CAMPOS Bendito de M. Estudo do funcionamento de usina termoeletrica...2014

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UNIVERSIDADE DE CUIABÁ – UNIC 
FACULDADE DE ENGENHARIA 
CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO DO FUNCIONAMENTO DE USINA TERMELÉTRICA COM 
MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA CICLO DIESEL 
 
 
 
 
BENEDITO DE MORAES CAMPOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CUIABÁ 
2014/2
 
BENEDITO DE MORAES CAMPOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO DO FUNCIONAMENTO DE USINA TERMELÉTRICA COM 
MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA CICLO DIESEL 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) 
apresentado ao Curso de Curso de Engenharia 
Elétrica da Universidade de Cuiabá – UNIC, para 
obtenção de título de Bacharel em Engenharia 
Elétrica, sob orientação do Prof. Orlando Adolfo 
da Silva. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CUIABÁ 
2014/2 
 
BENEDITO DE MORAES CAMPOS 
 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) 
apresentado ao Curso de Curso de Engenharia 
Elétrica da Universidade de Cuiabá – UNIC, para 
obtenção de título de Bacharel em Engenharia 
Elétrica, sob orientação do Prof. Orlando Adolfo 
da Silva. 
 
 
 
BANCA EXAMINADORA: 
 
 
__________________________________ 
Prof. Orlando Adolfo da Silva 
Orientador 
 
 
 
__________________________________ 
Prof. Alex Boss 
 
 
 
__________________________________ 
Prof. Thiago Bernardes 
 
 
 
 
Cuiabá, MT, _____ de ___________de _____. 
 
 
 
 
Nota final: _____________ 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 
Agradeço antes de qualquer coisa, a Deus, aquele que, sobretudo é o mediador de mais 
uma vitória, que me ajudou a caminhar, e buscar meus ideais. E com respeito que agradeço a 
vocês Pai e Mãe, que com esforços e demonstrações de amor desmedidas foram fundamentais 
para a formação do meu caráter, dedico-lhes mais essa vitória em minha vida. 
Agradeço também a minha Esposa, e filhas que pacientemente souberam esperar 
minha vitória, foram um pedestal importante da minha vida no inicio da caminhada. 
Agradeço aos meus irmãos, que sempre me apoiaram, me ajudaram a superar os 
obstáculos da vida. 
Agradeço aos meus queridos sobrinhos, que a todo instante me motivaram pela 
dedicação para que pudesse concluir mais esta jornada. A vocês colegas que compartilharam 
os meus propósitos e os alimentaram, incentivando-me a prosseguir na jornada, fossem quais 
fossem os obstáculos. 
Por fim, agradeço ao grande mestre Professor Orlando Adolfo da Silva, que me 
acompanhou e ajudou na realização deste trabalho. 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 1: Princípio de funcionamento de motor ciclo Diesel. . Erro! Indicador não definido. 
Figura 2: Partes que compõe um MCI. .................................... Erro! Indicador não definido. 
Figura 3: Sistema auxiliar da planta com MCI. ...................................................................... 16 
Figura 4: Motor de Partida. ..................................................................................................... 19 
Figura 5: Curva de consumo específico motor........................................................................ 21 
Figura 6: Painel de comando geral. ......................................................................................... 23 
Figura 7: Layout do sistema de usina termelétrico ................................................................. 23 
Figura 8: Gerador síncrono. .................................................................................................... 25 
Figura 9: Gerador síncrono padrão.......................................................................................... 25 
Figura 10: Regulador de tensão. .............................................................................................. 26 
Figura 11: Sincronospio Eletrônico. ....................................................................................... 30 
Figura 12: Medidor energia saga 3000 e monitoramento. ...................................................... 31 
Figura 13: Vista frontal dos tanques de combustível de uma usina termelétrica .................... 32 
Figura 14: Carga própria da usina termelétrica de Guariba (Sistemas da CEMAT)............... 34 
Figura 15: Balanço de energia, geração térmica e consumo de óleo da usina termelétrica 
de Guariba................................................................................................................................. 34 
Figura 16: Pressostato elétrico. ............................................................................................... 35 
Figura 17: Termostato elétrico. ............................................................................................... 36 
Figura 18: Sensor de nível de água. ........................................................................................ 36 
Figura 19: Sensor taquimétrico. .............................................................................................. 37 
Figura 20: Painel Micro controlador Motor. ........................................................................... 38 
Figura 21: Painel Comando Geral. .......................................................................................... 38 
Figura 22: Turbo-alimentador acionado por gás de escape para motor Diesel. ...................... 39 
Figura 23: Pick-up Magnético. ................................................................................................ 40 
Figura 24: Regulador de velocidade........................................................................................ 42 
Figura 25: Tanque Armazenamento combustível. .................................................................. 44 
Figura 26: Sistema coleta dados operacionais da usina de Guariba. ....................................... 45 
Figura 27: Diagrama de dois geradores em paralelo. .............................................................. 48 
Figura 28: Diagrama de dois geradores em paralelo com ângulos defasados. ........................ 49 
Figura 29: Diagrama de dois geradores em paralelo com mesmo FP. .................................... 49 
 
GLOSSÁRIO 
 
 
ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica 
 
CA - Corrente Alternada 
 
CC - Corrente Contínua 
 
CCM - Centro de Controle de Motores 
 
HT - High Temperature (alta temperatura) 
 
AT - Alta Tensão 
 
RV - Regulador de Velocidade 
 
PPM - Painel Proteção e Medição 
 
BT - Baixa Tensão 
 
MCI - Motor de Combustão Interna 
 
MT - Média Voltagem 
 
OCB1 - Óleo Combustível Tipo 1B; FISPQ BR0303 
 
ONS - Operador Nacional de Sistema Elétrico 
 
PDM - Fonte de Alimentação 
 
PMS - Ponto Morto Superior 
 
RPM - Rotação por Minuto 
 
TC/TP - Transformador de Corrente/Transformador de Potencial 
 
SCD - Sistema de Coleta de Dados Operacionais 
 
UTE - Usina Termelétrica 
 
RESUMO 
 
 
O planejamento energético deve ser uma atividade multidisciplinar em que sejam 
envolvidas áreas de sistemas tecnológico-ecológicos, questões sociais e política econômica. A 
energia apresenta-se sob múltiplas formas, como a térmica, a mecânica, a química e a solar, 
no século passado, o planejamento energético considerava tão somente a questão do 
abastecimento com energia elétrica, sem se preocupar com a eficiência total do uso das fontes 
de energia disponíveis (combustíveis fósseis ou energia hidráulica), nessa época, as questões 
ambientais e as alterações climáticas globais ainda não eram abordadas. O presente trabalho 
norteia sobre a funcionabilidade das usinas termelétricas, que se utilizam do motor de 
combustão interna ciclo diesel. Para elaboração do mesmo, foi adotado o método de pesquisa 
bibliográfica, de cunho qualitativo, descritivo. O estudo tem como objetivo geral, buscar 
através das literaturas científicas autores que abordamos aspectos dos Motores a Combustão 
Interna, ciclo Diesel, a melhor maneira para se obter o um rendimento satisfatório dos 
mesmos em uma usina termelétrica, bem como o seu funcionamento, para que acadêmicos e 
profissionais do setor possam se familiarizar com o assunto, incentivando-se assim, que os 
mesmos possam elaborar outras pesquisas futuras e a busca de alternativas sustentáveis para o 
processo de geração de energia elétrica para o nosso país. 
 
Palavras chaves: Usina Termelétrica; Motor de Combustão Interna; Ciclo Diesel. 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
 
Energy planning must be a multidisciplinary activity which areas are involved 
technological-ecological systems, social issues and economic policy. The energy is supplied 
in multiple ways, such as thermal, mechanical, chemical and solar in the last century, energy 
planning considered as only the issue of supply of electricity, without worrying about the 
overall efficiency of the use of available energy sources (fossil fuels or hydropower), at that 
time, environmental issues and global climate change were not addressed. This guides work 
on the functionality of the thermal plants, which use the internal combustion engine diesel. 
For preparing the same, the method of literature review, with qualitative approach was 
adopted descriptive. The study has the general objective, look through the scientific literature 
authors that address aspects of the Internal Combustion Engines, Diesel cycle, the best way to 
obtain a satisfactory return it from a thermal power plant and its operation, to that academics 
and industry professionals can familiarize themselves with the subject, encouraging, therefore, 
that they can develop other future research and the search for sustainable alternatives to the 
process of electricity generation for our country. 
 
