Apostila Service b¿Ósico Ziatech

Apostila Treinamento ServiceBásico Programa de desenvolvimento de capacitação da equipe de operadores da “Bons Ventos”. Parques Eólicos : Albatroz – Taíba, Nova Canoa Quebrada, Nova Bons Ventos e Enacel - Aracati Ziatech – Desenvolvimento, Gerenciamento e Consultoria de Projetos. Av. Santos Dumont, 1687 - Sala 705 - Aldeota - Cep: 60.150-160 - Fortaleza, CE. Pabx: (55-85) 3244-3948 [email protected] - [email protected] 1 ÍNDICE • Capítulo 1 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DO AEROGERADOR S88 2.1MW 60 Hz SUZLON......................................................................5 • Capítulo 2 APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS.............................................................................................................8 A) Fundação...................................................................................................................................................................................9 B) Torre..........................................................................................................................................................................................16 C) NACELLE.....................................................................................................................................................................................24 Eixo do rotor...................................................................................................................................................................................26 Rolamento Principal......................................................................................................................................................................28 Chassi Principal..............................................................................................................................................................................30 Girder.............................................................................................................................................................................................32 Engrenagem do sistema de “YAW” (azimute)...............................................................................................................................34 Moto redutores do sistema de “YAW” (azimute)..........................................................................................................................37 Gear Box.........................................................................................................................................................................................39 Acessórios do gear box...................................................................................................................................................................41 Unidade Hidráulica.........................................................................................................................................................................49 Gerador...........................................................................................................................................................................................51 Slip Ring..........................................................................................................................................................................................54 Top Panel.........................................................................................................................................................................................56 2 Guincho.........................................................................................................................................................................................58 Sensores de Vibração ....................................................................................................................................................................60 Sensores de Velocidade..................................................................................................................................................................62 Sensores de posição do sistema de “yaw”.....................................................................................................................................64 Sensor de cabo torcido...................................................................................................................................................................66 Sensor de velocidade do vento (anemometer).............................................................................................................................66 Sensor de direção do vento (wind vane).......................................................................................................................................68 Sensores de Temperatura..............................................................................................................................................................69 Sensores de Pressão (pressostatos)..............................................................................................................................................70 Sensores de Humidade..................................................................................................................................................................71 Ventilador da Nacelle....................................................................................................................................................................72 Carenagem da Nacelle ..................................................................................................................................................................73 D) ROTOR.......................................................................................................................................................................................74 Pás (Blades)....................................................................................................................................................................................75 HUB................................................................................................................................................................................................78 Engrenagens do sistema de “pitch”.................................................................................................................................................80 Rolamentos das Pás (sistema de pitch)..........................................................................................................................................80 Moto redutores do sistema de “pitch”............................................................................................................................................81 