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Licenciatura em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

5º Ano, 2º Semestre

Projecto, Seminário ou Trabalho Final do Curso 2004/2005

Orientador na FEUP: António Machado e Moura

Orientadores na EDP Produção: Eng. Joaquim Azevedo Costa

Estagiário: João Pedro Alves Rodrigues da Costa


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Agradecimentos :

Aproveito para enaltecer a maneira amigável como fui recebido pelos responsáveis da EDP nomeadamente o Eng.º. Joaquim

Azevedo Costa que se revelou sempre prestável e disponível.

Um especial agradecimento ao Prof. António Machado e Moura sem o qual não teria sido possível a realização deste estágio.


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Índice

Capítulo 1 1 – Introdução pág. 8 2 - Plano de trabalhos a desenvolver no decorrer do Estágio – Objectivos pág. 9

Capítulo 2

1 - Descrição Geral do Empreendimento de Venda Nova II pág. 10 1.1 - Ficha Técnica do Empreendimento pág. 10 1.2 - Situação Geográfica – Descrição dos traços gerais do empreendimento pág. 13 1.3 - Caracterização das Albufeiras pág. 15 1.3.1 - Albufeira de Venda Nova pág. 15 1.3.2 - Albufeira de Salamonde pág. 17 * - Breve descrição da central de Vila Nova (Venda Nova /Salamonde); (Paradela/Salamonde) pág. 18 1.4- Circuito Hidráulico pág. 21 1.4.1 - Tomada de Água em Turbina pág. 21 Grades de Protecção Comporta Ensecadeira Comporta de Segurança (Duas variantes propostas inicialmente) Blindagem da Conduta de Arejamento 1.4.2 - Tomada de Água em Bomba pág. 26 Grades de Protecção Comporta Ensecadeira


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1.4.3 – Túneis/Chaminés de Equilíbrio pág. 29 Túnel em Carga Túnel de Restituição Chaminé de equilíbrio superior Chaminé de equilíbrio inferior

1.5 - Central Hidroeléctrica pág. 31 1.5.1 - Acessos e movimentação de pessoas 1.5.2 - Implantação e Concepção

1.5.3 - Drenagem e esgoto da central 1.5.4 - Disposição dos equipamentos nos diversos pavimentos 1.6 - Edifício de apoio e posto de corte e seccionamento pág. 38 2 - Referência sumária aos equipamentos do empreendimento pág. 39

2.1 - Grupos reversíveis e sistemas auxiliares pág. 39 2.2 - Equipamento hidromecânico pág. 43 2.3 - Transformadores de grupo pág. 44 2.4 - Instalações à tensão de produção 12kV pág. 45

2.5 - Instalações à tensão de emissão 150kV pág. 47 2.6 - Instalação auxiliar de média tensão pág. 48 2.7 - Instalações auxiliares de baixa tensão pág. 49 2.8 - Instalações de corrente contínua pág. 50 2.9 - Equipamentos de tele-transmissões pág. 50 2.10 - Instalações de comando e controlo centralizado pág. 51 2.11 - Instalações de comando e controlo distribuído pág. 52 2.12 - Eléctrodos e redes de terra pág. 53


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2.13 - Instalações de ventilação e climatização pág. 54 2.14 - Instalações de utilização geral pág. 56 2.15 - Instalações de segurança pág. 56 2.16 - Equipamento para movimentação de cargas pág. 58 2.17 – Ascensor pág. 58

3 – Condições técnicas gerais de exploração e condução da central pág. 59 3.1 - Interligação da central à rede pág. 60

3.2 - Exploração da central pág. 60 3.3 - Condução da central pág. 61 3.4 - Funcionamento da central pág. 61 3.4.1 - Comando e controlo centralizado pág. 62 - Funções principais e estrutura geral - Comando central do empreendimento - Telecomando - Tele-regulação - Telemanutenção - Telecontagem - Sincronização horária - Autómato da chaminé de equilíbrio superior - Unidade remota de comunicação (URC)

3.4.2 - Comando e controlo distribuído pág. 67 - Funções principais e estrutura geral

- Comando e controlo dos grupos - Segurança dos grupos - Comando e controlo da linha e dos serviços auxiliares - Comando e controlo dos serviços comuns


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Capítulo 3 1 – Actualização do esquema unifilar da central pág. 75

1.1 - Introdução – Esquema eléctrico geral das instalações de corrente alternada pág. 75 1.2 - Descrição da actualização do esquema unifilar pág. 75 1.3 – Levantamento das características dos equipamentos pág. 76 1.4 – Protecções Grupos – Modo funcionamento pág. 82

1.4.1 – Relés de Protecção pág. 82 1.4.2 – Modos de funcionamento pág. 83 1.4.3 – Funções das Protecções das P343 (F1 e F2) pág. 83

- Grupos de parâmetros - Bloqueios das funções - Funções de Protecção - Disparos Externos - Entradas de outras protecções para a matriz disparos

1.4.4– Matriz de Disparos pág. 89 1.4.5– Protecção terra rotor MX3 (F3) pág. 93 1.4.6– Protecção grupo P633 (imagem) F4 pág. 93 1.4.7– Protecção tensão rede P922 (imagem) F5 pág. 95 1.4.8– Protecção máxima intensidade transf. Excitação P122 (imagem) F6 pág. 95


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2 – Encravamentos com Chave 2.1 – Introdução pág. 96 2.2 – Documento – Encravamentos com Chave pág. 96

2.2.1– Tensão Emissão pág. 98 2.2.2– Tensão Produção pág. 99 2.2.3– Instalações Auxiliares de Média Tensão pág. 106 2.2.4– Quadro de Potência do Grupo Diesel do edifício de apoio pág. 111 2.2.5– Quadro =SA=BTC+QCA pág. 111 2.2.6– Quadro =SA=BTA+QCA pág. 112

Bibliografia

Peças Desenhadas Esquemas EDP actualizados Esquema Efacec - Encravamentos

Anexos

Desenhos Ilustrativos da Central


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Capítulo 1 1 - Introdução

Este documento procura traduzir o trabalho realizado no Estágio Curricular na Central de Frades (Venda Nova II). Estágio este promovido

pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto em conjuntura com empresas (neste caso EDP Produção EM), que visa a

integração/familiarização dos futuros licenciados com o meio laboral.

Numa primeira fase foram definidos objectivos (descritos no ponto seguinte), objectivos estes que foram acordados entre orientador na

faculdade Prof. Machado e Moura e os responsáveis da EDP Manutenção nomeadamente Eng. Joaquim Azevedo Costa com vista ao trabalho a

desenvolver no decorrer do estágio. A quando do arranque do estágio a obra encontrava-se em fase de conclusão sendo que empresas como: EDP

Produção EM, EFACEC e VOITH SIEMENS apenas se encontravam a realizar um conjunto de ensaios finais essenciais ao funcionamento da central.

Caracterização da EDP Produção EM, S.A

Surge com o Objectivo de promover uma melhor funcionalidade, racionalização e eficiência na

utilização de recursos, designadamente nas áreas de engenharia e manutenção relacionadas com as tecnologias

de produção de energia, tendo sido criada em, 1 Julho de 2002, no âmbito do Grupo EDP. Deste modo acabou

por integrar as actividades até aqui desenvolvidas pela HIDRORUMO – Projecto e Gestão S.A., pela PROET –

Projectos, Engenharia e Tecnologia, S.A. e pelas áreas de grande manutenção da CPPE – Companhia Portuguesa

de Produção de Electricidade, S.A.


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2 - Plano de trabalhos a desenvolver no decorrer do Estágio – Objectivos

Numa primeira fase e tendo em vista a integração e percepção da própria envergadura da Obra, optou-se por visitar as instalações e

transcrever os aspectos fundamentais ao funcionamento a mesma. Esta primeira fase durou cerca de 20dias, depois de tomada a consciência da obra

em si teve inicio a fase fulcral do estágio. Fase esta que foi caracterizada pelo seguinte plano de trabalhos a desenvolver:

Plano de Trabalhos

Caracterização do Empreendimento.

Condução/Exploração da Central – Comando Distribuído/ Comando Centralizado – Elaboração de um documento

Identificação e levantamento das características dos Sistemas de Protecções da Central.

Actualização do Esquema Unifilar do Empreendimento

Documento sobre as Protecções de Grupo

Elaboração de um documento sobre encravamentos com chave; tendo por base o esquema geral de encravamentos do

empreendimento


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Capítulo 2

1 - Descrição Geral do Empreendimento e do Aproveitamento de Venda Nova II

1.1 - Ficha Técnica do Empreendimento Dono da Obra CPPE – Companhia Portuguesa de Produção Electricidade, S.A. (Grupo EDP) Concepção, Projecto, Gestão da Construção e Fiscalização EDP Produção EM – Engenharia e Manutenção, S.A. (Grupo EDP) Director do Projecto António Freitas da Costa, Eng.º Empreiteiros e Fornecedores Empreitada principal de Engenharia Civil Consórcio Empresas: SOMAGUE – Engenharia, S.A. Moniz da Maia Serra & Fortunato – Empreiteiros, S.A. Mota & Companhia, S.A.


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Fornecimento dos Grupos Reversíveis SIEMENS, S.A. Fornecimento da Instalação Complementar de Produção Consórcio Empresas: EFACEC Engenharia, S.A. SIEMENS, S.A. Fornecimento dos Transformadores de Grupo EFACEC Energia, Máquinas e Equipamentos Eléctricos, S.A. Fornecimento do Equipamento Hidromecânico ALSTOM Power Portugal, S.A. Fornecimento da Ponte Rolante da Central TEGOPI – Indústria Metalomecânica, S.A. Empreitadas de Reconhecimento Geológico e Injecções e Drenagens TECNASOL FGE Fundações e Geotécnica, S.A.


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Empreitada de Monitorização Geotécnica CÊGÊ Consultores para Estudos de Geologia e Engenharia, LDA Estudos de Sedimentologia – Sondagens e Ensaios Teixeira Duarte – Engenharia e Construção, S.A. Empreitada da Caleira de Cabos de 150kV CIVIBRAL – Sistemas de Construção, S.A. Empreitada de Serralharias Serralharia o SETENTA, S.A. Empreitada de Pinturas MONTACO – Tratamentos Anticorrosivos e Construção Civil, S.A. Empreitadas de Acabamentos JACINTO ANTUNES DA SILVA, S.A.


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1.2 - Situação Geográfica – Descrição dos traços gerais do empreendimento

Actualmente em fase final de ensaios espera-se que entre dentro em breve em funcionamento no nosso país um novo aproveitamento

hidroeléctrico. Situado na região noroeste do território continental português no concelho de Viera do Minho, distrito de Braga sendo que um das

albufeiras abrange território Transmontano (Albufeira de Venda Nova) concelho de Montalegre. Este empreendimento Venda Nova II trata-se de

uma obra quase exclusivamente na sua totalidade subterrânea. Sendo que para a população passa completamente despercebida (Impacto Ambiental

mínimo quando comparado com os benefícios), no entanto trata-se de empreendimento de grandes dimensões e complexidade. Como já foi referido

a obra envolve a construção de túneis que rompem no interior do contraforte norte do maciço granítico da Serra da Cabreira.

A Central de Frades (Imagem - edifício de apoio) vem procurar reforçar o

aproveitamento dos recursos hídricos afluentes ás duas albufeiras já existentes,

criadas pelas barragens de Venda Nova e Salamonde, sendo que o

aproveitamento reside no desnível de 420 metros existente entre as duas

albufeiras numa extensão de 4500 Metros o que o torna único e de um valor

energético muito elevado. O projecto basicamente numa forma geral consiste na

construção de uma central hidroeléctrica subterrânea equipada com dois grupos

reversíveis iguais, de eixo vertical, constituídos por turbinas-bombas do tipo

Francis e respectivos alternadores-motores, e de um circuito hidráulico em túnel

ligando duas albufeiras.

O movimento da água no sentido descendente promove a rotação das

turbinas e do rotor do respectivo alternador, produzindo assim energia eléctrica. No sentido ascendente aproveita-se a capacidade de produção em

horas de vazio para bombear água entre albufeiras permitindo assim uma reutilização da água para acudir em horas de ponta. (fundamental o


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contributo da energia eólica, neste tipo de sistemas). As turbinas têm uma potência máxima de 97,1MW cada e a central no seu todo deverá ser

capaz de produzir cerca de 220GWh que se equipara a 3 vezes o consumo anual da cidade de Chaves.


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1.3 - Caracterização das Albufeiras

Como foi referido anteriormente o empreendimento situa-se entre duas albufeiras:

Venda Nova

Salamonde

1.3.1- Albufeira de Venda Nova

Situada no concelho de Montalegre tem como afluentes os rios Borralha e Rabagão, construída em 1944 inicialmente para em conjunto

com a Albufeira de Paradela alimentar à Central de Vila Nova, central esta que fica a jusante de Venda Nova numa das margens do rio Rabagão.

Deste modo o escalão de Venda Nova / Vila Nova (Figura 3) foi então a primeira

construção para aproveitar as bacias formadas artificialmente pelo Cávado e Rabagão

fundando a recém criada Hidroeléctrica do Cavado na altura.

Com a construção da Central de Frades passou a existir mais um canal de

comunicação entre albufeiras neste caso Venda Nova – Salamonde em ambos os

sentidos visto que a Central de Vila Nova não possui bombagem deste modo é

possível turbinar água de Venda Nova e voltar a bombear para a origem, aumentando a

eficiência global do processo de obtenção de energia.

*Após a descrição das albufeiras que a seguir se apresenta é efectuada uma breve

descrição da central de Vila Nova, de modo a complementar esta informação.


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Características Técnicas da Albufeira de Venda Nova

Albufeira

Duas Tomadas de Água – Centrais de Vila Nova e Frades

Nível de pleno Armazenamento NPA – 690,8m

Nível mínimo de exploração normal Nmen – 685,8 m

Nível mínimo extraordinário NmE – 675,00 m

Volume Útil – 158 milhões de m3

Superfície inundada – 3,91 km2

Capacidade total – 94,5 hm3

Capacidade Útil – 92,11hm3

Barragem

Tipo – Arco Gravidade

Cota do coroamento – 701 m

Altura máxima acima das fundações – 97 m

Órgãos de descarga

Descarregador principal

Tipo de comportas – Segmento/Radial

Número de comportas – 2

Dimensões das comportas – 11 x 5,5 mxm

Capacidade total de vazão – 1100 m3/s

Descarregador de Fundo

Tipo de comportas – Lagarta/Caterpillar


Dimensões das comportas – 2 x 3 mxm

Capacidade total de vazão – 130 m3/s

Desenvolvimento coroamento – 230 m


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1.3.2 - Albufeira de Salamonde

Situada no concelho de Vieira do Minho numa zona protegida (Parque Nacional da Peneda Gerês) tem como afluentes os rios Cávado,

Rabagão, Fabião ou Toco concluída em 1953. Caracterizada por ser um pequeno

aproveitamento hídrico na ordem dos 42MW de potência instalada com duas turbinas do

tipo Francis com um diâmetro médio de 1,63m e com o caudal máximo turbinável de 22

m3/s.

A central é caracterizada por ser subterrânea mas junto á barragem, é de

salientar ter sido a primeira caverna de grande dimensão construída em Portugal. Esta

caverna tem uma dimensão de 30m de comprimento por 12,5m de largura e altura

máxima de 31,5m. No seu interior encontra-se instalada uma central que aloja dois

grupos geradores de 25MVA. Sendo que através de poço, também escavado na rocha

granítica e com 121 m de profundidade, estabelece-se a comunicação com edifício de

comando (visível na imagem).


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Características Técnicas da Albufeira/Barragem de Salamonde

Albufeira

Uma Tomadas de Água – Frades

Nível de pleno Armazenamento NPA – 270,80 m

Nível mínimo de exploração normal Nmen – 261,00 m

Nível mínimo extraordinário NmE – 259,00 m

Superfície inundada – 242 ha

Capacidade total – 65 hm3

Capacidade Útil – 55,01 hm3

Barragem

Tipo – Abóboda Delgada

Cota do coroamento – 281 m

Altura máxima acima das fundações – 75 m

Desenvolvimento coroamento – 234 m

Tomada de Água

Tipo de comportas – Stoney


Dimensões das comportas – 3,2 x 5,0 mxm


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*Breve descrição da Central de Vila Nova

Caracterizada por ser composta por dois sistemas distintos Vila Nova / Venda Nova e Vila Nova / Paradela.

Em síntese:

Vila Nova / Venda Nova

Turbinas

Tipo – Pelton

Numero – 2

Diâmetro médio da roda – 1,778 m

Potência nominal – 29094 kW

Queda Útil – 400 m

Velocidade nominal – 428,6 rpm

Caudal Máximo Turbinável – 10,5 m3/s

Alternadores

Potência aparente nominal – 32 MVA

Tensão nominal – 11000 V

Transformadores Principais

Potência nominal – 3x10 MVA

Razão de Transformação – 10250/ (165000/√3) +-5%


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Vila Nova / Paradela

Turbinas

Tipo – Francis

Numero – 1

Diâmetro médio da roda – 2,1 m

Potência nominal – 55970 kW

Queda Útil – 402,5 m

Velocidade nominal – 600 rpm

Caudal Máximo Turbinável – 16,4 m3/s

Alternadores

Potência aparente nominal – 66 MVA

Tensão nominal – 11000 V – – 5%

Transformadores Principais

Potência nominal – 3x20 MVA

Razão de Transformação – 10250/ (165000/√3) +5% -10%


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Descrição do Empreendimento – Especificações Técnicas

A obra de reforço de potência do aproveitamento hidroeléctrico de Venda Nova compreendeu a realização de um circuito hidráulico, das

cavernas da central e transformadores, do edifício de apoio e posto de corte e seccionamento e, ainda, a execução de vias de

comunicação e acessos em túnel.