Key-words: Thermal Power Plant; Internal Combustion Engine; Diesel cycle. 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 9 
2 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE USINAS TERMELÉTRICAS COM MOTORES 
A COMBUSTÃO INTERNA ................................................................................................... 11 
2.1 Motor de combustão interna ........................................................................................... 12 
2.2 Principais componentes do motor a combustão interna ................................................. 13 
2.3 Ciclos de operação do MCI de quatro tempos ................................................................ 14 
2.4 Os sistemas auxiliares da planta com motor diesel ........................................................ 16 
2.4.1 Sistema de combustível e de injeção ....................................................................... 16 
2.4.2 Sistema de lubrificação ............................................................................................ 17 
2.4.3 Sistema de arrefecimento ou refrigeração ............................................................... 18 
2.4.4 Sistema de exaustão ou escapamento dos gases ...................................................... 18 
2.4.5 Sistema de partida .................................................................................................... 18 
2.5 Consumo de combustível rendimento térmico ............................................................... 20 
3 COMPONENTES DE UMA USINA TERMELÉTRICA COM MOTORES A 
COMBUSTÃO INTERNA ...................................................................................................... 22 
3.1 Sistemas de despacho e consumo interno ....................................................................... 23 
3.2 Sistema de corrente continua .......................................................................................... 24 
3.3 Gerador ........................................................................................................................... 24 
3.4 Regulações da tensão e excitação ................................................................................... 26 
3.5 Potências mecânica X potência elétrica.......................................................................... 27 
3.6 Fator de potência ............................................................................................................ 28 
3.7 Frequência elétrica .......................................................................................................... 29 
3.8 Sincronização.................................................................................................................. 29 
3.9 Componentes de supervisão e controle do sistema elétrico ........................................... 30 
3.10 Tanque de combustível ................................................................................................. 31 
4 USINA TERMELÉTRICA GUARIBA ................................................................................ 34 
4.1 Sistemas de comando e controle ..................................................................................... 35 
4.2 Mecanismos de controle ................................................................................................. 40 
4.2.1 Medição e proteção de excesso de velocidade ........................................................ 41 
4.2.2 Controle de carga e velocidade ................................................................................ 41 
4.2.3 Monitoramento do motor e as funções de segurança .............................................. 43 
4.3 Capacidade de armazenamento do combustível ............................................................. 43 
4.4 Sistema Coletas de Dados Operacionais (SCD) ............................................................. 45 
4.5 Modos de operação da usina ........................................................................................... 45 
4.6 Principais cuidados de operação ..................................................................................... 46 
4.7 Controle da potência reativa ........................................................................................... 48 
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................................ 51 
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 53 
 
 
 
 
9 
1 INTRODUÇÃO 
 
 
Questões de natureza ambiental, a esgotável fonte de recursos naturais e a questão da 
energia elétrica, tem sido temas recorrentes de debates pelo mundo afora. Tais discussões 
muito tem contribuído para o esclarecimento da pessoas e também como forma de se buscar 
soluções alternativas para geração de energia de uma forma limpa, fazendo uso de fontes 
renováveis. 
O avanço tecnológico e científico, é possível fazer um planejamento integrado na 
busca de recursos energéticos, que servem como base de sistemas que fornecem serviços de 
energia, levando-se em conta a oferta e a procura em contrapartida dos custos por ela gerados. 
Dessa forma, a energia elétrica deixa de ser simplesmente uma mercadoria, 
transformando-se numa ferramenta indispensável nos dias atuais para o conforto e bem estar 
da sociedade moderna. Essa visão ampla considera o setor energético convencional, incluindo 
também a oferta de energia. Sendo assim, as questões como eficiência energética e 
gerenciamento da demanda são extremamente importantes na busca de melhoria no 
planejamento energético. 
O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo sobre as usinas termelétricas, que 
utilizam energia química de combustíveis disponíveis, tais como petróleo, gás natural, carvão, 
dentre outros, para a produção da citada energia. Por ela ser resultado de combustão, pode ser 
convertidaem mecânica, passando, dessa forma, a produzir uma outra forma de energia, a 
elétrica. Diante disso, os Motores a Combustão Interna (MCI), representam uma tecnologia 
mais expandida, devido a simplicidade e alta potência, dentre os MCIs. 
Wendt, Götz e Linardi (2000) consideram que os motores a combustão interna, e em 
particular os motores a ciclo Diesel, apresentam a mais alta eficiência dentre as máquinas 
térmicas para capacidades inferiores a 50MW, passando dos 40% e chegando a 
aproximadamente 58% se for considerada a recuperação de calor dos gases de exaustão. 
Dentre outras vantagens relacionadas à geração de eletricidade a partir de motores a 
combustão interna inclui a possibilidade de se queimar diferentes combustível (óleo diesel, 
óleos pesados, óleos vegetais, etc.), inclusive em motores já instalados, após pequenas 
alterações no motor (LORA; NASCIMENTO, 2004). 
Os autores trazem ainda que com a mudança de combustível, alterações inevitáveis 
ocorrerão em alguns dos parâmetros de desempenho, tais como potência, eficiência térmica, 
consumo, emissões, entre outros. Adicionalmente, deve-se considerar que a modularidade dos 
10 
 
equipamentos de uma Usina Termelétrica (UTE) operando com ciclo diesel, possibilita um 
curto tempo de montagem e um mínimo espaço para construção, além da ótima flexibilização 
de carga. Uma vez pronta, a usina terá como característica uma rápida entrada em operação 
(startup) e possibilidade de facilmente entrar ou sair de operação ao longo do dia. A faixa de 
aplicação de grupos moto geradores é ampla, podendo ir desde poucos KW até centenas de 
mW, para fins de geração isolada ou interligada, propulsão ou unidades de emergência 
(LORA; NASCIMENTO, 2004). 
O tema tem atraído muitos profissionais que atuam na área de engenharia, pois têm 
ocorrido importantes avanços e estes têm contribuído para um melhor entendimento do tema. 
Este trabalho está dividido em três capítulos, o primeiro capítulo traz o 
funcionamento das usinas termelétricas, bem como as definições do Motor de Combustão 
Interna (MCI), os seus principais componentes, os ciclos de operação e ainda o consumo de 
combustível e o seu rendimento térmico. 
Já no segundo capítulo aborda os componentes que são necessários para o 
funcionamento de uma usina termelétrica com motores de ciclo Diesel, trazendo o seu sistema 
de despacho e consumo interno, o sistema de corrente contínua, o tipo de gerador que deve ser 
utilizado na usina, a regulação da tensão e ainda a potência mecânica X potência elétrica, os 
principais componentes de supervisão e controle do sistema elétrico e como se deve ser 
instalado os tanques de combustível. 
Por fim, o terceiro e último capítulo foi realizado um estudo de caso da usina 
termelétrica de Guariba-MT, onde se observou a sua funcionabilidade, bem como o seu 
sistema de comando e controle, os mecanismos de controle da usina, pôde-se saber mais 
também sobre a capacidade de armazenamento do combustível e o sistema coletas de dados 
operacionais, vimos como são os modos de operação da usina e os principais cuidados de 
operação. 
11 
2 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE USINAS TERMELÉTRICAS 
COM MOTORES A COMBUSTÃO INTERNA 
 
 
Para Creppe (2009), uma usina termelétrica com motores de combustão interna é 
apropriada para a carga base, carga intermediária, e geração de energia elétrica. A planta pode 
ser usada para alimentar uma grande rede ou uma rede limitada, também é possível alternar 
entre a geração em paralelo e limitado. A frequência e tensão do gerador podem ser 
selecionadas para melhor atender os requisitos do projeto, já a alta eficiência em carga total e 
parcial, rápido tempo de arranque e de resposta à carga. As termelétricas são constituídos de 
uma parte térmica com motores semelhantes aos de caminhões, porém muito maiores, e outra 
de elétrica que produz eletricidade. 
Sendo assim, pode-se observar que as usinas termelétricas podem ser definidas como 
um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, por meio 
de um processo no qual basicamente o motor é utilizado para girar um eixo e esse eixo é 
acoplado a um gerador de energia que transforma a energia cinética do giro em energia 
elétrica. 
Em uma usina termoelétrica que funciona a partir de motores de ciclo gerador à 
Diesel, onde os mesmos são conjunto composto por geradores de corrente alternada, este 
conjunto funciona de forma autônoma, pois possui componentes de supervisão e controle que 
permitem o fornecimento de energia elétrica por um longo período de tempo, sendo que o 
tempo de autonomia do Gerador à Diesel depende da quantidade de diesel disponível. É 
importante levar em conta alguns critérios ao se dimensionar um Gerador à Diesel, e dentre os 
critérios que devem ser levado em conta estão o tipo de carga, local onde este Grupo Gerador 
à Diesel vai trabalhar e qual o regime de operação, levando-se em conta também, quais os 
riscos causados pela interrupção do fornecimento de energia devido a um defeito no 
equipamento (PEREIRA, 2010). 
Para Pereira (2010), é denominado ao grupo gerador Diesel, como sendo um 
conjunto de motor Diesel e gerador de corrente alternada, aqui denominado alternador, 
convenientemente montados, dotado dos componentes de supervisão e controle necessários ao 
seu funcionamento autônomo e destinado ao suprimento de energia elétrica produzida a partir 
do consumo de óleo Diesel. Devido o consumo de energia elétrica há também os 
consumidores: os grupos geradores são construídos com características especiais que os 
tornam apropriados para diversas aplicações. Existindo vários fatores que podem ser 
12 
 
considerados antes do equipamento adequado. 
 
2.1 Motor de combustão interna 
 
Segundo as definições de Kosow (1982) os Motores a Combustão Interna (MCI), são 
máquinas térmicas alternativas, de combustão interna, destinadas ao suprimento de energia 
mecânica ou força motriz de acionamento, o nome é devido a Rudolf Diesel, que desenvolveu 
o primeiro motor, em Augsburgh na Alemanha, no período de 1892 a 1897. 
Lora e Nascimento (2004, p.34), definem os motores a combustão interna como 
sendo: 
 
A tecnologia mais difundida dentre as máquinas térmicas, devido à sua 
simplicidade, robustez e alta relação potência/peso, o que faz com que estes 
acionadores sejam empregados em larga escala como elementos de propulsão 
(automobilística, naval e aeronáutica), para geração de eletricidade continua, de 
backup ou de carga de pico e para acionamentos de bombas, compressores ou 
qualquer outro tipo de carga estacionária. A geração de energia elétrica, pelos MCI a 
óleo diesel é competitivo, principalmente pela sua alta eficiência térmica, tanto em 
operação a carga total como também em cargas parciais. Outro fator importante a 
este tipo de equipamento é que a eficiência dos motores não é tão sensitiva às 
condições ambientais locais (temperaturas, pressão e umidades). 
 
