Centrais Hidrelétricas

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

Departamento de Engenharia de Energia e Automação Elétricas PEA

Disciplina : PEA 2420 – PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Professor : Dorel Soares Ramos

Lista de Exercícios (17/09/2012)

1ª Questão

As turbinas da hidrelétrica de Sobradinho, no Rio São Francisco, possuem as seguintes características:

• Queda Disponível - Hd : 27,2 m

• Vazão Nominal : 715 m3 / s

• Potência Nominal : 242 000 CV

• Rotação Nominal : 75 rpm

PEDE-SE :

a) Calcular o rendimento do conjunto (turbina + circuito hidráulico) da usina (%) e o número de polos das máquinas.

b) Calcular a velocidade específica das turbinas (rpm), utilizando a fórmula mais “rigorosa”.

c) Analisando as fórmulas empíricas para a rotação específica e considerando o resultado do item anterior, determinar o tipo de turbina utilizado em Sobradinho.

d) Calcular a potência elétrica de cada máquina de Sobradinho (MW), a partir da vazão e da altura de queda, adotando um rendimento de 95 % para o gerador e o rendimento mecânico calculado no item (a) . Assuma a aceleração da gravidade de 9.81 m / s2.

Fórmulas:

ns = (n .  PMEC ) / [Hd . Hd **(1/4)] (geral)

ns = 2300 /  Hd (Francis – empírica)

ns = 3100 /  Hd (Kaplan – empírica)

ns = 2600 /  Hd (Propeller – empírica)

ns =  ro 510 /  Hd (Pelton – empírica)

2ª Questão

As turbinas da hidrelétrica de Ilha Solteira, no Rio Paraná, possuem as seguintes características:

• Queda Nominal ou Disponível : 48 m Vazão Nominal : 389 m3 / s

• Potência Nominal : 225.000 CV n° Pares de Polos = 42

PEDE-SE :

a) Calcular o rendimento do conjunto (turbina + circuito hidráulico) da usina (%).

b) Calcular a velocidade específica das turbinas (rpm), utilizando a fórmula mais “rigorosa”. Considerando as características da Usina, deduza qual é, provavelmente, o tipo de turbina utilizado ?

c) Sabendo-se que a potência elétrica de cada grupo gerador é de 160 MW, para condições nominais, determine o rendimento dos geradores de Ilha Solteira.

3ª Questão

As turbinas da hidrelétrica Henry Borden possuem as seguintes características:

• Queda Nominal : 684 m Vazão Nominal : 12,7 m3 / s

• Potência Nominal : 89.232 CV Rotação Nominal : 450 rpm

PEDE-SE :

a) Calcular o rendimento do conjunto