1.4- Circuito Hidráulico

O circuito hidráulico é essencialmente constituído por tomadas de água, túneis carga/restituição, chaminés de equilíbrio.

1.4.1 - Tomada de Água em Turbina – Como foi referido anteriormente esta tomada de água tem o bocal na albufeira de Venda Nova

ligada directamente ao túnel em Carga. O Equipamento instalado na tomada de água Superior divide-se essencialmente em 4 Grupos Distintos de

Equipamentos:

Grades de Protecção

Comporta Ensecadeira

Comporta de Segurança (Duas variantes propostas inicialmente)

Blindagem da Conduta de Arejamento


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Descrição do Equipamento:

Grades: As grades da tomada de água superior têm como função principal impedir a passagem de

detritos que se encontrem na água da albufeira da barragem de Venda Nova. A grade em si é constituída por

painéis iguais com cerca de 3300 mm de largura. Sendo que estes painéis são formados por barras de secção

rectângulas com arestas baleadas baleadas a montante e a jusante, ligadas entre si por varões roscados nas

extremidades. O espaçamento entre as barras é garantido por peças de ferro fundido com perfil hidrodinâmico.

As peças espaçadoras de ferro fundido para a fixação dos painéis às peças fixas são igualmente caracterizadas

pela sua forma hidrodinâmico, sendo que a parafusaria de fixação às peças fixas foi executada em aço

inoxidável. É de realçar que os varões de ligação das barras são em número considerado suficiente de modo a

garantir a estabilização dos painéis de forma a limitar as frequências de vibração.

Este tipo de grades é caracterizado por ser uma estrutura inteiramente desmontável, sem necessidade

de recurso a qualquer ligação soldada.

Peças Fixas: São constituídas por chapas de aço inoxidável AISI 304 ou equivalente dispostas

horizontalmente em forma de cantoneira (canto), uma na face superior e outra na face inferior do bocal, constituindo assim a travessa frontal e

soleira respectivamente.

Uma viga horizontal intermédia feita em betão capaz de suportar as peças fixas inferiores dos painéis superiores, e as peças fixas superiores

dos painéis inferiores. Como já foi referido a ligação das peças fixas aos painéis é uma ligação aparafusada.


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Comporta Ensecadeira Grades


A comporta ensecadeira serve como órgão de isolamento do poço da tomada da água a fim de se puder efectuar qualquer trabalho de

reparação / conservação naquela galeria. Sendo que abrirá e fechará em águas equilibradas.

Tabuleiro: Com estanqueidade a montante, é constituído por apenas um elemento, sendo a sua estrutura inteiramente soldada. Os

guiamentos são constituídos por patins em aço carbono fixos à estrutura da comporta. As estanqueidades têm a disposição indicada no desenho (em

anexo) tendo sido executados lateral e superiormente a partir de perfil do tipo nota de música de 4 polegadas e em barra na soleira. A fixação das

estanqueidades é feita através de parafusaria em aço inoxidável. O tabuleiro é ainda equipado com uma válvula de equilibragem destinada ao

equilíbrio de pressões antes de manobra de abertura da comporta.

Peças Fixas: As Peças fixas dividem-se em duas secções principais.

- A zona de escoamento, entre as cotas 663,66 e 667,66 onde se incluem ranhuras, travessa frontal e soleira, sendo integralmente revestida a

aço inoxidável AISI 304 ou equivalente. Na zona de apoio das cabeceiras colocou-se uma barra de aço de carbono imediatamente por baixo do aço

inoxidável de modo a garantir uma pressão no betão inferior a 6 Mpa;

- A restante extensão das peças fixas, até à plataforma de manutenção sendo constituída apenas por guiamentos laterais obtidos através de

carris tipo “Vignole”

Diferencial Eléctrico: A comporta é manobrada por um diferencial eléctrico de 6000kg de capacidade.

Acessórios: Vigas de calagem para o tabuleiro, tampas amovíveis etc.


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Comporta de Segurança “ Variante Vagão – Variante Instalada “

A comporta vagão (variante ao fornecimento da comporta lagarta) serve de órgão de protecção e isolamento da galeria de pressão. Sendo

que fecha por acção do seu próprio peso a cortar caudal sendo o seu movimento de abertura efectuado em carga por um servomotor hidráulico,

concebido para o efeito.


Tabuleiro: Com estanqueidade a jusante, é constituído por apenas um elemento, sendo a sua estrutura inteiramente soldada. Os guiamentos

são constituídos por patins em aço carbono fixos à estrutura da comporta. As estanqueidades têm a disposição indicada no desenho (em anexo)

tendo sido executados lateral e superiormente a partir de perfil do tipo nota de música de 4 polegadas e em barra na soleira.

Peças Fixas: As Peças fixas dividem-se em três secções principais.

- Zona de Escoamento entre as cotas 663,55 e 667,55 onde se incluem ranhuras, travessa frontal e soleira, sendo integralmente revestidas a

aço

- Zona imediatamente acima da zona de escoamento (igual anterior)

- A restante extensão das peças fixas, até à plataforma de manutenção sendo constituída apenas por guiamentos laterais obtidos através de

carris tipo “Vignole”

Suspensão: Constituída por um sistema de barras fabricadas e aço

Órgão de Manobra: Para accionamento da comporta existe um servomotor de simples efeito capaz de elevar a comporta em carga e de

permitir a descida de modo controlado, actuando como freio. A abertura em carga efectuar-se mate cerca de 10cm de modo a permitir o enchimento

do circuito hidráulico, realizando-se a restante abertura em águas equilibradas. A descida da comporta efectua-se por acção do seu próprio peso, sem


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necessidade de qualquer energia exterior, funcionando o servomotor como freio, amortecendo o fecho final do curso. O servomotor está instalado

sobre uma base de apoio na plataforma de manobra à cota 701. No edifício da tomada de água encontra-se um quadro de sinalização e comando no

local do servomotor.

Acessórios: Vigas de calagem para o tabuleiro, Vigas de calagem para as barras de suspensão, 1 dispositivo para manobra de barras de

suspensão do tipo braço giratório, 1 escada vertical entre plataformas e tampas amovível da cobertura da casa de manobra

Blindagem das Condutas de Arejamento:

A blindagem da conduta de arejamento é constituída por um troço cilíndrico, autoresistente, de 1m de diâmetro interior entre as cotas 667,40

e 708,00.


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1.4.2 - Tomada de Água em Bombagem – Como foi referido anteriormente esta tomada de água tem o bocal na albufeira de Salamonde

ligada directamente ao túnel em Carga a montante. O Equipamento instalado na tomada de água Inferior divide-se essencialmente em 4 Grupos

Distintos de Equipamentos:


Comporta Ensecadeira


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No Bocal de admissão em bombagem ou de restituição em turbinamento são instaladas grades da tomada de água inferior para

Impedir a passagem de detritos que se encontrem na água.

Grades: Cada grade é constituída por dois elementos

sobreponíveis, cada um formado por três painéis iguais, fixos a uma

estrutura que transmite os esforços às peças fixas.

Peças Fixas: Iguais à Comporta Ensecadeira, uma vez que na

mesma ranhura são colocadas Grades e as Comportas.

* A manobra dos elementos é feita por intermédio de um balancim de

engate automático (comum para as comportas ensecadeiras) e de uma

grua móvel.


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Comporta Ensecadeira Grades


A comporta ensecadeira serve como órgão de isolamento da galeria de aspiração a fim de se puder efectuar trabalhos de reparação ou

vistoria. As comportas são formadas por dois elementos sobreponíveis, ficando o primeiro apoiado sobre a soleira e o segundo sobreposto a este.

Tabuleiro: Os tabuleiros de cada elemento são de construção inteiramente soldada, e compostos essencialmente por chapa de face, um

sistema de vigas horizontais e reforços que transmitem carga ás duas cabeceiras. Um dos elementos superiores está equipado com válvulas de

equilibragem, tipo de prato, destinadas ao equilíbrio de pressões antes da manobra da comporta, as quais são actuadas pelo balancim. Em termos de

estanqueidade semelhante ensecadeira da tomada de água em turbina.

Peças Fixas: As peças fixas como foi referido anteriormente servem as compostas as mesmas que servem as grades e dividem-se em duas

secções principais:

- A zona de escoamento, entre as cotas 251,50 e 258,70 onde se incluem ranhuras, travessa frontal e soleira, integralmente

revestidas a aço.

- A restante extensão das peças fixas, até à plataforma de manobra à cota 273,5 é constituída apenas por guiamentos laterais obtidos

através de carris tipo “Vignole”.


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1.4.3 – Túneis/Chaminés de equilíbrio – Sendo essencialmente obras subterrâneas, este projecto apresenta aspectos técnicos delicados

e complexos relacionados com a concepção, dimensionamento e execução dos diferentes elementos de obra.

Na concepção tradicional dos túneis de aproveitamento hidroeléctricos é usual efectuar o revestimento rígido e contínuo de betão armado,

tendo em vista a redução da rugosidade, a protecção contra a queda

de blocos, e a impermeabilização. Devido a estudos geotécnicos

efectuados, chegou-se a conclusão que a solução rígida do betão

armado era desnecessária. Tendo se adoptado uma solução mais

flexível, que consiste em projectar betão, sendo que o maciço

desempenha a função estrutural e fica directamente submetido à

pressão interior da água. Este critério consiste basicamente em

garantir que em qualquer ponto no túnel a pressão não excede a tensão principal mínima da rocha (granito). Deste modo os túneis não são revestido,

o que implica um valor de perdas de água ao longo deste mais elevado, mas economicamente esta solução é sem sombra de dúvidas a mais

vantajosa, visto que os valores de água perdidos são insignificantes. É de salientar que na vizinhança das cavernas a opção tomada foi revestir o

túnel, com vista a uma diminuição das infiltrações na caverna e consequente protecção do material existente na mesma. Assim sendo o Túnel divide-

se em dois túneis distintos, denominados por:

Túnel em Carga: O túnel em carga inicia-se a jusante da estrutura da tomada de água em turbinamento e prolonga-se até ao desarenador a

montante da central. Tem uma extensão aproximada de 1790m com 6,30m de diâmetro de escavação e uma inclinação de 14,7%.

Túnel em restituição: O túnel de restituição inicia-se a jusante do desarenador localizado no troço inferior da central prolongando-se até à

estrutura da tomada de água em bombagem, numa extensão da ordem dos 1380m e com inclinação média na ordem dos 2%.


30

Chaminés de equilíbrio – Tendo como objectivo o aproveitamento da maior queda possível e face as condições topográficas

envolventes, o circuito hidráulico de um aproveitamento hidroeléctrico é frequentemente constituído por túneis e condutas de grande extensão.

Nestes casos, a variação do caudal utilizado (turbinado ou bombeado) implica uma aceleração ou desaceleração da considerável massa de água

contida no circuito, provocando assim um regime de escoamento transitório em que as pressões e os caudais são variáveis, do qual podem resultar

graves perturbações se não forem tomadas as devidas precauções.

Estas perturbações estão normalmente associadas ao fenómeno do choque hidráulico, cuja consideração foi fundamental no

dimensionamento das obras e equipamentos, em especial dos grupos reversíveis. Os regimes transitórios envolvem também outros aspectos

relacionados com os grupos, com incidência no seu dimensionamento como sejam a ocorrência de sobrevelocidades e eventual embalamento. A

introdução de chaminés de equilíbrio num circuito hidráulico é uma solução corrente para este tipo de problemas, uma vez que permite não só

proteger o túnel situado entre chaminé e o reservatório situado a montante e/ou jusante, como ainda melhor o funcionamento em termos de

estabilidade de regulação de velocidade dos grupos reversíveis. Deste modo instalaram-se duas chaminés de equilíbrio, onde a distância entre as

chaminés e os grupos foi alvo de um estudo de modo a um bom funcionamento do sistema. O estudo teve por base modelos matemáticos que

visaram a realização de uma conjuntura de ensaios com vista a determinar as perdas de carga nas ligações.

Superior: A chaminé de equilíbrio é constituída essencialmente pelo poço de ligação ao túnel em carga e pela chaminé propriamente dita,

formada pela parte superior do referido poço e pela câmara de expansão. Situa-se na parte terminal do túnel de carga, 300m a montante do

desarenador que antecede a central. O poço de ligação ao túnel vertical, tem cerca de 300m de altura e 5m de diâmetro sendo precedido por um

segundo poço, também vertical, com cerca de 100m de altura e 5m de diâmetro, terminando num reservatório superior com 5m de altura e 18m de

diâmetro.

Inferior: A chaminé de equilíbrio inferior dispõe de duas câmaras, uma de alimentação e outra de expansão, unidas por um poço circular,

sendo a ligação ao túnel de restituição realizada por um orifício. A câmara de expansão encontra-se ligada ao exterior através da galeria de ventilação

e de segurança da central. Em termos de dimensões constituída por um poço completamente revestido de 5m de diâmetro e 58m de altura.


31

1.5- Central Hidroeléctrica

1.5.1 - Acessos e movimentação de pessoas

O acesso à central é efectuado a partir da EN 103 Braga-Chaves, derivando-se ao km

88,5, junto a Ruivães, para a estrada municipal de ligação à povoação de Frades. Este troço

de estrada, com uma extensão aproximada de 2,8km, apresenta inclinações significativas,

atingindo pontualmente o máximo de 16%. Os últimos 1500 metros de acesso à central

desenvolvem-se sob a forma de túnel, com inclinação de cerca de 10%, apresentando uma

secção transversal e largura de 7,8m e altura máxima de 8,0m. A movimentação das pessoas

no interior é efectuada por escadas existentes nos dois topos e por um ascensor.

1.5.2 - Implantação e Concepção

Como já foi referido anteriormente a central é em caverna e localiza-se numa posição intermédia do traçado anteriormente descrito (Circuito

Hidráulico). Sendo que a altitude, o posicionamento foi definido a partir da cota do plano médio das turbinas-bombas. Estando então o plano médio

do distribuidor fixado à cota (224,00). Atendendo ás dimensões dos grupos e restantes equipamentos, foram criados os pisos técnicos com as

seguintes contas de referência: Piso principal ----------- (235,00)

Piso dos alternadores-motores --------- (230,00)

Piso das turbinas-bombas ----------- (226,00)

Piso das válvulas esférica ---------- (221,00)

Piso da galeria de drenagem -------- (217,00) –> Ver peças desenhadas no final do capítulo


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No piso principal está localizado o átrio de montagem, carga e descarga. O acesso à central como já foi referido é realizado através de um.

Sendo que este sofre uma bifurcação quase na sua fase final, permitindo o acesso quer ao piso

principal, quer com caverna dos transformadores. Ao longo túnel, mais propriamente no lado

direito no sentido descendente é possível visualizar a caleira de cabos de potência.

Sensivelmente a meio do túnel existe uma caixa com dimensões consideráveis que funciona

como “Caixa de Junção de Cabo”. Em termos de comunicação directa com exterior, existe ainda

uma galeria como se pode ver na imagem (galeria de ventilação), que desempenha não só a

função renovação do ar no interior da caverna mas também serve como saída de emergência.

Em termos de dimensões a galeria de ventilação tem cerca de 592m, com duas inclinações

distintas da ordem dos 44% no seu troço inicial e cerca de 17% no restante.

1.5.3 - Drenagem e esgoto da central

As águas provenientes de infiltrações através da rocha e do betão da central e resultantes do esvaziamento da galeria da restituição são

drenadas para o poço colector destas águas, denominado por “poço geral de drenagem da central” que tem o seu fundo à cota (209,50). As águas

colectadas neste poço serão esgotadas pela instalação de bombagem da central. As águas das infiltrações no túnel de acesso à galeria da restituição

são colectadas num poço existente nesta galeria e esgotadas para o poço geral de drenagem da central por uma instalação de bombagem específica

do túnel de restituição.

Esta instalação de bombagem da central é formada por três electrobombas de eixo vertical do tipo “Poço Profundo” que têm os respectivos

motores no piso à cota (221,00). O quadro eléctrico de alimentação e comando local encontra-se também instalado neste mesmo piso. Em termos de


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capacidade das bombas distinguem-se pela capacidade de elevar água, sendo que uma apenas consegue elevar água até a chaminé de equilíbrio

inferior; as duas restantes para além de poderem elevar água até à CEI ainda podem elevar água pela galeria de ventilação e segurança.

A instalação de bombagem específica do túnel de acesso ao túnel de restituição engloba duas electrobombas de pequena potência, que

visam evacuar, até à zona de confluência com o túnel de acesso à central águas que resultem de infiltrações. O quadro eléctrico de alimentação e

comando destas bombas encontra-se instalado no início do túnel de acesso ao túnel de restituição, perto do encontro com o túnel de acesso à

central.

1.5.4 - Disposição dos equipamentos nos diversos pavimentos

No piso à cota (221,00), foram instalados os equipamentos de desafogamento das rodas das turbinas-bombas, os acumuladores das

válvulas esféricas (imagem - dir.) e o quadro de alimentação e comando das electrobombas do poço de drenagem da central. A partir deste piso é

possível aceder-se directamente ao cone difusor de cada grupo e à galeria de drenagem e à câmara das compostas dos tubos de aspiração às cotas

(217,00) e (222,30) respectivamente.

No piso à cota (226,00) destinou-se à instalação de:

- A montante, os equipamentos de regulação de velocidade, incluindo os acumuladores de ar e ar-óleo de accionamento do distribuidor, e

ainda os equipamentos de produção de ar comprimido para pressurização do óleo de accionamento do distribuidor e válvula esférica (imagem página

seguinte esq.):

- Na zona adjacente ao poço da turbina, temos os equipamentos de injecção e circulação de óleo (imagem página seguinte - centro);

- A jusante, os equipamentos da instalação geral de água de refrigeração. (imagem página seguinte – dir.).


