universidade candido mendes pós
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1. 25 medi o de POT NCIA desta forma o operador ter uma melhor visualiza o da divis o de carga entre os mesmos tamb m importante que seja observada a temperatura do leo lubrificante do motor ap s a distribui o das cargas pois como j foi informado melhor para o motor diesel que a temperatura do leo lubrificante seja maior que 50 C para receber toda a carga que por ventura esteja sendo consumida pela esta o a a o descrita n o impeditivo para o caso de emerg ncia na esta o e o motor tenha que assumir toda a carga de uma s vez Quando a temperatura do gerador que esta entrando chegar a 50 C no item anterior foi descrito o procedimento para verifica o da temperatura do leo lubrificante ele estar em condi es para receber a carga total da esta o para se completar a transfer ncia de carga basta o operador colocar a chave RUN OFF e AUTO no PCC 3100 em OFF do gerador que por ventura ir sair de linha assim o disjuntor do mesmo ir abrir e a carga ser transferida passando assim toda a carga para o gerador que esta entrando em linha 2 7 3 Opera o em autom tico Na opera o simples em modo autom tico esta semelhante opera o descrita no item anterior diferen a esta na chave de LIGAR DESLIGAR o gerador e na opera o do disjuntor principal no qual o operador n o ter a o o procedimento ser todo em autom tico A chave do PCC 3100 RUN OFF e AUTO de2. energ tico da Esta o A partir do estudo algumas provid ncias foram sugeridas para o uso mais eficiente da energia el trica e sua economia podendo ser citados dentre outras A Nos aspectos relacionados seguran a e confiabilidade das instala es Manter os diagramas de liga es atualizados Identificar circuitos inativos e remov los Identificar todos os circuitos el tricos ativos Desimpedir o acesso aos quadros de distribui o Acertar a instala o dos condutores nos trechos externos Evitar a instala o dos quadros e distribui o em locais pr ximos a respingos de gua perto de aquecedores e pr ximo de materiais inflam veis B Sobre as interven es t cnicas de eficientiza o Promover informa o adequada aos usu rios para incentivar a modifica o de h bitos principalmente quanto ao uso dos aquecedores e da ilumina o Analisar a viabilidade t cnica e financeira para troca dos motores standard por motores de alto rendimento Promover a troca das lumin rias atuais por outras com sensor de presen a Monitorar de forma cont nua o consumo de energia e as condi es de funcionamento de cargas espec ficas atrav s do analisador de energia Implementar sistem tica de manuten o peri dica dos equipamentos Instalar equipamentos economizadores de gua principalmente da gua aquecida Corrigir os problemas identificados nos pontos de
3. 07004 80A PD 2F 07 CASA DA OPERADORA Ol 07Q07 100A PD 2F 18 PAINEL CINTAS T RMICAS 07014 50A PD 2F 52 CASA DE BOMBAS DO LAGO SUL 07012 32A PD 2F 37 EMFERMARIA SALA DE CIRURGIA 07015 32A PD 2F 23 SALA DE ESTAR 07018 32A PD 2F 19 PAINEL DA ESTA O RADIO 07020 32A FRIGORIFICA II 07023 32A PD 2F 15 FRIGORIFICA e III 08004 32A PD 2F 08 PAINEL DO CORREDOR DOS LABORAT RIO 08006 32A PD 2F 22 PAINEL DA COZINHA 08009 32A RESERVA 08Q12 32A PD 2F 48 PAINEL DA ESTA O RADIO EMERG NCIA 08014 08017 08020 20A RESERVA 08Q23 15A CENTRAL DE INC NDIO E CENTRAL TELEFONICA 2 6 4 PPF 2F 01 DISJUNTORES 22 01 40A PD 2F 13 PAINEL DO ALOJAMENTO ARSENAL 02 25A RESERVA 03 40A PD 2F 34 PAINEL DO LABORAT RIO IV e V 04 40A PD 2F 04 PAINEL DO CORREDOR DOS CAMAROTES 1 AO 13 05 40A PD 2F 25 PAINEL DO M DULO DE METEOROLOGIA 06 63A PD 2F 20 PAINEL DA LAVANDERIA 07 63A RESERVA 08 63A RESERVA 09 63A PD 2F 31 PAINEL M DULO DE QU MICA 10 25A PD 2F 24 PAINEL DA SALA DE SECAGEM 11 40A RESERVA 12 40A RESERVA 13 40A RESERVA 14 40A PD 2F 39 PAINEL DO LABORAT RIO II 15 40A PD 2F 40 PAINEL DO LABORAT RIO III 16 40A PD 2F 36 PAINEL DA FOSSA DA EMFERMARIA 17 32A RESERVA 18 32A RESERVA 19 32A PD 2F 12 PAINEL DOS CAMAROTES 14 A 19 e BANHEIRO AEB 20 25A FORNO UMA CAMARA COZINHA 21 40A RESERV
4. 17006 63A PD 2F 21 PAINEL DA CARPINTARIA 17009 63A PD 2F 30 PAINEL INCINERADOR 17Q12 63A TRAFO 220 660V P A DE MAQ PUNTA PLAZA 17014 63A RESERVA 17017 63A RESERVA 17020 63A PD 2F 51 CASA DE BOMBAS DO LAGO NORTE 17022 63A PD 2F 16 VLF 18002 40A PD 2F 44 SALA DE SECAGEM 18005 40A PONTE ROLANTE 18009 40A TOMADA DA CAPELA 18010 18013 18016 18018 18021 40A RESERVA 2 6 2 QEE DISJUNTORES 14017 200A PAINEL DE CARGAS VITAIS 14019 200A PD 2F 53 CASA DE BOMBAS LEO COMBUST VEL 14022 100A RESERVA 15003 100A RESERVA 15Q06 63A CONTROLADOR BOMBA DE INC NDIO 15Q08 63A PD 2F 27 PAINEL CINTAS TERMICAS PM 15Q11 63A PD 2F 42 AQU RIO II 15014 63A RESERVA 15016 63A RESERVA 15019 40A CONTROLADOR BOMBA AGUADA PM 15022 40A RESERVA 16003 40A RESERVA 16014 40A PD 2F 49 PAINEL P DE M QUINAS 16017 40A PD 2F 46 PAINEL M DULO DE AGUADA 21 16020 40A PD 2F 47 M DULO DE CALEFA O 16006 40A PD 2F 11 PAINEL PR AQUECIMENTO DO MOTOR GERADOR DA PM 16022 40A PD 2F 57 PAINEL COMPRESSORES DOS AQU RIOS 160209 40A PD 2F 41 PAINEL M DULO AQUARIO 16011 40A PD 2F 60 PAINEL DE DISTRIBUI O COMPT DGE 17206 10A DESUMIDIFICA O GERADOR DE EMERGENCIA 17Q09 10A URPB PR AQUEC DIESEL EMERG NCIA 17015 100A RESERVA 17018 17020 17023 80A RESERVA 2 6 3 PCV DISJUNTORES
5. A Petrobras e a EACF A Petrobras assinou acordo de coopera o com a Marinha do Brasil atrav s da Secretaria da Comiss o Interministerial para os Recursos do Mar SECIRM a Universidade Federal do Rio Grande FURG e a Funda o de Apoio Universidade do Rio Grande FAURG para melhorias na Esta o Ant rtica Comandante Ferraz EACF O acordo com dura o de quatro anos prev a implanta o na EACF de um novo sistema de recebimento de combust veis cont nuo r pido e seguro contra vazamentos e o desenvolvimento de pesquisas na rea de Seguran a Meio Ambiente e Sa de SMS Ele contempla tamb m melhorias nas instala es de terra visando ao constante aperfei oamento da seguran a ambiental e preserva o do delicado ecossistema Ant rtico O novo sistema de abastecimento prev a instala o de um carretel de cerca de mil metros de tubo flex vel retr til cuja extremidade ser conectada ao navio nas opera es de descarga do combust vel fig 10 Figura 10 44 O secret rio da SECIRM afirmou que a Petrobras tem sido fundamental pelo empenho com o programa h mais de duas d cadas Sem o adequado apoio log stico esta o nenhum projeto cient fico poderia prosperar Esse novo sistema que come aremos a instala o ainda este ano possibilitar o abastecimento de combust vel a partir dos navios da Marinha em tempo muito reduzido rela o ao que hoje praticamos e principalmente com ma
6. No entanto ressalta se que ainda s o geradores cuja m quina prim ria um motor diesel levando a emiss o de gases poluentes e alto consumo de combust veis f sseis O leo diesel fornecido pela Petrobras e especialmente produzido para manter integras suas caracter sticas mesmo quando submetido a temperaturas negativas como ocorre na Ant rtica O consumo atual de leo diesel para gera o da energia consumida na EACF de 850 a 1000 litros dia no ver o e de 1000 a 1200 litros dia no inverno 2 2 Sistema de gera o e distribui o de energia A nova filosofia de gera o e distribui o de energia da EACF se faz necess rio uma atualiza o das informa es sobre os geradores e quadros Quadro El trico Principal QEP Quadro El trico de Emerg ncia QEE Painel Carga Vital e PF 2F 01 2 3 Descri o do sistema A EACF possui hoje 04 grupos motores geradores do fabricante Cummins modelo C200 D6 4 composto de motor diesel modelo 6CTAA G1 8 3 Gerador com pot ncia de 255KVA 204 KW e Painel de controle PCC 3100 Estes componentes est o envolvidos em uma carenagem ac stica 85 db a um metro de dist ncia e foram denominados de Grupo Motor Gerador 1 2 3 e quatro G1 G2 G3 e G4 o gerador G4 tamb m pode ser chamado de Gerador de emerg ncia GE Esses grupos geradores sao capazes de atrav s do painel PCC 3100 entrarem em funcionamento em paralelo para transfer ncia autom tica de carga entre os gru
