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Tema_7_2011_Casa_Forca

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84 71,43 85,71 
30 200,0 240,0 86 69,77 83,72 
32 187,50 225,0 88 68,18 81,82 
34 176,47 211,8 90 66,67 80,0 
36 166,67 200,0 92 65,22 78,26 
38 157,89 189,47 96 62,50 75,0 
40 150,0 180,0 98 61,2 73,5 
42 142,86 171,43 100 60,00 72,0 
44 136,36 163,64 104 57,69 69,23 
46 130,43 156,52 108 55,56 66,67 
48 125,0 150,0 112 53,57 64,29 
50 120,0 144,0 116 51,72 62,07 
52 115,38 138,46 120 50,0 60,0 
56 107,14 128,57 124 48,39 58,06 
58 103,45 124,14 128 46,88 56,25 
60 100,0 120,0 132 45,45 54,55 
UFRJ 
79 
8. Pré-dimensionamento (Pelton). 
 
Dimensões da caixa espiral e do tubo de sucção 
 D n Dsj3 21028 0 0137   , ,
L D  078 206 3, ,
G L  0196 0 376, ,
H L  0 62 0 513, ,
I L  128 0 37, ,
B L  0 595 0 694, ,
C L  0 362 0 68, ,
D L   0 219 070, ,
E L  0 43 070, ,
A 
D 
E 
B C 
D3, A, 
B, C, 
D, E 
 
- 
 
dimensões da 
turbina, em m; 
F, G, 
H I, L 
- dimensões da 
câmara blindada, 
em m; e 
D2 - diâmetro da linha 
de centro do jato, 
em m. 
UFRJ 
80 
8. Pré-dimensionamento (Pelton). 
 
Dimensões da casa de força 
A largura de bloco da unidade da casa de força no 
sentido transversal ao fluxo, B1cf (m), é dada pela 
expressão 
B B C dcf1 1  
B,C - dimensões do bico injetor, em m; e 
d1 - espaçamento entre unidades 
geradoras definido pelo projetista, 
em m. 
UFRJ 
81 
8. Pré-dimensionamento (Pelton). 
 
Dimensões da casa de força 
A largura total da casa de força, Bcf (m), sem incluir a 
área de montagem, é dada pela expressão 
B = N B + 2,0cf g 1cf
Ng - número de unidades geradoras; e 
B1cf - largura de bloco da unidade da casa de 
força, em m. 
UFRJ 
82 
8. Pré-dimensionamento. 
 
E mais: 
Largura da área de montagem 
Comprimento da superestrutura, 
Volume de escavação comum, 
Volume de escavação em rocha, 
Tratamento das fundações, 
Cálculo da armação, 
Custo aquisição turbinas, geradores, pórticos, etc 
 
UFRJ 
83 
8. Pré-dimensionamento. 
 
Para dimensionar a casa de força e seus equipamentos, o 
Manual de Inventário da Eletrobras recomenda utilizar uma 
das planilhas abaixo, baseadas no tipo de turbina selecionado 
nos estudos preliminares: 
 
UFRJ 
84 
8. Pré-dimensionamento. 
 
– 582P.xls-para casa de força equipada com turbinas Pelton; 
– 582Fv.xls -para casa de força equipada com turbinas 
Francis de eixo vertical; 582FV.XLS; porteiras.XLS 
– 582Fh.xls -para casa de força equipada com turbinas 
Francis de eixo horizontal; 
– 582Ka.xls -para casa de força equipada com turbinas Kaplan 
com caixa espiral de aço; 
– 582Kc.xls -para casa de força equipada com turbinas Kaplan 
com caixa semi-espiral de concreto; e 
- 582B.xls – para casa de força equipada com turbinas Bulbo. 
 
UFRJ 
85 
8. Pré-dimensionamento. 
 
 
No entanto: importância de se saber o que se está 
fazendo. Exemplo do “Selecting Reaction Turbines (USBR)”, 
mostrar gráficos de rendimentos acoplados dos grupos 
turbina-gerador, determinação altura de referência. 
 
UFRJ 
86 
9. Arranjo dos equipamentos 
elétricos. 
 A área de montagem pode ser construída no fim ou no meio 
do hall de máquinas. É utilizada para receber e descarregar 
os veículos pesados, com espaço suficiente para que a 
maior peça (normalmente o rotor e o estator do gerador) 
possa ser total ou parcialmente desmontada. 
 