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- Ainda neste mesmo piso podemos encontrar como se vê nas imagens a sala de baterias e a sala dos rectificadores de corrente contínua e bastidor

de relés geral;


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No piso à cota (230,50), piso dos alternadores-motores, do lado jusante, situa-se o compartimento para o equipamento da instalação de

detecção e extinção de incêndio nos alternadores-motores e os armários de excitação e regulação de

tensão e, do lado de montante, os bastidores de relés e os quadros dos serviços auxiliares de corrente

contínua de cada um dos grupos; junto de cada fossa dos alternadores-motores, serão instaladas

celas de fecho de neutro (imagem dir.), de saída de fases, os equipamentos auxiliares dos

alternadores-motores e respectivos quadros de alimentação e comando local; no topo direito da

central serão instalados, em celas de alvenaria vedadas por portas e painéis, os transformadores dos

serviços auxiliares, MT/0,4kV, o monobloco de 12kV dos quadros auxiliares. (imagens - Transf. SA)

Nas duas galerias que se desenvolvem para jusante às cotas (230,50) e (235,00), encontram-se as

celas de alvenarias vedadas por portas e painéis de rede, os equipamentos à tensão de produção,

implementando as ligações de condução de energia entre os alternadores-motores e os transformadores de

grupo. O barramento de arranque (imagem inf.) dos grupos como bomba desenvolve-se ao longo da parede de

jusante da caverna ao nível do piso principal à cota (235,00) e permitirá efectuar a ligação entre os grupos e

entre estes e o conversor de frequência.


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No piso principal da sala das máquinas, à cota (235,00) existe um átrio de chegada de peças e de montagem, no topo esquerdo; entre os

grupos, do lado montante será instalado o quadro de comando dos grupos (imagem esq.), em salas separadas ficam instalados o CEF e os

respectivos transformadores lado rede e lado grupo.

No topo direito do piso principal existe um piso intermédio (imagem dir.) à cota (239,50) onde está instalada a sala de processo, o arquivo os

contadores de energia e os sanitários.


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Na caverna dos transformadores (imagens) à cota (238,00), localizada a jusante da central cerca de 45m (distância entre eixos), estão

instalados dois transformadores de grupo 12kV/150kV, 110MVA, aparelhagem a 150kV (Transformadores de medida, DST e caixas fim de cabo) e os

equipamentos do sistema de extinção automática de incêndios dos transformadores. (características técnicas do transf. no próximo capítulo). Possível

observar nas imagens o relé de buchholz, a chegada dos 150kV em cabo e em barra isolada a SF6 e ainda o sistema de água pressurizada do SI.


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1.6- Edifício de apoio e posto de corte e seccionamento

O edifício de apoio ocupa uma área de cerca de 61m2 e fica localizado junto ao emboquilhamento do túnel de acesso à central sendo

caracterizado pela existência de três pisos, cave, rés-do-chão e andar, encontrando-se orientado na direcção da albufeira de Salamonde.

Na cave deste edifício existe, basicamente, a sala do equipamento

informático e de comunicação, a sala de tele-transmissões, um armazém e as

instalações sanitárias. No rés-do-chão do edifício estão instalados, designadamente,

o posto de corte 150kV blindado e isolado a Sf6, os quadros de protecção da linha

de 150kV e do posto de corte e cabo de 150kv, o quadro de telecontagem a sala do

quadro de 15kV, a sala de baterias, a sala de quadros, os transformadores dos SA e

o posto de vídeo vigilância. Por último, no primeiro andar, destina-se a servir como

sala de reuniões e gabinete técnico sendo acompanhado por um bar e sanitários.

Numa plataforma à cota (375,00), no exterior do edifício estão instalados o

pórtico de amarração das linhas aéreas de 150kV, circuitos tampão para altas

frequências, DST e as suas travessias ar-SF6. A ligação entre o posto de corte de

150kV e os transformadores de grupo na caverna é efectuada por cabos secos de 150kV instalados em caleira ao longo do túnel de acesso à central

como foi referido anteriormente.


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2 - Referência sumária dos equipamentos e suas características

2.1 - Grupos reversíveis e sistemas auxiliares (ficha técnica dos grupos reversíveis em anexo)

Os dois grupos são reversíveis, de eixo vertical, com movimento de rotação no sentido

retrógrado, em turbina, e directo, em bomba, à velocidade síncrona de 600r.p.m., cada um

constituído por uma turbina-bomba francis de um só andar de 97,1MW em turbina e de

91,165MW em bomba e por um alternador motor-síncrono, trifásico, directamente acoplado, de

106,4MVA, 12kv, cosΦ =0,9.

Além do turbinamento e da bombagem, os grupos são também explorados em regime de compensação síncrona, injectando ou absorvendo

energia reactiva da Rede quer funcionando em sentido turbina, quer em sentido bomba. Em compensador sentido turbina, os grupos podem ainda

funcionar como reserva girante, estando prontos a socorrer a rede no caso de perturbação ou incidente.

A linha do veio de cada grupo dispõe de um veio intermédio sendo que este se encontra apoiado

sobre três chumaceiras: uma chumaceira-guia da turbina (instalada na tampa da turbina-bomba integrando a

junta de vedação do veio), uma chumaceira-guia inferior do alternador-motor (que se situa numa posição

intermédia, sob o rotor) e finalmente uma chumaceira combinada guia-impulso, ao nível da cruzeta superior

do alternador-motor. A chumaceira-guia da turbina e a chumaceira combinada dispõem de circulação forçada

por óleo por grupos electro-bomba e permutador de calor óleo-água, sendo que este se encontra instalado

no exterior da cuba. A refrigeração do óleo da chumaceira-guia do alternador motor é assegurada por um

permutador de calor instalado no interior da cuba. Para a chumaceira-combinada existe um equipamento de


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injecção de óleo, em serviço imediatamente antes e durante a fase de arranque do grupo (incluindo as suas paragens).

Cada Turbina-Bomba é equipada com distribuidor regulável e com uma válvula esférica sendo estes órgãos assumem extrema importância

para o funcionamento em segurança da central. O distribuidor constitui o órgão de regulação e de

corte principal de caudal de água, enquanto a válvula esférica constitui o principal órgão de segurança

e isolamento da máquina para montante. O accionamento do colar de cada um dos distribuidores é

efectuado por dois servomotores óleo-hidráulicos de duplo efeito; o accionamento dos servomotores

de cada válvula esférica é assegurado por um acumulador de ar-óleo independente, com a

pressurização do óleo regulada pelas bombas do sistema de regulação da turbina-bomba, e o

abastecimento de ar efectuado a partir do reservatório tampão comum ao sistema de regulação. A

lubrificação e refrigeração das peças em contacto da junta de vedação do veio são asseguradas com a

irrigação de água limpa proveniente do 2º nível de filtragem da instalação geral de refrigeração; o

escoamento da água de fuga da junta do veio é efectuado com o auxílio de duas electro-bombas.

A regulação de velocidade/potência de cada grupo é assegurada por um regulador digital e programável. Sendo que este sistema de

regulação foi concebido por forma a permitir o arranque/paragem do grupo e o seu comando e controlo à distância, bem como garante um

funcionamento estável em condições normais de exploração, com boa qualidade de resposta face a perturbações, mantendo o sistema dentro dos

limites de funcionamento considerados admissíveis. Para cada alternador-motor existe um sistema de excitação, do tipo inteiramente estático, que

inclui um transformador seco de 395kVA, um armário de conversão AC/DC e o respectivo equipamento de corte/comando/protecção.

A regulação de tensão/potência reactiva é assegurada por um regulador digital programável, instalado em armário próprio, adjacente ao

armário da excitação.


41

A frenagem mecânica dos grupos é realizada por um sistema de travões actuando sobre um disco montando na parte superior do veio de

cada grupo.

Existe ainda um sistema de protecção contra incêndios de extrema importância para ambos os grupos, constituído por um conjunto de

detectores, quadros de comando e bateria de garrafas de CO2, que extingue automaticamente incêndios detectados no interior das fossas dos

alternadores-motores. A quando da detecção de CO2 é accionado um ventilador extractor de 1500 m3/h, 350Pa, 1kVA sendo de salientar a existência

então de condutas extractoras até ao exterior das fossas

A refrigeração dos componentes das turbinas e dos alternadores-motores como foi referido anteriormente é efectuada por permutadores de

calor óleo-água e ar-água, alimentados por um sistema que compreende um conjunto de válvulas motorizadas, electrobombas e filtros, que

asseguram não só a alimentação da irrigação das juntas de vedação dos veios das turbinas-bombas, mas também a irrigação dos labirintos durante

os períodos de funcionamento com a roda desafogada. Este sistema é composto por um quadros de alimentação e comando, que integra o

automatismo de gestão dos componentes da instalação de refrigeração. Este quadro recebe, da instalação de comando e controlo da central as

ordens de colocação em serviço e saída de serviço da refrigeração dos componentes dos grupos e transformadores.

Normalmente, o arranque dos grupos em bomba, com a roda da turbina-bomba desafogada, são realizados por um conversor de frequência

de 7,5MVA (6,1MW), 12kV, que, alimentado pela rede fornece energia necessária ao motor em arranque, a tensões e frequências crescentes, desde o

momento da ligação até ao momento do paralelo com a rede. O conversor de frequência é constituído por dois transformadores secos, unidades de

conversão AC/DC e DC/AC e respectivos equipamentos de corte, comando, regulação e protecção, estes agrupados em armários próprios. O

conversor de frequência para além da situação de arranque ainda é utilizado para frenagem eléctrica das máquinas de forma a reduzir o tempo de

desaceleração, especialmente nos caos em que a frenagem é realizada com a roda desafogada.

Durante os arranques em bomba pelo conversor de frequência, a roda da turbina-bomba permanece desafogada, á custa de uma almofada de

ar previamente injectado na câmara da roda. Para o efeito cada grupo dispõe de um sistema de desafogamento da roda da turbina, composto de


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compressores de ar e respectivos acumuladores, que também são usados para a criação e manutenção de uma “almofada” durante o funcionamento

do grupo em regime de compensação síncrona.

Face a eventuais indisponibilidades do conversor de freq. ou do sistema de desafogamento é possível arrancar com um dos grupos em

bomba, com a roda afogada, pelo processo de dorso-a-dorso síncrono, em que o outro grupo é utilizado como lançador.

Os reguladores de velocidade/potencia e de tensão de cada grupo dispõem de funções complementares necessárias ao controlo do

distribuidor da turbina-bomba e da excitação do alternador durante os arranques, mudanças e funcionamentos nos diversos regimes de exploração

das máquinas.

Quer as turbinas-bombas e os alternadores-motores, quer os sistemas auxiliares, são equipados

com um conjunto de sensores, detectores de valor-limite e outra aparelhagem de controlo, necessários à

vigilância e/ou segurança do seu funcionamento. Estes sensores enviam sinais que desencadeiam ordens

de acordo a situação

Cada grupo é composto ainda por um sistema de monitorização de alguns parâmetros típicos

(vibrações, folgas nos labirintos, entre-ferro, descargas parciais…) destinados à gestão da manutenção e

que visam uma futura telemanutenção.

Em termos de manutenção/conservação /reparação, cada turbina é equipada com um quadro

local, donde é possível comandar a entrada e saída dos sistemas auxiliares da máquina, a abertura e fecho do distribuídos e da válvula esférica

(Imagem Válvula Esférica) e frenagem mecânica do grupo.


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2.2 - Equipamento hidromecânico

Visto que o material hidromecânico das tomadas de água já ter sido descrito, apenas falta caracterizar o equipamento hidromecânico da

central

2.1.1 – Comportas dos tubos de aspiração

Do lado da baixa pressão, o isolamento e ensecagem da turbina-bomba efectuar-se-á por uma comporta ensecadeira do tipo corrediça, com

plano de deslizamento vertical, implantada no final da blindagem do tubo de aspiração, a cerca de 6m do eixo do grupo. Esta comporta situa-se no

interior da central, pelo que o respectivo poço é completamente blindado até ao pavimento da respectiva câmara. A blindagem constitui um “caixão”

estanque, fechado ao nível do pavimento por uma tampa estanque reforçada sobre o qual está instalado um servomotor de duplo efeito de

accionamento da comporta. Desta forma previu-se um servomotor auxiliar (instalado à cota 222,30) que efectua o encravamento mecânico do

tabuleiro na posição de abertura sendo actuado por um acumulador. A sua libertação, na sequência de uma ordem de descida da comporta, efectua-

se automaticamente e sem recurso a energia exterior. O servomotor dispõe então um indicador de posição do tipo coluna, onde estão instalados fins-

de-curso duplos, de sinalização e comando.

A movimentação da comporta efectua-se em águas equilibradas. Sendo o restabelecimento do equilíbrio de pressões necessário para a sua

abertura sendo efectuado com o auxilio de um “by-pass” á caixa blindada da comporta.

2.1.2 – Portas estanques

O acesso ao circuito hidráulico, quer do lado da conduta de alta pressão (troço superior) quer do lado do túnel de restituição (troço inferior), é

e feito através de portas estanques instaladas nos rolhões de obturação dos túneis de construção e acesso. Cada uma das portas estanques, em

forma de fundo copado, obtura uma abertura circular de 3m de diâmetro.


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2.3 - Transformadores de grupo (ficha técnica do transformador em anexo)

Os transformadores de grupo são trifásicos, em banho de óleo, de

arrefecimento por água OFWF, especiais para montagens interiores e com tomadas no

enrolamento de AT para comutação sem tensão. O enrolamento de média tensão –

12kV – encontra-se ligado em triângulo e o de alta tensão – 160kV – em estrela, com

o ponto de neutro acessível para ser ligado á terra. Do lado da AT. Para além da

tomada de 160kV, existem mais quatro tomadas em vazio com escalões de +-5% e +-

2,5%, sendo que estas se encontram equipadas com contactos para sinalização à

distância da posição.

Como foi referido anteriormente estes transformadores estão instalados na

caverna à cota (238,60) a jusante da central, e têm uma potência nominal de 115MVA,

determinada de forma a satisfazer todos os regimes de funcionamento. Entende-se

por potência nominal como a potência para serviço permanente, com todos os elementos refrigeradores sem serviço, garantindo que a variação da

tensão nominal do enrolamento de MT não ultrapassa os 10% a uma temperatura da água de arrefecimento de 25ºC.

Cada transformador possui permutadores desmontáveis da cuba, cada um equipado com

uma ou mais motobombas, conservador de óleo, relé de buchholz (imagem esq.), detectores de

temperatura e outros detectores de valor limite e quadros de ligação.


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2.4 – Instalações à tensão de produção 12kV

Encontram-se incluídos neste item a aparelhagem e os barramentos à tensão de produção (12kV), necessários à condução da energia entre

os grupos e os respectivos transformadores, à circulação da energia, para o arranque no sentido bomba, entre os grupos e o CEF, e a alimentação

em derivação, da excitação e dos serviços auxiliares.

O conjunto de aparelhagem e barramentos a instalar nas celas de grupo e nas galerias, entre os terminais dos alternadores e dos respectivos

transformadores de grupo, compreenderam a aquisição de:

Disjuntores e seccionadores de alternador;

Disjuntores e seccionadores do barramento de arranque;

Disjuntores de excitação;

Disjuntores dos serviços auxiliares;

Seccionadores-inversores;

Condensadores de limitação de sobretensões transferidas da rede de 150kV;

Transformadores de intensidade;

Transformadores de tensão;

Resistências de ligação dos neutros à terra;

Reactâncias de limitação de curto-circuitos;

Barramentos principais, de ligação grupo-transformador;

Barramentos de derivação, a montante e a jusante das reactâncias;

Barramento de arranque, entre grupos e entre estes e o CEF;


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Além deste material foram adquiridos outros acessórios como vedações em rede, portas de chapa, isoladores de suporte de travessias, juntas

flexíveis, placas isolantes, tinta de modo a pintar as partes activas não isoladas.

Disjuntor de Arranque Barramento entre grupos Seccionador Inversor

Disjuntor de Grupo Seccionadores de Isolamento Derivação dos Serviços Auxiliares


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2.5 – Instalações à tensão de emissão 150kV

Encontram-se incluídos neste item a aparelhagem, ligações e estruturas metálicas da instalação exterior de 150kV, equipamento blindado e

isolado a SF6 (GIS) e o cabo de 150kV,compreendendo:

Pórtico de amarração das linhas;

Indutância e o condensador de acoplamento AF;

Descarregadores de sobretensões;

Estruturas metálicas de apoio da aparelhagem e ligações entre a aparelhagem

referida nas alíneas anteriores e desta aos terminais do posto de corte isolado a SF6

(condutores, isoladores e acessórios de ligação e fixação), incluindo cabos de guarda;

Posto de corte de 150kV, blindado e isolado a SF6, incluindo equipamento de

movimentação de cargas montado na sala do posto de corte e estruturas metálicas de apoio

e fixação deste equipamento;

Cabos de 150kV, incluindo todos os acessórios e estruturas metálicas necessárias à

sua montagem;

Equipamento GIS de ligação dos cabos de 150kV aos transformadores de grupo,

incluindo as estruturas e piso metálico de apoio e acesso a este equipamento e os

equipamentos associados a montagem e manutenção do equipamento na respectiva sala;


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2.6 – Instalação auxiliar de média tensão

Englobando as instalações auxiliares de 12 e 15 kV – necessárias à alimentação dos serviços auxiliares e/ou conversor de frequência – este

item compreende:

Quadro de 12kV;

Quadro de 15kV;

Dois transformadores de potência dos serviços auxiliares 12kv/0,4kv

(2x1000kVA);

Dois transformadores de potência dos serviços auxiliares 15kv/0,4kv

(2x160kVA);

Um transformador de potência dos serviços auxiliares de 15kV/0,4kV na central

de (800kVA);

Um transformador de potência dos serviços auxiliares de 15kV/0,4kV no edifício

de apoio (800kVA);

Um transformador de potência dos serviços auxiliares de 15kv/12kv (1000kVA);

Aparelhagem de 15kV a montar nas celas dos transformadores (Descarregadores de sobretensão e transformadores de tensão);

Os cabos 12kV e 15kV

Além deste material obviamente que se incluem vedações de rede portas de rede das celas, respectivas pinturas, juntas flexíveis, isoladores

de suporte, ferragens e a pintura das partes activas não isoladas.