7. lica solar etanol e aproveitamento de outras fontes de energia para a EACF METODOLOGIA A metodologia utilizada para a confec o desta monografia foi um trabalho de pesquisa em sites especializados Secretaria da comiss o interministerial para os Recursos do Mar SECIRM Diagn stico energ tico da EACF um caso espec fico Matriz energ tica uso de combust veis f sseis para produ o de energia em revistas impressas e informativos da rea tais como Ci ncia Brasileira no IV ano Polar Internacional elaborada pela biblioteca e pol tica em C amp T do Minist rio de Ci ncias e Tecnologia 2009 Cole o explorando o ensino Ant rtico vol 9 Minist rio da Educa o 2006 pesquisa de caso Cummins Brasil LTDA treinamento dos novos geradores na distribuidora Cummins Centro Oeste DCCO Vale solu es em energia VSE geradores a etanol e atrav s de experi ncias vividas na EACF SUM RIO INTRODU O CAP TULO Como era o sistema de gera o de energia na esta o CAP TULO II Como hoje o sistema de gera o de energia na esta o CAP TULO III Exemplos de algumas esta es com fontes de energia renov vel CAP TULO IV Como poder ser o futuro o sistema de gera o de energia na esta o CONCLUS O BIBLIOGRAFIA CONSULTADA NDICE ANEXOS FOLHA DE AVALIA O INTRODU O Na tentativa de redu o do impacto ambiental existe um projeto para a instala o de um sistema de gera o e di
8. 1991 270 p 8 LUCKESI Cipriano Carlos Filosofia da Educa o S o Paulo Cortez 1991 9 MACHIAVELLI Nicol Di Bernardo El Princepi Traduci n de GRASSI Roberto 17 edi o Rio de Janeiro Bertrand Brasil 1994 10 ERBOLATO M rio L T cnicas em Codifica o Jornal stica 5 ed S o Paulo editora tica 1991 256 p 11 www vezdomestre com br Pedagogia Inclusiva 1 4 2004 12 CARVALHO Vilson S rgio Pedagogia Inclusiva www vezdomestre com br 1 4 2004 NDICE FOLHA DE ROSTO AGRADECIMENTO DEDICAT RIA RESUMO METODOLOGIA SUM RIO INTRODU O CAP TULO T TULO 1 1 A Busca do Saber 1 2 O prazer de pesquisar 1 2 1 Fator psicol gico 1 2 2 Est mulo e Resposta CONCLUS O ANEXOS BIBLIOGRAFIA CONSULTADA BIBLIOGRAFIA CITADA NDICE o ND Om P ODN 11 12 15 15 17 48 49 52 54 55 59
9. com o PCC 3100 do gerador que esta alimentando o QEP para que os mesmos entrem em sincronismo Assim o PCC 3100 do gerador que esta entrando acionar o fechamento do disjuntor principal no QEP e eles iniciar o a divis o de carga entre os geradores at que a carga esteja dividida igualmente entre os dois Como foi dito anteriormente o operador dever aguardar a estabiliza o da temperatura do leo lubrificante do motor que esta entrando 50 C para assim desligar a chave LIGA DESLIGA no QEP referente ao motor que esta saindo de carga Desta forma os dois PCC 3100 completam a transfer ncia de carga e o que esta saindo aciona a abertura do disjuntor principal 15 KW e inicia o processo de desligamento do motor contando o tempo de 180 segundos para ent o comandar a parada do motor 2 7 4 Ajustes do sistema com os geradores G1 G2 E G3 Existem dois tipos de ajustes um tipo que poder ser feito pelo operador e outro que s o feitos na f brica durante os testes ap s a montagem dos grupos geradores e possui senha de acesso esta senha esta no manual do PCC 3100 n o devendo assim ser alterados sem que o operador tenha certeza da fun o que esta sendo alterada a descri o destas fun es esta no manual do PCC 3100 Os ajustes que podem ser feitos pelo operador s o os seguintes 27 A VOLTAGEM B FREQU NCIA C START DELAY D STOP DELAY E IDLE SPEED Antes de iniciar o ajuste de tens o caso este gerador
10. e apresentam n vel de ru do menor do que os geradores antigos como uma proposta do Programa Ant rtico Brasileiro ao diagn stico de impacto ac stico No entanto ressalta se que ainda s o geradores cuja m quina prim ria um motor diesel levando emiss o de gases poluentes e alto consumo de combust veis f sseis O leo diesel fornecido pela Petrobras e especialmente produzido para manter integras as suas caracter sticas mesmo quando submetido s temperaturas negativas como ocorre na Ant rtica Os novos geradores foram adquiridos na Cummins Brasil LTDA onde participamos dos treinamentos e na instala o dos mesmos na EACF importante buscar uma inser o harm nica entre o homem e o ambiente seja atrav s da otimiza o dos sistemas instalados seja na busca por solu es que signifiquaem um menor impacto ambiental na Esta o Ant rtica Comandante Ferraz EACF para apresentar a possibilidade de estudo da inclus o de fontes renov veis de energia como gera o e lica solar etanol e aproveitamento de outras fontes de energia para a EACF preciso cuidar do meio ambiente n o importa em que lugar do planeta moramos Neste aspecto administrar o meio ambiente ant rtico igual administrar nosso pr prio pulm o As regi es como a Ant rtica desempenham papel importante nos temas ambientais relacionados ao clima global e s o vitais para o entendimento do passado presente e futuro do ecossiste
11. e manuten o do GMG a etanol em S o Jos dos Campos 4 4 3 2 Modo entrada e sa da em carga do moto gerador a etanol na EACF 49 A Os GMG s instalados na EACF s o a Diesel fabricados pela Cummins e configurados pela Distribuidora Cummins do Centro Oeste DCCO para assumirem e entregarem carga no menor tempo poss vel Esta configura o foi estabelecida para que a passagem de carga de um GMG para outro seja feita em dois degraus de 80 KW B A MB realizar o ajuste no tempo de tomada de carga do GMG a Diesel que estiver entrando em servi o a fim de compatibilizar a sa da em rampa do GMG a etanol C A VSE realizou testes com um GMG a Diesel Cummins id ntico aos instalados na EACF visando assegurar a transfer ncia de carga em rampa segundo par metros seguros e compat veis com os equipamentos da Esta o D O GMG VSE est devidamente testado e comissionado fora da barra de alimenta o da EACF Os testes que foram realizados pela VSE em c mara fria indicaram que o equipamento assumir a carga como descrito acima sem riscos E A VSE solicitou que a MB indicasse um profissional do seu quadro t cnico que tenha conhecimento das instala es de gera o da EACF para participar dos ensaios que foram feitos nas suas instala es em S o Jos dos Campos a fim de receber as orienta es t cnicas relativas aos ajustes dos par metros de tomada de carga F A altera o simples e n o acarretar e
12. e tem por finalidade informar ao operador que o sistema esta inst vel estes alarmes n o param o Grupo gerador mais informa que existe algum problema que pode parar o mesmo 2 8 2 Falhas Sinalizador na cor vermelha e tem por finalidade informar ao operador que houve um problema que parou o grupo gerador Estes ALARMES e FALHAS s o informados nos seguintes locais Painel PCC 3100 Painel QEP G1 G2 e G3 e QEE G4 33 Quadro de sinaliza o remota QSR nos quadros QEP QEE e PCC 3100 os alarmes e indica es de falha s o de forma visual LAMPADA e LED e no QSR temos al m da informa o visual existe um alarme aud vel com bot o para silenciar o mesmo no pr prio quadro Os rearmes dos alarmes ser o feitos na pra a de m quinas no PCC 3100 do gerador que esta funcionando pressionando o bot o de RESET que fica abaixo do display digital e o rearme das falhas ser no mesmo bot o no entanto a chave de RUN OFF AUTO dever ser posicionada para OFF antes de pressionar o bot o de RESET No PCC 3100 os alarmes seguem uma numera o que apresentada quando ocorre a falha ou alarme que ser descrito na tabela a baixo N DESCRI O TIPO 102 PARADA DE EMERGENCIA FALHA 200 BAIXA PRESS O DE OLEO LUBRIFICANTE ALARME 201 BAIXA PRESS O DE OLEO LUBRIFICANTE FALHA 204 FALHA NO SENSOR OU CABOS DE CONEX O ALARME 210
13. n o esteja alimentando o QEP necess rio abrir as chaves fus veis localizadas no QEP que enviam a informa o do valor da tens o da barra para cada gerador TBG1 1 2 3 TBG2 1 2 3 TBG3 1 2 3 esta informa o vai para o cart o BUS PT localizado no PCC 3100 e serve para que o gerador que esta entrando em funcionamento tenha referencia da tens o do barramento e assim o cart o BUS PT do mesmo Inicia o ajuste da tens o gerada e se esta chave fus vel n o for desligada e for feito algum ajuste neste gerador existir uma interfer ncia do cart o BUS PT no ajuste assim o operador n o conseguir ajustar a tens o do gerador n o fa a esta opera o com os geradores funcionando em paralelo Os ajustes poder o se acessados atrav s da tecla localizada ao lado do display digital onde temos a inscri o AJUST na parte frontal do PCC 3100 quando esta tecla apertada aparece no display a inscri o VOLTS e a indica o de tens o que esta sendo gerada Nesta condi o a indica o somente de uma das fases do gerador atrav s do led verde na parte inferior direita do painel poderemos ver e selecionar qual das fases estamos fazendo a leitura e atrav s da tecla FASE SELECT podemos selecionar as outras fases do gerador Aparecer tamb m no display digital ao lado da inscri o VOLTS duas setas para cima e para baixo onde o operador ajustara o valor de tens o que esta sen
