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REGULADORES DE VELOCIDADE DE GRUPO GERADORES

Por:   •  26/7/2013  •  3.116 Palavras (13 Páginas)  •  288 Visualizações

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1. INTRODUÇÃO

Os controladores de tensão e freqüência têm por objetivo manter o sistema no estado normal de operação através do controle de tensão nas barras terminais e da freqüência dos geradores. O controle da freqüência em especial é importante desde que a freqüência é uma medida do balanço e potência ativa do sistema. Se a carga do sistema cresce e a potência gerada não aumenta, a diferença de potência é obtida da energia cinética das máquinas e a freqüência decresce. Portanto a igualdade entre carga e geração é necessária para a operação estável e a freqüência é uma medida de desbalanço. Além disso, é uma exigência de muitas cargas a manutenção de variações da freqüência entre limites estreitos, por exemplo, o desempenho da maioria dos motores de corrente alternada industriais é função da freqüência.

Assim, essa é o principal objetivo da utilização dos reguladores de velocidade, pois ao controlar o torque entregue pelas máquinas aos geradores, controla-se a potência ativa e conseqüentemente a freqüência.

2. FUNÇÃO PRINCIPAL

A principal função de um sistema de controle da velocidade é controlar a velocidade pelo ajuste do suprimento de potência ao gerador. Em outras palavras, o regulador de velocidade deve acompanhar a variação de velocidade do gerador durante todo o tempo e em qualquer condição de carga, agindo no sentido de mantê-la na condição especificada. Em conseqüência disso, pode-se dizer que o regulador de velocidade também controla a potência ativa gerada, desde que esta é dependente da potência (ou do torque) de acionamento imprimido pela máquina primária no eixo do gerador.

Em adição à sua principal função de controle da potência de acionamento do gerador, o regulador de velocidade é também encarregado da correta distribuição de potência entre geradores síncronos operando em paralelo e estabelecimento de condições de partida e parada.

3. ESTATISMO

O estatismo representa a lei da variação de freqüência em relação à correspondente variação de carga ou potência consumida. Esta característica é uma realimentação e implica alterar a referência de velocidade em função da carga da unidade. Valores típicos de estatismo ficam entre 3% e 8%. No Brasil esta é usualmente fixada em 5%. Isto significa que para carregar um gerador desde vazio até plena carga (100% de mudança de carga) haverá uma queda de velocidade de 5%, supondo a característica linear. Isso pode ser verificado na figura abaixo.

Figura 1: Característica do estatismo de um gerador.

A introdução do estatismo significa transformar o controlador de velocidade num controlador de freqüência que contribui para a regulação de freqüência do sistema. Em momentos de estabilidade da freqüência da barra, o termo velocidade é conhecido. O erro de velocidade que alimenta o controlador é determinado pela referência de velocidade e pela carga da unidade ponderada pelo estatismo. Dessa maneira, a referência de velocidade passa a determinar a potência elétrica fornecida ao sistema. Por outro lado, para uma referência de velocidade determinada, uma variação na freqüência do sistema produz um erro na saída do ponto de soma. O controlador irá compensar este erro corrigindo a carga da unidade, até que a diferença entre a referência de velocidade e a freqüência do sistema seja anulada.

Porém, para uma turbina hidráulica, um regulador com uma simples característica de estatismo permanente seria insatisfatório. As turbinas hidráulicas têm uma resposta peculiar devida à inércia da água: a queda de pressão resultante da abertura do distribuidor provoca uma variação negativa de potência da turbina. Para controle estável, um estatismo transitório é necessário. Isto é conseguido através da redução do ganho transitório. O resultado é um regulador que exibe um alto estatismo (baixo ganho) para desvios rápidos de velocidade, e o normal baixo estatismo (alto ganho) em regime permanente. Abaixo se pode verificar o diagrama de blocos de um sistema com estatismo.

Figura 2: Controle de carga com estatismo.

Além disso, o estatismo é essencial para garantir a distribuição eqüitativa da carga entre as unidades geradoras quando operados em paralelo.

A operação em paralelo define a prática de operar dois ou mais geradores alimentando uma mesma carga. O controle preciso de velocidade é requerido desde que seja necessário casar a velocidade e o deslocamento elétrico de fase de

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