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2.7 – Instalações auxiliares de baixa tensão

Incluem-se neste item as instalações auxiliares de alimentação e distribuição de energia em corrente alternada de baixa tensão 230/400 kV,

compreendendo:

O grupo diesel-eléctrico de emergência do edifício de apoio;

Onduladores e UPS´s do edifício de apoio e central e quadro dos onduladores:

Quadro geral de CA do edifício de apoio;

Quadro geral e parciais de CA da central;

A instalação da tomada de água em turbina (grupo diesel-eléctrico, alimentação rede pública a

0,4kV, quadros na sala do diesel, quadro geral de CA na casa de manobra das comportas, ondulador e

respectivo quadro);

Instalação da chaminé de equilíbrio superior;

Cabos de corrente alternada.


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2.8 – Instalações de corrente contínua

Incluem-se neste item as instalações de alimentação e distribuição de energia em corrente contínua de baixa tensão, compreendendo:

Instalações gerais de 110V – na central e no edifício de apoio, destinadas à alimentação geral das instalações de comando e controlo de

alguns equipamentos com funções de recurso/emergência, incluindo rectificadores, as unidades de comutação e as baterias e o seu equipamento de

manutenção;

Instalações de 24V – na central, uma por cada grupo, destinadas à alimentação dos autómatos de comando, cada composta por rectificadores

e bateria;

Instalação de 24V – na tomada de água em turbina, destinada à alimentação do ondulador, dos circuitos de comando e recolha de

informação, bem como das instalações de comando do equipamento hidromecânico;

Quadro gerais e parciais de 110V – da central;

Quadros de 24V – na central;

Quadro geral de 110V – no edifício de apoio;

Quadro de 24V – na tomada de água em turbina;

Cabos de corrente contínua.

2.9 – Equipamento de tele-transmissões

De modo a servir o telecomando; a tele-regulação e a tele-manutenção da central e, ainda, as telecomunicações de voz e dados, existe uma

sala designada como sala de tele-transmissões, localizada na cave do edifício de apoio. O equipamento de tele-transmissões através de canais de

frequências portadoras está instalado sobre a linha de AT. Em ambas as tomadas de água existe um armário que assegura as comunicações com a


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REN, que visam permitir um controlo absoluto da instalação à distância. Além do sistema de tele-transmissões todas as instalações encontram-se

servidas pela rede da Portugal TELECOM.

2.10 – Instalação de comando e controlo centralizado

Esta instalação compreende fundamentalmente:

O servidor do empreendimento, com as funções de SCADA e de RCA, entre outras, um posto de operação, que engloba um monitor, teclado e

rato, três impressoras e um leitor/gravador de CD;

A unidade remota, o quadro de tele-regulação e o router de ligação ao despacho;

O servidor do telecomando e o router de ligação ao centro de telecomando;

A central horária, o servidor e a gateway de sincronização;

Equipamentos de medida dos níveis e pressões definidos e a recolha da informação de nível e de

perda de carga na tomada de água em bomba;

Unidade remota de comunicação (URC) com funções de interface com os equipamentos de medida do

nível na albufeira de Salamonde, e os equipamentos de contagem de energia localizados no armário de

telecontagem do edifício de apoio (imagem dir.);

Autómato da chaminé de equilíbrio superior;

Armários de telecontagem e contagem da energia fornecida pelo grupo diesel-eléctrico de

emergência;

Equipamentos que constituem a rede de dados de nível superior (hubs e switches), incluindo o software de comunicação;

Mesa dos operadores; Cabos de comando e controlo.


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2.11 – Instalação de comando e controlo distribuído

Destinadas a permitir arranques, paragens e comutações de serviços dos grupos, a comutação da alimentação dos serviços auxiliares e

manobra da aparelhagem da linha de 150kV, conforme o funcionamento pretendido; quer em comando local, quer em telecomando, com ou sem

tele-regulação da potência dos grupos, esta instalação compreende:

Um quadro de comando dos grupos, com armários necessários ao alojamento, nomeadamente do seguinte equipamento:

- Dois ACs por grupo, um em serviço o outro em “hot-stand-by”, com parte das unidades de interface de entradas/ saídas, ou

unidades de aquisição, distribuídas pela instalação, assegurando o comando automático dos blocos grupo-transformadores, da linha e instalações de

alimentação auxiliares;

- Painéis auxiliares de comando;

- Protecções eléctricas para cada bloco grupo-transformador;

Unidades remotas terminais (URT1 e URT2) do edifício de apoio;

Autómato da tomada de água em turbina;

Armários de relés e conversores de medida (ou bastidores de relês);

Protecções do posto de corte de 150kV;

Protecções das instalações auxiliares de 12kV e 15kV;

Redes de campo, duas por grupo, interligando, as UC´s e as unidades de aquisição das AC´s;

Mesa dos operadores;

Cabos de comando e controlo.


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2.12 – Eléctrodos e redes de terra

Na central e edifício de apoio, a ligação à terra dos pontos neutros de alta e baixa tensão e a ligação á terra das massas das instalações e dos

elementos condutores estranhos às instalações, são efectuadas por um circuito de terra geral (ou de terra única), cumprindo as funções de terra de

serviço de alta e de baixa tensão e terra de protecção.

Devido aos elevados valores das correntes de defeito esperadas, previu-se um eléctrodo largamente dimensionado e instalado, de forma a

proporcionar uma vasta área de dispersão das correntes para o solo e água circundantes; ao mesmo tempo a rede de condutores de terra foi

estabelecida de forma a permitir o encaminhamento mais directo possível de escoamento dessas correntes para o eléctrodo.

A equipontencialiazação de todos os elementos e de todos os locais é conseguida pela própria geometria do eléctrodo, pelo traçado

conveniente da rede de condutores de terra, por ligação das armaduras do betão eléctrodo e à rede de condutores terra, e por estabelecimento das

ligações equipotenciais necessárias.

Os cabos são de cobre nu, com secção de 120mm (37fios), em toda a extensão do eléctrodo nas cavernas da central e dos transformadores,

túneis de acesso a estas cavernas e no posto de corte, e com secção de 70mm2 (19 fios) nos restantes locais.

Ao eléctrodo assim constituído foram ligadas condutas metálicas dos circuitos hidráulicos dos grupos e todas armaduras e ancoragens das

fundações das obras, assim como blindagens, vias de rolamento dos transformadores e da ponte rolante da central.

Visando garantir um boa equipontencialiazação das superfícies de contacto por forma se evitarem eventuais tensões de passo e de contacto

perigosas, a rede embebida de condutores de terra, para além de formar malhas fechadas entre si, são ainda ligadas a redes de

equipontencialiazação em aço, na zona do posto de corte.

As uniões e derivação do cabo de cobre são efectuadas por ligadores de esmagamento de cobre tipo “ligador C”. As ligações com o ferro são

feitas através de soldadura aluminotérmica (“cadweld”).


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Na tomada de água em bomba e na chaminé de equilíbrio superior foram estabelecidos eléctrodos de terra de fundação equipotencializando

todos os elementos e todos os locais dessas instalações. Estes eléctrodos desempenham a função de eléctrodo de terra de protecção das

correspondentes instalações.

Na tomada de água em turbina foi estabelecido um eléctrodo de terra único, constituído por cabos de cobre embebidos na betonagem do

poço e circuito hidráulico, junto ao terreno, e que se estende até ao bocal da tomada de água e deste, se necessário, para albufeira.

A este eléctrodo, que desempenha a função de terra de protecção da instalação da tomada de água em turbina, foi também ligado o neutro

do gerador do grupo diesel-eléctrico de socorro desta instalação.

Na execução dos eléctrodos de terra nas tomadas de água e da chaminé de equilíbrio superior foram utilizados cabos de cobre nu com a

secção de 50mm3 (19 fios) e a ele serão ligadas todas as peças fixas das comportas, bem como outras peças metálicas embebidas no betão.

2.13 – Instalações de ventilação e climatização

Instalações estas que visam assegurar a renovação de ar e remoção do calor e da humidade libertados pelos equipamentos no interior da

central, assim como a obtenção de condições de conforto nas salas do pessoal de exploração do edifício de comando, este conjunto compreende:

A instalação de ventilação da central, composta por:

- Registos e filtros da ventilação natural das cavernas principal e dos transformadores e filtros da ventilação mecânica da caverna

principal;

- Unidades de insuflação de ar nas cavernas principal e dos transformadores;

- Unidades de insuflação de ar nos pisos inferiores da caverna principal e respectivas redes de condutas e grelhas de insuflação;

- Unidades de insuflação de ar na sala dos quadros de comando dos grupos e na sala do processo e no arquivo e respectivas redes de

condutas e grelhas de insuflação e de passagem;


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- Unidades de insuflação de ar nas celas dos grupos e nos túneis de acesso e respectivas condutas e grelhas de insuflação;

- Unidades de extracção de ar das celas, sala de baterias, da sala dos transformadores do conversor de frequência e das instalações

sanitárias e respectivas condutas e grelhas de extracção e passagem; condutas e grelhas de passagem da ventilação natural da sala dos

transformadores dos serviços auxiliares e do armazém;

- Rede de condutas de ligação do armário do conversor de frequência à conduta de evacuação executada em betão entre os pisos às

cotas (235,00) e (243,00);

- “Aceleradores” da galeria de ventilação e grelha exterior desta galeria;

- Aparelhagem de controlo e ligações eléctricas;

- Armários e quadros eléctricos de alimentação, comando e controlo e ligações eléctricas;

Como foi referido anteriormente a existência de uma sistema de extracção de CO2 da sala das garrafas e das fossas dos alternadores-motores,

incluindo condutas, registos e ventiladores de extracção;

A instalação de ventilação e climatização do edifício de apoio, composta por:

- Unidade de climatização da sala de reuniões e respectiva rede de condutas; difusores de insuflação e grelhas exteriores e de

retorno; radiadores eléctricos de parede;

- Unidades de extracção de ar do posto de corte; da sala do monobloco; da sala de quadros; da sala de baterias; do armazém e das

salas do equipamento de comunicação e de tele-transmissões; do quarto de banho e das instalações sanitárias e respectivas condutas;

grelhas exteriores e grelhas de passagem;

- Aparelhagem de controlo e ligações eléctricas;

- Armários e quadros eléctricos de alimentação, comando e controlo e ligações eléctricas.


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2.14 – Instalações de utilização geral

Conjunto de instalações de:

Iluminação e tomadas, incluindo quadros e canalizações eléctricas, luminárias e aparelhagem;

Instalações de telecomunicações, incluindo:

- A central telefónica e a sua ligação às redes de telecomunicações da REN e da Portugal TELECOM (PT);

- As infra-estruturas da rede convencional de voz e da rede estruturada de voz e dados, bem como os telefones ligados a estas redes;

- Todo o equipamento e canalizações do sistema de procura de pessoas e dos telefones autónomos;

- A ligação à RDIS da PT, no edifício de apoio, para comunicação de dados com a tomada de água em turbina e a chaminé de

equilíbrio superior;

- A ligação à RDIS da PT, na chaminé de equilíbrio superior; para comunicação de dados com o edifício de apoio e instalação de um

telefone nesse local;

- A ligação à RDIS da PT, na tomada de água em turbina, para comunicação de dados com o edifício de apoio.

2.15 – Instalações de segurança

Conjunto de instalações, materiais e equipamentos de segurança, composto por:

Instalação de detecção e protecção contra incêndio nos transformadores de grupo;

Instalação de detecção e protecção contra incêndios; incluindo a instalação de detecção automática de incêndios em todo o domínio do

aproveitamento (excepto e alternadores-motores); conjunto de extintores móveis e portáteis e o conjunto das medidas passivas de protecção contra

a propagação de incêndios pelos cabos eléctricos;

Instalação de detecção de intrusão;


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Instalação de vídeo vigilância;

Sinalização de segurança e saúde;

Equipamento de detecção complementar de inundação:

- na fossa de cada alternador-motor

- na tampa de cada turbina-bomba;

- na caverna dos transformadores;

- na galeria de ventilação e segurança;

- no piso das válvulas esféricas;

- no piso das comportas ensecadeiras a jusante dos grupos;

- no piso de refrigeração;

Equipamento para curto-circuito e ligação à terra das partes activas, incluindo todas as

canalizações eléctricas das instalações.

Imagem – Sistema de Incêndio dos transformadores de grupo


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2.16 – Equipamento para movimentação de cargas

O principal meio de movimentação de cargas na central é uma ponte rolante (imagem) com 1440kN (140 t) de capacidade no guincho

principal e 25kN (25 t) no guincho auxiliar. Adicionalmente, a ponte possui um diferencial eléctrico ao auxiliar de 80kN (8 t), sendo que a via de

rolamento desses diferencial situa-se numa das vigas principais.

A capacidade plena da ponte será utilizada na movimentação do rotor dos alternadores-motores. A ponte desloca-se ao longo de todo a

central e permite a colocação dos equipamentos dos grupos nos respectivos poços e dos equipamentos auxiliares nos vários pavimentos, sendo que

essa colocação é efectuada através de aberturas deixadas para o efeito.

2.16 – Ascensor

Este conjunto compreende o ascensor da central, destinado ao transporte de

pessoas entre o piso à cota (221,00) e o piso à cota (239,50); servindo também os pisos

intermédios.


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3 – Condições técnicas gerais de exploração e condução da central

As condições técnicas a seguir descritas traduzem os condicionamentos e os princípios gerais que foram respeitados a quando execução do

empreendimento de Venda Nova II. Tendo-se optado descrever apenas os condicionamentos considerados de maior importância.

Interligação da central à rede

Exploração da central

Condução da central

Funcionamento da central

- Comando e controlo centralizado

- Funções principais e estrutura geral

- Comando central do empreendimento

- Telecomando

- Tele-regulação

- Tele-manutenção

- Telecontagem

- Sincronização horária

- Autómato da CES

- Unidade remota de comunicação

- Comando e controlo distribuído

- Funções principais e estrutura geral

- Comando e controlo dos grupos

- Segurança dos grupos

- Comando e controlo da linha e dos SA

- Comando e controlo dos SC


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3.1 - Interligação da central à rede

A central de Frades encontra-se ligada, ao nível dos 150kV, à rede eléctrica nacional, rede esta que funciona normalmente interligada à rede

europeia, ao nível dos 400kV, através da rede espanhola.

Na primeira fase, a ligação à rede de 150kV é efectuada por uma única linha, que liga em T à rede existente.

Numa segunda fase, prevê-se o estabelecimento de uma 2ª linha ficando o posto de corte a funcionar como nó de 150kV.

3.2 - Exploração da central

A central de Frades está integrada no sistema eléctrico público, cabendo ao despacho nacional a determinação do regime de exploração dos

grupos.

Consequentemente, não foi prevista a exploração automática do empreendimento, condicionada a imposições de nível de água na albufeira,

de caudal turbinado, de potência injectada ou de manutenção do perfil de tensão na rede.

Prevê-se que a exploração da central de Frades seja caracterizada por um elevado número de arranques e de mudanças de funcionamento

dos grupos, com ciclos de turbinamento-bombagem diários e com possibilidade de bombagem em parte significativa ao fim-de-semana.

É pois previsível que os grupos sejam sujeitos, em média e diariamente, a dois arranques e paragens em regime turbina e um arranque e

parem em bomba, com o funcionamento aleatório em regime de compensador síncrono.

Em regime turbina, os grupos funcionarão cerca de 4 a 6 horas diárias, admitindo-se o seu funcionamento continuado, durante vários dias,

nas épocas de maiores afluências.

Em regime bomba, os grupos poderão funcionar cerca de 4 a 6 horas diárias, com períodos mais prolongados aos fins-de-semana.


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3.3 - Condução da central

Normalmente, a condução dos grupos – submetidos ou não a tele-regulação de potência - será feita por telecomando, a partir do centro de

telecomando situado na Régua, no Norte de Portugal, sem pessoal de condução presente na central de Frades. Os grupos estarão à disposição do

centro de telecomando, a menos se bloqueados, pelo funcionamento de protecções, ou indisponíveis, por consignação ou, ainda, se submetidos a

comando local.

Por avaria do telecomando ou das vias de tele-transmissões, a condução poderá ser feita localmente, em dois níveis:

- Nível central, ou nível normal de condução local, em que a condução dos grupos pode ser feita por um único operador presente na

sala do processo da central ou junto ao quadro de comando dos grupos, à cota (235,00)

- Nível local, ou de recurso e de reparações/ensaios, em que a condução dos grupos é efectuada directamente a partir dos quadros de

comando situados na vizinhança imediata dos equipamentos.

Em qualquer regime de condução, os grupos poderão, logo que ligados à rede e desde que disponíveis para a função, ficar sujeitos a tele-

regulação de potência activa, com sinal de referência emitido a partir do centro de despacho nacional.

