Instituto Gnarus - P&D em Monitoramento e Controle
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Laboratórios Didáticos e de Pesquisa
 

Laboratório de Alta Tensão Urbana

Neste laboratório é possível simular diversas condições operativas e de configuração de redes elétricas de alta tensão (13,8 kV) urbanas. Fenômenos de afundamento ou elevação de tensão, transitórios elétricos e chaveamentos são algumas situações que podem ser simuladas neste laboratório, testando a resposta de chaves, ajustes de proteção, equipamentos eletrônicos, entre outros.
Laboratório de Máquinas Térmicas

Este laboratório possui um conjunto motor-gerador diesel, que permite estudos nos ajustes da máquina primária, sendo possível, modificar as características internas do motor, tais como funcionamento dos pistões, formato das cabeças dos pistões, diferentes níveis de lubrificação da máquina, tipo e posição dos bicos injetores; além das características do óleo combustível e dos sistemas de refrigeração.
Laboratório de Cogeração

Como todos os laboratórios do Instituto Gnarus são construídos como características modulares e integráveis, este laboratório é composto pela conexão do Laboratório de Alta Tensão Urbana com o Laboratório de Máquinas Térmicas. Neste laboratório é possível efetuar estudos de cogeração, seu impacto na rede primária de distribuição, estudos em sistemas eletricamente fracos ou fortes, ajustes da proteção da cogeração e sua integração em diversos pontos da rede elétrica.
Laboratório de Qualidade de Energia

Este laboratório possui duas famílias de equipamentos principais desempenhando três funções básica. A primeira família é a de filtros ativos de potência, cuja a função é mitigar o conteúdo harmônico das redes elétricas. Dois tipos de filtros compõem esta família: um filtro ativo puro e um filtro ativo híbrido. A outra família é composta por um equipamento que desempenha duas funções: a formação de grid para rede em operação isolada e o controle da conexão desta rede ao sistema. Neste laboratório é possível modificar os sistemas de controle dos equipamentos e suas configurações para verificar modificações nos diversos índices de qualidade de energia elétrica da rede.
Laboratório de Smart Grids

Na confecção de integração de laboratórios, este é a integração dos laboratórios de Alta Tensão Urbana, de Máquinas Térmicas e Qualidade de Energia. Desta forma, é possível simular uma rede elétrica completa, sendo possível testar estratégia de corte de carga, reconfiguração sistêmica, ajustes de controles, alarmes e proteções, sistemas ilhados, reconexões sistêmicas, entre outras ações operativas; tanto verificando o desempenho dos equipamentos, níveis de tensão e procedimentos operativos.
Laboratório de Vazão de Óleo Combustível

Este laboratório de modelo real simula a entrada de óleo em usinas termelétricas de grande porte movidas a motores de combustão interna. Desta forma, pode-se estudar elementos como: tipos de medição de vazão do óleo, fatores que podem influenciar nesta medição, sua qualidade, níveis de impurezas, velocidades de descarregamento, entre outros. Além disto, este laboratório serve também para estudos de bombas de centrífugas, de suas características, de cavitações, melhores pontos de operação e rendimentos. Este laboratório foi preparado para conter óleo, mas outros fluidos podem ser testados.
Laboratório de Desempenho de Combustíveis

Este laboratório foi preparado para testar diversos tipos de combustíveis que alimentam motores de combustão interna, os quais são utilizados para diversas aplicações, desde veículos automotivos até usinas termoelétricas. Nele é possível testar o desempenho dos combustíveis puros e com vários níveis e tipos de poluentes, mostrando os níveis de degradação de desempenho.
Laboratório de Contaminação

Este laboratório está preparado com diversos equipamentos para realizar diversos níveis controlados de contaminação em vários tipos de líquidos, notadamente, em óleos combustíveis. Nele se garante a perfeita junção do(s) contaminante(s) com o líquido a ser estudado. Assim, é possível preparar amostras de vários tamanhos, que podem produzir elementos para estudos diversos de contaminação, desde curvas de rendimento até efeitos nefastos para o equipamento.
Laboratório de Padrões de Defeitos de Geradores de Polos Lisos