14. que pressionaremos as teclas AJUST gt gt AVAN AR at que apare a a inscri o STOP DELAY ent o pressione a tecla relacionada inscri o e aparecer o tempo que o motor levar para parar ap s dado o sinal de comando de parada do motor Em todos os motores a parada esta prevista para 180 segundos este o tempo para que o motor diesel depois de muito tempo em funcionamento entre em fase de resfriamento O ajuste de IDLE SPEED n o aplicado a este sistema Os ajustes que s o feitos na fabrica durante os testes ap s a finaliza o da montagem do motor n o devem ser alterados mais se houver necessidade dever ser feito por pessoa qualificada O manual do PCC 3100 mostra quais s o estes ajustes e suas fun es 2 7 5 Opera o do sistema com o gerador G4 gerador de emerg ncia A opera o do gerador G4 mais complexa e poder ser feita de dois modos Opera o autom tica pelo m dulo de transfer ncia autom tica POWER COMMAND TS 1310 no qual o operador n o tem nenhuma a o 29 quanto partida e parada quando da falta de alimenta o de energia pela pra a de m quinas que a opera o normal de funcionamento Opera o local ou remota quando for necess rio colocar o G4 em linha para alimentar a esta o por problemas no automatismo do sistema de transfer ncia POWER COMMAND TS 1310 fazendo o paralelo com os geradores da pra a de m quinas sem qu
15. 0 devera estar em AUTO e a partida ser feita pela chave do quadro no QEE e assim que o gerador estiver pronto para assumir a carga automaticamente o PCC 3100 aciona o disjuntor principal Se o gerador G4 estiver sendo colocado em funcionamento para que o mesmo assuma a alimenta o da esta o sem que exista falta de energia o operador dever colocar a chave reversora na posi o de OFF abrir a porta interna do primeiro m dulo do QEE e acionar a chave de controle de automatismo de paralelo para a posi o liga assim acender uma l mpada na parte frontal do QEE de automatismo ligado fechar a porta interna desligar a chave do automatismo da transfer ncia e posicionar a chave reversora para a posi o de manual desta forma o gerador de emerg ncia estar pronto a entrar em funcionamento fazendo o paralelo com o gerador que estiver funcionando na pra a de m quinas Nesta configura o o G4 atua como se estivesse na pra a de maquinas para as transfer ncias da pra a de maquinas G1 G2 e G3 para o G4 A nica diferen a que quando a carga for transferida do G4 para a pra a de maquinas G1 G2 e G3 os dois geradores ir o entrar em paralelo dividir entre si a carga e neste ponto esta a diferen a pois pela configura o do G4 para gerador de emerg ncia quando a chave de LIGA DESLIGA for colocada na posi o de desligar o G4 o disjuntor do G4 no QEE ira abrir e a carga ser passada de imediato para o gerado
16. A 22 40A PD 2F 14 PAINEL CAMAROTES 20 A 24 23 40A PD 2F 38 PAINEL LABORAT RIO 24 40A PD 2F 35 PAINEL FERRAZ O 25 100A FORNO TR S CAMARAS COZINHA 26 63A PD 2F 54 PAINEL DO HELIPONTO 27 63A RESERVA 28 100A PPF 2F 03 ALOJAMENTO ANTIGO CPD 29 150A PD 2F 09 PAINEL DA PADARIA E MAQ LAVAR PRATOS 23 2 7 Opera o e ajustes do sistema 2 7 1 Opera o do sistema com os geradores G1 G2 E G3 A opera o deste sistema muito simples e de f cil entendimento pelo operador ela se baseia em torno do PCC 3100 que fundamental para a opera o existem dois modos de partida dos geradores G1 G2 e G3 um local pelo PCC 3100 e outra remota pelo QEP 2 7 2 Opera o local Na opera o simples em modo local pelo PCC 3100 devemos acionar a chave de tr s posi es RUN OFF e AUTO localizada a frente do painel para a posi o RUN ent o o PCC 3100 comanda a partida do motor de forma que ele possa entrar em opera o Se o motor por algum motivo n o partir em 15 segundos o comando de partida para e entra em estado de espera por 15 segundos e depois volta a comandar a partida automaticamente para uma nova tentativa de partida Esta opera o repetida por cinco 5 vezes e ap s a quinta tentativa ele alarma falha na partida alguns dos alarmes mais comuns ser o descritos no item 2 8 2 Quando n o existe nenhum problema no motor ele entra em funcionamento e come a a aceler
17. BAIXA TEMPERATURA AGUA DE REFRIGERA O ALARME 211 ALTA TEMPERATURA AGUA DE REFRIGERA O ALARME 212 ALTA TEMPERATURA AGUA DE REFRIGERA O FALHA 213 FALHA NO SENSOR OU CABO DE CONEX O ALARME 215 FALHA NA PARTIDA FALHA 220 FALHA NO PICK UP MAGNETICO FALHA 223 SOBRE VELOCIDADE FALHA 230 BAIXA TENS O CORRENTE CONTINUA CC ALARME 231 ALTA TENS O CORRENTE CONTINUA CC ALARME 232 BAIXA CARGA DA BATERIA ALARME 34 250 ERRO NA EEPROM FALHA 251 ERRO NA EEPROM ALARME 301 ALTA TENSAO CORRENTE ALTERNADA CA FALHA 303 BAIXA TENSAO CORRENTE ALTERNADA CA FALHA 313 BAIXA FREQUENCIA FALHA 320 SOBRE CORRENTE ALARME 321 SOBRE CORRENTE FALHA 322 CURTO CIRCUITO FALHA Na tabela est o descritos alguns dos alarmes mais comuns que podem acontecer no sistema mais a lista completa esta no manual do PCC 3100 com prov veis defeitos e solu es para os mesmos 2 8 3 Monitora o de alarme remoto Existe um sistema de monitora o remota atrav s da internet que chama Power Command iwatch 100 Este sistema funciona atrav s do endere o IP 192 168 44 120 e atrav s deste IP conseguimos monitorar os grupos geradores em suas principais fun es A forma de acessar esta monitora o simples Usando internet Explorer digite o endere o IP citado a cima ap s aberta a pagina da CUMMINS de um click com o mouse no ponto denominado standard ent
18. UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES P S GRADUA O LATO SENSU FACULDADE INTEGRADA AVM GERA O DE ENERGIA NA ESTA O ANT RTICA COMANDANTE FERRAZ Por LUIZ CARLOS DE JESUS GOMES Orientador Prof Luiz Cl udio Lopes Alves RIO DE JANEIRO 2011 UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES P S GRADUA O LATO SENSU FACULDADE INTEGRADA AVM GERA O DE ENERGIA NA ESTA O ANT RTICA COMANDANTE FERRAZ EACF Apresenta o de monografia Universidade Candido Mendes como requisito parcial para obten o do grau de especialista em Engenharia de Produ o Por Luiz Carlos de Jesus Gomes AGRADECIMENTOS DEDICAT RIA RESUMO A Gera o de energia na Esta o Ant rtica Comandante Ferraz EACF hoje baseada em uma matriz energ tica n o renov vel pois consome combust vel f ssil Visando solu es que atendam tanto aos requisitos relacionados aos impactos ambientais quanto seguran a e confiabilidade no fornecimento de energia hoje o governo brasileiro tenta alterar esta matriz atrav s experi ncias bem sucedidas em outras esta es cient ficas existente no continente ant rtico Diante desta perspectiva a principal meta ser buscar uma inser o harm nica entre o homem e o ambiente seja atrav s da otimiza o dos sistemas instalados seja na busca por solu es que signifiquem um menor impacto ambiental no continente ant rtico Solu es que incluem fontes renov veis de energia como gera o e
19. a o por no m nimo 50 do tempo Figura 4 Parque e lico em opera o na esta o MAWSON da Austr lia Dois aero geradores de 300kw chegam a atender 90 da carga da esta o Fonte Austr lia Antarctic Division Paralelamente aos estudos sobre energia e lica vinha sendo avaliada a possibilidade do aproveitamento da energia solar Coletores solares foram sendo inclu dos no sistema de alimenta o de energia para atender m dulos de comunica es 37 As repetidoras de VHF s o utilizadas para ampliar as comunica es das esta es e s vezes devem ser instaladas num raio de at 100 km A maioria das vezes as repetidoras devem ser instaladas em reas remotas altas tornando assim a utiliza o de energia e lica n o muito vi vel Por este motivo a utiliza o de energia solar se tornou uma op o vi vel Assim algumas esta es da Austr lia utilizam coletores solares para alimentar as repetidoras de VHF instaladas em reas remotas 3 2 Esta o Princess Elizabeth da B lgica Inaugurada em fevereiro de 2009 a primeira esta o na Ant rtica que opera exclusivamente com fontes de energia renov veis Por este motivo um marco tecnol gico importante para a regi o projetada para operar com uma combina o de energia e lica e solar fig 5 Enquanto que a energia e lica alimenta a rede el trica da esta o a energia solar prov energia el trica pain is fotovoltaicos e gu