3.4 - Funcionamento da central

De modo a viabilizar o telecomando da central e a facilitar o seu comando local, as instalações de comando e controlo foram concebidas de

forma a permitir o funcionamento, com base no esquema de princípio apresentado de seguida. Como foi descrito anteriormente existem,

basicamente, uma instalação de comando e controlo centralizado e duas instalações de comando e controlo distribuído.


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3.4.1 – Comando e controlo centralizado

Funções principais e estrutura geral

A instalação de nível superior, designada por “Instalação de Comando e Controlo Centralizado”, desempenha as funções de comando central

do empreendimento, sendo que inclui como já foi referido equipamentos de interface com o telecomando, a tele-regulação e a telecontagem, bem

como o interface para a futura ligação à telemanutenção.

Todos os equipamentos desta instalação (já descritos anteriormente), possuem uma ligação a um de dois hubs instalados na sala do processo

da central e outro no edifício de apoio, os quais se encontram interligados através de dois switchs, instalados junto do respectivo hub. O conjunto dos

hubs e dos switchs formam a rede de dados de nível superior. A esta rede ainda se encontram ligados os Autómatos de Comando que realizam o

interface entres este nível superior e o processo.


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Comando central do empreendimento

Na sala do processo encontra-se instalado o servidor do empreendimento que integra, entre outras, as funções de SCADA e de Registador

Cronológico de Acontecimentos e inclui ainda a base de dados de todo o empreendimento. A função SCADA tem como objectivo permitir o comando e

a supervisão de toda a instalação.

Para o efeito, o servidor dispõem em permanência da informação transmitida pelos autómatos de comando e pela URC, o que permite afixar e

animar as imagens esquemáticas no monitor, com a informação de estado e de defeito das grandezas mais representativas, registar conjuntos

organizados de informação em base de dados, efectuar cálculos segundo instruções em memória e promover, em impressora própria, periodicamente

ou a pedido, o registo em papel de protocolos de exploração. Por outro lado, o servidor encaminha para os autómatos de comando ou as ordens de

comando e condução dadas pelo operador presente na sala de processo, através do posto de

operação aí existente. (Imagem Posto de Operação). Sendo assim possível ao operador, arrancar,

fixar os valores da condução (potência e tensão), comutar o regime de funcionamento e parar os

grupos, comandar a aparelhagem do posto de corte, comutar manualmente a alimentação dos SA,

manobrar a comporta da tomada de água em turbina, as comportas dos tubos de aspiração, as

válvulas esféricas e, ainda supervisionar o estado e o funcionamento dos equipamentos e

instalações principais e auxiliares.

Como registador cronológico dos acontecimentos, o servidor tem como objectivo principal o

registo, por ordem cronológica e com resolução da ordem dos milissegundos, das mudanças de

estado das informações adjacentes, datadas previamente pelas unidades de aquisição dos

autómatos de comando, pelas unidades remotas terminais (URT´s) e pela URC, bem como das ordens emitidas através do posto de operação e dos

equipamentos associados ao telecomando e à tele-regulação. O servidor promove, automaticamente ou a pedido, mediante impressora dedicada ao


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efeito, o correspondente registo em papel, cumprindo dessa forma a função que lhe compete de instalação auxiliar indispensável à correcta

interpretação de ocorrências verificadas no funcionamento de todas as instalações.

Na sala do processo, a sinalização óptica e acústica das informações de defeito é promovida pelo servidor que afixa nas imagens de

supervisão do monitor mensagens intermitentes em texto claro, descriminadas por defeito e com

classificação aposta, e emitirá dois tipos de sons de baixo nível sonoro, consoante a importância

do defeito detectado, permitindo ao operador ser alertado para a anormalidade e, em sequência

através do monitor, reconhecer o defeito. (Imagem com alerta de defeitos detectados).

Através de ligações série dedicadas, o servidor permite ainda a comunicação com:

- as protecções eléctricas dos dois blocos grupo-transformador e as protecções eléctricas

das instalações auxiliares de 12kV;

- os equipamentos de medida do nível da chaminé de equilíbrio inferior e da pressão do

desarenador superior;

- os equipamentos de medida da pressão à entrada e à saída dos grupos (imagem pressão

do túnel em carga);

- a instalação de ventilação da central.


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Telecomando

O interface com o centro de telecomando é assegurado pelo servidor de telecomando e o respectivo router, que encaminham as ordens

recebidas e mantêm actualizada uma base de dados onde são guardadas todas as informações com interesse para o centro. Pretendeu-se que esta

função seja executada independentemente do servidor do empreendimento, como tal instalou-se uma ligação directa do servidor de telecomando e o

respectivo router à rede de dados de nível superior.

Tele-regulação

O interface com o centro de despacho nacional, basicamente destinado à recolha de informações para aquele centro e a integrar os grupos no

sistema secundário de regulação de potência da rede, é assegurado pela URT e quadro de tele-regulação e respectivo router. A URT e o quadro

encontra-se se situados na sala de processo e o router no edifício de apoio. Esta unidade remota, além da função de cálculo dos sinais de regulação a

enviar aos reguladores de velocidade dos grupos, executa funções de automatismo ligadas à entrada e saída dos grupos do regime de tele-regulação,

para o efeito dispõe de informação actualizada que capta directamente da rede de dados do nível superior.

As ordens de entrada e saída de tele-regulação são individualizadas por grupo e podem ser dadas, manualmente, no quadro de tele-

regulação, localizado na sala de processo, no servidor do empreendimento ou no centro de telecomando, ou, automaticamente, pela própria unidade

remota, desde que os grupos se encontrem ligados à rede e disponíveis para a função. Quando os grupos são submetidos a tele-regulação,

obviamente que o comando local e o telecomando das respectivas potências activas se encontrará inibido. No caso de falha do sinal de tele-regulação

ou de avaria da unidade remota, os grupos permanecem no estado em que se encontravam imediatamente antes daquela ocorrência.


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Telemanutenção

Para futura implementação de equipamento local do sistema de telemanutenção de centrais hidráulicas, os hubs da rede de dados superior

possuem as portas de reserva. O servidor local e o respectivo router encontram-se instalados em quadros próprios. O futuro servidor, além de dados,

possui portas série de comunicação com os sistemas de monitorização dos grupos, sistemas estes que foram incluídos a quando do fornecimento dos

grupos reversíveis.

Telecontagem

De modo a permitir a telecontagem das energias activas e reactivas veiculadas pelas linhas de 150kV e de 15kV e produzidas ou consumidas

por cada um dos grupos. Os armários de telecontagem integram os respectivos contadores, dotados de emissores de impulsos, um concentrador de

impulsos de contagem e os modems necessários à comunicação com os centros receptores.

Sincronização horária

A datação da informação, promovida pelas unidades de aquisição dos autómatos de comando, pela URC, pelas URT´s, pelo autómato da

chaminé de equilíbrio superior CES e pelo autómato da tomada de água em turbina, e das ordens, promovidas pelo servidor do empreendimento, pela

unidade remota da tele-regulação e pelo servidor de telecomando, é sincronizada periodicamente por um sistema de sincronização horária.

Este sistema é equipado com um receptor GPS, sendo constituído por uma central horária, um servidor de sincronização, ligado ao hub da

rede de dados de nível superior, e por um gateway de sincronização que realiza o interface entre a rede de dados de nível superior e as redes de

campo.


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Autómato da chaminé de equilíbrio superior (CES)

Este autómato tem, como principal função, a transmissão, para o edifício de apoio, da medida do nível na CES e as informações de avaria e

de alarme por ele recolhidas. A quando de situações especificas este autómato encontra-se dotado de um algoritmo que permite detectar situações

de arranque e paragens dos grupos e situações ditas extraordinárias no circuito hidráulico.

Unidade remota de comunicação (URC)

Esta URC, tem como principal função, a aquisição da informação do nível da CES, na albufeira de Venda Nova e na albufeira de Salamonde,

da informação da perda de carga nas grades da tomada de água em bomba, e da informação de contagem recolhida no armário de telecontagem

situado no edifício de apoio.

3.4.2 – Comando e controlo distribuído

Funções principais e estrutura geral

Cada uma das instalações de comando e controlo distribuído assegura as funções de automatismo necessárias ao arranque, paragem ou

comutação de modo de funcionamento (ex. turbina para compensador síncrono) do respectivo grupo. O comando e o controlo da linha de 150kV e a

comutação automática da fonte e/ou configuração de alimentação dos SA, bem como controlo dos serviços comuns, sendo estes assegurados por

uma qualquer, das duas instalações de controlo distribuído. De modo a implementar a estratégia referida, cada uma das instalações é dotada de dois

autómatos de comando (AC´s), painéis auxiliares de comando (PACs) e duas redes de campo. O conjunto das duas instalações integra ainda um

painel de comando dos SA, e um painel do circuito hidráulico e da coluna de sincronização. Todos os painéis e equipamentos atrás citados ficam

instalados no quadro de comando (imagem) dos grupos localizado no piso à cota (235,00), como foi referido anteriormente. O interface com o

processo foi implementado em bastidores de relés e de conversores de medida instalados em armários. No piso à cota (230,50) da central localizam-


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se os bastidores de cada um dos grupos, no piso à cota (226,00), um bastidor de relés geral, que concentram as informações dos SA e SC da central.

Para o comando e controlo dos grupos, os ACs de cada instalação funcionam em redundância, o que significa que, em cada instante, apenas um

deles está em serviço, mantendo-se o outro em “hot-stand-by” (como já foi referido). Este último, assume, sem qualquer interrupção, o comando e

controlo do respectivo grupo sempre que se verifique uma avaria do autómato de serviço.

O comando e controlo da linha, dos SA e dos SC, é em cada momento responsabilidade de um, qualquer dos ACs de serviço consoante a

selecção do operador. Estas funções são automaticamente comutadas para um dos outros três ACs, sem qualquer perturbação do serviço, sempre

que se verifique uma avaria do autómato seleccionado. Fisicamente, os AC´s possuem uma arquitectura modular, que além da UC, integra diversas

unidades de entradas/saídas, ou UAs. Estas UAs, encontra-se distribuídas pela central, sendo responsáveis pelo interface com o processo, com os

PACs, com os painéis do sinalizador de defeitos, com o painel do circuito hidráulico, e com os quadros de comando da linha e dos SA. As ditas UAs

fazem a datação das informações do processo por elas adquiridas, razão pela qual se previu a ligação da gateway de sincronização directamente ás

redes de campo. Em alternativa, a sincronização das UAs pode ser feita pelos ACs através das redes de campo.

O trânsito de informação entre ACs e o processo efectua-se através de redes de campo. Cada uma das UCs dos dois ACs de um grupo

encontra-se ligada às duas redes de campo respectivas e ao processo, através das de UAs que também se encontram duplicadas. Sendo assim

possível cada uma das UCs seleccionar automaticamente, sem interrupção do serviço, as UAs de uma ou de outra rede com que, em cada momento,

comunica, obtendo-se, desta forma a redundância completa do sistema.

As redes de campo obedecem a determinados protocolos mais simples do que a rede de nível superior, sendo essencialmente vocacionadas

para a interligação de dispositivos de baixa complexidade, nomeadamente sensores e actuadores do processo, com as unidades de entradas e saídas

dos autómatos, através de relés e conversores de medida que asseguram as funções de multiplicação e desacoplamento da informação trocada com

o processo. Este facto, implica que estas redes devem ser próprias para as aplicações em que se exige uma comunicação, tanto quanto possível em

tempo real. O trânsito de informação entre ACs e as instalações do edifício de apoio é efectuado através das URT1 e URT2.


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Comando e controlo dos grupos

O comando e controlo de cada grupo é entendido como o comando e controlo do conjunto formado pela turbina-bomba, pelo alternador-

motor, pelo transformador de grupo, pela aparelhagem à tensão de produção, pelos equipamentos auxiliares correspondentes, parte da instalação de

refrigeração directamente associada ao grupo e a informação gerada pelo equipamento GIS na caverna dos transformadores.

Cada um dos dois ACs de cada grupo reúne as funções de autómato de grupo (AG), de autómato secundário (AS), de controlador de

sequências (CS) e de autómato dos serviços auxiliares (ASA). AS funções de autómato de grupo (AG) implementadas nos ACs destinam-se a

assegurar a execução automática das sequências de arranque, paragem e comutação de funcionamento do respectivo grupo, consoante os

programas seleccionados pelo operador, quer no local, quer à distância, a partir do centro de telecomando. Por sua vez, as funções de autómato(s)

secundário(s) constituem sub-rotinas da função de AG e destinam-se a desempenhar tarefas parcelares de comando e controlo, quer sejam tarefas

cujo controlo é necessário manter durante e após as sequências de arranque, paragem ou comutação - como, por exemplo, o comando das bombas

de regulação - quer sejam tarefas a executar durante o tempo de execução de passos de alguns programas - como, por exemplo, a sequência de

desafogamento da roda da turbina-bomba.

A função de controlador de sequências, limita-se a permitir o comando por manobras separadas do arranque e da paragem do grupo em

regime turbina ou compensador turbina. O AC receberá as ordens emitidas pelo operador a partir da consola de comando, transmitindo-as aos

órgãos, equipamentos ou aparelhagem do grupo, mas impedindo o trânsito de outras ordens extemporâneas ou sequencialmente erradas, deste

modo assegura-se que eventuais tempos críticos do processo não sejam ultrapassados, quer por emissão de alarme, chamando a atenção do

operador, quer por comutação para um dos programas automáticos de paragem. Esta função utilizará também algumas sub-rotinas da função de AS.

Os encravamentos implementados nos programas dos ACs, quer os de sequência quer os de segurança não substituem nunca os

encravamentos de segurança realizados por electrificação de contactos auxiliares directos ou indirectos da aparelhagem ou dos órgãos do grupo.

No comando dos grupos pelos CS, as manobras são desencadeadas manualmente e uma a uma, quer sejam operadas isoladas, quer séries de

operações elementares, como, por exemplo e respectivamente, as de abrir distribuidor ou desafogar a roda da turbina-bomba.


70

Atendendo à complexidade dos processos de arranque a paragem dos grupos em regime bomba, não foi considerado prudente possibilitar ao

operador realizá-los por manobras separadas, pelo que esses processos decorrem de uma forma inteiramente automática. Quer o arranque se faça

pelo método de “dorso-a-dorso”, quer por intermédio do CEF, existirá sempre diálogo entre dois automatismos: entre ACs do grupo lançador e do

grupo lançado, no primeiro caso, e entre o AC do grupo lançado e o CEF, no segundo.

O autómato do conversor de frequência (ACF) encontra-se alojado, conjuntamente com as protecções eléctricas e com outro equipamento de

comando e controlo, no quadro de comando situado junto ao conversor, no piso à cota de (235,00). Todo este equipamento é parte integrante do

conversor. Além das interligações já referidas entre o ACF e o AC do grupo lançado - permitindo a coordenação das várias fases do arranque, ou

paragem do grupo se o arranque for mal sucedido, ou, ainda, a frenagem eléctrica durante a paragem normal do grupo, após saída da rede em

qualquer dos regimes de funcionamento - existem interligações de segurança entre os sistemas de protecção do grupo e do conversor.

Não foi considerado de todo aceitável que a comunicação entre ao ACs, quer para execução da lógica de comutação entre eles quer, no

arranque dorso-a-dorso, fosse efectuada através da rede de dados de nível superior, pelo que outra solução foi adoptada (ligação série entre

autómatos). Esta ligação pode ainda servir para troca de informação entre os autómatos, eventualmente necessárias durante a execução de outros

programas.

A troca de informação entre os ACs e o ACF é efectuada através dos bastidores de relés dos grupos e de cablagem adequada.

Durante as operações de ensaio ou de conservação/reparação é necessário dispor das informações de medida e de estado consideradas mais

relevantes, bem como de informações de defeito, neste caso com a pormenorização conveniente à realização das referidas operações. Para o efeito, e

considerando que as informações devem se encontrar em permanência e serem passíveis de observação simultânea e global, previu-se para cada

grupo, os já referidos painéis auxiliares de comando e os painéis do sinalizador de defeitos, sendo que estes fazem parte do sistema de monitorização

dos grupos.

Um dos PACs consiste, fundamentalmente, num painel da turbina, englobando, designadamente, um conjunto de sinalizadores ópticos

relativos a informações gerais, um conjunto de indicadores analógicos/digitais de algumas medidas fundamentais, comutadores das consignes do


71

regulador de velocidade, um conjunto de sinalizadores e indicadores relativos ao afogamento/desafogamento, displays com indicações das pressões à

entrada e saída do grupo, um botão de paragem rápida e de paragem de urgência do grupo, bem como um

botão de paragem de emergência/inundação, e três contactores de horas de funcionamento do grupo para

cada um dos regimes de funcionamento; o outro PAC (imagem dir.) é fundamentalmente, um painel do

alternador-motor e circuito eléctrico, englobando, designadamente, um conjunto de sinalizadores ópticos

relativos a informações gerais, um conjunto de indicadores analógicos/digitais de algumas medidas

fundamentais, um esquema sinóptico simplificado do circuito eléctrico principal, um comutador de regulação

de tensão, um conjunto de sinalizadores relativos ao estado da excitação e regulação de tensão e um

sincronizador automático.

Ambos os PACs de cada grupo são conduzidos por uma ou mais UAs do ACs.

Os ”paralelos” de cada grupo com a rede são controlados por um sincronizador automático (imagem

esq.) que, actuando sobre os reguladores de velocidade da turbina e de tensão do alternador. O sincronizador estabelece e verifica as condições de

sincronismo, emitindo uma ordem de fecho ao respectivo disjuntor de grupo. As operações manuais de “paralelo” com a rede são realizadas com a

ajuda de uma coluna de sincronização comum aos dois grupos. Uma vez na rede, os dois grupos são

controlados pelos seus reguladores de velocidade/potência activa e tensão/potência reactiva, obedecendo a

valores de condução impostos pelo operador.