Os autores relatam ainda que os motores do ciclo Diesel sejam aqueles que aspiram 
ar, que após ser comprimido no interior dos cilindros, recebendo o combustível com pressão 
superior àquela ao qual o ar se encontra, ocorrendo instantaneamente à combustão por 
autoignição, o combustível é injetado ao final da compressão do ar, na maioria dos motores do 
ciclo Diesel, o óleo diesel é o principal combustível utilizado, porém, pode-se utilizar outros 
combustíveis líquidos, tais como, gasolina, álcool, OCB1 (Óleo Combustível Tipo 1), dentre 
outros, ou os combustíveis gasosos como gás natural, GLP (Gás Liquefeito de petróleo), gases 
residuais ou manufaturados e há ainda os que trabalham com o carvão mineral pulverizado 
(LORA; NASCIMENTO, 2004). 
 
Figura 1:Princípio de funcionamento de motor ciclo Diesel. 
Fonte: Obert (1971). 
13 
 
 
Obert (1971, p.42), relata os procedimentos da figura acima: 
 
Passo 01: o pistão, em movimento descendente com a válvula de escape fechada e a 
válvula de admissão aberta aspiram ar, atingindo o ponto morto inferior. 
Passo 12: há um processo de compressão do ar, as válvulas de admissão e 
compressão estão fechadas. 
Passo 23: o pistão está no ponto morto superior ou próximo dele e o combustível é 
injetado de forma atomizada na massa de ar aquecido e comprimido pelo sistema de 
injeção de combustível. Nessas condições ocorre a detonação do combustível sem 
necessidade de centelha, mas o processo se dá durante um pequeno intervalo de 
tempo. Os motores modernos já são contemplados com equipamentos eletrônicos 
que controlam a injeção do combustível e melhora o rendimento do motor. 
Passo 34: ocorre à expansão dos gases, o que gera o movimento e o trabalho útil que 
o motor fornece. 
Passo 41: ocorre a redução de pressão e troca de calor. 
Passo 10: realiza-se a exaustão dos gases, com a válvula de admissão fechada e a 
válvula de escape aberta. 
 
No aspecto prático, pode-se afirmar que nos motores Otto, a ignição se dá por 
centelha e, nos motores a óleo diesel, a ignição ocorre por compressão, naturalmente, para 
isso acontecer, os mesmos tem taxas de compressão significativamente maiores e os motores 
Otto taxa de compressões menores. No motor Otto ocorre à explosão do combustível com a 
presença de centelha e no motor Diesel ocorre à detonação do combustível (OBERT, 1971). 
Nota-se uma transformação na fase 12 e um aumento de pressão e diminuindo o 
volume (compressão), na fase 23, a pressão é considerada constante (isobárica) havendo um 
aumento do volume (explosão), na fase 34 uma redução na pressão e uma aumento no volume 
(expansão), na fase 41 ocorrem uma diminuição da pressão e um aumento no volume 
(admissão). 
 
2.2 Principais componentes do motor a combustão interna 
 
Segundo Obert (1971) os motores de combustão interna possuem partes 
fundamentais, responsáveis pela transformação da energia dos combustíveis em trabalho 
mecânico e sistemas complementares, responsáveis pelo fornecimento de condições 
favoráveis para que o processo se realize de forma eficiente e contínua. 
 O motor próprio é composto de um mecanismo podendo ser capaz de transformar 
movimentos alternativos dos pistões em uma rotatividade da árvore de manivelas, 
transmitindo assim energia mecânica aos equipamentos acionados. 
Este mecanismo se subdivide nos seguintes componentes principais: 
14 
 
 
a) Bloco de cilindros: Onde se alojam os conjuntos de cilindros, compostos pelos 
pistões com anéis de segmento, camisas, bielas, árvores de manivelas e de comando 
de válvulas, com seus mancais e buchas. Na grande maioria dos motores, construído 
em ferro fundido e usinado para receber a montagem dos componentes. Grandes 
motores navais têm bloco construído em chapas de aço soldadas e alguns motores de 
pequeno porte têm bloco de liga de alumínio. 
b) Cabeçotes: Funcionam, essencialmente, como "tampões" para os cilindros e 
acomodam os mecanismos das válvulas de admissão e escape, bicos injetores e 
canais de circulação do líquido de arrefecimento. Dependendo do tipo de construção 
do motor, os cabeçotes podem ser individuais, quando existe um para cada cilindro, 
ou múltiplos, quando um mesmo cabeçote cobre mais de um cilindro. 
c) Cárter: É o reservatório do óleo lubrificante utilizado pelo sistema de lubrificação, 
é construído em ferro fundido, liga de alumínio ou chapa de aço estampada. Em 
alguns motores o cárter é do tipo estrutural, formando com o bloco uma estrutura 
rígida que funciona como chassis da máquina, como se vê em alguns tratores 
agrícolas. 
d) Seção dianteira: É a parte dianteira do bloco, onde se alojam as engrenagens de 
distribuição de movimentos para os acessórios externos, tais como bomba d'água, 
ventilador, alternador de carga das baterias e para sincronismo da bomba de 
combustível e da árvore de comando de válvulas. 
e) Seção traseira: Onde se encontra o volante e respectiva carcaça, para montagem 
do equipamento acionado (OBERT, 1971, p.48). 
 
 
2.3 Ciclos de operação do MCI de quatro tempos 
 
Obert (1971) relata que os componentes principais do ciclo de potência de um motor 
de combustão interna são pistão, biela, manivela e virabrequim representado na figura 2, um 
ciclo de trabalho estende-se por duas rotações da árvore de manivelas, ou seja, quatro cursos 
do pistão como admissão, compressão, combustão e escape ou exaustão que determinamos de 
motor de quatro tempos. 
 
 
Figura 2: Partes que compõe um MCI. 
15 
 
Fonte: Obert (1971). 
 
Com o pistão em movimento dá-se início de ar na maioria dos motores ciclo Diesel, 
a ventoinha empurra a carga de ar para o cilindro, havendo uma compressão no turbo 
compressor. 
 
 
 
 
Ocorrendo a compressão de ar, com o pistão em movimento este processo há uma 
relação de ar comprimido em 16 até 20:1 elevando a temperatura do ar em aproximadamente 
550ºC e 600ºc. 
 
 
 
 
 
 
 
Terceiro tempo: O pistão em movimento para baixo, temos a ignição com a injeção 
do combustível, expandindo gases e transferência de energia ao pistão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quarto tempo: Os movimentos para baixo empurra os gases do escape para a 
 
 
16 
 
atmosfera, ocasionando duas rotações. Fazendo com que as válvulas e o escapamento 
funcionem corretamente, abrindo e fechando em movimentos exatos. O eixo de cames gira a 
meia rotação do motor, completando um ciclo de quatro tempos. 
 
 
 
 
 
 
 
2.4 Os sistemas auxiliares da planta com motor diesel 
 
Obert (1971) relata que os sistemas que constituem o motor Diesel são, o sistema de 
admissão de ar, de combustível, se incluindo os componentes de injeção de óleo diesel, o 
sistema de lubrificação, de arrefecimento, de exaustão ou escapamento dos gases e por fim, o 
sistema de partida (figura 3). 
 
 
Figura 3: Sistema auxiliar da planta com MCI. 
Fonte: Obert (1971). 
 
 
2.4.1 Sistema de combustível e de injeção 
 
Trata-se de um sistema, onde o tanque de estocagem é formado em conjunto, com as 
bombas e também com o sistema de operação, dessa forma uma unidade de transferência é 
aplicada quando o combustível é o óleo. Tais equipamentos asseguram o fornecimento 
continuo do combustível, em níveis de vazão, viscosidade, limpeza e pressão. 
O óleo diesel de uso comercial, utilizado em larga escala, mesmo que venha a 
 
17 
 
atender os critérios mínimos em termos físicos e químicos, para ser utilizado, faz-se 
necessário a observância de alguns cuidados no manejo e utilização. Isso porque, a água que 
encontra-se presente, com mais ou menos concentração, contamina e por isso deve ser 
dispensada, seja por meio de filtragem ou centrifugação. 
Como os componentes das bombas e bicos injetores são construídos com folgas 
adequadas à lubrificação pelo próprio óleo diesel, a presença de água os danifica 
imediatamente. Além de água, todo óleo diesel tem certo teor de enxofre, que não 
pode ser removido, do qual resultam, após a combustão, compostos nocivos à saúde 
(CREPPE, 2009). 
 
Desde a construção do primeiro motor diesel, o principal problema tem sido o 
processo de injeção do combustível para a combustão ideal, os sistemas existentes não 
sofreram algumas modificações com o passar dos anos, dentre as principais, destaco as: 
que resultaram em evolução significativa, foram, primeiramente o advento da bomba 
rotativa em linha, desenvolvida por Robert Bosch em 1927, que permitiu aos 
motores alcançarem rotações mais elevadas e, consequentemente, maispotência. 
Depois, no decorrer da década de 80, surgiram os primeiros sistemas de 
gerenciamento eletrônicos, Electronic Diesel Control (EDC). O desenvolvimento 
dos sistemas EDC, embora trazendo consideráveis resultados, esbarrava na limitação 
mecânica dos sistemas em uso, que não podiam prescindir de um meio de comprimir 
o óleo diesel pela ação de um pistão comandado no instante adequado, assim, 
mantinham-se os componentes básicos dos sistemas de injeção, utilizando-se os 
recursos eletrônicos para monitoramento e controle, sem possibilidade de 
intervenções importantes no processo de injeção (CREPPE, 2009). 
 