20. a quente coletores solares limitando assim o uso de energia el trica para bombeamento de gua A esta o utiliza oito aero geradores de 6 kW com 9 metros de altura fabricado em material termopl stico flex vel com rotores regul veis para se adaptar s mudan as na velocidade e dire o do vento Esses equipamentos est o submetidos a condi es ambientais severas operando a 60 C e resistindo s velocidades de 60m s 216 km hora Al m dos aero geradores foram instalados tamb m 408 pain is fotovoltaicos e 24m2 de coletores solares Deste modo esta esta o a primeira a produzir zero emiss o de poluentes por gera o de energia ao ambiente ant rtico 38 Em fevereiro deste ano foi inaugurada a esta o Princess Elizabeth operada pela B lgica que tem 100 de energia gerada por fontes renov veis e lica solar e aquecimento por pain is solares coletores Deste modo essa esta o se tornou um marco tecnol gico no continente por ser a primeira esta o a gerar ZERO em emiss es de poluentes para o meio ambiente Ant rtico Deste modo pode ser verificado que o uso de fontes renov veis de energia nas esta es da Ant rtica poderia ser tecnicamente vi vel As esta es constru das recentemente e que contam com maiores inova es tecnol gicas utilizam a referida fonte de energia em toda planta ou como fonte de energia complementar Figura 5 Esta o Princess Elizabeth 100 da ge
21. adicionais a an lise energ tica contempla o uso da energia el trica associada a uma an lise das faturas e energia o que n o se aplica no caso pois a EACF um sistema isolado em termos de gera o e distribui o de energia el trica gerando no local a energia el trica necess ria ao funcionamento da Esta o A metodologia que foi seguida inclui o levantamento de dados gerais sobre o funcionamento e os h bitos de consumo dos habitantes da Esta o e a realiza o dos seguintes estudos energ ticos A Levantamento do consumo e caracter sticas da carga total da EACF com medidas feitas na sa da dos geradores atrav s de um analisador de energia 12 B Avalia o do comportamento de cargas el tricas individuais espec ficas atrav s de medidas usando o analisador de energia C Levantamento da carga el trica total instalada D Atualiza o do diagrama unifilar E Vistoria dos quadros de distribui o e avalia o do estado das conex es el tricas e instala es el tricas em geral F Busca de informa o sobre ocorr ncias havidas na planta el trica recorrentes ou epis dicas atrav s da consulta aos operadores do sistema e ao pessoal de manuten o G Registro dos dados de placa dos motores el tricos e medi o das grandezas el tricas dos motores visando identificar equipamentos super ou sub dimensionados H Medi o do n vel de ilumina o dos ambientes An lise das condi es de suprime
22. ar devagar de forma a alcan ar 1800 RPM assim que ele alcan a esta rota o as tens es do gerador estar o reguladas para 225 V e a frequ ncia estar em 60 Hz desta forma estar pronto a alimentar a esta o Nesta condi o de partida o disjuntor principal localizado no QEP n o acionado automaticamente e dever ser acionando manualmente no PCC3100 do gerador em quest o ou diretamente no disjuntor no QEP se n o houver outro gerador alimentando o QEP Na condi o de ser o primeiro gerador a alimentar o QEP o acionamento do disjuntor poder ser uma das op es colocadas a cima e ele alimentara a esta o normalmente bom para o motor diesel que a temperatura do leo lubrificante esteja maior que 50 C antes de comandar o 24 fechamento do disjuntor principal para se verificar esta temperatura o operador dever seguir os seguintes passos no PCC 3100 Pressionar a tecla ENGINE Pressionar a tecla OIL ent o ser mostrada no display digital a press o e a temperatura de leo lubrificante Se n o for poss vel aguardar o leo aquecer poder ser desligado o painel PPF 2F 01 disjuntor 16015 e acionar o comando de fechamento do disjuntor principal ent o ap s a temperatura estar normal para funcionamento do motor o painel PF 2F 01 dever ser religado este procedimento n o impeditivo no caso de uma emerg ncia no qual o circuito citado acima tenha que ficar alimentado Na opera o em co
23. do gerada cabe ressaltar que as tr s fases subir o ou abaixar o conforme a solicita o do operador n o sendo poss vel ajustar cada uma das fases individualmente No ajuste da frequ ncia pressione a tecla AJUST e depois pressione a tecla gt gt avan ar ent o aparecer no display inscri o FREQUENCIA ent o pressionando a tecla relacionada a esta inscri o aparecer indica o da frequ ncia do gerador Se houver necessidade de ajuste o procedimento igual ao do ajuste da tens o nas teclas onde aparecem as setas para cima e para baixo ao lado 28 da inscri o frequ ncia Estes dois ajustes est o relacionados diretamente com o paralelismo autom tico entre os geradores ent o se houver a necessidade de altera o dos valores destas duas fun es em um gerador dever o ser feitos testes de paralelismo com os outros geradores de forma a se ajustar todos os geradores para se obter a melhor divis o de carga entre eles Cabe ressaltar que este ajuste de paralelismo n o dif cil de ser feito por m o operador deve ter a sensibilidade para ajustar a frequ ncia e a tens o de forma n o ocasionar danos aos geradores e de prefer ncia que seja feita por pessoas treinadas Engenheiro T cnico ou Militares com forma o na rea de eletricidade de pot ncia O ajuste de start delay n o aplicado neste sistema de gera o O ajuste de stop delay feito semelhantes aos outros ajustes sendo
24. e haja queda de energia ou em planta dividida com dois geradores Na opera o em autom tico o operador n o tem nenhuma a o sobre a partida parada e transfer ncia de carga para o G4 o equipamento POWER COMMAND TS 1310 sente que n o tem alimenta o no QEE os led de indica o usina e contatora normal se apagam Ent o ele faz a partida do G4 e quando a tens o e frequ ncia estiverem estabilizadas o led de indica o de gerador de emerg ncia acende ele faz a transfer ncia de energia para o QEE O led de indica o contatora emerg ncia acende alimentando assim todas as cargas priorit rias da esta o vitais Quando o problema que ocasionou a falta de energia estiver solucionado e o equipamento sentir a presen a de energia vindo da pra a de maquinas o led usina aceso Ele transfere a alimenta o para o gerador que esta em funcionamento o LED da contatora emerg ncia apaga e o de normal acende e inicia o processo de parada do gerador de emerg ncia que semelhante ao dos outros geradores quando o G4 parar o LED gerador de emerg ncia apaga Se por algum motivo os geradores da pra a de maquinas n o puderem entrar em funcionamento o sistema possui uma alternativa de alimenta o da esta o como um todo pelo G4 Que o acionamento da chave reversora da posi o de autom tico para manual esta chave s deve ser acionada pelo operador se ele tiver plena certeza que n o
25. eitamento o calor de escape irradiado por um equipamento pode ser capturado e utilizado diretamente ou convertido em eletricidade Essa tecnologia reflete no benef cio econ mico da redu o de custos em combust veis e tamb m em benef cios ambientais como a redu o de emiss es de poluentes Hoje na EACF parte do calor irradiado pelos motores geradores usado no pr aquecimento da gua de consumo oriunda dos lagos de degelo atrav s da passagem da tubula o de descarga pelo reservat rio principal permitindo assim a redu o do consumo energ tico para o aquecimento da gua 4 6 Outras fontes renov veis Algumas esta es ant rticas tais como Esta o Mawson Australiana Esta o Princesa Elizabeth B lgica e a Esta o Newmager III Alem como j vimos no cap tulo Ill apresentam matriz energ tica utilizando 52 sistema h brido de gera o el trica constitu do por gerador sistema e lico e placas solares Estas solu es se apresentam particularmente atrativas pois diversificam a matriz energ tica reduzindo o impacto ambiental CONCLUS O Foi apresentada a utiliza o de fontes renov veis de energia em um continente com as condi es singulares como as do Continente Ant rtico A disponibilidade de recursos para estas fontes e a constata o de que esta es mais recentemente implantadas dotadas da mais alta tecnologia utilizam fontes renov veis foi uma motiva o ainda maio