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Segurança dos grupos

A segurança de cada grupo é garantida por protecções eléctricas e mecânicas. O sistema de protecção eléctrica é constituído por um conjunto

de relés estáticos, agrupados em armário próprio, integrado no quadro de comando dos grupos, que, em presença de um defeito, actuam

directamente nos circuitos de disparo dos disjuntores. Os defeitos mecânicos, são detectados por aparelhos ou equipamentos integrados nas próprias

máquinas, ou incluídos a quando do seu fornecimento.

Por cada grupo, existe um conjunto de relés electromecânicos, instalado no bastidor de relés (imagem

dir.) e designado de automatismo de protecções (AP), que, ao receber informação de funcionamento de uma

protecção eléctrica ou mecânica, promove autonomamente sem intervenção dos ACs, a paragem do grupo de

forma apropriada à natureza do defeito, mantendo-o bloqueado até intervenção manual.

Existem três tipos de paragem sob defeito: paragem rápida (defeito mecânico), paragem de urgência

(defeito eléctrico) e paragem de emergência (inundação da central), cada uma delas composta por uma

sequência de comandos e verificações que deverão ser atendidas como o modo de funcionamento e o estado

do grupo, como, por exemplo, contemplar se necessário o reafogamento da roda turbina-bomba. Todas as

informações relativas à actuação de protecções recebidas pelo AP por cablagem directa entre o armário das

protecções e o bastidor. Da mesma forma, todas as ordens emitidas pelo AP são emitidas directamente sobre

os órgãos a comandar. As protecções eléctricas colocam ainda na rede de campo a informação da sua actuação, através de UAs, de forma a chegar

aos ACs. Nos casos em que as protecções o permitiram foram instaladas ligações série entre estas e o servidor do empreendimento com o objectivo

de transmissão/recolha de informação.


73

Comando e controlo da linha e dos serviços auxiliares

Como já foi referido, é possível ao operador, em cada momento, seleccionar um, qualquer, dos ACs em serviço para efectuar o comando e

supervisão da linha de 150kV e das instalações de alimentação dos serviços auxiliares, quer na consola local do AC seleccionado ou do posto de

operação.

Com o objectivo de assegurar, o menor tempo possível de comutação, a continuidade da alimentação dos SA de corrente alternada, foi

implementada em cada AC a função de autómato dos serviços auxiliares (ASA). O AC seleccionado desempenha essa função autonomamente,

seguindo uma ordem de prioridade atribuída às fontes de alimentação.

As fontes de alimentação normais do grupo são, quando em paralelo com a rede, a linha de 150kV com o transformador em programa

abaixador, e a rede de distribuição regional através do ramal de 15kV. A fonte de recurso, que, como já referido, alimentará apenas os SA

considerados essenciais, é um grupo diesel-eléctrico , que possui um automatismo próprio de arranque e paragem cuja acção é completamente

independente do ASA. A impossibilidade de acoplamento de duas ou mais fontes de alimentação é assegurada, primariamente pelo encravamento

directo das bobinas de fecho de todos os aparelhos de corte e, redundantemente, por encravamentos dos circuitos de comando manual e dos

considerados na programação do ASA.

A segurança das instalações auxiliares de média tensão e do posto de corte de 150kV é assegurado por protecções eléctricas específicas, do

tipo relés estáticos, provocando em caso de defeito, o disparo dos aparelhos de corte correspondentes. As protecções eléctricas do posto de corte de

150kV encontram-se agrupadas em armário próprio no edifício de apoio, enquanto as das instalações auxiliares de MT encontra-se instaladas nos

compartimentos de BT dos quadros de 12 e de 15kV, com excepção na protecção homopolar de 15kV entre a central e o edifício de apoio, que será

instalada no quadro no quadro do grupo diesel-eléctrico de emergência.


74

Comando e controlo dos serviços comuns

Os serviços comuns – parte geral do sistema de refrigeração dos grupos, instalações auxiliares de drenagem e outras instalações auxiliares da

central – têm os seus interfaces com as instalações de comando e controlo materializadas no bastidor de relés dos serviços comuns, onde UAs dos

ACs realizam a transferência com as redes de campo.

O comando e controlo do sistema de refrigeração é assegurado por um automatismo alojado no quadro de refrigeração, localizado no piso da

central à cota (226,00). Para o comando e controlo dos grupos, os ACs limitam-se, durante as sequências de arranque e paragem dos grupos, a

emitir as ordens de ligar/desligar a refrigeração do respectivo grupo, controlando o estado de operacionalidade da refrigeração a partir da informação

recebida do quadro de refrigeração. A parte geral do sistema de refrigeração, integrada no comando e controlo dos serviços comuns, fornece aos ACs

as informações relativas ao estado geral do sistema, ao estado das válvulas de corte dos circuitos gerais da refrigeração, etc.


75

Capítulo 3

1 – Actualização do esquema unifilar da central

1.1 – Introdução – Esquema eléctrico geral das instalações de corrente alternada

O esquema eléctrico geral das instalações de corrente alternada foi delineado com o objectivo de possibilitar o desempenho das seguintes

funções:

- Transmitir a energia trocada entre os grupos e a rede de 150kV;

- Veicular a energia necessária ao arranque em bomba, entre os grupos ou entre estes e o conversor de frequência;

- Alimentar, a partir da rede de 150kV ou dos grupos, o CEF, os sistemas de excitação dos grupos e, embora não como fonte primária,

os serviços auxiliares, neste caso também a partir da rede de distribuição regional a 15kV.

1.2 – Descrição da actualização do esquema unifilar

A quando da realização de um projecto de tamanha envergadura como Venda Nova II, o esquema unifilar da central sofre durante o processo

de construção diversas alterações, umas porque se chega à conclusão que visam uma clara melhoria da central e outras porque o que se encontrava

previsto não é tecnicamente possível de instalar no local (devido a diversos factores). Deste modo o esquema unifilar da central sofreu diversas

alterações desde o início da obra.

Visto que a obra já se encontrava na fase de ensaios finais grupo/rede, foi definido pelo orientador que seria interessante para a EDP e ao

mesmo tempo enriquecedor para o estagiário uma actualização completa do esquema unifilar da central.

A primeira fase deste trabalho consistiu em localizar no terreno e reunir informações sobre protecções/equipamentos.


76

Depois de consultada a informação cedida pela Efacec e confrontado com o que realmente se encontrava instalado, foi possível actualizar as

características dos equipamentos e a elaborar um esquema unifilar corrigido até à data de 15-Junho-2005.

1.3 – Levantamento das características dos equipamentos

Os esquemas actualizados foram:

Folha de rosto

Legenda

Bloco Grupo-Transformador

Barramento e painel de linha

Instalações auxiliares de 12kV e 15kV

Central – Instalações auxiliares 0,4kV

Edifício de Apoio – Instalações auxiliares 0,4kV


77

Transformador de Grupo e Posto de Corte:

Posto de Corte (a montante do barramento de 150kV)

C1 – 4000pF (HAEFELY)

L1 – 2000A (HAEFELY)

P1 – 3EX5030 (Siemens)

F1 - 3EP2 144-2PL3; 10kA (Siemens)

T1 – AMT; 500-1000-2000/1-1-1A

T2 – 8DN9-2; 15000/100/100 – 100V; (Siemens)

√3 √3 √3 3

Q1 – P1FE; 2000A (Siemens)

Q2 – 8DN9-2; 2000A (Siemens)

Q3 – 8DN9-2; 2000A (Siemens)

Q4 – 8DN9-2; 2000A (Siemens)

Q5 – 8DN9-2; 2000A (Siemens)

Q6 – 8DN9-2; 2000A (Siemens)

Posto de Corte (Barramento de 150kV)

Q1 – 8DN9-2; 2000A (Siemens)

T1 – 8DN9-2; 15000/100/100 – 100V; (Siemens)

√3 √3 √3 3

Posto de Corte (a jusante do barramento de 150kV)

T2 - AMT; 500-1000-2000/1-1-1A

Q1 – P1FE; 2000A (Siemens)

Q2 – 8DN9-2; 2000A (Siemens)

Q3 – 8DN9-2; 2000A (Siemens)

Q4 – 8DN9-2; 2000A (Siemens)

Transformador de Grupo

P1 – 3EX5030 (Siemens)

F1 – 3EP2 144-2PL3; 10kA (Siemens)

T1 - AMT; 500-1000-2000/1-1-1A (Efacec)

Q5 - 8DN9-2; 2000A ((Siemens))

T1M - 165kV/12kV Uk=11%


78

Central (1 Grupo):

MGS – 12kV 106,4MVA

C1 - 0,15µF (HAEFELY)

L1 – LCC-509/700; 0,509mH-0,16Ω (Alstom)

R1 – NER; 13860Ω – 5A; (CRESSAL)

Transformadores

T1 – UPK 24/3; 12000/200V (AEG)

√3

T2 – AKQ 17,5; 6000/1-1-1A (Pfiffner)

T3 – AKQ 17,5; 6000/1-1-1A; (Pfiffner)

T4 – CTV-17; 12000/100/100 – 100V (AEG)

√3 √3 √3 3

T5 – CTV-17; 12000/100/100 – 100V (AEG)

√3 √3 √3 3

T6 – CTV-24; 12000/100/100 – 100V (AEG)

√3 √3 √3 3

T7 – AKQ 17,5; 6000/1-1-1A (Pfiffner)

T8 – AKQ 17,5; 6000/1-1-1A (Pfiffner)

T9 – CTV-17; 12000/100/100 – 100V (AEG)

√3 √3 √3 3

T10 – APK36; 3000/1-1-1A (Arteche)

T11 – CTV-24; 12000/100/100 – 100V (AEG)

√3 √3 √3 3

T12 – APL36; 50/1A (Arteche)

T13 – CTA-24-2; 500/1-1A (AEG)

TE – DY5; 395kVA;12/0,235kV

Q1 – FKG2S;6040A (Alstom)

Q2 – S2CVS; 6000A (Alstom)



Q5 – STB 24kV/48,5 (Alstom)

Q6 – S3F/T 24;1600A (Alstom)

Q7 – 3H 3228-6;2500A (Siemens)

Q8 – DIVAC;630A-Icc 40kA (Efacec)

Q10 – DIVAC;630A-Icc 40kA (Efacec)


79

Instalações auxiliares 12kv e 15kv:

Quadro 15kV (Edifício de Apoio)

Ramal 1

T1 – ACF36;50/1-1A (Arteche)

T2 – UCL-17; 15000/100-100V (Arteche)

√3 √3 3

Q1 – Normacel;630A-Icc 16kA (Efacec)

F1 –MBAO-18 (Bowthorphe)

Ramal 2

T1 – ACD17;50/1A (Arteche)

T2 – UCL-17; 15000/100V (Arteche)

Ramal3


T1 – ACF36;40/1A (Arteche)

Ramal 4


T1 – ACF36;40/1A (Arteche)

Ramal 5


T2 – UCL-17; 15000/100-100V (Arteche)

√3 √3 3



80

Transformadores 15 kV/12 kV e 15 kV/0,4 kV

(Edifício Apoio)





T1 – óleo; 160kVA (Efacec) 15kV-0,4kV


T3 – óleo; 1000kVA (Efacec) 15kV-12kV

Quadro 12kV

Ramal 1


Ramal 2


Ramal 3



Ramal 4

T2 – UCL-17; 12000/100-100V (Arteche)

√3 √3 3

Ramal 5


Ramal 6

T1 – ACH36BP1;100/1-1A (Arteche)

T2 – UCJ-24; 12000/100/100-100V (Arteche)

√3 √3 √3 3

Ramal 7



Ramal 8




81

Ramal 9



Transformadores 12 kV/0,4 kV E 15 kV/0,4 kV (central)

T1 – Powercast; 1000kVA (Efacec) 12kV-0,4kV



Quadro Geral dos SA, 0,4 kV (central)

Q1 – Emax;1600A-40kA (ABB)




Transformador 0,4 kV/15 kV (Edifício de Apoio)


Grupo Diesel Edifício de Apoio

Q1 – CM1600N;1600A-40kA (Merlin Gerin)

Q2 – Emax;1250A-6,5kA (ABB)

Q3 – ISOEmax;250A-6,5kA (ABB)

Grupo Diesel 900kVA; cosφ 0,8

Quadro Geral dos SA 0,4 kV (Edifício de Apoio)

Q4 – ISOEmax;250A-6,5kA (ABB





82

1.4 – Protecções Grupos – Modo de Funcionamento

Numa segunda fase e após terem sido actualizadas as características dos mais diversos equipamentos no esquema unifilar, faltavam actualizar

as protecções de grupo no desenho 4 (apresentado no final do capítulo). Deste modo e visando não ser apenas um levantamento descritivo, mas ao

mesmo tempo algo passível de aprendizagem, optou-se por não só actualizar o esquema das protecções, mas também elaborar um documento

explicativo/descritivo sobre o funcionamento generalizado das protecções de grupo da central de Frades.

1.4.1 – Relés de Protecção

O conjunto de protecções dos grupos é constituído pelo seguinte conjunto de relés:

F1 – Protecção de Gerador Motor Alstom Micom P343

F2 – Protecção de Gerador Motor Alstom Micom P343

F3 – Protecção Terra Rotor Alstom MX3

F4 – Protecção de Gerador Transformador Alstom Micom P633

F5 – Protecção de Tensão Alstom P922

F6 – Protecção de Corrente Alstom Micom P122


83

1.4.2 – Modos de funcionamento

Existem dois modos de funcionamento base com as condições à partida perfeitamente definidas: modo Gerador (G) e modo Motor (M). Em

cada modo motor as fases L1 e L2 são invertidas, pelo que é possível diferenciar o sentido do campo girante em ambos os modos.

Quer em modo gerador, quer motor, existe o sub-modo compensador síncrono. Em modo Gerador existem as transições: Gerador-

Compensador, Compensador-Gerador; em modo bomba apenas existe a transição Compensador-Motor.

Deste modo é possível existir a inversão do campo girante, sem que propriamente tenha ocorrido um defeito. Sendo então necessário

bloquear certas funções nas P343 de modo a que se tornem insensíveis à mudança de campo nestas ocasiões. Obviamente que se criaram novas

funções complementares por forma assegurar uma protecção eficaz.

Funções Sensíveis: Corrente de sequência inversa (46) e sobrecarga térmica (49)

Funções Complementares: Relé F4(P633) que se encontra ligado a montante da inversão de fases

1.4.3 – Funções das Protecções das P343 (F1 e F2)

Grupos de parâmetros

Em termos gerais não existem nos relés F1 eF2 funções de protecção que sejam dependentes do modo de funcionamento gerador ou motor,

excepção feita às funções de potência e, no caso de funcionamento motor as regulações mais sensíveis de máxima intensidade e tensão do neutro a

baixas frequências. Todas as restantes funções de protecção nos relés F1 e F2 são comuns a todos os modos de funcionamento.

Os relés P343 possuem 4 grupos de parâmetros, seleccionáveis por activação das duas primeiras entradas digitais dos relés 1 e 2. Cada grupo

de parâmetros pode ter activas as funções de protecção definidas pela aplicação, sendo possível atribuir-lhes regulações diferentes.

O facto de se ter necessidade de utilizar 3 funções de potência para cobrir os diversos modos de funcionamento, obriga a que sejam utilizados

2 grupos de parâmetros em cada um dos relés, atendendo ao facto de apenas disporem de uma função com duas regulações. Permanecendo no


84

entanto em aberto a possibilidade de apenas ser utilizado um grupo de parâmetros se, para casos em quem se tenha usar funções sensíveis. No caso

em que é necessário utilizar a função potência sensitiva para os escalões mais baixos (retorno de energia e máximas potências compensadores),

situação em que temos duas funções de potência cada uma com 2 regulações diferentes.

Assim, em princípio, os 2 grupos de parâmetros são seleccionados por ordem exterior sobre o relé K1, associado à entrada digital 1 dos relés

F1 e F2, nas seguintes condições de funcionamento:

K1 – Desactivado: Entrada 1 desactivada: Grupo de parâmetros 1 seleccionado para todos os modos de funcionamento, excepto no fim do

modo de motor.

K1 –Activado: Entrada 1 Activada: Grupo de parâmetros 2 seleccionado no fim do modo motor.

O relé K2 que permite seleccionar os outros dois grupos de parâmetros não é utilizado, ficando de reserva.

Imagem F2 P343


85

Bloqueios das funções

De acordo com as condições de funcionamento, verifica-se que apenas as seguintes funções são afectadas pelo regime seleccionado,

carecendo de, durante as diversas fases de arranque, funcionamento e paragem do grupo, de serem activadas e bloqueadas:

- Máximo tensão no neutro 0-50Hz. Fica bloqueada em todos os modos excepto na fase de arranque do motor. No caso de arranque do motor

com o grupo lançador, deve ser activada em ambos os grupos. O bloqueio desta protecção é efectuada actuando o relé K3, a que corresponde a

entrada 3 nos relés F1 e F2.

- Máxima intensidade 0-100Hz. Fica bloqueada em todos os modos excepto na fase de arranque do motor. No caso de arranque do motor

como grupo lançador, deve ser activada em ambos os grupos. O bloqueio desta protecção é efectuada actuando o relé K4, a que corresponde a

entrada 3 nos relés F1 e F2.

- Retorno de potência activa, 1º escalão e 2º escalão. Em serviço no modo gerador e bloqueada nos restantes modos de funcionamento.

- Máxima potência compensadora em modo gerador. Em termos de regulação e sentido tem o mesmo valor do retorno em potência em

gerador. Fica bloqueada em todos os modos, apenas sendo activada quando o grupo atingir o fim do processo de funcionamento gerador-

compensador e ai se mantiver.