 
2.4.2 Sistema de lubrificação 
 
Trata-se de um processo extremamente importante na vida útil do motor e seus 
componentes, dado ao avanço na tecnologia que produz os lubrificantes, torna-se viável 
multiplicar por três a vida útil dos motores. Esses sistemas de lubrificação, armazenam 
tanques de óleo, filtragem, bombas de transferência e retorno, onde as separadores centrífugas 
destinam-se a fazer a remoção de água ou qualquer outra substância incompatível. 
Para Creppe (2009), a característica principal do óleo lubrificante é lubrificar os 
mancais fixos e móveis, partes deslizantes, pistões e levar partículas para fora do motor a fim 
de serem removidas pelo sistema de separação e filtração. E ainda, o citado autor classifica os 
componentes básicos do sistema de lubrificação, que são encontrados em todos os motores 
dieseis como sendo os: 
 
 Cárter de óleo, montado sob o bloco, dotado de capacidade adequada à potência do 
motor; - Bomba de circulação forçada, geralmente do tipo de engrenagem, acionada 
pela árvore de manivelas do motor; - Regulador de pressão (geralmente uma válvula 
18 
 
na própria bomba); - Trocador de calor do óleo lubrificante; - Filtro de fluxo integral 
e de desvio; - Acessórios, tais como sensores de pressão, pressostatos e manômetro 
(CREPPE, 2009, p.23). 
 
 
2.4.3 Sistema de arrefecimento ou refrigeração 
 
A principal função é de resfriar o motor, cujo propósito é o controle da temperatura 
no nível adequado mantendo, a combustão em qualquer carga e a máxima eficiência térmica 
sem prejudicar as características mecânicas dos componentes metálicos. A água do sistema de 
refrigeração do motor deve ser limpa e livre de agentes químicos corrosivos tais como 
cloretos, sulfatos e ácidos (OBERT, 1971). 
Segundo Obert (1971) este é dividido em água de baixa temperatura para o 
arrefecimento do óleo lubrificante e o ar de alimentação, e com água de alta temperatura para 
troca de calor com o bloco do motor, ar de alimentação e cabeça dos cilindros. Este sistema 
compõe-se de tanque de expansão e de manutenção, radiadores e trocadores de calor. 
 
 
2.4.4 Sistema de exaustão ou escapamento dos gases 
 
A energia térmica liberada na combustão não é totalmente aproveitada para a 
realização de trabalho, na realidade a maior parcela da energia é desperdiçada de várias 
formas, motores diesel de grande porte e de baixa rotação têm melhor aproveitamento da 
energia obtida na combustão. Para os motores diesel de pequeno porte e alta rotação, em 
média, o rendimento térmico se situa entre 36% e 40%, o que para máquinas térmicas, é 
considerado alto (LORA; NASCIMENTO, 2004). 
 
 
2.4.5 Sistema de partida 
 
Os dispositivos de partida dos motores diesel podem ser elétricos, pneumáticos ou a 
mola, a partida elétrica é empregada na maioria dos casos para motores de pequeno porte, 
utiliza-se a partida pneumática ou a mola, onde, por qualquer motivo, não seja viável a 
utilização de partida elétrica, que é o meio de menor custo. Partida a mola só é aplicável em 
motores diesel de menor porte, abaixo de 100CV ( disponível em: 
www.mecanica.ufrgs.br/mmotor/apostila.pdf, acesso em 28 jan 15) 
19 
 
Para motor diesel de grande cilindrada, a partida a ar comprimido é feita por meio da 
descarga de certa quantidade de ar, sob alta pressão, em um cilindro predefinido, cujo êmbolo 
é posicionado próximo ao PMS (ponto morto superior) para receber o primeiro impulso. Ao 
deslocar-se rapidamente em sentido descendente, faz com que outros cilindros os êmbolos 
atinjam o PMS do tempo de compressão e recebam injeção de combustível, iniciando o 
funcionamento (LORA; NASCIMENTO, 2004). 
 
 
Figura 4: Motor de Partida. 
Fonte: Lora e Nascimento (2004). 
 
Com relação ao sistema de partida, Lora e Nascimento (2004, p.56) relatam que: 
 
A potência do motor de partida para os motores diesel varia de 0,6 a 1,2CV por litro 
de cilindrada do motor diesel. Devido ao consumo de energia durante as partidas, os 
motores diesel, atualmente, até cerca de 200CV, utilizam sistema elétrico de 12volts, 
para os motores maiores, utilizam-se sistemas de 24volts. O motor de partida é 
dotado de um pinhão na extremidade do eixo (geralmente com 9, 10 ou 11 dentes), 
montado sobre ranhuras helicoidais que permitem o seu movimento no sentido axial, 
este mecanismo é normalmente denominado “Bendix”, quando o motor de partida é 
acionado, o pinhão avança sobre as ranhuras helicoidais e acopla-se a uma 
engrenagem instalada na periferia do volante, conhecida como cremalheira do 
volante, que, na maioria dos motores, tem 132 dentes. O movimento do pinhão 
arrasta o volante fazendo com que a árvore de manivelas do motor comece a girar. 
Nos motores diesel em boas condições, entre 80 e 120 rpm já há pressão de 
compressão suficiente para a autoignição e o início de funcionamento, embora 
existam motores que necessitam de até 350 rpm para partir. Ao iniciar o 
funcionamento, o motor aumenta a rotação por seus próprios meios e tende a arrastar 
o motor de partida, porém, como o pinhão está encaixado nas ranhuras helicoidais, 
ele é forçado a recuar, desacoplando-se da cremalheira do volante e, até que o 
operador libere a chave de partida, o motor de partida irá girar em vazio. 
 
Desta feita, observa-se que, a potência e a capacidade do motor dependem do sistema 
de partida, da sua duração e frequência das partidas e dos dispositivos auxiliares que 
permanecem ligados, tais como lâmpadas de sinalização, aparelhos de rádio, calefação, etc. 
A capacidade das baterias para motores diesel varia de 84 a 270Ah com 12V (1.000 a 
20 
 
3.000Wh) referidos a um período de 20 horas com 27°C. As baterias de chumbo têm um 
conteúdo de energia de ≈35Wh/kg (≈ 30 kcal/kg ou ≈104kpm/kg). 
A capacidade e a tensão de descarga diminuem rapidamente com a temperatura em 
declínio. A descarga espontânea é de 0,5 até 1,0% da capacidade nominal por dia. A 
temperatura da bateria não deve ultrapassar a 60°C, a bateria deve ser colocada o 
mais próximo possível do motor de partida (os cabos custam caro), deve haver 
possibilidade de eliminação dos vapores ácidos, a densidade do ácido sulfúrico 
diluído é de 1,28 kg/dm3 (LORA; NASCIMENTO, 2004). 
 
 
2.5 Consumo de combustível rendimento térmico 
 
 
É irrelevante a forma empregada, já que a medição do combustível consumido é 
fundamental para o que tenha o conhecimento da eficiência de trabalho do motor e de como 
ele transforma energia química do combustível, esse consumo pode ser calculado em g/CVh, 
g/kWh, g/HPh ou lb/HPh. 
Quando há medições diferenciadas das cargas e RPM, pode-se plotar em gráfico os 
vários resultados obtidos e delinear uma curva de consumo para o motor, via de regra, essa 
curva possui pontos favoráveis, de menor valor, com carga aproximada a oitenta por cento da 
potencia conhecida como nominal e onde são medidos, também alguns valores de toque mais 
elevados. 
O consumo horário é dado por: 
 
B = Massa Em Kg/h ou lb/h 
 Tempo 
 
A medição do consumo por hora, determina o consumo específico, pois trata-se de 
uma variável indispensávela ser considerada na aplicação do motor. 
Para o óleo Diesel, o valor da densidade é tomado habitualmente como = 
0,854kg/litro, embora alguma variação para mais ou para menos possam ser verificadas. 
 
 
 
Onde: 
ρ = Densidade do combustível 
P = Potência do motor em HP 
21 
 
v = Volume de combustível consumido 
t = Tempo 
 
O consumo específico de combustível é um parâmetro de comparação muito usado 
para mostrar quão eficientemente um motor está transformando combustível em trabalho, o 
emprego deste parâmetro tem maior aceitação que o rendimento térmico porque todas as 
variáveis envolvidas são medidas em unidade padrão: Tempo, Potência e Peso. (disponível 
em www.joseclaudio.eng.br/grupos_geradores_2.html, acesso em 28 jan 15) 
Tipicamente, para uma dada rotação, o consumo específico apresenta-se como na 
curva abaixo, onde se pode ver que para cargas inferiores a 30% da capacidade nominal do 
motor há um crescimento acentuado do consumo em kg/Hph. 
 
 
Figura 5: Curva de consumo específico motor 
Fonte: Lora e Nascimento (2004). 
 
Para os geradores, frequentemente o usuário precisa saber como se deve o consumo 
específico de combustível em relação aos kWh gerados, sendo assim, basta considerar o 
consumo específico de combustível em g/kWh do motor e dividir pelo rendimento do 
alternador. 
 