26. em portas de acesso a cada modulo e na parte traseira uma tampa presa com parafusos No primeiro m dulo na parte superior existe a chave reversora para sele o de funcionamento com tr s posi es autom tico Desligado e manual os disjuntores e os rel s de controle e comando na parte inferior temos os bornes de controle e automa o do G4 e interliga o QEE QEP na porta existe um controlador POWER COMMAND TS 1310 que respons vel pela partida do gerador de emerg ncia e a automa o da transfer ncia de alimenta o de normal para emerg ncia este funcionamento ser descrito item 2 7 3 existe ainda um indicador digital POWER LOGIC PM 210 para medi o tens o corrente pot ncia e frequ ncia do G4 as chaves e sinaleiras de controle e alarmes do G4 e a chave sele o de controle da transfer ncia autom tico manual No segundo m dulo existem o disjuntor do G4 os disjuntores de alimenta o Normal e Emerg ncia que fazem a transfer ncia autom tica na falta de energia No terceiro m dulo existem os disjuntores de distribui o de energia e na porta existe um indicador digital POWER LOGIC PM 210 para medi o de tens o corrente pot ncia e frequ ncia do barramento do quadro No quarto m dulo existem os disjuntores de distribui o de energia tanto no terceiro como no quarto m dulo os bornes de sa da dos disjuntores est o na parte de cima do quadro O PPF 2F 01 est instalado na cen
27. ior seguran a do ponto de vista ambiental Como contrapartida a Marinha dar apoio log stico e operacional Petrobras que realizar pesquisas para o uso de energias renov veis a gera o de energia em sistemas isolados e ambientes severos de baixas temperaturas e a avalia o de efici ncia energ tica Tamb m ser o realizadas pesquisas na rea de SMS teis na atua o em regi es isoladas A manuten o operativa e a conserva o da EACF cabem Funda o de Apoio Universidade do Rio Grande FAURG que tamb m signat ria desse acordo O acordo possibilitar importantes melhorias nas instala es e opera es da esta o que atendem plenamente os requisitos de seguran a ambiental necess rios preserva o do delicado ecossistema da Ant rtica que como sabemos exerce profunda influ ncia no clima global Em conson ncia com sua miss o de atuar com responsabilidade social e ambiental e contribuir para o desenvolvimento dos locais onde atua a Petrobras vem participando ativamente das opera es desenvolvidas pelo Brasil na Ant rtica por meio do Programa Ant rtico Brasileiro Proantar Desde a cria o do Proantar em 1982 a Companhia vem oferecendo diversos combust veis diesel naval gas leo rtico gasolina QAV 5 e QAV 1 para atender s atividades relacionadas ao Programa 45 Em junho de 2006 a Petrobras firmou contrato com a Marinha do Brasil atrav s da Funda o de Estudos d
28. l trica da esta o formada por um sistema de co gera o que permite a melhor utiliza o da energia dispon vel S o quatro geradores el tricos de 150KW sendo um reserva Tr s geradores est o em opera o alternada o calor residual do gerador usado para o sistema de aquecimento e para a fus o de neve A uma planta de energia e lica de 30KW Existe ainda a previs o de incrementar o sistema el trico com outras plantas de energia e lica nos pr ximos anos fig 8 41 Figura 8 Usina de energia e lica na Esta o Neumayer III A novidade tecnol gica da nova esta o polar alem est em ser apoiada em 16 pilotis que funcionam como pist es de um elevador hidr ulico A nova base polar de 2 300 toneladas poder ser elevada at um metro por ano ou seja ela sobe com a neve e mant m constante a altura em rela o superf cie de gelo Prevista para 25 a 30 anos de funcionamento fig 9 Figura 9 Sistema hidr ulico de eleva o para compensa o do n vel de neve e garagem abaixo da superf cie de neve Esta o Neumayer III 42 Deste modo p de ser verificado que o uso de fontes renov veis de energia nas esta es da Ant rtica pode ser tecnicamente vi vel As esta es constru das recentemente e que contam com maiores inova es tecnol gicas utilizam a referida fonte de energia em toda planta caso da nov ssima Princess Elisabeth ou em complemento a outra fontes Ma
29. m qualquer risco operacional para a gera o de energia a diesel existente na EACF 4 4 3 3 Propriedades do Etanol em Baixas Temperaturas 50 A Estudo preliminar em parceria com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE para avaliar a temperatura de congelamento do etanol combust vel padr o com teor m nimo de 95 1 em volume de etanol e a influ ncia da adi o de aditivo anticongelante no mesmo B Os resultados indicam que o ponto de mudan a de viscosidade do etano sem utiliza o de aditivo anticongelante de aproximadamente 67 Ce o ponto de congelamento 122 C 4 4 3 4 Proposi o para Suprimento de Etanol A VSE disponibilizar quatro tanques de 10 000 litros cada para a opera o do GMG na EACF A Todos os tanques foram levados na 1 viagem do navio Ary Rongel em 09 09 2011 cheios com etanol fig 13 Figura 13 Tanques com etanol para embarque 51 B Os tanques da esta o quando vazios ser o abastecidos por isotank de 20 mil litros que ser o transportados pelo navio com etanol linha regular de Punta Arenas e Ushuaia C A VSE recebeu resposta positiva da Petrobras Bio Combust veis que manifestou forte interesse em disponibilizar a totalidade do etanol e participar do programa de testes 4 5 Cogera o A cogera o de energia consiste no aproveitamento da produ o simult nea de duas ou mais formas a partir de uma mesma fonte energ tica Neste tipo de aprov
30. ma terrestre suas altera es as mudan as naturais ou feitas pelo homem A import ncia do continente enorme para a ci ncia por ser um laborat rio natural sem igual por sua preserva o ao longo dos anos e por permitir pesquisas de relev ncia global Mas muito do valor cient fico da Ant rtica ser perdido se sua polui o ou significativa perturba o do seu meio ambiente for permitida Por isso uma forte raz o para se fazer um esfor o especial a fim de proteger o meio ambiente da Ant rtica 10 CAPITULO COMO ERA A GERACAO DE ENERGIA NA ESTACAO 1 1 Estudo da efici ncia da energia el trica Nos anos de 2007 e 2008 foram feitos estudos para o uso eficiente da energia el trica na Esta o Ant rtica Comandante Ferraz EACF A gera o de energia el trica era feita atrav s de 4 grupos moto geradores cada um com 1 gerador de 150 KVA estando 2 destes grupos sempre em funcionamento e 1 gerador de emerg ncia de mesma capacidade fig 1 Cada grupo motor gerador estava sempre pronto para entrar em funcionamento sendo feito um rod zio entre os 4 geradores dispon veis e todos tinham seu funcionamento a partir do leo diesel um conhecido combust vel f ssil Este combust vel levado do Brasil a Ant rtica por navio exigindo uma log stica espec fica e complexa desde sua obten o at a transfer ncia do navio para os tanques de armazenamento instalados na Pen nsula O consumo di rio de combus
31. njunto no modo local o procedimento de partida o mesmo at o fechamento do disjuntor principal pois ele dever aguardar que os mesmos entrem em sincronismo e assim fazer o acionamento do disjuntor O sincronismo feito automaticamente pelo painel PCC 3100 do gerador que esta entrando interagindo com o PCC 3100 do gerador que j esta alimentando o QEP para se verificar se os mesmos est o em sincronismo e definir o momento de fechar o disjuntor o operador dever seguir os seguintes passos no PCC 3100 do gerador que esta entrando em funcionamento Pressione a tecla GEN Pressione a tecla avan ar gt gt at que apare a a op o de leitura de frequ ncia pressione a tecla FREQU NCIA pressione a tecla BUS e aparecera no display indica o de frequ ncia do barramento do QEP e a indica o do ngulo de defasagem das tens es dos geradores quando esta defasagem for menor poss vel Vai aparecer no display um asterisco que a indica o que os geradores est o em sincronismo assim o operador pode acionar o disjuntor principal do gerador Quando do fechamento do disjuntor O PCC 3100 do gerador que esta entrando e o que esta alimentando o QEP iniciar o a divis o de carga entre os dois geradores automaticamente at que a carga esteja divida igualmente entre os dois melhor para o operador que os instrumentos POWER LOGIC PM 210 dos geradores em quest o estejam na posi o para