Hub Panel (painel do hub).............................................................................................................................................................82 Bombas de Graxa automaticas do HUB.........................................................................................................................................83 3 Baterias do sistema de “pitch”........................................................................................................................................................84 Encoders e Resolvers do Hub..........................................................................................................................................................85 NOSE CONE.....................................................................................................................................................................................86 Sequência de Montagem de um Aero gerador Suzlon S.88 2.1 Mw 60 Hz....................................................................................89 • Capítulo 3 PRINCÍPIOS BÁSICOS DE FUNCIONAMENTOS DOS SISTEMAS INTERNOS..............................................................................92 Sistema de “yaw” (azimute)..........................................................................................................................................................93 Gear Box.........................................................................................................................................................................................95 Sistema Hidraúlico.........................................................................................................................................................................99 Sistema de Lubrificação................................................................................................................................................................101 SPDA e aterramento......................................................................................................................................................................103 Sistema de Pitch (passo das pás)...................................................................................................................................................106 Sistema ou cadeis de segurança (Safety Chain).............................................................................................................................109 Sistema de geração de energia elétrica.........................................................................................................................................117 Suzlon Flexi Slip System (SFS)........................................................................................................................................................124 Sistema de controle (Suzlon Control System – SCS).......................................................................................................................128 Sistema de monitoramento local e remoto....................................................................................................................................134 4 1- CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DO AEROGERADOR S88 2.1MW 60 Hz SUZLON MODELO: Suzlon S88, 60 Hz, STV (standart temperature), torre tubular de 80m. 5 1- CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DO AEROGERADOR S88 2.1MW 60 Hz SUZLON Dados Gerais: • Potência Nominal: 2100 kW • Altura do Hub: 79 m • Velocidade de rotação: 15 a 17.6 RPM • Vida útil: 20 anos Rotor: • Número de pás: 3 • Ângulo do cone do rotor: 5 graus • Diâmetro do rotor: 88 m • Área de varredura do rotor: 6.082 m2 • Velocidade do rotor (potência nominal): 15,4 RPM • Velocidade do tip (potência nominal): 72 m/s • Inclinação do eixo do rotor: 4 graus 6 1- CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DO AEROGERADOR S88 2.1MW 60 Hz SUZLON Pás • Tipo: AE42 • Comprimento da pá: 42,5 m • Material: fibra de vidro e epóxi Torre • Material: chapas de aço soldadas • Proteção contra corrosão: tripla pintura anti corrosão no exterior e dupla pintura anti corrosão no interior. • Condições de acesso: Interna, cinto de segurança, escada, elevador opcional Parâmetros Operacionais • Velocidade do vento para a partida: 4 m/s • Velocidade do vento para a parada: 25 m/s • Velocidade do vento para partir depois de parada por ventos fortes: 23 m/s 7 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: Um aerogerador pode ser dividido em 04 (quatro) partes: Rotor, Nacelle, Torre e Fundação. FOUNDATION Foundation 8 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: A) Fundação A função da fundação é suportar o peso da torre e da nacelle fixar e assegurar a estabilidade do aerogerador no solo para fatores como: ventos fortes, intempéries, vibrações, etc..., para isso a fundação deve receber grande quantidade de aço e concreto, cerca de 33 toneladas de aço e 300m3 de concreto, totalizando aproximadamente 700 t. A construção da fundação depende dos seguintes aspectos:
Condições de solo
Classe de vento
Material e altura de torre
Tipos de pás de rotor
Autorização da construção Todos esses aspectos são levados em consideração para a construção de uma boa fundação. 9 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: A) Fundação Existem vários tipos de fundações, as mais utilizadas são: 1- Foundation Basket (fundação tipo cesta) 10 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: A) Fundação 2. Foundation Section (fundação tipo secção) 11 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: A) Fundação 3- Foundation basket (fundação tipo cesta) utilizada nas UGE’s Suzlon 12 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: A) Fundação 4. Seqüência da construção da fundação utilizada nas UGE’s Suzlon 13 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: A) Fundação Após instalação da torre é necessária a vedação entre torre e fundação. 14 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: A) Fundação Para evitar tais acidentes, é necessário fazer uma avaliação do solo antes de construir uma fundação e esperar o tempo de cura que geralmente é de 28 dias, durante a manutenção preventiva é muito importante inspecionar a fundação, a existência de rachaduras e a realização de alguns ensaios. 15 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: B) Torre (Tower) B) Torre • • • • • • • • Tipo: Tubular Altura até o hub: 80m Quantidade de segmentos: 4 Altura da torre: 78,5m Peso: 153,94 toneladas Material: Aço Proteção: Tripla pintura anti corrosão no exterior e dupla pintura anti corrosão no interior. Acesso: Escada ou elevador 16 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: B) Torre • A torre é composta por 4 seções: • Seção da base da torre(T4) de 18m de altura de T1 forma cilíndrica. • Seção inferior do meio da torre (T3) de 18m de altura de forma cilíndrica. • Seção superior do meio da torre (T2) de 18 m de altura de forma cilíndrica. • Seção do topo da torre (T1) de 24m de altura e de forma cônica. T2 T3 T4 17 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: B) Torre As seções da torre são unidas por flanges parafusados: Fixação da seção da base da torre (T4) interna e externamente. Fixação entre seções (segmentos) da torre por flanges parafusados. 