As dimensões principais e a disposição dos grupos, são 
estabelecidas pelas suas características mecânicas e 
hidráulicas, pelas condições de acesso rodoviário, direção 
das LT´s e pela aparência arquitetônica do conjunto. 
A subestação deve ser acomodada o mais próximo da CF. 
 
UFRJ 
87 
9. Arranjo dos equipamentos 
elétricos. 
 O projeto e o arranjo particular dos grupos de geração 
terão um efeito importante sobre o número de pavimentos 
da CF. 
 
Quando o eixo é horizontal, normalmente 1 pavimento é 
suficiente e o grupo de geração é montado sobre suas 
fundações. 
 
Com o eixo vertical, a quantidade de pisos dependerá do 
projeto do grupo e do espaço requerido para os 
equipamentos auxiliares. 
 
UFRJ 
88 
9. Arranjo dos equipamentos elétricos: 
Transformadores principais. 
 
Em geral, dificultam a solução de arranjo devido ao seu 
considerável peso, área, altura e risco de fogo. 
Teoricamente, pertencem ao sistema de transmissão e não ao 
sistema de geração de energia. 
Porém, normalmente, o gerador está ligado ao transformador 
e os dois elementos formam, assim, um bloco. 
Além disso, as barras blindadas usadas para a ligação são 
bastante caras e a distância entre o gerador e o 
transformador deve ser a menor possível, de forma que o 
transformador faça parte das máquinas e instalações que 
determinam o projeto da CF. 
 
UFRJ 
89 
Podem ser trifásicos (juntando os enrolamentos das três 
fases numa só unidade) ou monofásicos, destinando-se para 
cada fase um transformador. 
Um transformador trifásico é mais barato do que três 
monofásicos. Em favor de três monofásicos: só precisa de 1 
desses como reserva e são mais leves para serem 
transportados nas estradas. 
Os enrolamentos e o ferro ativo do transformador 
encontram-se mergulhados num banho de óleo isolante que 
deve ser resfriado. As dimensões do transformador podem 
ser reduzidas se é usada água como meio resfriador ou 
circuito forçado de óleo. 
 
9. Arranjo dos equipamentos elétricos: 
Transformadores principais. 
 
UFRJ 
90 
10. Equipamentos auxiliares. 
 
As turbinas, os geradores e os transformadores representam 
as peças maiores e mais importantes nas instalações de uma 
CF, mas para sua operação precisa-se de um grande número 
de instalações secundárias: 
 pontes rolantes e guindastes pórticos; 
Regulador de velocidade; 
Sistema de refrigeração dos mancais; 
Bombas de alta pressão de óleo para macaqueamento do 
rotor do gerador; 
Bombas do sistema de resfriamento; 
Sistema anti-incêndio dos geradores; 
etc 
 
UFRJ 
91 http://www.itaipu.gov.br/ 
UFRJ 
92 
UHE Machadinho 
11.140 MW 
A Usina Hidrelétrica Machadinho está localizada no Rio Pelotas a 1,2 km a 
jusante da foz do Rio Inhandava, entre os municípios de Piratuba/SC e 
Maximiliano de Almeida/RS. 
 
Barramento blindado - Unidade 3 
Ligação dos painéis de instrumentação - Unidade 3 
UFRJ 
95 Central hidráulica do sistema de regulação - Unidade 3 
Acoplamento do eixo superior com o rotor - Turbina 3 
UFRJ 
97 Sistema de CO2 da sala de óleo lubrificante 
Vista geral da galeria de serviços - El. 372,40m 
UFRJ 
99 
11. Distribuição de energia 
elétrica 
Pretendemos transmitir uma potência de 50 MW com fator 
de potência de 0,85, por meio de uma linha de 
transmissão trifásica com condutores de alumínio, desde 
a usina hidroelétrica, cuja tensão nominal do gerador é 
13,8 kV, até o centro consumidor situado a 100 km. 
Admitindo-se uma perda por efeito Joule de 2,5 % na 
linha, determine o diâmetro do cabo nos seguintes casos: 
a) usando linha de transmissão direta sob os 13,8 kV (essa 
é a idéia de quem acha que é suficiente 'esticar' os fios 
diretamente do gerador até o centro consumidor). 
b) usando linha de transmissão sob 138 kV (linha trifásica 
de alta tensão).

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