Este laboratório representa uma unidade geradora de energia em modelo reduzido, onde podem ser introduzindo diversos tipos de falhas com vários níveis de graduação. Nele são possíveis introduzir falhas elétricas, mecânicas ou de ajustes tanto no estator quanto no rotor do gerador e eixo do conjunto de geração. Assim curto-circuito entre espiras, circuitos abertos, curtos parciais entre estator e carcaça, desbalanceamentos e desalinhamentos são exemplos de falhas que podem ser realizadas no conjunto. Estas falhas possuem determinados padrões na corrente e tensão produzidas pelo gerador, as quais são determinadas pelo laboratório; estabelecendo uma carta de falhas x padrões que podem determinar defeitos (e seus níveis de desenvolvimento) em geradores de grande de forma não invasiva.
Laboratório de Descargas Parciais

Este laboratório foi desenvolvido para detectar níveis de descargas parciais em transformadores. Ele foi montado de forma portátil para poder ser utilizado em qualquer transformador, de pequeno ou grande porte, pois estes equipamentos são bastante pesados e seu deslocamento complicado. O laboratório possui transformadores com diversos níveis de problemas que possibilitam estudos dos vários níveis de descargas parciais. O equipamento também está aberto para a introdução de novas rotinas de detecção de defeitos.
Laboratório de Grupo Gerador-Motor Diesel

Este laboratório for desenvolvido para a revisão dos fundamentos de funcionamento dos motores a diesel podendo ser introduzidas alterações em sua estrutura e verificar seu comportamento. Além disto, é possível introduzir defeitos e verificar os parâmetros de seu funcionamento. Ensaios como diversos níveis de problemas de lubrificação, engripamento do pistão, nas válvulas de admissão e escapamento e bico injetor, desalinhamento horizontal e/ou vertical entre motor e gerador, falhas no retificador da excitatriz são exemplos de defeitos que podem ser estudos neste laboratório.
Laboratório de Modelo Reduzido de Hidrogeradores e de Sistemas de Comunicação Ethernet TCP/IP

Este laboratório de modelo reduzido simula uma usina hidroelétrica, com um gerador de polos salientes. A bancada de máquinas elétricas é conectada a um painel para alimentação, controle e simulação de falhas. Através deste painel, são feitas as conexões elétricas das máquinas, pode-se controlar a velocidade do inversor e a excitação do gerador síncrono e, finalmente, podem-se simular falhas elétricas nos enrolamentos do estator e do rotor do gerador síncrono. Também este laboratório serve para estudos na área de transmissão de dados via redes Ethernet TCP/IP, podendo-se efetuar testes de disponibilidade para conexão, taxa de transmissão de dados, perda de pacotes e dados durante as comunicações, entre outros.
Laboratório de Ventilação e de Sistemas de Comunicação Wireless

Este laboratório permite o desenvolvimento de estudos nos equipamentos dos sistemas de ventilação. Ele é composto por kits de instrumentação, os quais possuem dispositivos e sensores para medir três tipos de sinais: sinais elétricos (corrente/tensão), vibração e temperatura. Neste laboratório, existem ventiladores previamente preparados com diversos tipos e níveis de problemas para que técnicas de detecção possam ser estudadas. Também este laboratório serve para estudos na área de transmissão de dados via redes Wireless, podendo-se efetuar testes de disponibilidade para conexão, taxa de transmissão de dados, perda de pacotes e dados durante as comunicações, entre outros.
Laboratório de Processamento de Sinais e Análise da Deterioração do Isolamento

Este laboratório permite diversos estudos de processamento digital de sinais em vários tipos de sistemas e atuando em diferentes problemas de natureza multidisciplinar. Este laboratório também está preparado para efetuar a análise da deterioração do isolamento de máquinas elétricas através do espectro de impedância. Esse espectro de impedância é obtido no laboratório a partir de sistema de injeção de sinais em larga faixa de frequência e construção do espectro de impedância com base na medição dos sinais injetados e obtenção do espectro V/I para cada sinal de frequência injetado.
Laboratório de Detecção de Defeitos em Motores de Indução

Este laboratório está preparado para simular as diversas condições de falha e operação em um motor trifásico inserido num ambiente industrial. Os testes simulavam uma situação de falha de forma controlada, representando o comportamento de seu agravamento. Este laboratório possui um conjunto de motores com diversos tipos de defeitos, mecânicos e elétricos, com diferentes graus de imperfeições, que podem ser utilizados para validar novos algoritmos de detecção de defeitos. Ele também possibilita a criação de uma carta de relações de defeitos e padrões (sinais).
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