18 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: B) Torre As arruelas lisas devem ser montadas de forma que o chanfro fique do lado da porca ou da cabeça do parafuso. 19 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: B) Torre Na torre podemos citar alguns principais componentes: Seção de controle (control section ou control panel) Seção de potência (power section ou power panel) Bottom Panel (gabinetes da base) 20 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: B) Torre Capacitor panel 1 (capacitor unit 1) Capacitor panel 2 (capacitor unit 2) Bottom Panel (gabinetes da base) 21 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: B) Torre Na torre podemos citar alguns principais componentes: Escada Plataformas de descanso Sistema de iluminação Plataformas Cabos de potência Escotilhas das plataformas 22 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: B) Torre Principais componentes: (continuação) Cordoalhas de fixação dos cabos de potência Suporte do loop dos cabos de potência Loop dos cabos de potência 23 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle A nacelle é constituída dos seguintes principais elementos: 1- Eixo do rotor (Main shaft) 2- Rolamento principal (Main bearing) 3- Chassi principal (Main frame) 4- Girder (base do gerador) 5- Engrenagem do yaw (Yaw gear) 6- Moto redutores do yaw (Yaw drives) 7- Gear Box (caixa de engrenagens) 8- Freio do rotor (Break disc) 9- Unidade hidráulica (Hydraulic unit) 10- Gerador (Generator) 11- Slip rings (Corpo de anéis deslizantes) 12- Gabinete de controle (Top panel) 13- Guincho (winch) 24 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 14- Sensores (Sensors) 14.1- Vibração (vibration) 14.2- RPM do rotor (Rotor speed e over speed sensor) 14.3- RPM do gerador (resolver) 14.4- Posição angular do yaw (north position e yaw sensor) 14.5- Cabo torcido (cable twist) 14.6- Anemômetro (anemometer) 14.7- Direção do vento (wind vane) 14.8- Temperatura (PTC e PT100) 14.9- Pressão (pressure switch) 14.10- Umidades (hygrostat) 15- Ventilador da nacelle (nacelle fan) 16- Carenagem da Nacelle (nacelle cover) 25 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 1- Eixo do rotor (Main shaft) Fabricante: Celsa (Polônia) Quantidade:1 Peso: 8 t Dimensões: 1,5m de diâmetro e 2,7 m de comprimento. Função: Transmitir o movimento de rotação do rotor para o Gear box, uma extremidade do eixo é conectada no rotor (hub) e a outra no gear box. 26 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 27 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 2- Rolamento Principal (Main bearing) Os mancais têm a função de servir de suporte a eixos, de modo a reduzir o atrito e amortecer choques ou vibrações. Fabricante: FAG / SKF Tipo: Rolamento de rolos com carreiras duplas auto-alinhante. Quantidade:1 Quant. de graxa: 24 kg Função: Reduzir o atrito e absorver choques ou vibrações do eixo do rotor. É montando em um mancal (caixa de rolamento) composta de retentores, travas, porcas, espaçadores travas e arruelas. 28 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 29 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 3- Chassi principal (Main Frame) Fabricante: FAW(China) Quantidade: 1 Peso: 13 t Material: Ferro fundido Função: Estrutura principal da nacelle, nela serão montadas: os moto redutores do yaw, O rolamento principal, o eixo do rotor, a engrenagem do yaw e o gear box. Também pode ser chamada de “yaw base” ou base do yaw. 30 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 31 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 4- Girder (viga de sustentação do gerador ou generator frame) Fabricante: FAW(China) Quantidade:1 Peso: 3,5 t Material: Ferro fundido Função: Estrutura da nacelle, onde é montado a base do gerador e o gerador. 32 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 33 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 5- Engrenagem do yaw (Yaw gear ou gear rim) Fabricante: IMO Quantidade:1 Dimensões: 3 m de diâmetro e 125mm de altura. Peso: 2 t Material: Cromo molibdênio Número de dentes: 150 Função: Promover o movimento de giro da nacelle, através de seu próprio eixo, a engrenagem é fixada no main frame pelo do sistema de yaw bearing (placa trava e discos de fricção) e parafusada na torre. 34 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 5- Engrenagem do yaw (Yaw gear ou gear rim) Definições: Conclusão: A engrenagem do yaw pode ser definida pela forma de trabalho, uma “coroa”, como na figura acima. 35 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 36 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 6- Moto redutores do yaw (Yaw drive ou yaw motors) Fabricante: Bonfiglioli (Itália) Quantidade: 3 Dimensões: 0.5 m de diâmetro e 1.14m de altura Peso: 2 t Relação de redução: 2170/1 com 5 estágios de redução Quant. de óleo: 17,8 l Motor: 04 pólos / 1800 RPM Função: Transmitir o movimento de rotação das engrenagens dos yaw drives (pinhões) para a engrenagem do yaw (coroa) movimentando a nacelle (movimento de giro). 37 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 38 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 7- Gear Box (caixa de engrenagens) Fabricante: Hansen/winergy Quantidade:1 Dimensões: 3,2x2,5x2,6 m Peso: 20 t Relação de redução: 1/118 Quant. de óleo: 402 l Potência elétrica: 2100 kW Potência mecânica:2475 kW Função: Transmitir e ampliar (118 vezes) o movimento rotacional do eixo do rotor para o eixo do gerador. 39 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 40 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 7.1- Acessórios do gear Box Bomba de óleo Fabricante: Hydac (Alemanha) Tipo: Bomba de engrenagens Vazão: 855 a 1770 l/m Função: Circular o óleo através do filtro e dos resfriadores de óleo. Filtro de óleo Tipo: Sistema de filtração por malha com dois estágios de filtração, o primeiro com 50 mícrons e o segundo com 100 mícrons. 41 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 42 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 7.1- Acessórios do gear Box Resfriadores de óleo (Gear box cooler) Fabricante: Hydac (Alemanha) Quantidade: 02 Diâmetro do ventilador: 955 mm Função: Refrigerar o óleo do gear box, constituído de motores, ventiladores, radiadores , tubos de óleo e dutos de ar. 43 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 44 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 7.1- Acessórios do gear Box Acoplamento e espaçador em “H” (H spacer coupling) Definição: é um conjunto mecânico, constituído de elementos de máquina, empregado na transmissão de movimento de rotação entre dois eixo-árvores, no nosso caso: acopla o eixo do gerador com o eixo do gear box através do espaçador e amortecedores axiais para compensar desalinhamentos radiais e axiais toleráveis. 