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https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4194
Tipo: | Tese |
Título: | Mapeamento da eficiência e análise dos limites operacionais de geradores síncronos de polos salientes operando com rotação variável |
Autor(es): | SINISCALCHI, Roberto Teixeira |
Primeiro Orientador: | BORTONI, Edson da Costa |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | SILVEIRA, Eben-Ezer Prates da |
Resumo: | De acordo com o novo modelo de mercado energético, as empresas do setor elétrico vêm se desenvolvendo de forma a se tornarem cada vez mais competitivas. Por outro lado, a demanda de energia vem aumentando ao longo dos anos e o investimento no setor elétrico não acompanha tal crescimento. Isto faz com que o sistema elétrico interligado venha a ser operado próximo à sua capacidade máxima. A produção de energia através de fontes renováveis como eólica e solar contribuem para o desenvolvimento sustentável e minimizam as questões de déficit de energia. Entretanto, as fontes denominadas intermitentes, por questões de inércia síncrona pouco contribuem com sistema elétrico em caso de grandes distúrbios. Neste cenário, os hidrogeradores ainda são as fontes mais confiáveis e desempenham um papel fundamental na estabilidade do sistema elétrico. Adicionalmente, os hidrogeradores com rotação variável podem contribuir significativamente para a operação do sistema, otimização de reservatórios e minimização de impactos ambientais. Ademais, com o desenvolvimento tecnológico, redução de custo de inversores e a ampliação de redes em HVDC propiciam a aplicação de hidrogeradores com rotação variável. O objetivo do trabalho é propor um estudo da eficiência do hidrogerador de grande porte com rotação variável. Pretende-se mapear a eficiência da máquina para várias condições de carga e rotação, analisando o comportamento das máquinas em relação aos diversos tipos de perdas. Também serão analisados os limites operacionais da máquina síncrona de polos salientes para várias condições de rotação. As análises e simulações serão aplicadas em hidrogeradores de grande porte e como contribuições serão propostas curvas de capabilidade tridimensionais com a variação da frequência no terceiro eixo e as respectivas análises da influência das reatâncias, tensão, corrente na armadura e perdas nos limites operacionais da máquina. |
Abstract: | According to the new energy market regulation, the electric system companies have been leading to become more and more competitive. However, the consumption of electric energy has increased along the years, and the investments in the electric system have not increased in the same proportion. It makes the electrical grid operation close to its maximum capacity. Energy production through renewable sources such as wind and solar contributes to sustainable development and minimizes energy deficit issues. However, intermittent sources, due to low synchronous inertia, make a small contribution to the electrical system in the event of major disturbances. In this scenario, hydrogenerators are still the most reliable sources and play a fundamental role in the electrical system stability. Additionally, hydrogenerators with variable speed can significantly contribute to system operation, reservoir optimization and minimization of environmental impacts. Furthermore, through technological development, the reduction costs of inverters and the expansion of HVDC grids, the application of variable speed hydrogenerators is completely viable. The objective of this work is to propose a study of the efficiency of a large hydrogenator with variable speed operation. The aim is to map the efficiency of the machine for different load and rotational speed conditions, analyzing the behavior of the machine regarding to distinct types of losses. The operational limits of the salient pole synchronous machine for different rotational speed condition will also be analyzed. The analyzes and simulations will be applied to a large hydrogenator and as a contribution a three-dimensional capability chart will be proposed with speed variation in the third axis and the respective analyzes of the influence of reactance, voltage, armature current and losses in the operational limits of the machine. |
Palavras-chave: | Curva de capabilidade Eficiência Hidrogeradores Rotação variável |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Itajubá |
Sigla da Instituição: | UNIFEI |
metadata.dc.publisher.department: | IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4194 |
Data do documento: | 11-Dez-2024 |
Aparece nas coleções: | Teses |
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