32. nto de energia el trica J Estudo do sistema de distribui o de energia el trica desequil brios de corrente varia es de tens o estado das conex es el tricas nos quadros de distribui o e em seus circuitos L Vistoria do sistema de bombeamento e tratamento de gua 1 3 Resultados e recomenda es t cnicas da inspe o A partir do estudo feito verificou se a necessidade de proceder revis o da localiza o e dos cuidados com os quadros de distribui o visto alguns terem sido instalados em locais inadequados Tamb m foi constatada a necessidade de atualizar o diagrama unifilar Em rela o aos motores usados na totalidade de indu o s o motores standard ou seja n o s o de alto rendimento ressaltando que motores de alto rendimento s o de 3 a 7 mais eficientes que os motores standard A maioria dos motores existentes de fabrica o WEG e este fabricante garante que seus motores de alto rendimento s o intercambi veis com seus motores standard A Esta o tem atividades por 24 horas ao dia levando ao tr nsito cont nuo de pessoas pelos diversos ambientes assim neste caso a ilumina o fundamental Foi observado que os usu rios cultivam h bitos que induzem ao desperd cio 13 energ tico como por exemplo manter as luzes acesas mesmo quando o ambiente n o est sendo utilizado Isso se deve principalmente pela informa o err nea de que o consumo de diesel indiferente do consumo
33. o Mar Femar disponibilizando um montante de R 10 5 milh es para a revitaliza o da Esta o a fabrica o e montagem de dez tanques de 20 000 litros cada em a o inoxid vel e um sistema de automa o da tancagem fig 11 Figura 11 Instala o tanques de leo combust vel 4 2 Gerador a Etanol Gerador de 254 KVA de pot ncia movido a etanol o mesmo etanol hidratado que pode ser encontrado em postos de combust veis e que abastece os mais de 11 milh es de carros flex j vendidos no pa s Desenvolvidos pela Vale Solu es em Energia VSE empresa criada pela Vale em sociedade com o BNDES para desenvolver equipamentos e sistemas de gera o de energia ambientalmente sustent veis Na compara o com geradores convencionais movidos a diesel a redu o nas emiss es de gases causadores do efeito estufa que os geradores 46 a etanol proporcionam de 68 os geradores a etanol zeram a emiss o de particulados e virtualmente eliminam a emiss o de compostos de enxofre 4 3 Instala o de gerador a etanol na EACF A Vale Solu es em Energia VSE em conjunto com a Secretaria da Comiss o Interministerial para os Recursos do Mar SECIRM criaram um programa de testes para instala o de um gerador de 254 KVA de pot ncia movido a etanol fig 12 figura 12 4 3 1 Objetivos Este Programa de testes ser realizado em conjunto pela VSE e pela Secretaria da Comiss o Interministerial pa
34. o aparecer na tela do computador a pagina ON LINE DIAGRAM onde mostram todos os geradores em forma de um mimico gerador disjuntor carga e o indicativo do gerador que esta em opera o estar na cor vermelha onde aparece o disjuntor e a carga tamb m aparecer o a potencia do gerador e o percentual de carga Existe outra pagina em que s o mostrados os principais pontos de verifica o temperatura press o potencia corrente e etc e os alarmes dos mesmos O acesso ser 35 atrav s de um click com o mouse na palavra SUMMARY localizada a cima das informa es do mimico Nesta pagina al m de fazer leitura das principais fun es caso exista algum alarme aparecera na tela o n mero correspondente a tabela a cima e o operador poder tomar as providencias necess rias para cessar o alarme 36 CAP TULO III EXEMPLOS DE ALGUMAS ESTA ES COM FONTES DE ENERGIA RENOV VEL Existem atualmente 111 esta es em atividade na Ant rtica operadas por 29 pa ses e coordenadas pelo Conselho de Gestores dos Programas Nacionais Ant rticos COMNAP Algumas delas j utilizam fontes de energia renov vel 3 1 Esta o Mawson da Austr lia Ap s aproximadamente 10 anos de estudos testes e avalia es nas condi es locais foram instalados em 2003 dois aero geradores de 300kw na esta o Mawson da Austr lia fig 4 A gera o e lica chega a atender 90 da carga da est
35. o disjuntor referente ao gerador que esta sendo colocado em funcionamento Nos modos de opera o local e remoto existem algumas diferen as na opera o devido configura o do G4 para gerador de emerg ncia e dos bloqueios na parte de controle que est o no QEP e QEE Estes bloqueios tornam o sistema mais seguro quanto a manobras erradas no entanto existem alguns detalhes que devem ser observados na a o do operador No modo local a forma de partir o gerador igual aos outros geradores sendo feito atrav s chave RUN OFF AUTO no PCC 3100 colocando a mesma na posi o RUN Se o gerador estiver sendo colocado em funcionamento por problemas na automa o do sistema o operador dever colocar a chave reversora na posi o de MANUAL e a chave de transfer ncia no QEP na posi o desligado Assim ent o dar partida no gerador e quando a tens o e a frequ ncia estiverem estabilizadas acionar a tecla de ligar disjuntor no PCC3100 ou diretamente no bot o de fechar no disjuntor no QEE Desta forma ir alimentar o QEE e o PCV Quando a temperatura do leo lubrificante chegar a 50 C ent o ligar a chave de transfer ncia do QEP e desta forma o gerador alimentar toda a esta o No modo autom tico o procedimento a 31 cima citado ser o mesmo quanto manobra da chave de transfer ncia do QEP e a chave reversora no QEE por m na partida do gerador em autom tico a chave RUN OFF AUTO no PCC 310
36. o segundo m dulo existe na parte superior o disjuntor principal do gerador G3 a chave de interliga o entre QEP QEE e os disjuntores de controle Na parte inferior existem os bornes de controle e automa o do G3 tamb m temos os bornes controle e automatismo da interliga o entre o QEP QEE e controle de paralelismo com o G4 na porta existe um indicador digital POWER LOGIC PM210 para medi o de tens o corrente pot ncia e frequ ncia de G3 e as chaves e sinaleiras de controle e alarmes do G3 No terceiro m dulo existem os disjuntores de distribui o de energia e na porta existe um indicador digital POWER LOGIC PM 210 para medi o de tens o corrente pot ncia e frequ ncia do barramento do quadro e existe tamb m um indicador anal gico de corrente com chave seletora para medi o das correntes de linha do painel PPF 2F 01 No quarto m dulo existem os disjuntores de distribui o de energia Tanto no terceiro como no quarto m dulo os bornes de liga o de sa da dos disjuntores est o na parte inferior dos mesmos Figura 3 Quadro el trico principal QEP na P a M g O QEE est instalado no compartimento do Gerador de emerg ncia e possui quatro m dulos sendo um de transfer ncia um de controle e dois de distribui o de energia eles s o acoplados entre si mais com acesso independentes a parte interna tanto na parte da frente como na parte traseira do painel Na parte da frente exist
37. perda de calor 14 1 4 Conclus o da inspe o Destaca se que as medidas sugeridas objetivam reduzir o consumo energ tico sem o comprometimento do n vel de conforto e de qualidade ambiental exigidos por norma Em termos de emiss o de CO2 o uso de combust vel a base de hidrocarbonetos como o diesel emite 400 g de CO2 por kWh contra a emiss o entre 9 a 25 g por kWh pela gera o e lica ou 25 a 55g por kWh pela biomassa No caso estima se que a emiss o de CO2 pela EACF de 1200 kg por dia assim a eficientiza o do sistema energ tico al m de representar um indiscut vel ganho econ mico ainda permite a redu o na contribui o da Esta o de CO2 15 CAP TULO II COMO HOJE O SISTEMA DE ENERGIA DA ESTA O 2 1 Breve hist rico Na Esta o Ant rtica Comandante Ferraz EACF o uso de combust veis f sseis para a produ o de energia configura se como um elemento preocupante na busca pela redu o do impacto ambiental e da necessidade de otimiza o dos sistemas instalados Atualmente os geradores instalados cada um com capacidade de 240 KVA garantem plena seguran a na operacionaliza o sendo que um deles j tem capacidade suficiente de gera o para a demanda atual Estes geradores s o novos adquiridos em 2008 e apresentam n vel de ru do bem mais baixo do que os geradores antigos como uma resposta do Programa Ant rtico Brasileiro ao diagn stico de impacto ac stico realizado em 2004
38. pos ou para funcionamento em conjunto caso haja necessidade este procedimento de funcionamento em paralelo 2 4 Estes grupos est o instalados da seguinte forma Tr s grupos na pra a de m quinas G1 G2 e G3 fig 2 Um grupo no compartimento gerador de emerg ncia A Figura 2 G1 G2 G3 na P a Maq Principal 17 2 5 Quadros el tricos e pain is Em conjunto com estes grupos existem os quadros de controle sinaliza o e distribui o de energia denominados de Quadro El trico Principal QEP Quadro El trico de Emerg ncia QEE Painel Principal de For a PPF 2F 01 Painel de Cargas Vitais PCV e Quadro de sinaliza o remota QSR O QEP fig 3 est instalado na pra a de m quinas e possui quatro m dulos sendo dois de controle e dois de distribui o de energia eles est o acoplados entre si mais com acesso independentes a parte interna tanto na parte da frente como na parte traseira do painel Na parte da frente existem portas de acesso a cada modulo e na parte traseira uma tampa presa com parafusos No primeiro m dulo na parte superior existem os disjuntores principais dos geradores G1 e G2 e os disjuntores de controle na parte inferior existem os bornes de controle e automa o do sistema na porta existem dois indicadores digitais POWER LOGIC PM210 para medi o de tens o corrente pot ncia e frequ ncia de G1 e G2 e as chaves e sinaleiras de controle e alarmes de G1 e G2 N