- Máxima potência compensadora em modo motor. Em termos de regulação e sentido tem o mesmo valor do retorno em potência em

gerador. Fica bloqueada em todos os modos, apenas sendo activada quando o grupo atingir o fim do processo de funcionamento motor-compensador

e ai se mantiver.

- Mínima potência em modo motor. Fica bloqueada em todos os modos, apenas sendo activada quando o grupo atingir o fim do processo de

funcionamento motor e ai se mantiver. O bloqueio de todas as funções de potência será efectuado actuando o relé K5, a que corresponde a entrada 5

nos relés F1 e F2.


86

Assim, as 8 entradas digitais disponibilizadas nas protecções F1 e F2 para bloqueios de funções, ou outras acções que se revelem necessárias,

promoverão as seguintes acções:

K3(IN3) ; K4(IN4);K5(IN5) – Já referidos anteriormente

K6(IN6) – Desactivado em selecção turbina e actuado em selecção bomba

K7(IN7) – Actuado em modo compensador, gerador ou motor, e desactivado caso contrário

K8(IN8) – Reserva

K9(IN9) – Reserva

K10(IN10) – Reserva


87

Funções de Protecção

Atendendo ao ponto de ligação dos TI´s e TT´s, as funções de protecção a activar nos relés F1 e F2, são como foi referido anteriormente

insensíveis à mudança do campo girante. No entanto as funções de potência são sensíveis à inversão do sentido da corrente devidos aos modos de

funcionamento em gerador e motor. Contudo, as protecções de potência em qualquer dos modos de funcionamento são sempre activadas com as

correntes no sentido da rede para o gerador (retorno de energia em gerador, máxima potência em gerador ou motor compensador e mínima potência

em motor).

F1 F2 Descrição da Função P1 P2 P1 P2 Função

Terra no estator 0-100% X X X X 59N1+27TNMáximo U trifásico X X X X 59

Máximo I com restrição tensão X X X 51V Mínima Impedância X 21

Diferencial alternador X X X X 87G Perda sincronismo X X X X 78 Perda excitação X X X X 40 Falha disjunto X X X X 50BF

Retorno de Potência 1ºEsc. X X 32R-1 Retorno de Potência 2ºEsc. X X 32R-2 Máx. Pot. Comp. Gerador X X 32O-1 Máx. Pot. Comp. Motor X X 32O-2

Mínima Pot. Bomba X X 32L Máximo U no neutro (0-50Hz) X X 59N2

Máximo I (0-100Hz) X 51


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Disparos Externos

Outros relés associados a entradas digitais dos relés F1 F2 para receber indicações de disparos externas para efeitos de matriz de disparos:

K20(IN11) – Disparo 150kV

K21(IN12) – Falha disjuntor 150kV

K22(IN13 – Temperaturas estator alternador

K23(IN14) – Incêndio alternador

K24(IN15) – Incêndio transformador

K25(IN16) – Imagem térmica transformador

K26(IN17) – Buchholz transformador

K27(IN18) – Ordem disparo proveniente do 2º Grupo

Entradas de outras protecções para a matriz disparos

Os relés F1 e F2 realizam igualmente a função de matriz de disparos. Para o efeito, para além das funções de protecção interna e das ordens

de disparo externas provenientes da instalação, recebem igualmente da actuação das restantes protecções eléctricas a saber:

IN18: Protecção rotor terra F3

IN19: Protecção diferencial do transformador ou máxima intensidade na derivação F4

IN20: Protecção máxima frequência na rede F4

IN21: Protecção mínimo frequência na rede ou corrente inversa gerador F4 ou mínimo tensão rede F5

IN23: Protecção máxima U0 na rede F5

IN24: Protecção MI transformador excitação F6


89

1.4.4– Matriz de Disparos

Relé F1 , F1-P1 (00) – Gerador,Gerador ou Motor Compensador, Transições

Descrição da Função Função DG DA DD DBA EXC. C02 2ºGr. PU PR Terra no estator 0-100% 59N1+27TN x x x x x x x

Máximo U trifásico 59-1 59-2 x x x x x Máximo I controlado por tensão 51V x x x x x x

Diferencial alternador 87G x x x x x x x Perda sincronismo 78-1 78-2 x x Perda excitação 40-1 40-2 x x x x x x Falha disjuntor 50BF-1 50BF-2 x x x x x x

Retorno de Potência 1ºEsc. 32R-1 Retorno de Potência 2ºEsc. 32R-2 x Máx. Pot. Comp. Gerador 32O-1 x x Máx. Pot. Comp. Motor 32O-2 x x

Máximo U no neutro (5-50Hz) 59N2 x x x x x x Máximo I (5-70Hz) 51-1 51-2 x x x x x x

IN11 - Disparo 150kV x x x x x x IN12 - Falha disjuntor DG x x x x

IN13 - Temp. estator alternador x x x IN14 - Incêncio alternador x x x

IN15 - Incêncio transformador x x x x x x IN16 - Imagem térmica transf. x x x x x x IN17 - Buchholz transformador x x x x x x

IN22 - Disp. 2º Grupo x x x x IN18 - Terra Rotor F3 x x x

IN19 - Dif TR ou MI der. F4 x x x x x x IN20 - F> na rede F4 x x

IN21 - F< na rede ou I2 alt F4 ou min. U rede F5 x IN23 - Máx U0 na derivação F5 x x x

IN24 - Transf. Exc. F6 x x x x x x Relé R7 R8 R15 R16 R23 R24 R30 R32 R32


90

Relé F1 , F1-P2 (10) – Bomba em fim de programa



Diferencial alternador 87G x x x x x x x Perda sincronismo 78-1 78-2 x x Perda excitação 40-1 40-2 x x x x x Falha disjuntor 50BF-1 50BF-2 x x x x x x

Mínima potência 32.1 x x IN11 - Disparo 150kV x x x x x x

IN12 - Falha disjuntor DG x x x x IN13 - Temp. estator alternador x x x

IN14 - Incêncio alternador x x x IN15 - Incêncio transformador x x x x x x IN16 - Imagem térmica transf. x x x x x x IN17 - Buchholz transformador x x x x x x

IN22 - Disp. 2º Grupo x x x IN18 - Terra Rotor F3 x x x x

IN19 - Dif TR ou MI der. F4 x x x x x x IN20 - F> na rede F4 x x


IN24 - Transf. Exc. F6 x x x x x x Relé R7 R8 R15 R16 R23 R24 R30 R32 R32


91

Relé F2 , F2-P1 (00) – Gerador, Gerador ou Motor Compensador, Transições



Diferencial alternador 87G x x x x x x x Perda sincronismo 78-1 78-2 x x

Perda excitação 40-1 40-2 x x x x x x Falha disjuntor 50BF-1 50BF-2 x x x x x

Retorno de Potência 1ºEsc. 32R-1 Retorno de Potência 2ºEsc. 32R-2 x

Máx. Pot. Comp. Gerador 32O-1 x x Máx. Pot. Comp. Motor 32O-2 x x

Máximo U no neutro (5-50Hz) 59N2 x x x x x x IN11 - Disparo 150kV x x x x x x

IN12 - Falha disjuntor DG x x x x IN13 - Temp. estator alternador x x x

IN14 - Incêncio alternador x x x IN15 - Incêncio transformador x x x x x x IN16 - Imagem térmica transf. x x x x x x IN17 - Buchholz transformador x x x x x x


IN19 - Dif TR ou MI der. F4 x x x x x x

IN20 - F> na rede F4 x x


IN24 - Transf. Exc. F6 x x x x x x

Relé R7 R8 R15 R16 R23 R24 R30 R32 R32


92

Relé F2 , F2-P2 (10) – Bomba em fim de programa

Descrição da Função Função DG DA DD DBA EXC. C02 2ºGr. PU PR

Terra no estator 0-100% 59N1+27TN x x x x x x x Máximo U trifásico 59-1 59-2 x x x x x

Máximo I controlado por tensão 51V x x x x x x Diferencial alternador 87G x x x x x x x

Perda sincronismo 78-1 78-2 x x Perda excitação 40-1 40-2 x x x x x x Falha disjuntor 50BF-1 50BF-2 x x x x x

Mínima potência 32.1 x x Máxima U no neutro (5-50Hz) 59N2 x x x x x x

IN11 - Disparo 150kV x x x x x x IN12 - Falha disjuntor DG x x x x

IN13 - Temp. estator alternador x x x IN14 - Incêncio alternador x x x

IN15 - Incêncio transformador x x x x x x IN16 - Imagem térmica transf. x x x x x x IN17 - Buchholz transformador x x x x x x


IN19 - Dif TR ou MI der. F4 x x x x x x

IN20 - F> na rede F4 x x

IN21 - F< na rede ou I2 alt F4 ou min. U rede F5 x

IN23 - Máx U0 na derivação F5 x x x

IN24 - Transf. Exc. F6 x x x x x x

Relé R7 R8 R15 R16 R23 R24 R30 R32 R32


93

1.4.5– Protecção terra rotor MX3 (F3)

Possui uma entrada de bloqueio (IN:1) associada ao relé auxiliar K11, que é actuado por lógica externa sempre que a pré–excitação se

encontre ligada.

Está equipado com relés de saída para actuação directa sobre:

- K1: Abertura disjuntor de alternador, bobina emissão

- K2: Ordem desligar excitação

- K4: Abertura disjuntor de alternador, bobina falta tensão

Inclui ainda relé de saída para a matriz de disparo:

- K5: Actua entrada IN18 dos relés F1 e F2 para efeitos de realizar disparos adicionais através das respectivas matrizes.

1.4.6– Protecção grupo P633 (imagem) F4

Realiza as seguintes protecções:

- Diferencial 3 vias do transformador

- Mínima frequência rede

- Máxima frequência rede

- Máxima intensidade na derivação

- Sobrecarga gerador

- Máxima intensidade sequência inversa gerador


94

Está equipado com relés de saída para actuação directa sobre:

- K1001 – Disparo disjuntor de grupo, bobinas de falta de tensão e emissão

- K1002 – Disparo disjuntor de grupo, bobinas de falta de tensão e emissão

- K1003 – Disparo disjuntor de derivação, bobinas de emissão

Inclui ainda relés de saída para a matriz de disparo:

-K1004: Actua entrada a IN19 dos relés F1 e F2 (DIFF)

-K1005: Actua entrada a IN20 dos relés F1 e F2 (F>)

-K1006: Actua entrada a IN21 dos relés F1 e F2 (F<)

As funções de frequência são passíveis de serem bloqueadas através de entradas digitais activadas por relés controlados pela instalação

externa.

-K13: Quando desactivado activa a entrada U902 bloqueando a função mín. Frequência. É actuado pela instalação no regime motor e

transições para motor de modo activar a função.

-K14: Quando desactivado activa a entrada U903 bloqueando a função Máx. Frequência. É actuado pela instalação no regime turbina e

transições para turbina de modo activar a função.

-K12: Shuntado


95

1.4.7– Protecção tensão rede P922 (imagem) F5


- Mínima tensão

- Máxima tensão homopolar

Possui relés de saída para as matrizes de disparo dos relés F1 e F2, actuando as seguintes entradas digitais:

-RL1: Actua entrada IN21 dos relés F1 e F2 (U<)

-RL2: Actua entrada IN22 dos relés F1 e F2 (U0>)

Estas funções são passíveis de serem bloqueadas através de entradas digitais activadas por relés controlados pela instalação externa:

-Entr. EL1: Bloqueia Mín. Tensão em todos os modos excepto em motor e nas transições para motor (K12),

- Entr EL2: Bloqueia Max. Tensão homopolar sempre que o grupo estiver na rede, quer como gerador quer como motor ou

compensador (K15).

1.4.8– Protecção máxima intensidade transf. Excitação P122 (imagem) F6


- Máxima intensidade transformador excitação

Possui relés de saída para actuação directa nos seguintes órgãos:

-RL1 – Disparo disjuntor alternador, bobina de falta de tensão

-RL2 – Disparo disjuntor alternador, bobina de emissão

-RL4 – Ordem abertura disjuntor do transformador de excitação (condicionado até saída da rede).

Inclui ainda um relé RL3 de saída para as matrizes de disparo de F1 e F2, actuando na entrada IN24.


96

2 – Encravamentos com Chave

2.1 – Introdução

Procurou-se realizar um documento que traduza os encravamentos com chave do empreendimento, tendo por base o esquema geral de

encravamentos cedido pela Efacec (em Anexo). O documento engloba uma descrição dos encravamentos de:

Equipamentos à Tensão de Emissão

- Disjuntor Grupo 150kV

- Seccionador de Terra 150kV (Edifício Apoio)

- Seccionador de Terra 150kV (Central)

Equipamentos à Tensão de Produção

- Disjuntor de Alternador

- Seccionador de Isolamento do Barramento Principal

- Seccionador de Terra do Barramento Principal

- Seccionadores Inversores

Barramento de Arranque

- Seccionador Isolamento do Barramento de Arranque

Celas de Derivação e Excitação

- Disjuntor Derivação para Cela Normabloco 12kV dos grupos

- Seccionador Terra para Cela Normabloco 12kV dos grupos

- Disjuntor Derivação para Transformador de Excitação

- Seccionador de Terra Cela Derivação para Transf. Exc.

Sistema A – Tensão de Produção – Celas de Grupo

Sistema B – Tensão de Produção – Celas do Barramento de

Arranque

- Seccionador do Conversor de Frequência


97

Instalações Auxiliares de Média Tensão

Quadro de 12kV

Cela 1 – Derivação do Grupo 1 e Cela 2

- Seccionador de Terra

- Disjuntor

Cela 3 – Saída do CEF


Cela 6 – Saída do Transformador 12/15kV

- Seccionador Terra

Celas 7 e 8 – Saídas dos Transformador 2/1 - 12/0,4kV

- Seccionador Terra

Quadro de 15kV

Cela 1 – Saída do Transformador 3


- Disjuntor

Cela 2 e 3 – Saída dos Transformadores 2/1 - 15/0,4Kv

- Seccionador de terra

Cela 5 – Chegada EDP 15kV


- Disjuntor

Quadro de Potência do Grupo Diesel do Edifício de Apoio

- Disjuntor

- Disjuntor BT

- Disjuntor BT

- Disjuntor BT


98

2.2 – Documento – Encravamentos com Chave

2.2.1– Tensão Emissão

=TE=+B-QIM – Disjuntor Grupo 150kV no Edifício de Apoio (GIS- Siemens)

É Encravado por chave (7/21) como o seccionador de terra 150kV (+B-Q4).

Disjuntor Aberto, liberta a chave (7/21) para manobra do seccionador de terra 150kV (+B-Q4).

Disjuntor +B-Q1M fechado, chave (7/21) permanece presa.

A manobra de fecho do disjuntor +B-Q1M só é possível quando a chave (7/21) estiver presente.

=TE=+B-Q4 – Seccionador de Terra de 150kV no Edifício de Apoio (GIS- Siemens)

É encravado por chave (7/21) com o Disjuntor de Grupo 150kV (+B-Q1M).

É encravado por chave (6/20) com o “Sistema A” (que controla o estado das Celas de Grupo) de permissão de fecho do seccionador

de terra 150kV (+B-Q4).

É encravado por chave (8/22) com seccionador de terra (+B-Q5).

Seccionador +B-Q4 aberto, a chave (8/22) presa e chaves (6/20) e (7/21) libertas.

Seccionador B-Q4 fechado, chaves (6/20) e (7/21) presas e liberta a chave (8/22) para manobra do seccionador de terra (+B-Q5).

A manobra do seccionador +B-Q4 só é possível quando as chaves (6/20) e (7/21) e (8/22) estiverem presentes.


99

=TE=+B-Q5 – Seccionador de Terra de 150kV na Central (GIS- Siemens)

É encravado por chave (8/22) com o seccionador de terra (+B-Q4).

É encravado por chave (9/23) com as fechaduras das portas das celas de derivação e excitação à excepção da cela do transformador

da excitação.

Seccionador +B-Q5 aberto, chave (9/23) presa e chave (8/22) liberta.

Seccionador +B-Q5 fechado, chave (8/22) presa e liberta a chave (9/23) para as portas das celas de derivação e excitação à excepção

da cela do transformador de excitação.

2.2.2– Tensão Produção

=+G=TP-Q1M – Disjuntor de Alternador – Central (Alstom)

É encravado por chave (1/15) com o seccionador de isolamento do barramento principal (+TP-Q2).

Disjuntor +TP-Q1M fechado, a chave (1/15) permanece presa.

Disjuntor +TP-Q1M aberto, liberta chave (1/15) para o seccionador de isolamento do barramento principal (+TP-Q2).

A manobra do disjuntor de alternador +TP-Q1M só é possível quando a chave (1/15) estiver presente.

=+G=TP-Q2 – Seccionador de Isolamento do Barramento Principal (Alstom)

É encravado por chave (1/15) com o disjuntor de alternador (+TP-Q1M).

É encravado por chave (2/16) com o seccionador de terra (+TP-Q5).

Seccionador de isolamento do barramento principal +TP-Q2 fechado, chave (1/15) liberta e mantém a chave (2/16) presa.


100

Seccionador de isolamento do barramento principal +TP-Q2 aberto, chave (1/15) presa e chave (2/16) liberta para manobrar o

seccionador de terra (+TP-Q5).

A manobra do seccionador de isolamento do barramento principal +TP-Q2 só é possível quando as chaves (1/15) e (2/16) estiverem

presentes.

O comando eléctrico só é possível se o disjuntor de alternador +TP-Q1M estiver aberto.