45 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 46 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 8- Freio do rotor (Break disc) Fabricante: Svendborg(Alemanha) Quantidade: 01 Pressão de operação: 80 a 90 bar Tempo de frenagem: 60 a 180 segundos Peso: 160 kg Função: Frear o rotor , constituído de pastilhas, pinças , disco de freio, tubos de óleo e unidade hidráulica. 47 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 48 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 9- Unidade Hidráulica (Hydraulic Unit) Fabricante: Lang (USA) Quantidade: 01 Função: Possui duas funções principais: introduzir e retirar o pino de bloqueio do rotor e frear o disco do rotor, pode ser acionado manualmente através de bomba manual hidráulica e eletricamente através do painel . Constituído de vários componentes como válvulas, bomba, solenóides, alavancas, acumulador de pressão, filtro e tubos de óleo, entre outros. 49 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização : 50 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 10- Gerador (Generator) Tipo: Gerador assíncrono com corpo de anéis deslizantes (slip ring body). Potência: 2100 kW Rotação nominal(velocidade síncrona): 1800 RPM Tensão: 600v (fase fase) Freqüência: 60 Hz Corrente: 2190 A Quant. De pólos: 04 Número de fases: 03 Velocidade na potência nominal e de rotor curto circuitado: 1812 rpm; 51 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 10- Gerador (Generator) Faixa de velocidade para potência constante com SFS: 1836 a 2100 RPM; Fator de potência com carga nominal: 0,92; Fechamento do estator: Delta; Fechamento do rotor: Estrela; Classe de proteção do gerador: IP54; Classe de proteção do slipring: IP23; Classe de temperatura do enrolamento: H; Refrigeração : forçada a ar com trocador de calor 52 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 53 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 11- Slip ring body ( corpo de aneís deslizantes) Componente capaz de fazer conexões elétricas de um elemento girante para um elemento fixo, no aerogerador existem dois, um no gear box que envia e recebe sinais elétricos do hub para o top panel e vice-versa, existe outro “SRB” no gerador para conexão do bombardier para o rotor do gerador e vice-versa. 54 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 55 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 12- Gabinetes de controle da nacelle (Top panel). Fabricante: SEPL Descrição: O gabinete é constituído pelo módulo Bachmann (CLP), o carregador de baterias e as fontes de alimentação. Função: Controlar todas as funções do aerogerador. 56 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 57 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 13- Guincho (winch ou service crane) Localizado na nacelle o guincho é utilizado para transporte de peças e ferramentas do solo até a nacelle, possui 100 m de corrente, é acionado por botoeira, sua capacidade de carga máxima é 500 Kg. Para operar o guincho é necessário utilizar cinto de segurança pára-quedista e manter-se ancorado, existe um ponto de ancoragem no gerador. 58 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização: 59 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 14- Sensores. 14.1 – Sensores de vibração. Existem três sensores de vibração no aerogerador: 1- Sensor mecânico de vibração: (Vibration Sensor) Possui a função de parar o aerogerador numa condição de vibração anormal. 2- Analisador de vibração (PCH). Possui a função de monitorar as vibrações em três direções e caso exista vibrações anormais (fora do programado) ele envia alarmes e também pode parar o aerogerador. 3- Sensor de vibração vertical. Sensor de vibração localizado no gear box, mede as vibrações do gear box exclusivamente Sensor mecânico de vibração (Vibration sensor) Analisador de vibração (PCH) 60 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização : 61 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 14- Sensores. 14.2 – Sensor de velocidade do rotor. Sensor indutivo que monitora a rotação do rotor. (speed rotor sensor) Sensor indutivo que pára o aerogerador caso a rotação do eixo do rotor exceda 17,6 RPM. (over speed sensor) 14.3 – Sensor de velocidade do gerador. É um contador de giros eletrônico (resolver) e monitora a rotação do eixo do gerador. 62 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização : 63 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 14- Sensores. 14.4 – Sensor de posição do yaw. (yaw sensor) Sensor indutivo que detecta o ângulo do azimute através de pulsos enviados ao SCS pela quantidade de dentes da engrenagem. 14.4.1 – Sensor de posição norte do yaw. (yaw north position sensor). Sensor indutivo que detecta a posição do norte. Quando a nacelle aponta para o norte, o sensor passa por um esbarro na torre, sinalizando que a nacelle está direcionada para o norte e está posição é definida como 0° (norte magnético). 64 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização : 65 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Cames 14- Sensores. 14.5 – Sensor de cabo torcido. (cable twist) Sensor mecânico que protege os cabos de potência da torre, caso a nacelle gire mais de 2,5 voltas (sistema de segurança redundante). Funciona através de um sistema de cames, came é um elemento de máquina cuja superfície tem um formato especial, essa superfície possui uma excentricidade que produz movimento num segundo elemento denominado seguidor. 14.6 – Anemômetros. (anemometer) Sensor de medição da velocidade do vento horizontalmente. 66 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle Localização : 67 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 14- Sensores. 14.7 – Sensor de direção do vento.(wind Vane) Sensor que determina e transmite a direção do vento em relação ao eixo da nacelle . Está localizado no teto da nacelle junto ao anemômetro de copos. São utilizados dois em sistema redundante(média de 10 min). Este sensor deve estar alinhado com o eixo da nacelle, ou seja, fixando a parte móvel com a base (parte fixa) de forma as marcações se alinhem e o ângulo em relação ao eixo da nacelle marque 0°, essa regulagem é muito importante, pois a cada 5° de desalinhamento o aerogerador perde 30% de potência. 68 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 14- Sensores. 14.8–Sensores de temperatura. (PT100 e PTC’s) Existem vários sensores de temperatura no aerogerador, para monitoramento, tais como: Temp. externa da nacelle Temp. interna da nacelle Rolamento principal Temp. interna dos gabinetes Gear box 69 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 14- Sensores. 