Rodagem do grupo gerador
\nUm grupo gerador \u00e9 um equipamento capaz de converter energia mec\u00e2nica ou outras formas de energia renov\u00e1vel em energia el\u00e9trica. Geralmente, os geradores mais comuns s\u00e3o acionados por turbinas a vapor, turbinas ou motores de combust\u00e3o interna (a gasolina, a gas\u00f3leo e outros), mas, nos \u00faltimos anos, t\u00eam surgido novas fontes de energia renov\u00e1veis, incluindo a energia nuclear, e\u00f3lica, solar, da biomassa, das ondas, etc. \u00c0 medida que a capacidade dos grupos geradores a gas\u00f3leo aumenta, estes podem funcionar durante longos per\u00edodos, garantindo um fornecimento cont\u00ednuo de energia, e tamb\u00e9m operar de forma independente, sem funcionar em paralelo com a rede el\u00e9trica regional, o que os protege de falhas na rede e lhes confere elevada fiabilidade. Particularmente comum em algumas \u00e1reas onde o fornecimento de eletricidade n\u00e3o \u00e9 muito fi\u00e1vel, o gerador a gas\u00f3leo desempenha um papel tanto como fonte de energia de reserva como de emerg\u00eancia; al\u00e9m disso, atrav\u00e9s da otimiza\u00e7\u00e3o racional por meio de um sistema de baixa press\u00e3o, \u00e9 normalmente utilizado para alimentar as cargas mais importantes durante cortes de energia, pelo que tem sido amplamente utilizado em projetos. A seguir, ser\u00e3o apresentados os princ\u00edpios b\u00e1sicos e a estrutura de um gerador comum:
\n1 Conjunto de turbina e turbogerador. Para obter uma elevada efici\u00eancia, \u00e9 geralmente composto por uma turbina de alta velocidade, normalmente a 3000 r\/min (frequ\u00eancia de 50 Hz) ou a 3600 r\/min (frequ\u00eancia de 60 Hz). Nas centrais nucleares, a velocidade da turbina \u00e9 baixa, mas ainda assim atinge 1500 r\/min ou mais. Nos turbogeradores de alta velocidade, para reduzir a for\u00e7a centr\u00edfuga gerada devido ao esfor\u00e7o mec\u00e2nico e diminuir a abras\u00e3o do vento, costuma-se utilizar um rotor com di\u00e2metro relativamente pequeno e comprimento relativamente grande, ou seja, um rotor fino. Especialmente nas unidades de alta velocidade e grande capacidade, com 3000 r\/min ou mais, devido \u00e0 rela\u00e7\u00e3o com a resist\u00eancia do material, o di\u00e2metro do rotor \u00e9 estritamente limitado, n\u00e3o ultrapassando normalmente 1,2 metros. O comprimento do corpo do rotor que determina a velocidade cr\u00edtica foi limitado. Quando o comprimento do corpo \u00e9 superior a 6 vezes o di\u00e2metro, a segunda velocidade cr\u00edtica do rotor aproxima-se da velocidade de funcionamento do motor, podendo ocorrer uma vibra\u00e7\u00e3o significativa durante o funcionamento. Por conseguinte, as dimens\u00f5es do rotor de um turbogerador de alta velocidade de grande porte est\u00e3o severamente limitadas. No caso de turbogeradores de cerca de 100 000 quilowatts com refrigera\u00e7\u00e3o a ar, as dimens\u00f5es do rotor do motor atingiram os limites m\u00e1ximos; para aumentar novamente a pot\u00eancia do motor, s\u00f3 \u00e9 poss\u00edvel faz\u00ea-lo aumentando a carga eletromagn\u00e9tica. Por isso, \u00e9 necess\u00e1rio refor\u00e7ar o arrefecimento do motor. Assim, para turbogeradores de 5 a 10 milh\u00f5es de kW com boa efici\u00eancia de arrefecimento, as tecnologias de arrefecimento a hidrog\u00e9nio ou a \u00e1gua s\u00e3o adequadas. Desde a d\u00e9cada de 1970 que as unidades de turbogeradores atingiram a capacidade m\u00e1xima de 130 a 150 milh\u00f5es de quilowatts. Desde 1986, a investiga\u00e7\u00e3o sobre materiais supercondutores de alta temperatura cr\u00edtica registou um avan\u00e7o significativo. Espera-se que a tecnologia supercondutora seja aplicada nas turbinas e nos geradores de turbina, o que representar\u00e1 um novo salto hist\u00f3rico.
\n(2) Unidade hidroel\u00e9trica acionada pelo grupo gerador da turbina. Devido \u00e0s diferentes condi\u00e7\u00f5es naturais da energia hidroel\u00e9trica, a capacidade e a velocidade da unidade hidroel\u00e9trica variam consideravelmente. Normalmente, as pequenas centrais hidroel\u00e9tricas e as centrais de impacto de alta velocidade acionadas por turbina apresentam uma estrutura mais horizontal, enquanto as de grande e m\u00e9dia velocidade, com gera\u00e7\u00e3o por gerador, apresentam uma estrutura vertical multiusos. Como, na maioria dos casos, as centrais est\u00e3o afastadas da cidade, a carga nas linhas de transmiss\u00e3o de energia demora normalmente mais tempo; por isso, a opera\u00e7\u00e3o do sistema hidroel\u00e9trico deve cumprir requisitos de maior estabilidade: os par\u00e2metros do motor t\u00eam de ser cuidadosamente selecionados; o momento de in\u00e9rcia do rotor deve ser elevado. Por conseguinte, a turbina-geradora hidr\u00e1ulica distingue-se pelo seu di\u00e2metro de rotor e comprimento reduzido. A unidade hidrogeneradora arranca e atinge a pot\u00eancia nominal em menos tempo, o que lhe confere flexibilidade de programa\u00e7\u00e3o; para al\u00e9m da sua pot\u00eancia geral, \u00e9 particularmente adequada como unidade de pico e unidade de reserva em caso de avarias. A capacidade m\u00e1xima das unidades hidroel\u00e9tricas atingiu os 70 milh\u00f5es de quilowatts.