39. r Aliado a todos estes fatores a possibilidade de redu o de emiss es de poluentes em um continente de imensa import ncia para o meio ambiente s veio a ampliar o interesse na avalia o da viabiliza o dessa utiliza o Foi verificado que existem esta es que est o sendo alimentadas em quase sua totalidade por energias renov veis mostrando que os recursos existentes s o suficientes e est o dispon veis de modo a possibilitar tal gera o O objetivo da utiliza o de fontes renov veis de energia na EACF a redu o das emiss es de poluentes ao meio ambiente e os malef cios sa de e efeitos de mudan as clim ticas decorrentes dessas emiss es A utiliza o de novas fontes de energia representa um aumento na confiabilidade do abastecimento de energia el trica Com aprova o dos testes da utiliza o do motogerador a etanol na EACF e a inclus o na matriz energ tica de outras fontes renov veis de 53 energia como gera o e lica e solar trazem ao sistema uma redund ncia no fornecimento de energia compat vel com a necessidade do local o qual sem energia a ocorr ncia de morte dos seus habitantes certa A utiliza o de fontes renov veis de energia na EACF uma boa op o para a redu o de custos e para o atendimento de solicita es do Tratado da Ant rtica pelo nosso Pa s tornando a Esta o Brasileira cada vez mais pr xima do padr o de qualidade exigido dos pa ses que det m o direi
40. r da pra a de maquinas Na op o de planta dividida o procedimento semelhante ao citado a cima tendo como diferen a que quando os geradores estiverem com a carga dividida entre si a chave de transfer ncia do QEP dever ser desligada e assim o G4 a alimentar o QEE e o gerador que estiver em opera o na pra a de maquinas G1 G2 ou G3 alimentar o QEP Na opera o inversa o operador dever colocar a chave reversora no QEE na posi o DESLIGADO e ligar a chave de transfer ncia no QEP alimentando assim o QEE Nesta condi o o operador nunca dever acionar a chave de transfer ncia do QEP sem antes desligar a chave reversora no QEE Passar a chave de sele o de partida para 32 a posi o de autom tico parar o G4 pelo QEE abrir a porta e desligar a chave de automatismo de paralelo fechar a porta e colocar a chave reversora na posi o autom tico Alinhando assim o sistema para que o G4 funcione como gerador de emerg ncia 2 7 6 Ajustes do sistema no gerador de emerg ncia Os ajustes do sistema no gerador de emerg ncia s o iguais aos dos geradores da pra a de maquinas item 3 2 com a observa o do desligamento da chave fus vel do QEP referente ao G4 TBG4 1 2 3 para ajuste da tens o do gerador G4 2 8 Alarmes e indica es de falhas no grupo gerador As sinaliza es de alarmes e falhas existentes no sistema est o representadas da seguinte forma 2 8 1 Alarmes Sinalizador na cor amarelo
41. ra o de energia por fontes Renov veis Fonte Esta o Ant rtica de Pesquisa da B lgica 3 3 Esta o Newmayer Ill da Alemanha 39 Em fevereiro de 2009 foi inaugurada a mais nova esta o operada pela Alemanha Constru da em sete meses durante duas temporadas de ver o da Ant rtica utiliza tecnologias inovadoras A constru o combina pesquisa instala es para os habitantes e atividades operacionais em um mesmo pr dio possuindo uma garagem de ve culos dentro da neve fig 6 Figura 6 Projeto da esta o Neumayer III Fonte AWI 2009 A nova base que custou 39 milh es de euros ser administrada pelo Instituto Alfred Wegener de Pesquisa Polar e Marinha AWI de Bremerhaven no norte da Alemanha e funcionar durante todo o ano podendo abrigar em meses de ver o cerca de 30 pesquisadores No inverno esse n mero diminui para nove fig 7 40 H eumayer Siation i a nu e ee de Gel q Bi Ce Ge S oa a ee ee FAT Es OAE oom ee EE EE erf A et vs CO emas a as li a Figura 7 Esta o Neumayer Ill operada pela Alemanha Diferentemente de sua antecessora Neumayer Ill n o ser enterrada por uma camada de neve todos os anos Pesquisadores precisavam atravessar um t nel para entrar na Neumayer Il subterrada a 12 metros da superf cie e tinham que trabalhar no escuro durante o inverno ant rtico que dura at nove meses dura at nove meses A planta e
42. ra os Recursos do Mar SECIRM e tem como objetivos principais 47 A Verificar a viabilidade t cnica e operacional da instala o de moto gerador VSE a etanol na Esta o Ant rtica Comandante Ferraz B Levantar as informa es necess rias para realizar a engenharia do projeto de instala o e avaliar as premissas de opera o do moto gerador a etanol consideradas as peculiaridades da EACF em particular as severas condi es de temperatura e restri es log stica de transporte e abastecimento C Formular projeto de confirma o t cnico cient fica da opera o de moto gerador a etanol na Ant rtica com base nos resultados dos testes D Tornar o Brasil o primeiro e nico Pa s do mundo a utilizar combust vel renov vel etanol e de baixo impacto ambiental para gerar energia el trica na Ant rtica visando o suprimento das necessidades da Esta o Ant rtica Comandante Ferraz 4 4 2 Condi es A A Marinha do Brasil atrav s da SECIRM e a VSE acordaram realizar a avalia o da viabilidade de instala o e opera o de moto gerador a etanol na EACF B Ap s reuni es entre as equipes t cnicas da VSE e da SECIRM foi decidida a realiza o de estudo t cnico e de viabilidade com base na instala o de 1 moto gerador VSE de 254 KW a etanol na EACF C Consideradas as conclus es positivas da avalia o a VSE submete SECIRM o projeto de instala o monitoramento
43. remoto e assist ncia treinamento para opera o de moto gerador a etanol na EACF D A instala o do moto gerador a etanol ser feita paralela ao sistema de gera o existente de forma que a qualquer momento poder ser 48 desativada sem preju zo para a seguran a operacional da planta a diesel da EACF E O experimento buscar a execu o do programa de testes na medida das possibilidades t cnicas log sticas e da conveni ncia do dia a dia da EACF 4 4 3 Programa de testes 4 4 3 1 Opera o do moto gerador VSE na EACF A O plano de testes considerar a disponibilidade m dia de at 30 000 mil litros de etanol por m s Dentro deste limite o equipamento ser testado em campanhas semanais com uma rotina de gera o variando de 4 a 24 horas por dia B No decorrer das semanas em que o equipamento a etanol gerar 24 horas por dia ser o ativados os GMG s a diesel a fim de mant los sempre prontos a assumir a gera o de energia da EACF C Ser o monitorados v rios par metros operacionais do GMG a etanol Os dados assim obtidos ser o transmitidos via internet por um canal a ser disponibilizado pela EACF D A monitora o permanente do GMG a etanol se dar de forma a prevenir qualquer falha e atender s solicita es da MB que estiver realizando a opera o e manuten o do equipamento E A VSE ofereceu o treinamento inicial dos t cnicos da Marinha para a adequada opera o
44. s em quaisquer casos as vantagens econ micas t cnicas e ambientais s o significativas tornando o estudo relevante CAP TULO IV COMO PODER SER O FUTURO DA ESTA O ANT RTICA COMANDANTE FERRAZ A procura por formas limpas e renov veis de gerar energia superou pela primeira vez foi maior que a expans o do uso combust veis f sseis na Europa e nos Estados Unidos Embora algumas t cnicas j estejam em est gio avan ado como a do etanol boa parte dos projetos s o apostas em tecnologias experimentais e ainda com pouca viabilidade econ mica Nesse campo por m o Brasil larga na frente O pa s tem 87 de sua energia proveniente de fontes renov veis enquanto no resto do mundo a m dia de 18 O pa s domina como nenhum outro a gera o de lcool combust vel Embora tenha condi es clim ticas para avan ar em 43 outras tecnologias como as energias e lica e solar os resultados ainda s o modestos e com a descoberta das gigantescas reservas de petr leo do pr sal especialistas temem que elas fiquem em segundo plano No resto do mundo a queda do pre o do petr leo tamb m preocupa os ambientalistas que advertem para a redu o nos investimentos nas energias renov veis Ainda assim os maiores poluidores do mundo Estados Unidos e China t m puxado a expans o dos combust veis renov veis O pa s asi tico duplicou pelo quinto ano consecutivo sua capacidade de gerar energia e lica 4 1