 
 
22 
3 COMPONENTES DE UMA USINA TERMELÉTRICA COM 
MOTORES A COMBUSTÃO INTERNA 
 
 
Um dos principais componentes a ser instalada no sistema elétrico de uma usina 
termelétrica, é a utilização de painéis de comando central, comum em todas as usinas 
elétricas, para controle dos grupos geradores e os painéis de comando locais dos 
equipamentos auxiliares, disjuntores do sistema de distribuição de energia e para a 
sincronização manual e automática de disjuntores, frequencímetro duplo, um voltímetro duplo 
e um sincronoscópio. O painel de comando comum é responsável por controlar e 
supervisionar toda a usina, com informações advindas dos dados coletados manualmente pelo 
operador no intervalo de hora em hora. 
Pereira (2010, p.24) relata que é no painel de comando geral que: 
 
Abriga os componentes elétricos afetos ao alternador, rede local e às cargas. 
Normalmente é dotado de uma chave seccionadora com fusíveis ou disjuntor para a 
entrada dos cabos provenientes do alternador, voltímetro, frequencímetro, 
amperímetros, chave seletora de voltímetro (para selecionar as fases cujas tensões se 
quer medir), regulador automático de tensão do alternador e demais componentes 
elétricos, tais como partida automática, sensores de tensão e freqüência, chaves de 
transferência automática de carga, interface para comunicação e transmissão de 
dados, carregador/flutuador de baterias, voltímetro e amperímetro do sistema de 
excitação ou outros instrumentos, conforme requerido para a aplicação. 
 
Nos grupos geradores dotados de sistema de partida automática, o motor Diesel está 
equipado com um sistema de pré-aquecimento, constituído por um resistor imerso numa 
derivação do circuito de refrigeração (geralmente de 2 a 4kW, dependendo do porte do grupo 
gerador), para que a água seja mantida em temperatura acima da ambiente e próxima da de 
trabalho. 
O controle da temperatura é exercido por um dos dois termostatos que integram o 
sistema, eles ligam ou desligam a corrente que é a alimenta o resistor, tal situação ajuda, pois 
possibilita que o grupo gerador seja ligado e tenha uma carga de dez a quinze segundos 
depois da interrupção de energia. 
Em regiões onde o clima é frio, é instalado um sistema parecido no circuito de 
lubrificação, visando a manutenção do aquecimento e também o óleo lubrificante. Se for 
preciso, faz-se uso de um pré-aquecimento do lubrificante. 
23 
 
 
Figura 6: Painel de comando geral. 
Fonte: Pereira (2010). 
 
 
3.1 Sistemas de despacho e consumo interno 
 
O sistema elétrico da central termelétrica utiliza três níveis de tensão principal: - Alta 
tensão (AT); - Média tensão (MT); - Baixa tensão (BT). 
 
 
Figura 7: Layout do sistema de usina termelétrico 
Fonte: Creppe (2009). 
 
Existem ainda sistemas de suporte com distribuição limitada para uso específico, por 
exemplo, a alimentação elétrica CC para os equipamentos de controle. 
 
24 
 
3.2 Sistema de corrente continua 
 
Esse tipo de sistema denominado corrente contínua, alimenta separadamente o 
sistema principal. Tal forma de alimentação só é acionada pelo sistema de comando e 
proteção , pelos relés de como forma de garantir ou para iniciar a geração ou ainda quando é 
necessário que uma determinada planta seja desligada de forma correta. 
A alimentação pela bateria assegura que o sistema de comando continua a funcionar 
em caso de falha no sistema auxiliar com base da energia gerada ou em caso de 
blecaute do sistema elétrico. O equipamento de comando e proteção da central 
elétrica usa energia CC para o comando do motor fornecido por um sistema de 
24VCC, enquanto que o de 110VCC é usado, para os circuitos de comando dos 
disjuntores de proteção dos geradores e os de interligação de barras (CREPPE, 
2009). 
 
 
3.3 Gerador 
 
Para Galdino (2011) Motor Gerador (GMG) são o equipamento que possui motores 
(Diesel, Gasolina ou Gás) de reconhecida performance, acoplado a um gerador de moderna 
tecnologia e montado sobre base metálica, com acionamento manual ou automático, esse 
equipamento pode ser usado de forma singela ou em paralelo com outros grupos geradores, 
formando usinas termelétricas de até 30MVA. Os motores geradores contam com proteção 
opcional contra intempéries, possuindo ou não, carenagem silenciada, sendo este, disponível 
tanto em unidades móveis como estacionárias. 
Para o autor, o gerador elementar foi inventado na Inglaterra em 1831 por Michael 
Faraday, este gerador consistia, basicamente, de um eletroímã que se movimenta dentro de 
uma espiral, provocando o aparecimento de uma f.e.m. Essa movimentação é uma das formas 
de variação necessária ao surgimento de tensão elétrica, a base física dessa conversão 
eletromecânica de energia é a variação de fluxo magnético, com base nisso, pode-se definir 
geradores como máquinas que convertem energia mecânica em energia elétrica utilizando o 
princípio de conversão eletromecânica explicado acima (GALDINO, 2011). 
 
25 
 
 
Figura 8: Gerador síncrono. 
Fonte: Pereira (2010). 
 
Costuma-se utilizar geradores de média tensão, que funcionam em sincronia com um 
sistema de excitação chamado brushless, que não possui escovas. Eles são montados no 
sentido horizontal e devidamente equipados com dois rolamentos nos mancais fixos, 
devidamente lubrificados. Esses geradores possuem uma ligação direta com os volantes do 
motor que são constituídos de acoplamentos flexíveis e um eixo de ventilação, que fornece ar. 
 
 
Figura 9: Gerador síncrono padrão. 
Fonte: Pereira (2010). 
 
De acordo com os ensinamentos de PEREIRA (2010) , alguns geradores pertencem a 
categoria denominada máquinas síncronas, isso significa que tratam-se de máquinas onde a 
rotação encontra-se relacionada com a quantidade de polos magnéticos e a frequência da força 
eletromotriz. Dessa forma, quando um gerador é acionado mecanicamente, gera energia em 
seus terminais e, ao contrário, quando recebe energia dos terminais, gera energia mecânica na 
ponta do eixo, com a mesma força. 
Sendo assim, o autor estabelece que: 
 
A energia elétrica produzida pelo gerador síncrono é feita numa tensão da ordem de 
10kV a 30kV, sendo inserida no sistema de potência através de transformadores 
elevadores. Estes equipamentos elevam tensões para patamares mais adequados, que 
para a transmissão de energia elétrica,é usual entre 138KV a 750KV, com objetivo 
de diminuir a bitola dos cabos, as perdas e as quedas de tensão (PEREIRA, 2010, 
26 
 
p.45). 
 
O sistema de excitação energiza o enrolamento de campo magnético da máquina 
síncrona, que juntamente com o movimento de rotação, produz uma tensão induzida 
no estator. O valor da tensão induzida em uma simples espira de fio é proporcional à 
razão de variação de linhas de força que passam através daquela espira ou se 
concatenam com ela (YOUNG; FREEDMAN, 2004) 
 
 
3.4 Regulações da tensão e excitação 
 
Enquanto a potência ativa do gerador depende da potência do motor e da eficiência 
do gerador, a tensão e a potência reativa são reguladas pelo sistema de excitação. A excitação 
sem escovas (bruschless) e do sistema de regulação de tensão consiste de um regulador de 
tensão modelo GRT7TH2/T (GRAMEYER), uma excitação é uma ponte de diodos rotativos 
produzirá o campo magnético girante e com isto criará a tensão de saída do gerador 
(PEREIRA, 2010). 
Observa-se que, quando o motor está parado o disjuntor de interligação com a rede 
permanece aberto e a referência de tensão e coletada do barramento principal Unet, com isto é 
iniciada a excitação do gerador de modo a obter da tensão gerada e da tensão da rede com os 
mesmos valores, para que possa ocorrer a sincronização. 
 
 
Figura 10: Regulador de tensão. 
Fonte: Pereira (2010). 
 
Pereira (2010) traz que a Potência de excitação é retirada de transformadores de 
tensão ou enrolamentos auxiliares montados no gerador e ainda poderá ser fornecida por 
27 
 
fontes externas. Devido a um pólo do ímã permanente no excitador, nenhuma fonte de energia 
externa é necessária para a excitação inicial. 
 
 
3.5 Potências mecânica X potência elétrica 
 
A respeito do tema, os ensinamentos abaixo são esclarecedores o suficiente: 
 
Para os motores dieseis estacionários destinados as aplicações em grupos geradores, 
estabelecem regimes de operação considerando fatores de carga e definem três 
regimes de trabalho: Stand-by, Prime Power e Continuous. O regime Stand-by é o 
que definimos como emergência e é estabelecido sobre a potência efetiva contínua 
limitada, o regime Prime Power é o que chamamos de contínuo e é estabelecido 
sobre a potência efetiva contínua não limitada e o Continuous é um regime definido 
como sendo uma potência em que o motor pode operar 24 horas por dia com carga 
constante (KOSOW, 1982). 
 
Ainda, ressalta-se que a potência elétrica, é indispensável para a manutenção da 
diferença entre Potência Aparente e Potência Ativa, a primeira é necessária para que com 
alguns tipos de valores de tensão e fluxo, o consumo funcione de forma correta. Já a segunda, 
é consumida ou transformada pelo mesmo gênero. 
A relação entre as duas potências é definida como fator de potência e conhecida 
como: 
 
cosϕ = kW s 
 KVA 
Ou 
kW = KVA X cosϕ 
 
A potência do grupo Diesel, definida em KVA (potência aparente), está em relação 
direta com a potência em HP ou CV do motor Diesel, no cálculo para definir a potência do 
grupo gerador, são consideradas as perdas (rendimento do alternador) e a potência mecânica 
do motor Diesel é convertida diretamente em kW, sabendo-se que 1HP = 0,7457kW ou 1kW 
= 1,3598 CV e que kW = KVA x cosϕ. O fator de potência (cosϕ) é uma função da carga. 
Universalmente, utiliza-se cosϕ = 0,8, de acordo com a norma VDE 0530, para a construção 
de máquinas elétricas. Atualmente, o valor limite estabelecido como mínimo admitido pelas 
concessionárias de energia elétrica é de cosϕ = 0,92. Instalações com fator de potência 
28 
 
inferior a 0,92 tem tarifas mais elevadas (multas), pois, para consumir uma determinada 
quantidade de kWh, colocam em circulação uma corrente mais elevada do que a que seria 
suficiente com um fator de potência mais alto. A corrente elétrica que percorre os circuitos 
consumidores produz também a Potência Reativa (PEREIRA, 2010). 
Assim, a potência, em HP do motor Diesel, pode ser calculada em função da 
potência, em KVA, e fator de potência do alternador, pela relação: 
HP x 0,7457 x η = KVA x 0,8, onde 
η = rendimento do alternador. 
 
