Questões de Concurso sobre Fluxo de Potência e estabilidade e regulação dos Sistemas Elétricos

O conhecimento de eletricidade básica é fundamental para a segurança do técnico e a integridade dos equipamentos. Sobre os conceitos de tensão, corrente e potência em sistemas de informática, assinale a alternativa CORRETA que descreve a função principal de um estabilizador de tensão (regulador eletromecânico/eletrônico − não no-break).

O sistema S é causal e estável.

Fluxo luminoso é:

A otimização de sistemas elétricos maximiza a eficiência e minimiza custos operacionais. Avaliando uma rede com 10 subestações e carga total de 200 megawatts (MW), a análise técnica concentra-se no método que minimiza perdas de transmissão ajustando a alocação de carga.

Esse método é conhecido como _______. Assinale a alternativa que corretamente completa a lacuna no excerto:

A integração de energia solar fotovoltaica e energia eólica ao sistema elétrico apresenta desafios para o controle operacional de geração e transmissão de energia. Qual dos fatores abaixo mais afeta a estabilidade da rede quando se utiliza grande quantidade de fontes renováveis intermitentes?

O diagrama apresentado abaixo representa as curvas da capacidade de fluxo de potência entre duas barras de um sistema de potência equivalente. A curva Pe0 indica a condição normal de operação do sistema. Pedf é a curva durante uma falta no sistema. E Pepf é a curva após a atuação da proteção com a eliminação da linha em falta do sistema.

Considerando que a área A_acc é menor que a área A_dec, é correto afirmar que

Dado o sistema de potência apresentado a seguir.

O fluxo de potência P_e é obtido da seguinte forma:

A estabilidade eletromecânica em sistemas elétricos de potência é a capacidade do sistema de manter a sincronização dos geradores após uma perturbação, como uma falha ou perda de carga. Essa estabilidade depende da interação entre as forças elétricas e mecânicas nos geradores síncronos, onde o rotor é impulsionado por torque mecânico e deve permanecer em sincronia com o campo magnético gerado no estator. Quando ocorrem perturbações, podem surgir oscilações eletromecânicas que, se não forem amortecidas rapidamente, podem levar à perda de sincronismo, resultando em desligamentos automáticos de geradores e potencialmente em colapsos no sistema, como blecautes. Tendo em vista que a análise de estabilidade eletromecânica é essencial para garantir a confiabilidade e a continuidade do fornecimento de energia, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) Durante uma falha temporária em uma linha de transmissão, a oscilação eletromecânica entre geradores conectados ao sistema pode levar a oscilações de potência, mas o sistema sempre retorna ao estado de equilíbrio após a eliminação da falha.

( ) O estudo de transitórios eletromecânicos em sistemas elétricos considera a interação entre componentes elétricos e mecânicos, onde a velocidade do rotor dos geradores afeta diretamente a frequência do sistema.

( ) O método de áreas iguais pode ser utilizado para analisar a estabilidade transitória de um sistema de potência após uma grande perturbação, como uma perda súbita de carga ou uma falha em uma linha de transmissão.

( ) Durante o comportamento transitório, a energia cinética acumulada no rotor de um gerador síncrono é completamente dissipada na forma de calor pelas perdas elétricas.

( ) Em sistemas de potência interconectados, transitórios eletromecânicos podem causar oscilações de baixa frequência (0,1 a 2 Hz), conhecidas como oscilações interáreas, que podem comprometer a estabilidade se não forem bem amortecidas.

A sequência está correta em

O cálculo das grandezas de interesse no caso de uma falta simétrica em um ponto do sistema elétrico pode ser realizado apenas com a utilização do adequado circuito de sequência positiva.

O controlador de tensão atua modulando a corrente de excitação de um gerador síncrono para controlar sua tensão terminal. Por apresentar uma dinâmica rápida, a atuação desta malha de controle tem grande influência na resposta dinâmica do gerador durante uma perturbação.

Com relação aos efeitos do regulador de tensão na estabilidade de geradores síncronos, analise as afirmativas a seguir.

I. No caso extremo de um gerador fortemente carregado conectado por uma linha de transmissão longa, um ganho alto do controlador de tensão pode resultar em amortecimento líquido negativo, levando a uma perda oscilatória de estabilidade.

II. Um regulador de tensão de ação rápida é capaz de agir no período transitório de uma falta e melhorar a margem de estabilidade de primeiro swing.

III. A ação do regulador de tensão, de elevar a corrente de campo durante faltas, tem o efeito de induzir uma corrente nos enrolamentos amortecedores que aumentam seu efeito de amortecimento de oscilações.

Está correto o que se afirma em

A definição das ações necessárias para a melhora do sistema elétrico depende do diagnóstico da rede elétrica.

Sobre o conceito, método e abrangência do diagnóstico da rede elétrica, analise os itens a seguir.

I. Em um estudo de fluxo de potência, a topologia da rede considera os equipamentos em operação, sendo atualizada, anualmente, com a inserção de novas obras na rede de distribuição e na rede básica, de acordo com os estudos de planejamento realizados pelos agentes do setor.

