303 – Desenvolvimento de ferramenta computacional para ensaios de rendimento de turbinas kaplan

RESUMO

O Ensaio de Rendimento Relativo, ou Index Test, possui grande importância para uma hidrelétrica porque, através dos resultados deste ensaio, é possível avaliar o comportamento de uma turbina hidráulica e permitir tomadas de decisão, como, por exemplo, definir a necessidade de realização de ajustes em seu sistema de controle para obter um melhor desempenho do equipamento, ou a necessidade de manutenção corretiva na turbina. Atualmente, utilizam-se planilhas para processar os dados coletados do ensaio e obter o rendimento da turbina, porém uma das limitações da utilização dessas planilhas, é o fato de não identificar o ponto de máximo rendimento durante o ensaio, sendo necessário coletar vários pontos da combinação entre abertura do distribuidor e das pás do rotor para se obter um melhor resultado, aumentando o tempo para do ensaio e, consequentemente, a indisponibilidade da unidade geradora para a produção de energia elétrica. Outro aspecto é que durante a operação das planilhas pode ocorrer erro humano, fazendo com que se despenda um tempo excessivo para obter os valores corretos, resultando em um aumento no custo do serviço executado. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para ensaios de rendimento relativo, utilizando a linguagem LabVIEW para a sua implementação. Além de obter os mesmos resultados das planilhas, através de método de regressão polinomial de terceira ordem, esta ferramenta obtém o melhor ponto de rendimento da turbina durante os ensaios. A validação da ferramenta computacional foi efetivada em ensaios de rendimento realizados na usina hidrelétrica de Santo Antônio e os resultados obtidos foram comparados com o método atualmente utilizado. A conclusão foi que, para a potência de 53 MW, o rendimento é aproximadamente 0,56% superior, caso o regulador de velocidade seja ajustado para operar conforme a curva de conjugação obtida pela ferramenta computacional. Adicionalmente à determinação do ponto de maior rendimento, a utilização da ferramenta permitiu a redução na quantidade de horas utilizadas para obter os resultados. Com as planilhas são necessárias em média 10 horas para parametrizar e processar os dados antes e após o ensaio, e assim gerar os resultados para relatório, e com a ferramenta computacional, em média 3 horas.