=+G=TP-Q5 – Seccionador de Terra do Barramento Principal (Alstom)

É encravado por chave (2/16) com o seccionador de isolamento do barramento principal (+TP-Q2).

É encravado por chave (3/17) com o seccionador do barramento e arranque (+TP-Q6).

Disponibiliza a chave (4/18) para um e só dos seguintes sistemas:

- Abertura das portas das celas +A1.1;+A1.2 e A1.3

- Para o “Sistema B) de abertura as celas do barramento de arranque

- Para o “Sistema A”) de permissão de fecho do seccionador de terra 150kV de grupo (+B-Q4)

Seccionador de terra +TP-Q5 fechado, chave (2/16) e chave (3/17) presas libertando a chave (4/18)

Seccionador de terra +TP-Q5 aberto, chave (4/18) presa e libera as chaves (2/16) e (3/17).

A manobra do seccionador de terra +TP-Q5 só é possível quando as chaves (2/16), (3/17) e (4/18) estiverem presentes.

O comando eléctrico do seccionador só será possível se a paragem de urgência estiver actuada.

A colocação da manivela no seccionador dá origem a P.U.

=+G=TP-Q2 e +TP-Q3 – Seccionadores inversores (Alstom)

Apenas existe um encravamento mecânico entre eles que impede que, estando um deles fechado o outro não possa estar.


101

Barramento de Arranque

Considera-se a existência de um “Sistema B” relativo às celas do barramento de arranque. A chave liberta pelo sistema permite abrir as celas

do barramento de arranque;

=+TP-Q6 – Seccionador de Isolamento do Barramento de Arranque (Alstom)

É encravado por chave (3/7) com o seccionador de terra do barramento principal (+TP-Q5)

Seccionador do barramento de arranque +TP-Q6 fechado, obriga a chave(3/7) a ficar retida.

Seccionador do barramento de arranque +TP-Q6 aberto, liberta a chave (3/7)

A manobra do seccionador do barramento de arranque +TP-Q6 só é possível quando a chave (3/7) estiver presente

O comando eléctrico só é possível se o disjuntor do barramento de arranque +TP-Q7 estiver aberto. O comando eléctrico é feito nas

sequências de funcionamento do grupo.

Celas de Derivação e Excitação

Considera-se a existência de um “Sistema A” de permissão de fecho do seccionador de terra de Grupo de 150kV (+B-Q4)

A chave libertada pelo “Sistema A” (6/20) permite, em conjunto com a chave (7/21) do disjuntor de grupo e 150kV (+B-Q1M), o fecho do

seccionador de terra de grupo de 150kV (=B-Q4)

A chave (8/22) libertada pelo fecho do seccionador de terra de grupo de 150kV no Edifício de Apoio, permite a manobra do seccionador de

terra 150kV na central, que ao ser fechado liberta a chave (9/23), que permite à excepção da cela do transformador de excitação, a abertura das

celas de derivação e excitação.


102

=+G=TP=A.1.6-Q10 – Disjuntor derivação para cela normabloco 12kV do grupo 1 e grupo 2 respectivamente – Q12.1 e Q12.2

É encravado com o seccionador –Q11 da mesma cela.

É encravado por chave (3/11 respectivamente do grupo 1 e do grupo 2) com o seccionador de terra = Q2 das celas NB de derivação

+Q12.1 e Q12.2.

- Disjuntor derivação = Q10 aberto, chave 31 é libertada para manobra do seccionador de terra (Q12.1-Q2);

- Disjuntor derivação = Q10 fechado, chave 31 retida;

A manobra do disjuntor – Q10, só é possível quando a chave (31/33) estiver presente.

A chave fica presa se o disjuntor estiver encaixado.

=+G=TP=A.1.6-Q10 – Seccionador de terra para cela normabloco 12kV do grupo 1 e grupo 2 respectivamente – Q12.1 e Q12.2

É encravado com o disjuntor –Q10 da mesma cela.

É encravado por chave (32/34) com o disjuntor = Q1 das celas NB de derivação +Q12.1 e Q12.2.

- Disponibiliza a chave (5/19) para o “Sistema A” de permissão de fecho do seccionador de terra 150kV (B+Q4);

- Seccionador = Q11 fechado, chave (32/34) presa, libertando a chave (5/19);

- Seccionador =Q11 aberto chave (32/34) libertada, para manobra do disjuntor = MT+Q12-Q1 e chave (5/19) presa.

Para manobrar o seccionador –Q11 é necessário:

- O disjuntor –Q10 (do mesmo painel) seja extraído;

- A chave (32/34) é libertada pela extracção do disjuntor =MT-Q12-Q1.


103

=+G=TP=A.1.7-Q8 – Disjuntor Derivação para Transformador de Excitação – A.18


É encravado por chave (10/24 respectivamente do grupo 1 e do grupo 2) com a porta da cela do transformador de excitação – A.18-

TE-2.1, pois tem de se ligar as partes activas à terra.

- Disjuntor de excitação +A1.7-Q8 introduzido. Chave 10 presa;

- Disjuntor de Excitação +A1.7-Q8 extraído, chave 10 libertada.

A manobra de introdução do disjuntor de excitação +A1.17-Q8 só é possível quando a chave (10/24) estiver presente.

=+G=TP=A.1.7-Q9 – Seccionador de terra Cela Derivação Transformador de Excitação – A.18


- Disponibiliza a chave (5/19) para o “Sistema A” de permissão de fecho do seccionador de terra 150kV B+Q4;

- Seccionador Q11 fechado, liberta chave (5/19);

- Seccionador Q11 aberto, chave (5/19) presa.

Para manobrar o seccionador Q9 é necessário:

- O disjuntor Q8 (do mesmo painel) esteja extraído.

Em ambos os casos é necessário também a chave (9/23) para entrada nas celas do Disjuntor ou do Seccionador.


104

Sistema de abertura de Celas

Consideram-se três zonas de celas:

- As celas de grupo, a montante da cela do seccionador de terra de alternador +TP-Q5 (excluindo portanto a própria cela).

Estas celas podem ser abertas pela chave (4/18) libertada pelo seccionador de terra de Alternador +(TP-Q5);

- As celas de grupo (Derivação e Excitação), à excepção da cela do transformador de excitação, são abertas pela chave (9/23)

libertada pela fechadura de encravamento do seccionador de terra de grupo 150kV (+B-Q5);

A cela do transformador de excitação é aberta pela chave (10/24) de encravamentos com o disjuntor de excitação +A1.7-Q8.

- As celas do barramento de arranque dos dois grupos, são abertas pela chave 11 liberta pelo “Sistema B” de abertura de

celas.

Sistema A – Tensão de Produção – Celas de Grupo

O “Sistema A”, existindo as chaves:

- (4/18) do seccionador de terra +TP-Q5 fechado;

- (5/19) do seccionador de terra +TP-Q11 fechado;

Liberta a chave (6/20) que em conjunto com a chave (7/21) do disjuntor +B-Q1M 150kV permite o fecho do seccionador de terra dos

150kV +B-Q4 no Edifício de Apoio e liberta a chave (8/22) para fecho do seccionador +B-Q5 instalado na central.

A chave (6/20) só será liberta se as chaves (4/18) e (5/19) estivessem no sistema.


105

Sistema B – Tensão de Produção – Celas do Barramento de Arranque

O “Sistema B” é único para os dois grupos e permite a abertura das celas do barramento de arranque pela presença das chaves:

- chave (4) do seccionador de terra de grupo +TP-Q5 – Grupo 1

- chave (18) do seccionador de terra de grupo +TP-Q5 – Grupo 2

- chave (35) do seccionador +CEF-Q3 aberto

A chave (11) liberta, permite abrir as celas do sistema B – seccionadores e disjuntores de arranque dos dois grupos.

A chave (11) só é liberta se todas as chaves (4) do grupo 1, (18) do grupo 2 – estiverem no sistema

CEF

=+CEF-Q3 Seccionador do Conversor de Frequência (Hidrorumo)

É encravado por chave (35) com o seccionador de terra =SA=MT+Q12.3-Q2.

É encravado por chave (35) com “Sistema B” de abertura de celas – Seccionadores e disjuntores de arranque dos dois grupos.

Seccionador +CEF-Q3 fechado, chave (35) permanece retida.

Seccionador +CEF-Q3 aberto, liberta chave (35).

O Seccionador +CEF-Q3 aberto, liberta a chave (35), que permite uma e só uma das operações:

- manobrar o seccionador de terra =SA=MT+Q12.3-Q2. (fechando o seccionador +Q12.3-Q2 a chave fica retida. Após

abertura do seccionador, é possível libertar a chave (35) para o manobrar o seccionador +CEF-Q3.

- ir ao “Sistema B” de abertura de celas – Tensão de Produção – Celas do barramento de arranque.

A manobra do seccionador do +CEF-Q3 só é possível quando a chave (35) estiver presente


106

2.2.3– Instalações Auxiliares de Média Tensão

Quadro de 12kV =SAMT12

Cela 1- +Q12.1 – Derivação do Grupo 1 e Cela 2 – Q12.2 – Derivação do Grupo 2

=Q2 – Seccionador de terra

É encravado com disjuntor –Q1 da mesma cela.

É encravado por chave (31/33) com o disjuntor A-Q10 da derivação do grupo respectivo.

Seccionador –Q2 fechado, chave (31/33) permanece presa.

Seccionador –Q2 aberto, é libertada a chave (31/33) para manobra do disjuntor A-Q10.

Para manobrar o Seccionador de terra –Q2 é necessário:

- que o disjuntor –Q1 (do mesmo painel) esteja desencaixado;

- que a chave (31/33) libertada pela extracção do disjuntor +A-Q10 da derivação do grupo esteja presente ( O disjuntor está

bloqueado na posição extraído).

=Q1 – Disjuntor


É encravado por chave (32/34) com o seccionador de terra A-Q11 da derivação do respectivo grupo.

Disjuntor -Q1 fechado, chave (32/34) permanece retida.

Disjuntor -Q1 aberto e desencaixado, liberta a chave (32/34) para manobra do seccionador de terra A-Q11.

A manobra do disjuntor –Q1 só é possível quando a chave (32/34) estiver presente.

Para encaixar o Disjuntor +A-Q11 da Derivação do Grupo respectivo é necessário:


107

- que a chave (32/34) que permite encaixar o disjuntor esteja disponível;

- a chave fica retida se o disjuntor estiver encaixado.

Cela 3- +Q12.3 – Saída do CEF



É encravado por chave (35) com seccionador –Q3 do CEF.

É encravado por chave (36) com porta da cela MT do CEF.

Seccionador –Q2 fechado, chave (35) permanece presa e chave (36) é libertada para aceder à cela de MT do CEF.

Seccionador –Q2 aberto, chave (35) libertada para manobrar o seccionador Q3 do CEF e chave 36 permanece presa.

A manobra do seccionado –Q2 do quadro de 12kV só é possível quando as chaves (35) e (36) estiverem presentes.



É encravado por chave (37) com o seccionador de terra respectivo do quadro de 15kV =SA=MT%+Qq5.1-Q2 e chave (51) com o

disjuntor do quadro de 15kV =A=MT15+Q15.1-Q1.

Seccionador –Q2 fechado, chave (37) é libertada para manobra do seccionador de terra respectivo do quadro de 15kV

=SA=MT15+Q15.1-Q2 e chave (51) presa.

Para manobrar o seccionador de terra é necessário:

- que o disjuntor -Q1 (da mesma cela) esteja desencaixado;

- que as chaves (37) e (51) estejam presentes


108

Celas 7 e 8 – Q12.7 - Saída transformador 2 – Q12.8 - Saída transformador 1 (12/0,4) kV



É encravado por chave (39/41) com o disjuntor respectivo do quadro CA =SA=BTC+QCA.

É encravado por chave (40/42) com a porta da cela do transformador de SA e respectivo.

Seccionador –Q2 fechado, chave (39/41) presa e (40/42) libertada para abertura da cela do transformador.

Seccionador –Q2 aberto, chave (39/41) libertada para manobra do disjuntor de BT respectivo e chave (40/42) permanece retida.



- que a chave de acesso à cela do transformador (40/42) esteja presente;

- que a chave do disjuntor de BT respectivo (39/41) esteja presente.

Quadro de 15kV =SAMT15

Cela 1- +Q15.1 – Saída do transformador 3 – 15/12kV

=Q1 – Disjuntor

É encravado por chave (51) com o seccionador respectivo da cela de 12kV =SA=MT+Q12.6-Q2.

Disjuntor –Q1 fechado, chave (51) permanece retida.

Disjuntor –Q1 desencaixado, chave (51) libertada para manobra do seccionador de terra =SA=MT+Q12.6-Q2.

Para manobrar o seccionador é necessário:

- que o disjuntor esteja extraído.


109

=Q2 – Seccionador de Terra


É encravado por chave (37) com o seccionador de terra respectivo do quadro de 12kV =SA=MT+Q12.6-Q2.

É encravado por chave (38) com a porta da cela do transformador de SA respectivo.

Seccionador –Q2 fechado, chave (37) fica presa e chave (38) é libertada para abertura da cela do transformador 12/15kV.

Seccionador –Q2 aberto, chave (38) fica presa e chave (37) é libertada para manobra do seccionador de terra =SA=MT+Q12.6-Q2.



- que a chave de acesso à cela do transformador (38) esteja presente;

- que a chave do seccionador de terra =SA=MT+Q12.6-Q2. (37) esteja presente.

Celas 2 e 3 – Q12.7 - Saída transformador 2 – Q12.8 - Saída transformador 1 (15/0,4) kV



É encravado por chave (45/47) com o disjuntor respectivo do quadro CA =SA=BTC+QCA.

É encravado por chave (46/48) com a porta da cela do transformador de SA e respectivo.

Seccionador –Q2 fechado, chave (45/47) presa e (46/48) libertada para abertura da cela do transformador.

Seccionador –Q2 aberto, chave (45/47) libertada para manobra do disjuntor de BT respectivo e chave (40/42) permanece retida.



- que a chave de acesso à cela do transformador (46/48) esteja presente;


110

- que a chave do disjuntor de BT respectivo (45/47) esteja presente.

Cela 5 – Chegada EDP Distribuição

=Q1 – Disjuntor

É encravado por chave (43) com o seccionador de linha 15kV =SA=MT+L15-Q1.

Disjuntor –Q1 fechado, chave (43) presa.

Disjuntor –Q1 desencaixado, chave (43) libertada para manobra do seccionador de linha de 15kV =SA=MT+L15-Q1.

Para manobrar o seccionador de linha 30kV é necessário:

- que o disjuntor esteja extraído.


É encravado por chave (44) com o seccionador de linha 15kV =SA=MT+L15-Q1.

Seccionador –Q2 fechado, chave (44) permanece retida.

Seccionador –Q2 aberto, chave (44) libertada para manobrar do seccionador de linha 15kV =SA=MT+L15-Q1.


- que o seccionador de linha de 30kV 15kV =SA=MT+L15-Q1 esteja aberto.


111

2.2.4– Quadro de Potência do Grupo Diesel do edifício de apoio

=Q2 – Disjuntor

É encravado com os disjuntores –Q1 do mesmo quadro.

É encravado por chave (50) com a porta da cela do transformador 4 dos serviços auxiliares do edifício de apoio.

É encravado por chave (50) com a porta da cela do transformador 3 dos SA da central.

É encravado por chave (49) com o disjuntor –Q3 do =SA=BTC+QCA.

Disjuntor –Q1 fechado, chave (50) permanece retida, chave (49) libertada para manobra do disjuntor –Q3 do =SA=BTC+QCA.

Disjuntor –Q1 desencaixado, chave (50) libertada para a abertura das celas dos transformadores 3 e 4 e chave (49) presa.

2.2.5– Quadro =SA=BTC+QCA

=QCA-Q1 – Disjuntor BT e +QCA-Q2 – Disjuntor de BT

É encravado por chave (39/41) com o seccionador de terra respectivo.

Disjuntor de BT fechado, chave (39/41) permanece presa.

Disjuntor BT desencaixado, libertada a chave (39/41) para manobra do seccionador de MT respectivo.

=QCA-Q3 – Disjuntor de BT

É encravado por chave (49) com o disjuntor Q2 do quadro de potência do grupo diesel.

Disjuntor BT desencaixado, libertada a chave (49) para manobra do disjuntor –Q2 do quadro de potência do grupo diesel.


112

2.2.6– Quadro =SA=BTA+QCA

=QCA-Q2 – Disjuntor BT e +QCA-Q1 – Disjuntor de BT

É encravado por chave (45/47) com o seccionador de terra respectivo.

Disjuntor de BT fechado, chave (45/47) permanece presa.

Disjuntor BT desencaixado, libertada a chave (45/47) para manobra do seccionador de terra respectivo.


113

Bibliografia

Empreendimento de Venda Nova II – Fornecimento da instalação complementar de produção – Volume III Condições Técnicas – Maio 2001 –

Hidrorumo – Projecto e Gestão S.A.

Parte I – Descrição, Âmbito, Condições e Garantias Técnicas Gerais

Empreendimento de Venda Nova II – Fornecimento da instalação complementar de produção – Volume IV Condições Técnicas – Maio 2001 –

Hidrorumo – Projecto e Gestão S.A.

Parte II – Especificações técnicas

Empreendimento de Venda Nova II – Empreitada principal de engenharia – Volume IV Elementos de Projecto – Textos e Desenhos –

Fevereiro 1998 – Hidrorumo – Projecto e Gestão S.A.

Nota de Projecto da Alstom – Empreendimento de Venda Nova II – Protecções de Grupos/Modo funcionamento – Maio 2005-07-05

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orientador na feup antónio machado e mourapaginas.fe.up.pt/~ee03020/relatorio.pdf · projecto,...

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