II. Para cada patamar de carga utilizado no estudo, há uma taxa de crescimento esperada, a qual reflete aspectos técnicos e econômicos da carga. Essa taxa de crescimento pode ser constante ou pode variar de ano a ano, nos diferentes patamares de carga.

III. Devido ao impacto da demanda no sistema de transmissão, o diagnóstico do sistema elétrico é normalmente realizado para o cenário de patamar de carga pesada, sendo utilizado o patamar de carga média como referência do estudo.

Está correto o que se afirma em

A formulação básica do problema de fluxo de potência é decomposta em dois subsistemas de equações algébricas não lineares para facilitar sua solução.

Considere o diagrama unifilar abaixo, em que a barra 3 é escolhida como barra de referência.

Com isso, os subsistemas de equações 1 e 2 do sistema elétrico apresentado têm, respectivamente, o número de equações/incógnitas iguais a

O cálculo do fluxo de potência em redes de energia elétrica é fundamental para a análise de sistemas elétricos de potência em regime permanente. Dentre os diversos métodos para o cálculo do fluxo de potência, destaca-se o fluxo de potência linearizado (DC), o qual é utilizado especialmente em estudos de planejamento. Considere um sistema elétrico de potência com três barras e três linhas de transmissão, no qual a barra 1 é a barra de referência. Sabendo que as admitâncias das linhas são Y₁₂ = 1,0 pu, Y₁₃ = 0,5 pu e Y₂₃ = 0.75 pu; e as injeções líquidas são P₂=-0,04 pu e P₃=-0,01 pu, o ângulo na barra 2 em graus, usando o fluxo de potência linearizado é:

O sistema elétrico a seguir tem a Barra 1 definida como barra de referência, a Barra 2 é do tipo barra de geração, e a Barra 3, do tipo barra de carga.

Considere que a Barra 3 tem a tensão controlada pelo gerador da Barra 2.

Dessa forma, o problema de fluxo de potência linearizado pelo método de Newton-Raphson é dado por

O sistema elétrico a seguir tem a barra 7 escolhida como barra de referência.

Assim, o problema de fluxo de potência linearizado pelo método de Newton-Raphson terá a matriz jacobiana quadrada de ordem igual a

O referido filtro é um sistema causal e estável.

A estabilidade de um sistema de potência pode ser definida como sua capacidade de recuperar um estado de equilíbrio operativo após ser submetido a uma perturbação.

Devido à complexidade dos diversos fatores que influenciam a resposta dinâmica de um sistema de potência, a compreensão de problemas de estabilidade é facilitada pela classificação de seus aspectos em diferentes categorias.

Com base nisso, relacione as categorias de estabilidade listadas a seguir às respectivas características.

1. Estabilidade de ângulo a pequenos sinais.

2. Estabilidade transitória.

3. Estabilidade de tensão a pequenos sinais.

4. Estabilidade de tensão a grandes perturbações.

5. Estabilidade de frequência a longo prazo.

( ) Influenciada pelas dinâmicas não lineares do sistema elétrico e ponto de operação inicial. O período de interesse da análise vai de 3 a 10 segundos após a perturbação.

( ) Depende da característica das cargas e da interação com controladores contínuos e discretos do sistema. A análise deve ser por tempo suficiente para capturar o efeito de elementos como ULTCs e limitadores de corrente de campo.

( ) Relacionada a processos lentos ou quase-estáticos. A instabilidade nessa categoria pode se manifestar pela inversão do comportamento para injeção de potência reativa.

( ) Referente a perturbações causadas por variações na carga e geração. A instabilidade nesta categoria pode se manifestar de forma monotônica ou oscilatória.

( ) Relacionada a resposta inadequada de equipamentos, pouca coordenação entre controladores e proteção ou reservas de potência insuficientes. Tem seu foco nas dinâmicas de equipamentos como saturação de transformadores, sistemas de proteção de linhas e controle automático de geração.

Assinale a opção que apresenta a relação correta, na ordem apresentada.

Alguns distúrbios na rede elétrica influenciam a qualidade da energia, e resultam em falha ou má operação de equipamentos dos consumidores.

São algumas definições de distúrbios importantes, EXCETO:

Cuidados com a rede elétrica da empresa e com a economia de energia são muito importantes. Sabe-se que os motores elétricos são grandes consumidores de energia elétrica. Tanto o Rendimento do motor elétrico quanto o Fator de Potência (cosϕ) devem ser bem entendidos para que se consiga aplicar qualquer iniciativa de economizar energia e evitar problemas nas redes elétricas.

Se uma máquina exigir do eixo do motor uma potência de 9 kW, com o fator de potência igual a 0,6, a concessionária de energia elétrica terá que fornecer

Nos estudos de fluxo de potência em sistemas elétricos de potência, as barras do sistema são classificadas em três tipos principais: barra de balanço, barras de carga e barras de geração. Nesse contexto, assinale a alternativa correta.