14.9–Sensores de Pressão (pressostatos). (pressure switch) Existem alguns pressostatos no gear box para controle e monitoramento da pressão do óleo. 70 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 14- Sensores. 14.10–Sensores de Umidade (higrostats ) Controlam a umidade dentro dos gabinetes, são configurados para valores pré-determinados, caso a umidade exceder o valor prédeterminado, ventiladores ou aquecedores são atuados. 71 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 15- Ventilador da nacelle (Nacelle fan) Localizado atrás do gerador, funciona como um exaustor, caso a temperatura interna exceda o limite programado, o ventilador entra em operação e empurra o ar quente de dentro para fora da nacelle até que a temperatura seja normalizada. 72 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: C) Nacelle 16- Carenagem da Nacelle. Fabricante: Suzlon Dimensões: 9,3 x 3,8 x 3,8 m Material: Fibra de vidro reforçada com epóxi Pintura: Poliuretano Peso: 2,6 t Função: proteger os componentes internos da nacelle. 73 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor O Rotor é constituído de 03 componentes principais: 1. Pás (Blades ou rotor blades) 1.1 Raiz da pá 1.2 Corpo da pá (bordo de ataque e fuga) 1.3 Flange da pá 1.4 Tip 2. Hub 2.1 Rolamento e engrenagens do pitch (Slew ring) 2.2 Moto redutores do pitch (pitch drives) 2.3 Hub panel (hub pitch panel) 2.4 Bombas de lubrificação 2.5 Baterias (battery box) 2.6 Encoders e resolvers 3. Nose cone 3.1 Starlike e suportes 3.2 Pára-raios Pás Hub Nose cone 74 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor 1- Pás (rotor blades ou blades) Fabricante: Suzlon Comprimento: 42 m Material: Fibra de vidro e epóxi Peso: 7,7 t Função: Converter energia cinética do vento em energia mecânica. 75 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor Corpo da pá Tip Raiz da pá Flange da pá As pás são fornecidas da fábrica em conjunto de três peças para cada aerogerador, cada conjuntos de três peças são balanceados na fábrica e só devem ser usado em somente um rotor, por isso é muito importante verificar os “sets” da três blades para cada rotor. 76 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor No corpo da pá encontramos o bordo de ataque e de fuga Vistas da secção transversal da pá: Linhas da trajetória do vento Bordo de ataque Bordo de fuga 77 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor 2- Hub ou cubo Fabricante: Faw/Pasl Material: Ferro fundido com grafite esferoidal Peso: 9,8 t Função: Transferir a energia mecânica das pás para o eixo do rotor. O hub possui três engrenagens e três rolamentos para dar o movimento de passo para as pás (slew ring). 78 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor 2- Hub Nas engrenagens do hub, são acoplados três piões com moto redutores (pitch drives ou pitch motors) As pás (blades) são aparafusadas e montadas no hub O hub é parafusado do eixo do rotor 79 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor 2- Hub 2.1- Engrenagens do pitch (slew ring ou pitch gear) O aerogerador possui 01 “slew ring” ou “pitch gear” em cada pá, são constituídos por rolamento de dupla carreira de esferas com uma engrenagem. Fabricante: IMO Dimensões: 2392 mm de diâmetro e 171 mm de espessura. Quant. de dentes: 164 Função: Proporcionar o movimento de giro das pás (movimento de passo de 0° a 90°). 80 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor 2- Hub 2.2- Moto redutores do pitch (pitch drive ou pitch motor) São compostos por um pião com 15 dentes, um redutor e um motor que possui freio eletromagnético. Função: Transmite o movimento de rotação do a engrenagem do pitch para avançar ou recuar a pá (movimento de passo da pá de zero a noventa graus). 81 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor 2- Hub 2.3- Hub Panel ( gabinete do hub ou hub pitch panel). O painel do hub está localizado dentro do hub, é constituído basicamente de três inversores de freqüência (lust drives), módulo de vigilância das baterias e conversores de 290V para 24V CC. A função do hub panel é controlar o movimento de passo das pás. 82 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor 2- Hub 2.4- Bombas de graxa (grease pump) No hub existem duas bombas de graxas para lubrificação automática, uma bomba com graxa Mobilith SHC 460 (vermelha) para lubrificar o rolamento interno da engrenagem e a outra bomba com graxa “274 Moly Ep” (preta) para lubrificação externa dos dentes da engrenagem e o pião do pitch(slew ring). 83 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor 2- Hub 2.5- Baterias No hub existem seis bancos baterias (back up), duas para cada pá, cada banco são constituídos de onze baterias, sua função é alimentar os moto redutores do pitch movendo as pás para a posição de repouso (90°) caso aconteça uma falha na rede, dentro do “top box” existe um carregador de baterias (battery charger), caso a tensão nas baterias caia o “battery charger carregará as baterias. 84 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor 2- Hub 2.6- Encoders e Resolvers Encoder 2.6.1- Encoder ou Position encoder Existem três, um em cada pá, ele mede a posição angular das pás e comunica aos “lust drives”, dentro do encoder existem “switchs” de -5°, 90° e 95°. 2.6.2- Resolver Existem três resolvers, um em cada motoredutor do pitch, é um contador de giros (eletrônico) que informa a rotação (velocidade) do eixo do motores do pitch. Resolver 85 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor 3 – Nose cone Feito de Fibra de vidro reforçado com plástico epóxi. Possui a função de proteger os componentes internos do hub. 3.1 – Star likes e suportes Star like é uma escada em forma de estrela de acesso a entrada ao hub pelas três escoltilhas do hub. Os suportes fixam o nose cone na estrutura do hub. 86 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: D) Rotor 3 – Nose cone 3.3 – Pára-raios Na extremidade do nose cone existe uma pequena haste com função de pára-raios que descarrega a descarga elétrica (raio) até a massa (terra). 87 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: 88 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: E) Montagem de um aerogerador Suzlon Seqüência de montagem do Aerogerador 89 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: A) Montagem de um aerogerador Suzlon Seqüência de montagem do Aerogerador (continuação) 90 2- APRESENTAÇÃO DOS COMPONENTES MECÂNICOS: E) Montagem de um aerogerador Suzlon Seqüência de montagem do Aerogerador (continuação) 91 3- PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS: A) Sistema de azimute(yaw) G) Safety Chain B) Gear box H) Sistema de Geração C) Sistema hidráulico I) SFS Flexi slip sytem D) Sistema de lubrificação E) SPDA e aterramento J) SCS Suzlon Control System F) Sistema de pitch K) Monitoramento 92 3- PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS: A)Sistema de azimute(yaw) Sistema de yaw (azimute) O sistema de yaw possui a função de sempre manter a nacelle alinhada com a direção do vento para que o aerogerador capture a melhor rajada de vento e trabalhe com mais eficiência, o sistema de yaw é formado pelos componentes: engrenagem do yaw (yaw gear), moto redutores do yaw (yaw drives), sensores de posição do yaw (yaw sensor e north position), sensor de direção do vento (Wind Vane) e sensor de cabo torcido (cable twist). Princípio básico de funcionamento: O sensor de direção do vento informa ao PLC (CLP) do aerogerador a direção do vento mais forte, o PLC através do Suzlon Control System (SCS) verifica em que posição de encontra a nacelle e caso a mesma não esteja na posição que receba os ventos mais fortes, o PLC atua os moto redutores do yaw que giram a nacelle de forma que sempre fique na posição para receber o vento mais forte. 