largura ajustvel, ajustes do controlador flexveis, e aes de controle direta e indireta, permitem que o controle de processo possa ser usado em uma grande variedade de aplicaes. Um sinal de 420 mA (ou 15 Vdc) usado como sinal de processo para o controlador EGCP-3. O controlador inclui uma referencia digital interna que pode ser controlada por contatos de entrada para subir e abaixar ou por uma referncia de processo remota de 420 mA (ou 15 Vdc), ou por interface de comunicao Modbus ou ServLink. A sada do controlador de processo produz uma referncia de carga para o controlador de potncia ativa. Rampas ajustveis permitem entrar ou sair do modo de controle de processo. Quando o modo de controle de processo selecionado, uma rampa ajustvel move a referncia de carga na direo de reduo do erro de controle de processo. Quando o erro minimizado, ou a referncia atinge primeiro os pickups de limite de carga alta ou carga baixa o controlador de processo ativado. Quando atingido o limite mnimo ou mximo, o controlador segurar o valor de referncia nesse limite at que a entrada do controle de eprocesso retorne a nvel de operao seguro. Quando descarregando utilizada uma rampa de descarga de tempo ajustvel at que o sistema atinja o nvel de trip de descarregamento.. Quando atingir esse nvel, o EGCP3 automaticamente produz um comando de abertura para o disjuntor de grupo ou um comando STOP ALL para remover as unidades LS do sistema. A chave de entrada de pausa de rampa permite segurar a carga em uma potncia para propsitos de resfriamento ou aquecimento. Como funo adicional temos nveis de limite alto e baixo ajustveis para sinalizao de limites alto, baixo e alarme. Controle de VAR/FP A funo VAR/PF controla a potncia reativa exportada ou importada da concessionria. Pode ser configurada para controle de VAR ou FP. O controlador compara a carga reativa medida com uma referncia interna ajustvel e faz correes ao comando de FP enviado s unidades LS at que a potncia reativa desejada seja obtida. O nvel de potncia reativa pode ser mantido mesmo enquando a carga ativa est sendo controlada. O controlador MC tambm preve entradas digitais para permitir subir baixar o valor de referncia de carga reativa,e tambm preve entrada analgica de 420 mA (ou 15 Vdc) para controle remoto de valor de referncia de VAR/PF, se desejado. O valor de referncia tambm pode ser ajustado atravs de interface de comunicao Modbus ou ServLink.



6. Proteo Eltrica 6.1. Gerador A proteo eltrica do gerador utiliza os rels de proteo REM543 e REF541 da ABB. Os rels REM543 e REF 541 executam as seguintes funes de proteo:

a) Funo 24 Sobrefluxo ou Volts/Hertz

Utilizada para proteger o gerador contra aquecimento provocado por

sobreexcitao. Normalmente acontece quando a mquina est parando com o

sistema de excitao ligado.

b) Funo 32 Potncia Reversa;

Utilizada para evitar que o gerador absorva energia do sistema e dani

vista alegre

Documents