\n3 grupos geradores a gas\u00f3leo
\nFuncionamento do grupo gerador a gas\u00f3leo: a energia do gas\u00f3leo \u00e9 convertida em eletricidade. De acordo com as suas diferentes finalidades, os grupos geradores a gas\u00f3leo podem ser divididos em grupos geradores a gas\u00f3leo terrestres e mar\u00edtimos.
\n3.1 Gerador acionado por motor a diesel \u2014 os princ\u00edpios b\u00e1sicos de funcionamento, a convers\u00e3o da energia do diesel em eletricidade. No cilindro do motor a diesel, o ar limpo, filtrado pelo filtro de ar, mistura-se com o jato de diesel pulverizado por um bico de alta press\u00e3o; a compress\u00e3o do pist\u00e3o para cima reduz o volume, a temperatura aumenta rapidamente, levando \u00e0 igni\u00e7\u00e3o do diesel. Ap\u00f3s a igni\u00e7\u00e3o do combust\u00edvel diesel, a mistura de gases de combust\u00e3o sofre uma expans\u00e3o intensa e r\u00e1pida do volume, empurrando o pist\u00e3o para baixo, num processo denominado \u2018fase de trabalho\u2019. O cilindro, ao produzir uma determinada pot\u00eancia, transforma o impulso que atua na haste do pist\u00e3o numa for\u00e7a motriz que aciona a rota\u00e7\u00e3o do virabrequim, impulsionando assim a rota\u00e7\u00e3o do mesmo. O gerador s\u00edncrono de corrente alternada sem escovas e o virabrequim do motor a gas\u00f3leo est\u00e3o instalados coaxialmente; \u00e9 poss\u00edvel utilizar a rota\u00e7\u00e3o do rotor do gerador acionado pelo motor a gas\u00f3leo, com base no princ\u00edpio da \u2018indu\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica\u2019, de modo que a for\u00e7a eletromotriz induzida pelo alternador, ao fechar o circuito de carga, gere corrente. Descreve-se aqui apenas o princ\u00edpio de funcionamento mais b\u00e1sico do grupo gerador. Para que seja utiliz\u00e1vel e tenha uma sa\u00edda de pot\u00eancia est\u00e1vel, \u00e9 necess\u00e1ria tamb\u00e9m uma s\u00e9rie de controlos do motor diesel e do gerador, bem como dispositivos de prote\u00e7\u00e3o e circuitos.
\n3.2 An\u00e1lise estrutural de um grupo gerador a gas\u00f3leo
\nUm tipo comum de grupo gerador a gas\u00f3leo \u00e9 composto principalmente por tr\u00eas partes: o motor a gas\u00f3leo, o gerador e o sistema de controlo. No grupo gerador a gas\u00f3leo, existem duas liga\u00e7\u00f5es: uma liga\u00e7\u00e3o flex\u00edvel, ou seja, o acoplamento entre as duas partes, e duas para a liga\u00e7\u00e3o r\u00edgida, com parafusos de alta resist\u00eancia que ligam a chapa de a\u00e7o do gerador ao disco do volante do motor a diesel. Atualmente, no mercado, os geradores a diesel utilizam, na sua maioria, liga\u00e7\u00f5es r\u00edgidas; em alguns casos, os motores a diesel e os geradores s\u00e3o ligados ap\u00f3s a instala\u00e7\u00e3o na extremidade p\u00fablica da plataforma, sendo depois acoplados com o efeito protetor de v\u00e1rios sensores, tais como sensores de temperatura, estes sensores permitem apresentar visualmente o funcionamento do motor ao operador e, com estes sensores, \u00e9 poss\u00edvel definir um limite superior; quando esse limite for atingido ou excedido, o sistema de controlo emitir\u00e1 um pr\u00e9-alarme, nesse momento, se o operador n\u00e3o tomar medidas, o sistema desligar\u00e1 automaticamente a unidade, permitindo que o grupo gerador a diesel entre em modo de autoprote\u00e7\u00e3o. O sistema de controlo do gerador a diesel \u00e9 respons\u00e1vel por receber o feedback dos v\u00e1rios sensores, interpretar a informa\u00e7\u00e3o, apresentar os dados e executar a prote\u00e7\u00e3o efetiva; o painel de controlo \u00e9 normalmente instalado nas pr\u00f3prias unidades, sendo conhecido como painel de controlo tipo \u00abmochila\u00bb, bem como, em alguns casos, um ecr\u00e3 independente colocado na sala de controlo, denominado painel de controlo separado, O painel de controlo, atrav\u00e9s da liga\u00e7\u00e3o por cabo e dos sensores, interage com o grupo gerador, os motores a diesel e os par\u00e2metros el\u00e9tricos, apresentando os par\u00e2metros de funcionamento. Al\u00e9m disso, os geradores possuem o chassis, os acoplamentos, o radiador, o dep\u00f3sito de combust\u00edvel e, em alguns casos, est\u00e3o equipados com silenciador e carenagem.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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