Ou: 
HP = (1,0728 x KVA) 
 η 
 
Para o cálculo em CV, basta substituir 0,7457 por 0,7354 resultando: 
 
CV = (1,0878 x KVA) 
 η 
 
Assim, pode-se observar que o rendimento do alternador (η) não é constante e se 
aproxima do seu valor máximo com a carga entre 80 e 100% da potência máxima, 
alternadores pequenos têm rendimento mais baixo do que os alternadores maiores 
(até 0,93 acima de 250KVA). Deve ser informado pelo fabricante para cálculos mais 
seguros. Quando se tratar de cálculos estimativos, pode ser tomado igual 90% (ou 
0,9), que é o valor adotado pelos montadores de grupos geradores, em geral 
(PEREIRA, 2010). 
 
 
3.6 Fator de potência 
 
Um fator essencial para a determinação da potência do motor Diesel é a potência 
ativa absorvida pelos consumidores: 
o fator de potência (cosφ) indica a relação entre a potência ativa e a potência 
aparente. Na indústria elétrica recomenda-se que todas as instalações tenham um 
fator de potência cosφ máximo, com o qual cosφ será mínimo e, portanto a potência 
reativa ou não útil será também mínima (YOUNG; FREEDMAN, 2004). 
 
Os autores trazem ainda que a integração no tempo da potência reativa resulta numa 
energia reativa, que representa a energia que circula de forma oscilante nas instalações, mas 
não é consumida por nenhum receptor. Em casos de consumidores especiais de energia 
elétrica (grandes consumidores), esta energia pode ser contabilizada em Varh, é faturada 
29 
 
adicionalmente à energia ativa consumida (YOUNG; FREEDMAN, 2004). 
 
 
3.7 Frequência elétrica 
 
Para Young e Freedman (2004): 
 a frequência elétrica é uma grandeza física que indica quantos ciclos a corrente 
elétrica completa em um segundo. Se ela não for à correta, os equipamentos elétricos 
não funcionam ou funcionam de modo inadequado e não conseguirá a sincronização 
dos geradores com a rede elétrica. 
 
A frequência é gerada e dada pela rotação da máquina motriz a qual o gerador esta 
acoplado dividindo-se pela quantidade de pólos que o gerado possui. Diante disto é que se 
determina à quantidade de pólos de um gerador e a rotação da máquina motriz, pois é 
determinada que a frequência em território brasileiro fosse de 60Hz. 
 
 
3.8 Sincronização 
 
O sincronismo é para que as unidades geradoras possam ser interligadas a rede 
externa, e para despachar a produção de energia, é preciso que a tensão, a freqüência e a 
sequência de fase do gerador estejam com os mesmo valores da rede para que a sincronização 
ocorra. O sincronismo pode ser feito em modo manual ou modo automático (KOSOW, 1982). 
Este sistema de sincronismo é provido de equipamentos que fazem todo o processo 
de regulação da tensão, de ajuste na velocidade da máquina colocando-a em mesma 
frequência de rede (figura 11). 
30 
 
 
 
Figura 11: Sincronospio Eletrônico. 
Fonte: Pereira (2010). 
 
Quando o sincronismo for feito em modo manual o operador deverá fazer o ajuste 
descrito acima através do painel principal que possui instrumentos que visualmente 
é possível verificar os valores, de tensão e da frequência são os mesmos da rede, 
auxiliando em uma manobra de sincronismo. Para que a sincronização ocorra é 
necessário manter a frequência de geração e a frequência da rede igualmente 
ajustando-se, a velocidade (KOSOW, 1982). 
 
A velocidade N da máquina motriz e ajustada automaticamente pela MCM (Módulo 
de Controle Principal), e por isto é feito o ajuste automático enviando um comando para o 
sistema de injeçãode combustível. 
 
3.9 Componentes de supervisão e controle do sistema elétrico 
 
Creppe (2009) relata que em uma usina de geração termelétrica com motores, toda a 
planta deverá ser protegida e mantida as características construtivas do equipamento e 
garantido também a integridades físicas das pessoas. Em se tratando de geração de energia, 
para que o sistema possa produzir energia é preciso que os itens de: sobrecorrente, 
sobretensão/subtensão, sobrefrequencia, fuga terra, curto-circuito, potência inversa, 
subexcitação e tensão residual, estejam protegidos e controlados. 
Por isto, deve-se tomar algumas decisões a fim de proteger a planta de modo a não 
comprometer seu funcionamento, observa-se que são situações que não se deseja, pois estas 
são monitoradas por sensores e relés, que envia os sinais para o painel comando, gerando 
alarmes provisórios, para que o operador possa tomar as decisões necessárias a normalizar o 
sistema ou comandar a abertura e o desligamento imediato do motor em uma falha mais grave 
31 
 
(CREPPE, 2009). 
A figura 12 apresenta modelo de medidor de energia, relés estes que são utilizados 
para proteção de geração de energia, utilizados pela usina termelétrica. 
 
 
Figura 12: Medidor energia saga 3000 e monitoramento. 
Fonte: Creppe (2009). 
 
 
3.10 Tanque de combustível 
 
Para Pereira (2010, p.30), o tanque de combustível deve conter: 
Indicador externo de nível, tubo de respiro para equilíbrio da pressão interna com a 
atmosfera, boca de enchimento com tampa, separador de água e borra com 
dispositivo de drenagem total, pescador com filtro de tela com a admissão 
posicionada 50mm acima da parte mais baixa do fundo, conexão para retorno de 
combustível e capacidade adequada ao consumo do motor Diesel. Pode ser 
construído em chapa de aço, PVC, alumínio, fibra de vidro, ou aço inoxidável. 
Usualmente, utilizam-se tanque de chapa de aço carbono soldado. 
 
Dessa forma, recomenda-se o tratamento da chapa, com a respectiva decapagem e 
pintura, de preferência que seja externa epóxi. Evitar a pintura interna do tanque, para evitar o 
contato interno com o material que pode causar corrosão, a prática mais acertada é a 
manutenção das paredes, que devem ser tratas com óleo, enquanto o tanque não estiver 
operando. 
 
32 
 
 
 
Figura 13: Vista frontal dos tanques de combustível de uma usina termelétrica 
Fonte: Pereira (2010). 
 
Em algumas instalações, que contam com diversos motores, o fornecimento de 
combustível deve ser fracionado em duas etapas independentes, visando evitar que alguma 
tubulação que apresente defeito possa vir a alterar o funcionamento dos motores. 
Os diâmetros dos tubos, em função de comprimento e número de curvas, devem 
atender às recomendações do fabricante do motor quanto à vazão e pressão de combustível 
(PEREIRA, 2010). 
A pressão estática do combustível em relação à bomba injetora também deve atender 
às recomendações do fabricante do motor. Para os motores Cummins equipados com 
bomba PT, por exemplo, o nível máximo do tanque não pode ultrapassar a altura dos 
cabeçotes do motor, pois há risco de inundação dos cilindros com o combustível de 
retorno, quando o motor estiver parado, com graves riscos de acidente na ocasião da 
próxima partida. Em situações onde, obrigatoriamente, o tanque necessita ser 
colocado em posição mais alta, é necessário instalar um tanque auxiliar com sistema 
de boia para amortecimento da pressão estática. Por outro lado, quando o tanque tem 
que ficar numa posição muito abaixo, é necessário prever um sistema de 
bombeamento auxiliar para o combustível (PEREIRA, 2010). 
 
A capacidade do tanque de combustível deve ser dimensionada em função do 
consumo específico do motor e da autonomia que se pretende em horas de funcionamento a 
plena carga. 
Para efeito deste cálculo, pode-se considerar um consumo específico médio de 
170g/CV.h e calcular a quantidade necessária de combustível por hora de operação do grupo 
gerador. Tomamos como base de cálculo, um tanque de combustível para 6 horas de operação 
de um grupo gerador de 200KVA. 
 
CV = (1,0878 x KVA) 
 η 
 
Se tomarmos η = 0,9 teremos: 
33 
 
 
CV = (1,0878 x 200) 
 0,9 
 
CV = 241,73 e o consumo de combustível = 241,73 x 170 
Consumo = 41.084,10g ou 41,08kg. 
 