93 3- PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS: A)Sistema de azimute(yaw) Wind Vane PLC ou CLP Yaw drive Pião e engrenagem do yaw Sensores de posição angular e Norte Safety Chain (Cadeia de segurança) Cable Twist 94 3- PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS: B)Gear Box Gear Box O gear box possui vários estágios de engrenagens helicoidais, baixo ruído e vibrações devido a amortecedores em seus mancais, monitoramento de temperatura, nível de óleo, pressão, sistema de resfriamento de óleo e filtros. O gear box amplia a velocidade do rotor 118 vezes e a transfere para o gerador, para isso o eixo do rotor deve estar conectado ao gear box por um disco de compressão (shrink disc) e o eixo do gear box conectado ao gerador através de um acoplamento (H spacer). Sua carcaça é de ferro fundido, possui boa resistência a torção, possui tampas de inspeção, visor de óleo, bujão para drenagem e suspiro. Suas engrenagens helicoidais são de aço temperado, são unidas por eixos e fixadas por chavetas, possui baixo ruído durante operação. Os rolamentos e a engrenagens são lubrificados por óleo (402 litros) que circula internamente através de tubulações de óleo pressurizadas por uma pequena bomba, os rolamentos fixados em eixos de alta velocidade são monitorados por sensores a vedação dos eixos são feitas por retentores, anéis o-rings e v-rings. 95 3- PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS: B)Gear Box 96 3- PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS: B)Gear Box 97 3- PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS: B)Gear Box Monitoramento 98 3- PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS: C)Sistema hidráulico A unidade hidráulica é um elemento de controle integrado para operar o pino de travamento do rotor e o freio mecânico do rotor. A unidade hidráulica fica localizada ao lado direito do eixo principal (visão do rotor). 99 3- PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS: C)Sistema hidráulico 100 3- PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS: D)Sistema de Lubrificação 101 3- PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS: D)Sistema de Lubrificação Sistema de lubrificação automático Existem 3 bombas de graxa automáticas na nacelle: Bomba de graxa do yaw bearing: Lubrifica o disco de fricção através de tubulações que injetam graxa SHC 460 em graxeiros nos discos de fricção do yaw gear. Bomba de graxa do main bearing: Lubrifica o rolamento principal. Bomba de graxa dos rolamentos do gerador Lubrifica os 2 rolamentos do gerador Bomba de graxa do rolamento do pitch: Lubrifica o rolamento da pá através de tubulações que injetam graxa SHC 460 em graxeiros que se distribuem nas 3 pás. Bomba de graxa da engrenagem do pitch: Lubrifica a engrenagem do pitch nas 3 pás, com o injetor de graxa em cima do pinhão do pitch motor 102 5. PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS E) SPDA e Aterramento E) SPDA e Aterramento 103 5. PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS E) SPDA e Aterramento Fluxo da descarga atmosférica Rotor Nacelle 104 5. PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS E) SPDA e Aterramento Fluxo da descarga atmosférica ou vazamento para a terra Gerador 105 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS F) Sistema de pitch São compostos por um pião com 15 dentes, um redutor e um motor que possui freio eletromagnético. Função: Movimenta a engrenagem do pitch para avançar ou recuar a pá. Componentes do pitch: 1 - Engrenagem do pitch – slew ring 2 - Moto redutores do pitch 3 - Rolamento do pitch – pitch bearing 4 - Encoder 5 - Resolver 6 - Baterias 7 - Lust drive – inversor do pitch 8 - Battery charger 9 - Anemometer 106 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS F) Sistema de pitch Pitch system : Configuração básica Pá 1 Pá 2 Bateria Bateria Lust drive Lust drive Pá 3 Bateria Lust drive 107 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS F) Sistema de pitch A fim de garantir maior confiabilidade operacional possível, as pás são colocadas de forma independente umas das outras. Cada uma é acionada por um motor de gaiola de indução com conversor de freqüência através de engrenagens e um rolamento internamente. O circuito intermediário do conversor é conectado em uma bateria própria para o fornecimento de energia em caso de falha de energia. Os motores usam um freio, que pode segurar a pá na posição determinada. Uma falha em uma das pás libera sinais de falha correspondente, que iniciam uma rápida parada da turbina. A comunicação entre os conversores de freqüência e controle de sistema (SCS) é realizado através de comunicação CAN-Bus em linha (da pá A para a B depois C) com o CLP pelo slip ring. O controle do sistema do pitch é exercido pelo SCS, no CLP do top panel , que de acordo com o vento, tensão , fase e freqüência, determina a posição da pá em graus e a velocidade de rotação da pá em graus por segundo, medido pelo angle encoder, aciona o motor através do inversor lust drive que por sua vez é monitorado pelo resolver que mede deslocamento (+ ou -) e velocidade (RPM). O sistema de retorno por baterias é acionado somente se houver falha no fornecimento de alimentação. 108 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS G) Safety Chain Safety Chain Como o próprio nome diz, Safety chain é a cadeia ou linha de segurança da máquina e é constituído de cinco partes: Botoeiras de emergência, sensor de vibração, sensor de cabo torcido, sensor de sobre velocidade e botão de reset. Exemplos de acionamento do circuito de segurança: - parada de emergência (botoeira de emergência) - parada devido à torção dos cabos - parada devido à vibração - parada devido à sobre velocidade 109 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS G) Safety Chain Botões de Emergência (Emergency Stop Button) Estes são botões de pressão especiais. Pressionar esse botão irá ativar uma parada de emergência, simultaneamente ao circuito de emergência e abertura do disjuntor de ar (ACB). Para desativar a parada de emergência é necessário girar o botão no sentido indicado. Se a parada de emergência for ativada, a turbina irá ativar a seqüência de emergência simultaneamente ao programa de parada . 