45. stribui o de energia na Esta o Ant rtica Comandante Ferraz EACF O Programa Ant rtico Brasileiro PROANTAR foi institu do pelo governo do Brasil em janeiro de 1982 com prop sitos cient ficos e pol ticos referentes Ant rtica Ambos os prop sitos foram atingidos em 1984 com a instala o da Esta o Ant rtica Comandante Ferraz na ba a do Almirantado na Ilha do Rei George a 130 km da ponta da pen nsula Ant rtica Devido s suas caracter sticas extremas a Ant rtica o nico continente que n o possui popula o permanente e por isso tamb m o nico lugar do mundo que ainda possui o ar com baix ssimo n vel de polui o Isso se deve ao fato de que o continente regido pelo Tratado da Ant rtica 1961 onde os pa ses abrem m o da soberania sobre determinadas regi es do continente e fica acordado que a Ant rtica ser usada somente para pesquisa cient fica com coopera o entre os pa ses Mais tarde em 1991 foi aprovado o Protocolo sobre Prote o Ambiental para o tratado da Ant rtica na XI Reuni o Consultiva Especial do tratado da Ant rtica que pro be a explora o mineral que n o seja para fins de pesquisa e estabelece normas de preserva o ambiental Atualmente na esta o existem quatro geradores instalados cada um com capacidade de 240 KVA garantindo plena seguran a na operacionaliza o sendo que um deles j tem capacidade suficiente de gera o para a demanda atual
46. t vel na EACF era de 1000 litros dia e o consumo di rio de energia em torno de 3 MWH Figura 1 Motores geradores antigos na pra a de m quinas da EACF 11 Os estudos voltados para a eficientiza o energ tica na EACF passam necessariamente pela etapa inicial de aprimoramentos no sistema instalado assim a prioridade usar a energia el trica de maneira eficiente e ter como principal resultado a diminui o do consumo de leo combust vel e indiretamente a redu o dos impactos ambientais como a polui o atmosf rica e a produ o de ru dos de alta intensidade j que os geradores n o tinham prote o ac stica Foi realizado em janeiro de 2008 o Diagn stico Energ tico da EACF pela Engenheira Dra Jussara Farias Fardim da Universidade Federal do Esp rito Santo como parte do projeto ARQUIANTAR Arquitetura na Ant rtica que estuda a efici ncia das edifica es brasileiras na Ant rtica O diagn stico de efici ncia energ tica realizou um exame detalhado das condi es de utiliza o de energia nas instala es permitindo conhecer onde quando e como a energia el trica era utilizada como estavam as condi es dos equipamentos e onde encontraram os pontos de desperd cio de energia Com base neste diagn stico puderam ser apontadas medidas que tornem a EACF eficiente em termos de consumo de energia reduzindo o consumo de diesel 1 2 Diagn stico energ tico De um modo geral nos meios urbanos tr
47. tem nenhuma alimenta o vinda da pra a de maquinas para o QEE Esta chave possui tr s posi es AUTOMATICO DESLIGADO e MANUAL a passagem da posi o de AUTOMATICO para MANUAL passa pela posi o de DESLIGADO assim sendo haver um desligamento e logo ap s um religamento geral da esta o Por isso aconselh vel que o operador espere a temperatura do leo do G4 30 chegar a 50 C e desligar o painel PPF 2F 01 para que o G4 n o assuma a carga total da esta o subitamente ent o quando a temperatura do leo atingir 50 C acionar a chave reversora para a posi o MANUAL e assim religar o PPF 2F 01 desta forma o G4 poder alimentar toda a esta o Quando o problema que impedia o funcionamento dos geradores da pra a de m quinas estiver solucionado o operador dever desligar a chave reversora para ent o colocar o gerador da pra a de m quinas em funcionamento Ap s este procedimento verificar o LED de indica o de USINA e contatora normal aceso assim colocar a chave reversora na posi o de AUTOMATICO restabelecendo assim a condi o normal de funcionamento do sistema Durante o per odo de funcionamento do G4 alimentando a esta o quando da verifica o do problema da pra a de m quinas Se houver necessidade de coloca o em funcionamento de qualquer gerador da pra a de m quinas o mesmo dever ser colocado em funcionamento sempre no modo de partida local pelo PCC 3100 e de maneira nenhuma acionar
48. to de explorar o local com o maior potencial cient fico do Planeta 54 55 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS ____ AAD Divis o Ant rtica da Austr lia 2009 Dispon vel em Wwww aad gov au AWI Instituto Alfred Wegener 2009 Dispon vel em www awibremerhaven de SECIRM Secretaria da Comiss o Interministerial para Recursos do Mar 2009 Dispon vel em www secirm mar mil br BELARE Esta o Ant rtica de Pesquisa da B lgica 2009 Dispon vel em http www polarfoundation org GELLER H S Revolu o energ tica Pol ticas para um futuro sustent vel Rio de Janeiro Relume Dumar 2003 299 p 56 57 58 BIBLIOGRAFIA CITADA 1 Ciudad de la Habana Cuba Centro de estudos para el Perfeccionamiento de la Educaci n Superior U de la Habana 1992 2 DEMO Pedro Educar Pela Pesquisa Campinas Autores Associados 1996 3 ARMAS Ram n TORRES CUEVAS Eduardo BALLESTER Ana Cairo Historia de La Universidad de La Habana Havana Editorial de Ci ncias Sociales 1984 4 Ciranda do Meio Ambiente Concep o e coordena o Rio de Janeiro Mem ria Futura 1991 5 ARMAS Ram n TORRES CUEVAS Eduardo BALLESTER Ana Cairo Historia de La Universidad de La Habana Havana Editorial de Ciencias Sociales 1984 6 BEVILAQUA Clovis Direito das Sucess es RJ Ed Rio 1978 7 Comiss o do Senado Federal Educa o o desafio do ano 2000 Anais de Semin rio Bras lia DF
49. tral el trica antigo compartimento do DGE este painel alimentado pelo QEP durante uma falta de energia este painel ficar sem energia at que a falha seja resolvida ou se fa a a op o de alimenta o de toda esta o pelo gerador de emerg ncia Nele existem um disjuntor principal e alguns dos disjuntores de distribui o de energia de circuitos n o vitais a EACF este quadro n o foi substitu do nesta fase de revitaliza o do sistema gera o e distribui o O PCV est instalado na central el trica este painel alimentado pelo QEE e quando da falta de energia mantido alimentado pelo gerador de emerg ncia e nele est o ligadas algumas cargas que n o podem ficar sem energia este quadro possui um disjuntor principal e disjuntores secund rios instalados na parte interna do mesmo e na porta existe um amper metro anal gico com chave seletora para medi o de corrente deste painel O QSR est instalado no corredor em frente ao SECOM este painel recebe as informa es de funcionamento alarme e falha dos grupos geradores 1 2 3 e 4 internamente existem os bornes de liga o e os rel s de alarme 2 6 Distribui o das cargas pelos pain is QEP QEE PCV E PPF 2F 01 2 6 1 QEP DISJUNTORES 15016 400A PAINEL PPF 2F 01 PAINEL DE DIST CENTRAL 20 16Q18 200A PAINEL PPF2F 02 PAINEL M Q DA SOLDA 16020 100A COMPRESSOR DE AR DE SERVI O 16023 100A RESERVA 17Q04 100A RESERVA
50. vera estar na posi o AUTO e a partida ser dada pela a chave LIGA DESLIGA no QEP colocando a mesma na posi o LIGA neste momento o PCC 3100 aciona o motor de arranque iniciando o processo de partida do gerador Como descrito anteriormente se houver algum problema na partida o PCC 3100 far cinco tentativas de partida e se o motor n o partir ap s estas tentativas ele para o processo de partida e alarma FALHA NA PARTIDA Se o motor iniciar o processo de partida normalmente ele ir acelerar devagar at atingir 1800 RPM e quando atingir esta rota o a tens o e a frequ ncia estar o estabilizadas 225 V e 60 Hz ent o o gerador estar pronto para alimentar a esta o assim o PCC 3100 deste gerador ir comandar o fechamento do disjuntor principal no QEP Com 26 foi descrito no item anterior importante o operador observar a temperatura do leo lubrificante desta forma o mesmo dever atuar como descrito no item 3 2 desligando o PF 2F 01 antes de dar partida no motor e ap s a temperatura se estabilizar ligar o painel PF 2F 01 esta op o n o impeditiva no caso de uma emerg ncia e o Painel PPF2F 01 tenha que ser energizado Na opera o em conjunto em modo autom tico existindo outro gerador alimentando o QEP a opera o e totalmente autom tica somente sendo necess rio ligar chave LIGA DESLIGA no QEP do gerador que ir assumir a esta o Desta forma o PCC 3100 far a partida do motor e iniciar a intera o
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