Como 1 litro de óleo Diesel pesa 0,85kg, o consumo em litros será de 41,08 / 0,85 = 
48,33 litros/hora. Sendo assim, para 6 horas, a capacidade do tanque será de 48,33 x 6 = 
289,98 ou, em números redondos, 300 litros. 
34 
4 USINA TERMELÉTRICA GUARIBA 
 
 
Neste estudo, realizou-se um estudo de caso na Usina Termelétrica (UTE), que se 
encontra em plena atividade, operando com óleo diesel na localidade de Guariba-MT, os 
grupos moto-geradores utilizados na usina são os modelos Cummins NTAG3, Scanias DSI-14 
e Scanias DS-11 fabricados pela Cummins e Scanias. Conforme informado pelos Fabricantes 
este motores Cummins possui 6 cilindros, enquanto os Scania DSI-14 tem 8 cilindros e o 
Scania DS-11 tem 6 cilindros dispostos em “V” operando a 1800rpm, e 60Hz. Fornecendo 
potências elétricas de 250kw, e 125kw (tolerância de 5% e fator de potência (0,8) conforme 
indicado no manual do moto-gerador). 
A configuração referenciada para a análise da usina de Guariba, onde a mesma opera 
com oito motos geradores citados acima, totalizando aproximadamente 2.380kw, operando 
em regime contínuo, suprindo uma demanda de 1.005kw para atender 710 (setecentos e dez) 
consumidores com tipos de cargas indutivas e resistivas, uma vez que a localidade não está 
interligada ao sistema nacional de energia elétrica, sendo um sistema isolado. 
 
 
Figura 14: Carga própria da usina termelétrica de Guariba (Sistemas da CEMAT). 
Fonte: Campos (2014). 
 
 
Figura 15: Balanço de energia, geração térmica e consumo de óleo da usina termelétrica de Guariba. 
Fonte: Campos (2014). 
 
A funcionabilidade da referida usina, os dados técnicos, bem como o seu potencial de 
energia produzida estão detalhados a seguir. 
 
 
35 
 
4.1 Sistemas de comando e controle 
 
As unidades auxiliares da central elétrica da Usina Termelétrica (UTE) de Guariba-
MT são operadas, principalmente, a partir de painéis de controle locais. Partes dos 
dispositivos auxiliares específicos do motor são controladas pelo painel de comando no 
módulo auxiliar do motor, ou seja, anexos às unidades geradoras. 
Os grupos Diesel/geradores trabalham com a supervisão constante dos operadores, 
fornecendo energia elétrica aos consumidores e manualmente corrigem a tensão e a 
frequência fornecidas. As pressões do óleo lubrificante, a temperatura da água de refrigeração 
é regulada pelos pressostato, termostato e válvula termostática. Se ocorrer uma deficiência de 
funcionamento nos sistemas de lubrificação ou de refrigeração, o motor Diesel poderá sofrer 
sérias avarias antes que seja possível uma intervenção do operador. Para prevenir estas falhas, 
o motor Diesel para aplicação em grupos geradores é dotado de sistemas de proteção padrão 
com conformidade com a NBR-5410. 
 
a) Pressostato do óleo lubrificante: 
Para Creppe (2009), o Pressostato tem a finalidade comandar a parada do motor 
Diesel quando a pressão do óleo lubrificante cair abaixo de um valor pré-determinado. Em 
algumas aplicações, utilizam-se dois pressostatos (ou sensores de pressão) sendo um para 
alarme, quando a pressão do óleo atinge determinado valor e o outro para comandar a parada, 
calibrado para um valor imediatamente abaixo. 
 
 
Figura 16: Pressostato elétrico. 
Fonte: Campos (2014). 
 
b) Termostato para a água de refrigeração: 
Com função idêntica a do Pressostato, tambémem algumas aplicações, são utilizados 
dois sensores, para atuarem quando a temperatura do meio refrigerante ultrapassa valores 
predeterminados (CREPPE, 2009). 
36 
 
 
 
Figura 17: Termostato elétrico. 
Fonte: Campos (2014). 
 
c) Sensor de sobre velocidade: 
Para comandar a parada do motor Diesel quando a velocidade de rotação ultrapassa 
valores predeterminados, (geralmente 20% acima da rotação nominal), em algumas 
aplicações, onde há o risco de aspiração de gases inflamáveis, o sensor de sobre velocidade é 
interligado a um dispositivo de corte do ar de admissão, para parar o motor por abafamento, 
além do corte de combustível (CREPPE, 2009). 
 
d) Sensor de nível do líquido de refrigeração: 
Na maioria dos casos utilizada para acionar um dispositivo de alarme, indicando a 
necessidade de completar o nível do sistema de refrigeração. 
 
 
 
Figura 18: Sensor de nível de água. 
Fonte: Campos (2014). 
 
e) Relé taquimétrico: 
Tem a finalidade de desligar o motor de partida quando a rotação do motor Diesel 
ultrapassa determinado valor, em geral 500RPM, em muitos casos, esta função é também 
37 
 
inerente ao sensor de sobre velocidade, quando este permite o controle de mais que uma faixa 
de operação. Este dispositivo impede acionar o motor de partida com o motor funcionando 
(CREPPE, 2009). 
 
 
Figura 19: Sensor taquimétrico. 
Fonte: Campos (2014). 
 
f) Sensor de ruptura da correia: 
Em algumas aplicações, é exigido que a parada do motor Diesel seja comandada 
antes da temperatura da água se elevar, no caso de ruptura da correia da bomba d’água. 
 
g) Sensor de frequência: 
Creppe (2009) traz que este sensor pode ser utilizado para supervisionar tanto a 
frequência do grupo gerador quanto da rede local. Nos grupos geradores equipados com 
sistema de partida automática, comanda o desligamento da rede local e aciona a partida 
automática do grupo gerador, ou vice-versa, comanda a parada do grupo gerador e transfere a 
carga para a rede local quando há anormalidade na frequência do alternador. 
 
h) Sensores de tensão da rede e do grupo: 
Atuam como no caso dos sensores de frequência, comandando a partida e parada, 
conforme o caso. 
 
i) Outros tipos de sensores: 
Outros tipos de sensores também estão adicionados ao sistema, tais como nível do 
tanque de combustível, presença de água no filtro de combustível, filtro de ar obstruído, 
sobrecarga no alternador, bateria com deficiência de carga, pressão do sistema de 
arrefecimento, temperatura do óleo lubrificante, sendo que os mesmos estão interligados a 
alarme sonoro no local. 
 
38 
 
j) Painel local de instrumentos: 
Para avaliar a desempenho do motor Diesel, um painel de instrumentos dotado de 
manômetro para o óleo lubrificante, termômetro para o sistema de refrigeração, chave de 
partida, comando de parada manual, indicador de carga de bateria e outros instrumentos tais 
como voltímetro e amperímetro para a bateria, tacômetro, termômetro para o óleo lubrificante 
e horímetro, estão instalados junto ao motor Diesel. 
 
 
Figura 20: Painel Micro controlador Motor. 
Fonte: Campos (2014). 
 
k) Quadro de comando: 
Abriga os componentes elétricos, rede local e às cargas, está dotado de uma chave 
seccionadora com fusíveis/disjuntor para a entrada dos cabos provenientes do alternador, 
voltímetro, frequencímetro, amperímetros, chave seletora de voltímetro, regulador automática 
de tensão do alternador, tais como partida, sensores de tensão e frequência, medidor de 
energia, modo indicador estado, carregador/flutuador de baterias, voltímetro e amperímetro do 
sistema de excitação ou outros instrumentos, conforme requerido para a aplicação. 
 
 
Figura 21: Painel Comando Geral. 
Fonte: Campos (2014). 
39 
l) Turbo compressor: 
Segundo Pereira (2010) é normalmente denominado por turbina, supercharger, turbo 
compressor, sobre alimentador, supercarregador, turbo alimentador ou simplesmente turbo, o 
que mais importa são os seus efeitos sobre o desempenho do motor. 
Para o autor, no caso dos motores Dieseis, tem a finalidade de elevar a pressão do ar 
no coletor de admissão acima da pressão atmosférica, fazendo com que, no mesmo 
volume, seja possível depositar mais massa de ar, e, consequentemente, possibilitar 
que maior quantidade de combustível seja injetada, resultando em mais potência 
para o motor, além de proporcionar maior pressão de compressão no interior do 
cilindro, o que produz temperaturas de ignição mais altas e, por consequência, 
melhor aproveitamento do combustível com redução das emissões de poluentes 
(PEREIRA, 2010). 
 
Para melhorar os efeitos do turbo-alimentador, adiciona-se ao sistema de admissão 
de ar, um processo de arrefecimento do ar admitido, normalmente denominado de aftercooler 
ou Inter cooler, dependendo da posição onde se encontra instalado, com a finalidade de 
reduzir a temperatura do ar, contribuindo para aumentar, ainda mais, a massa de ar no interior 
dos cilindros. A tendência, para o futuro, é que todo o motor Diesel seja turbo-alimentados. 
Nos motores turbo-alimentados, o rendimento volumétrico, em geral, é maior que 1. 
 
 
Figura 22: Turbo-alimentador acionado por gás de escape para motor Diesel. 
Fonte: Pereira (2010). 
 
Turbina de gás de escapamento com fluxo de fora para dentro: 
a = admissão do gás de escapamento; b = saída do gás de escapamento; 
c = admissão do ar; d = saída do ar; 
e = entrada do óleo lubrificante; f = saída do óleo lubrificante; 
g = roda motriz da turbina; h = rotor da turbina; 
i = rotor da ventoinha; k = bucha flutuante de mancal. 
40 
 
m) Pick-Up Magnético: 
Sobre o tema, cito o ensinamento abaixo: 
O pick-up magnético é constituído de um sensor ferromagnético, é instalado na 
carcaça, externa do motor, onde é possível ter proximidade com os dentes da 
cremalheira do eixo que liga o motor ao gerador, os dentes ao passar próximo ao 
sensor induzem um pulso de corrente elétrica que é captada pelo regulador. A 
quantidade de pulsos por segundo (frequência) é comparada por um circuito 
comparador instalado no regulador (PEREIRA, 2010). 
 