110 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS G) Safety Chain 111 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS G) Safety Chain Sensor de vibração Em caso de movimento inadmissível da nacelle, o sensor (cabeça com haste de mola) será ativado. Esse sensor ativa o programa de freio numero 4 (Função de segurança dos motores de giro das pás para a posição de 90º). Sensor de vibração 112 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS G) Safety Chain Sensor de cabo torcido (CABLE TWIST) Um sensor grava a máxima torção da nacelle. Essa engrenagem do came irá acionar o circuito de segurança (dentre outros, travamento dos motores de giro), se o valor de aproximadamente 2,5 rotações da nacelle for excedido. Sensor de cabo torcido 113 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS G) Safety Chain Sensor de sobre velocidade Controle independente de monitoramento de excesso de velocidade (módulo FR1) mede a velocidade do rotor com seu próprio sensor de proximidade. O valor medido é transmitido para o controle (como sinal analógico). Se a velocidade medida exceder 17,6 RPM, o programa de freio 4 é ativado (aplicar rotação nas pás definido pelo controle). Em adição o sistema continuará verificando o sina analógico se correlaciona com o sinal de velocidade medido pelo controle. Módulo FR1 Sensor de sobre velocidade 114 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS G) Safety Chain 115 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS G) Safety Chain Botão de reset A função “Reset safety chain” é para ligar o fornecimento de energia para a turbina e todas unidades de força na nacelle após reinício por falhas. Obs.:Não use o botão RESET SAFETY CHAIN (reiniciar circuito de segurança) se a falha ocorrida e/ou razão para falha é desconhecida! Botão de reset 116 5. PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS H) Sistema de Geração H) Sistema de Geração Tipo: Gerador assíncrono com controle de corrente do rotor - SFS Potência: 2.1MW; Tensão do estator: 600 V (fase fase); Corrente nominal: 2190 A; Freqüência: 60 Hz; Numero de pólos: 4; Velocidade síncrona: 1800 RPM; Fechamento do estator: Delta; Fechamento do rotor: Estrela; Fator de potência com carga nominal: 0,92; Classe de temperatura do enrolamento: H; Classe de proteção do gerador: IP54; Classe de proteção do slip ring: IP23; Velocidade na potência nominal e de rotor curto circuitado: 1812 rpm; Faixa de velocidade de operação com SFS: 1800 a 2100 rpm; Faixa de velocidade para potência constante com SFS: 1836 a 2100 RPM; Refrigeração : forçada a ar com trocador de calor. 117 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS H) Sistema de Geração Principio do Funcionamento da Geração Depois que a velocidade de corte do vento é atingida, a velocidade da turbina é controlada pelo sistema de giro das pás de modo a chegar o mais próximo possível da velocidade síncrona do gerador. O gerador é conectado à rede por meio de uma partida suave (soft starter). Quando as fases entram em sincronia (MFR), a partida suave é by passada e o gerador é então diretamente conectado à rede. A velocidade da turbina cresce acima da velocidade síncrona, através do controle de pitch das pás e o gerador assíncrono entra no modo gerador. Durante a operação, as pás são posicionadas num ângulo otimizado de forma a atingir a velocidade nominal do gerador (1812 a 1836 RPM), SFS (1836 a 2100 RPM). 118 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS H) Sistema de Geração MFR Relay (Relé de proteção) Monitoramento da Rede  Leitura de tensão RMS, fase-fase e fase-neutro  Leitura de corrente  Leitura do ângulo de fase  Calculo da potência ativa  Assimetria de corrente  Variação de frequência Df/Dt  Sub e sobre tensão Comunicação com o SCS Saída digital de alarmes e liberação da rede 119 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS H) Sistema de Geração Soft-starter Para minimizar a corrente de entrada durante a partida do gerador o soft starter é usado. Em uma combinação do soft starter e um relay de monitoramento da rede MFR, ligada ao sistema de controle da turbina – CLP. Quando o gerador atinge a velocidade síncrona o soft starter conecta o gerador à rede limitando a corrente inicial. Uma rampa pré ajustada aumenta a corrente até ao corrente nominal. Quando a fase e a frequência do estator do gerador ficam no mesmo nível da rede, o soft starter é deligado e a turbina começa a produzir. 120 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS H) Sistema de Geração Capacitor panel: Compensação do fator de potencia Tensão: 690 V, 3~ Quantidade: 14 conjuntos Potência: 75 kVAr Range do FP na potência nominal: 0.92 - 0.997 ; FP default = 1; Valor FP: Ajustável via software; O sistema de compensação reativa mantém o fator de potência unitário utilizando 14 bancos de capacitores. O Sistema de controle da Suzlon mede continuamente a potência reativa requerida e comanda os contactores para manter o fator potência requerido. Para aumentar a vida útil e a performance dos capacitores o chaveamento deve ser evitado freqüentemente com o objetivo de aumentar a vida útil do banco de capacitores. 121 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS H) Sistema de Geração Fluxo de potência Aerogerador Cabine Unitária 600V/13,8KV ou 34,5KV Subestação BV 13,8kV/ 69KV 34,5KV/230KV Linha de Transmissão 69KV ou 230Kv Subestação CHESF/concessionária 122 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS H) Sistema de Geração Fluxo de potência SCS MFR Pitch System Gerador Assíncrono Bombardier Contator de conexão ACB Contator By Pass Soft Start Resistor Box Cabine Unitária Capacitor de Compensação 123 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS I) SFS – Suzlon Flexslip System SFS – Suzlon Flexslip System Em uma máquina assíncrona, com anéis deslizantes, o deslizamento pode ser ajustado, alterando a resistência do rotor. Como não é possível alterar a resistência natural do rotor, resistores externos podem ser usados adicionalmente. Isso pode ser usado para obter um torque constante e potência constante, respectivamente, ao longo de uma larga faixa de velocidade do gerador. No FLEXISLIP Suzlon SYSTEM a resistência do rotor pode ser ajustada. Isto é atingido por ligar e desligar resistores externos no circuito do rotor. Essa troca é realizada por abertura e fechamento de um dispositivo de curtocircuito (retificador e comutador IGBT) que é paralelo a estas resistências externas. Isso leva ao mesmo comportamento como ajuste contínuo da resistência do rotor e assim regula a corrente do rotor. O intervalo que pode ser realizado depende apenas do capacidade de as resistências do rotor. 124 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS I) SFS – Suzlon Flexslip System No FLEXISLIP Suzlon SYSTEM, um gerador assíncrono com anéis de deslizamento é usado, o sistema regula a corrente do rotor do gerador para atingir uma saída de energia otimizada de acordo com a velocidade do vento. Como a turbina é equipada com um gerador assíncrono com o sistema (SFS), ele pode ser operado em uma faixa de velocidade limitada (1836 a 2100 RPM) e uma vasta faixa de velocidade de vento e rotação do rotor (15,4 a 17,6 RPM), Juntamente com o sistema de giro das pás (pitch) é possível atingir um ótimo rendimento energético. As resistências de rotor são semelhantes aos Resistores usados em aplicações de transporte ferroviário e, portanto, é uma tecnologia comprovada sob severas condições ambientais. Eles estão localizados em cima da nacelle para obter a melhor refrigeração possível. No SFS alguns componentes eletrônicos são utilizados, um retificador e um IGBT switch com uma unidade de controle são usados para controlar a potência do sistema gerador. Em caso de falha do sistema, uma chave de bypass, o crowbar chamado, protege a Suzlon FLEXISLIP SYSTEM de sobre-tensão e sobrecarga no gerador por curtocircuito no rotor do gerador. Em condições normais funcionamento da chave de bypass não irá funcionar, mas 125 vai permanecer aberta permanentemente. 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS I) SFS – Suzlon Flexslip System 126 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS I) SFS – Suzlon Flexslip System Anéis coletores do gerador assíncrono Gerador assíncrono Caixa de resistores Bombardier panel 127 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS J) Suzlon Control System SCS – Suzlon Control System Todos os valores do processo e sinais de estados do WTG assim como todos os valores mensurados e sinais de estado das unidades que influenciam os processos são monitorados por limites máximos e mínimos definidos de acordo com os requerimentos elétricos e mecânicos. Os alarmes resultantes do monitoramento dos valores do processo conduzem a programas de frenagem e rotação, que são atribuídos à faltas como uma função de sua gravidade. Os programas de frenagem tem prioridade sobre todo o controle de operação e acarretam em uma interrupção obrigatória. 128 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS J) Suzlon Control System SCS – Suzlon Control System PLC Bottom PLC Top SFS Slip Ring MFR Lust Drive A Lust Drive B Pitch Motor A Angle Encoder A Angle Encoder B Lust Drive C Pitch Motor B Pitch Motor C Angle Encoder C 129 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS J) Suzlon Control System Break System : Rotinas de frenagem Os alarmes resultantes do monitoramento de sinais de interrupção do processo conduzem a rotinas de frenagem do rotor, que são atribuídos à falhas em função de sua gravidade. As rotinas de frenagem tem prioridade sobre todo o sistema de controle de e acarretam em uma interrupção obrigatória. Cada rotina de parada é atribuída à falhas predefinidas e existem 7 programas de paradas, definidos abaixo: Programa de Parada 1  É uma parada suave, é uma rotina de parada normal do SCS,  A desaceleração da rotação é 25 RPM/s,  O freio mecânico fica aberto,  O gerador continua conectado com o grid até 3 segundos após atingir 500 kW,  O tempo de frenagem depende da rotação anterior ao inicio do processo de frenagem. Como por exemplo: 1500 RPM = duração de 100s aproximadamente. 130 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS J) Suzlon Control System Programa de Parada 2  É também uma parada suave.  As pás alcançam a posição de 90 graus depois de um máximo de 90s.  A desaceleração da rotação é controlada com 25 RPM.  O freio mecânico fica aberto.  O gerador continua conectado ao grid até 3 segundos após atingir 0 kW.  O tempo de frenagem depende da rotação antes do acionamento do freio. Programa de parada 3  Inicia sempre que o monitoramento de velocidade estiver corrompido e/ou for alcançado pela rotação das pás.  A aceleração da rotação são definidas com 8°/s  O freio mecânico fica aberto.  O gerador continua conectado ao grid até 3 segundos após atingir a potência de 0 kW.  O tempo de frenagem depende do angulo das pás antes do inicio da rotina de frenagem, por exemplo: com o ângulo de 0° o tempo é 11s até atingir 90°. 131 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS J) Suzlon Control System Programa de parada 4  Frenagem rápida  O sistema do pitch aciona a pá com velocidade controlada máxima de 10°/s  Uso emergencial do sistema de pitch ativado pelo sistema de operação  O tempo de frenagem depende do angulo das pás antes do acionamento do freio. Programa de parada 5  Frenagem rápida  O sistema do pitch aciona a pá com velocidade controlada máxima de 10°/s  Uso emergencial do sistema de pitch ativado pelo sistema de operação  O tempo de frenagem depende do angulo das pás antes do acionamento do freio. 132 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS J) Suzlon Control System Programa de parada 7  É iniciado por uma parada de emergência.  É um freio rápido através do botão EMERGENCY STOP  O freio mecânico é fechado até repouso total e fica acionado até ser resetado  A turbina desliga completamente e o circuito de segurança (safety chain) é acionado.  O gerador é desconectado imediatamente do grid.  O sistema do pitch das pás retorna com uma velocidade de rotação controlada máxima de 10°/s  O tempo de frenagem depende do angulo das pás antes do acionamento do freio. 133 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS K) Sistema de monitoramento local e remoto Operação com o SC-commander SC-commander é um software designado como uma interface de usuário para aerogerador. Ele gerencia acesso para os clientes, equipe de service e outras pessoas, de acordo com os níveis definidos de acesso, para todos os dispositivos do site como WTGs e estações metereológicas. O SC-commander é usado para monitorar o alarme do WTG e executar operações simples como início, parada, giro manual e outros. Você pode usar um laptop comum conectado diretamente ao gerador através do SC-commander instalado. O monitoramento pode ser local ou remoto. 134 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS K) Sistema de monitoramento local e remoto Janela do aplicativo (SC-Commander) 135 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS K) Sistema de monitoramento local e remoto O Sistema de monitoramento local pode ser: Na base da torre Você conecta o notebook, com um cabo de rede, através do conector ETH1(RJ45) localizado no PLC do Bottom Panel, como mostra a figura abaixo. 136 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS K) Sistema de monitoramento local e remoto O Sistema de monitoramento local pode ser: Na nacelle Através do conector ETH1(RJ45), localizado no PLC do Top Panel como mostra a figura abaixo. 137 5 - PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS INTERNOS K) Sistema de monitoramento local e remoto Monitoramento remoto: Você pode usar o SC-commander de um local remoto. Só precisa estabelecer uma conexão com o WTG que você deseja acessar através de uma conexão VPN(internet). Obs.:VPN - Virtual Private Network, é uma rede privada construída sobre a infraestrutura de uma rede pública, normalmente a Internet. 138