Havendo diferença entre a frequência dos pulos e o valor que foi ajustado, o 
regulador faz a devida alteração de fluxo da corrente que é enviada para o atuador, que acaba 
por corrigir a dosagem de combustível utilizada. 
 
 
Figura 23: Pick-up Magnético. 
Fonte: Pereira (2010). 
 
 
4.2 Mecanismos de controle 
 
Tratam-se de mecanismos incumbidos de exercer o controle e monitoramento dos 
parâmetros dos motores, e também de dar inicio a todas as demais ações que se fizeram 
necessárias. Tais circunstâncias podem ocasionar o bloqueio de partida, inicio de alarme, e até 
mesmo a aparada do motor, quando for necessário ou até mesmo em caso de emergência. 
Segundo Pereira (2010) os principais são: PCP – Painel comando principal; PCL – 
Painel de controle local; MCM - Módulo de Controle de Estado; PDM – Fonte de 
alimentação; RV – Regulador Velocidade; RT – Regulador Tensão; SV – Sensor 
Taquimétrico (Sub e sobre velocidade). 
Os diferentes modos têm diferentes prioridades e as transições entre esses modos 
41 
 
podem ocorrer de acordo com as regras abaixo: 
 Segurança fundamental (sobre velocidade, pressão de óleo lubrificante, temperatura 
de água de arrefecimento, etc.); - Controle de carga e velocidade (controle eletrônico 
de velocidade pelo MCM, se o motor for equipado com atuador); - Gerenciamento 
de partida e parada (PEREIRA, 2010, p.34). 
 
O sistema de controle de velocidade é possui mecanismos que visam garantir a maior 
confiança possível, com sensores e componentes desenvolvidos especialmente para o local 
onde o motor está. Quantoao sistema, ele está especialmente projetado para atender as 
exigências dos lugares onde os motores encontram-se montados, assim, uma atenção maior é 
considerada no projeto para resistência, à vibração e temperatura. 
 
 
4.2.1 Medição e proteção de excesso de velocidade 
 
Tem a função da segurança fundamental do motor, e é a proteção para os dispositivos 
de parada. A velocidade do motor é medida com um sensor localizado no volante do motor 
(pick-up magnético), usando os sinais de velocidade e calculando a mesma, usa essa 
informação para as funções de velocidade e outros aspectos relacionados com a proteção de 
excesso velocidade, os sensores são do tipo PNP indutivo de proximidade (PEREIRA, 2010). 
Os limites exercidos sobre a velocidade, encontram-se fixados em cento e quinze por 
cento da velocidade do motor nominal. As frequências dos sensores de velocidade são 
transformadas em tensões analógicas, diretamente proporcional a velocidade. É certo que 
qualquer anomalia nos sensores é comunicado ao sensor taquitérmico, por meio de um sinal 
para a proteção do sistema. 
O controle de velocidade, se dá na conversão em tensão ou corrente para o ajusta da 
rotação junto ao MCM. 
 
 
4.2.2 Controle de carga e velocidade 
 
Tem como função a gestão de partida, parada, velocidade e carga do motor, este 
controle é efetuado através do controle do regulador de velocidade através do operador. O 
regulador de velocidade controla a queda da velocidade, controle de compartilhamento 
42 
 
isócrono de carga e o controle KW real. Um controlador do tipo PID controla a injeção de 
combustível com base na diferença entre velocidade medida e a carga atual ou de acordo com 
o modo de controle ativo e set point (figura 24). 
 
 
Figura 24: Regulador de velocidade. 
Fonte: Pereira (2010). 
 
 Controle manual: 
A forma como se opera esse tipo de controle manual, carga e velocidade possuem 
ajustes no valor principal, esse fator eleva a injeção e minora o consumo de combustível da 
unidade geradora: 
 a referência de velocidade interna do motor é reduzida linearmente com aumento de 
carga (queda de velocidade), quando há variação é feito o ajuste na carga do motor 
em conformidade com a curva de queda da velocidade, mantem a mesma frequência 
da rede (PEREIRA, 2010). 
 
Desta forma, um valor de queda muito baixo a carga oscila potencialmente e se a 
queda for alta a frequência reduz abruptamente com o nível de carga. 
 
 
 Modo de controle de carga (KW): 
Neste modo à carga é utilizado como referência, onde é mantida independente da 
carga e da frequência interna ou da rede, o valor de carga é aumentado gradativamente depois 
que o disjuntor estiver fechado, o aumento de carga e feito no painel principal com o aumento 
ou diminuição de injeção de combustível (PEREIRA, 2010). 
 
 
 Modo de controle isócrono: 
É um meio de manter a velocidade nominal constante, sem levar em consideração 
43 
 
possíveis mudanças de carga e sistema. Se existe uma variação de carga, via de regra, o motor 
trabalha com velocidade reduzida por causa do efeito da Lei de Lenz, que em razão do 
aumento da carga no sistema o torque do motor apresentará um aumento visando atender a 
demanda exigida, tal procedimento é feito por meio de módulos sistemas regulação de 
velocidade que manterá o nível combustível controlado e de acordo com a velocidade do 
motor. 
 
 
4.2.3 Monitoramento do motor e as funções de segurança 
 
Com sensores específicos instalados no motor, para controle de bloqueio no início e 
a ativação de alarmes, a redução da carga, monitoramento das variáveis como a velocidade, 
temperatura, pressão, desligamento e parada de emergência. 
Alguns alarmes, por exemplo, de alta temperatura de água, pressão de óleo, nível de 
água, irão ativar um mecanismo de desligamento imediato, ou ainda se houver uma 
sobrecarga do motor, excesso de velocidade do motor, ou se ambos os sensores de velocidade 
falharam. 
 
 
4.3 Capacidade de armazenamento do combustível 
 
A capacidade de armazenamento de óleo da Usina de Guariba é de aproximadamente 
95.000l, composta por 1 tanque de 30.000l e 4 tanques de 15.000l de armazenamento e 5 
tanques de serviços diários de 1.000l. Esses tanques são de chapa de aço carbono soldados 
com pintura epóxi, contendo indicador de nível, tubos de respiro para equilíbrio de pressão 
interna com a atmosfera, bocas de enchimento com tampas, dispositivo de drenagem de água 
e tampa de escotilha para limpeza interna. 
Para a ligação do tanque de combustível ao filtro no motor Diesel, deve-se evitar a 
utilização de tubos galvanizados, dada à possibilidade de desprendimento, ao longo do tempo, 
de partículas metálicas, usarem conexões flexíveis, preferencialmente mangueiras. Os 
diâmetros dos tubos, em função de comprimento e número de curvas, devem atender às 
recomendações do fabricante do motor quanto à vazão e pressão de combustível. 
44 
 
 
 
 
Figura 25: Tanque Armazenamento combustível. 
Fonte: Campos (2014). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Consumo específico da usina de Guariba: 
Limite estabelecido pela 
ANEEL (L/KWH) CE AEC/SCD 
0,289 0,325 
 
 
 
 
 
 
 
Tancagem e estoque de combustível da Usina de Guariba 
Tanque de Armazenamento 
TANQUE Tancagem (litros) 
TA-01 15.000 
TA-02 15.000 
TA-03 15.000 
TA-04 30.000 
TOTAL 75.000 
 Tanque Combustível Filtrado 
TANQUE Tancagem (litros) 
TF-01 15.000 
 Tanque de Serviço 
TANQUE Tancagem (litros) 
TS-01 1.000 
TS-02 1.000 
TS-03 1.000 
TS-04 1.000 
TS-05 1.000 
TOTAL 5.000 
 Estoque Total Tancagem da Usina 95.000l 
 
45 
 
4.4 Sistema Coletas de Dados Operacionais (SCD) 
 
Ficou estabelecido pela Resolução Normativa ANEEL nº 427, de 22/02/2011, que os 
agentes de geração ou de distribuição beneficiários da Conta de Consumo de Combustível 
(CCC) ficam obrigados a implantar Sistema de Coleta de Dados Operacionais (SCD), 
destinado a obter automaticamente, em base horária, valores de energia elétrica e de consumo 
de combustível de empreendimentos de geração de qualquer tecnologia e de empreendimento 
de transmissão para importação de energia. 
A GTON, órgão da Eletrobrás foi o responsável pela elaboração e especificação 
técnica do SCD que estabelece os requisitos mínimos para implantação nas usinas, bem como 
desenvolvimento de ambiente na internet, onde os agentes realizam os tramites para o envio 
das medições. Com a utilização desta nova tecnologia, as medições são informadas hora à 
hora. 
 
 
 
Figura 26: Sistema coleta dados operacionais da usina de Guariba. 
Fonte: Campos (2014). 
 
 
4.5 Modos de operação da usina 
 
O comando de partida das unidades geradoras é feito manualmente por um operador, 
e para isto, são necessárias que os itens de condições de partida estejam liberados, tais como a 
temperatura da água de resfriamento, o óleo lubrificante, a pressão da água de arrefecimento, 
a pressão do óleo lubrificante e do óleo combustível e de controle. Estas condições são 
enviadas pelos painéis de controles locais principal da sala de controle, e se alguns dos itens 
46 
 
não estiverem em condições, será interrompida a partida do motor até que seja restabelecida a 
condição normal de funcionamento. Outros itens também impedem que o motor possa entrar 
em funcionamento, é a proteção do regulador tensão ativada, o motor de giro lento engatado, 
a emergência ativada etc., com as condições satisfeitas o motor entra em funcionamento, e 
após 10 segundo é feito à sincronização automática com o barramento principal. 
A carga é aumentada manualmente pelo operador responsável local pelo 
gerenciamento do sistema