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

Considere a seguinte representação simplificada de um sistema elétrico de potência pequeno, através do seu diagrama de reatâncias.

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Os subíndices que identificam as posições dos elementos da matriz de admitância nodal do sistema estão diretamente relacionados às barras (o elemento Y_mn relaciona as barras m e n).

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Adotando-se a barra 0 como referência, assinale a alternativa que indica corretamente Y₁₁, Y₂₂, Y₃₄ e Y₄₂ .

No que se refere à estabilidade de sistemas elétricos de potência, assinale a alternativa correta.

Na operação de redes elétricas pode ser verificada uma elevação na tensão entregue à carga, ou seja, uma tensão maior que fornecida pelo gerador. Pode-se afirmar que isso se deve ao seguinte efeito:

Para apuração da qualidade de energia elétrica nos sistemas de distribuição, os sistemas de medição empregados no cálculo de distorções harmônicas devem contemplar, no mínimo, até a:

A figura a seguir representa um sistema elétrico de potência equilibrada, em que a topologia do sistema elétrico é conhecida, assim como os parâmetros da linha de transmissão (r_km + jx_km). Após executar um programa de análise de redes ou um programa de fluxo de potência, obteve-se como resultado as tensões nas barras "k" e "m", em módulo e ângulo:

A relação sobre a perda de potência ativa na linha de transmissão é:

Seja um sistema elétrico de potência, tal como mostra a figura a, em que a potência elétrica transmitida do gerador até a barra "m" é mostrada na figura c, denominada como em operação normal. A tensão interna do gerador e sua reatância são apresentadas na figura b. Ao acontecer um curto-circuito franco no ponto "F" ou na barra "t", a potência a ser transmitida durante o curto seria zero (sistema em curto).

De acordo com o critério das áreas iguais, o sistema tem a possibilidade de resistir a essa perturbação e manter-se estável somente se o curto-circuito for extinto até o ângulo crítico (δ_crit), isto é, quando a área A1 $\le$ A2 . De acordo com as premissas indicadas, a expressão para o ângulo crítico (δ_crit) é:

Em estudos de fluxo de potência é necessário realizar a identificação dos tipos de barra do sistema de acordo com os parâmetros identificados para cada barra como potência ativa, reativa, magnitude da tensão, ângulo da tensão. Sobre os tipos de barras que um sistema elétrico de potência pode possuir, assinale a afirmação correta.

A figura ilustra um sistema elétrico de potência ideal e sem perdas, que possui três barras: 10, 20 e 30. Nessas barras, há geradores e consumidores, que são representados por setas que incidem e divergem das barras, respectivamente. As potências ativa e reativa fornecidas e consumidas em cada uma das barras estão representadas pelos números separados por vírgulas, entre parênteses. Por exemplo, o gerador (seta incidente) conectado na barra 10 injeta 5 unidades de potência ativa e Q unidades de potência reativa.

Sendo assim, assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, a potência ativa P consumida pela carga da barra 30, em termos de unidades de potência ativa, e a potência reativa Q fornecida pelo gerador da barra 10, em unidades de potência reativa. Para tanto, considere que o sistema opera de forma estável, com equilíbrio entre geração e consumo.

Considere um sistema de potência radial de 3 barras com 2 linhas de transmissão idênticas. As linhas de transmissão possuem como parâmetros impedância série de j0,40 pu e admitância shunt de j0,04 pu.

Considere que uma matriz admitância de barra deve ser construída para a execução de análises de fluxo de carga.

Assinale a alternativa que apresenta a matriz admitância de barra do sistema.

Considere que você é um dos operadores do ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico). Após uma perturbação no Sistema Interligado Nacional (SIN), o sistema de supervisão indica que a frequência elétrica estabilizou-se em 60,4 Hz. O Controle Automático de Geração (CAG) encontra-se desligado.

Em relação às medidas corretivas que devem ser adotadas para restabelecimento da frequência ao seu valor nominal (60 Hz), assinale a alternativa correta.

Com base nas informações e características dos fluxo linearizado e método de Newton-Raphson desacoplado rápido para fluxo de carga, avalie os itens a seguir indicando a alternativa correta.

Analise as afirmativas abaixo relativas ao controle de tensão em sistemas de potência.

1. Constituem recursos de controle de tensão os bancos de capacitores e reatores manobráveis; a manobra de conexão de reatores em derivação é feita em períodos de carga mais elevada, visando a elevação do perfil de tensão na rede.

2. O controle adequado do perfil de tensão mantém as tensões nos terminais dos equipamentos dentro de faixas aceitáveis e preserva as margens de estabilidade, resultando em uma melhor utilização do sistema de transmissão.

3. O ajuste da excitação dos geradores síncronos constitui um dos importantes recursos para o controle de tensão da rede elétrica; a elevação da corrente de campo dos geradores síncronos contribui para a redução das tensões da rede.

4. Os compensadores estáticos de reativos utilizam chaves semicondutoras de potência; permitem injetar ou absorver potência reativa, contribuindo para o controle das tensões da rede.

Assinale a alternativa que indica todas as afirmativas corretas.

Analise as afirmativas abaixo sobre o monitoramento de sistemas elétricos a partir de sincrofasores.

1. O monitoramento de sincrofasores depende da instalação de unidades de medição fasorial, destinados à medição sincronizada de fasores de tensão e/ou corrente.

2. A medição de sincrofasores permite o monitoramento da dinâmica da frequência elétrica do Sistema Interligado Nacional, mesmo tendo em conta apenas medidas realizadas em baixa tensão.

3. A arquitetura dos sistemas de monitoramento de sincrofasores geralmente emprega a utilização de um concentrador de dados fasoriais, responsável por receber e gerenciar fluxos de dados em tempo real enviados por unidades de medição de sincrofasores e/ou outros concentradores.

Assinale a alternativa que indica todas as afirmativas corretas.

O sistema de distribuição e as instalações de geração conectadas a ele devem, em situações normais de operação e em regime permanente, operar dentro de limites estritos de frequência para permitir o equilíbrio carga-geração.

Sejam dois sistemas elétricos de potência constituídos por uma subestação (SE), uma linha de transmissão tipo curta (LT), uma carga (C) e um gerador distribuído (GD), representados pelas Figuras 12 e 13.

FIGURA 12

$ZLT1=1pu$

$S_{C1}=0,5+j0,5pu$

$S_{GD}=0,5pu$

FIGURA 13

$ZLT2=j1pu$

$S_{C2}=0,5+j0,5pu$

$S_{GD}=j0,5pu$

Dadas suas respectivas caraterísticas, cujos dados estão abaixo das Figuras 12 e 13, analise as afirmativas considerando que as tensões em ambas as barras de carga (em C1 e em C2) sejam iguais: V_C1 = V_C2 = 1,0 < 0º.

I. Os valores dos fasores de tensão na barra da SE das Figuras 12 e 13 são iguais, isto é: V_SA1 = V_SB1.

II. No caso da Figura 13, o GD funciona como um compensador reativo capacitivo, logo o módulo da tensão na barra de carga (onde está C2) é maior que o módulo da tensão na barra 1, ou seja, |V_C2| > |V_SB1|.

III. A potência reativa injetada na Barra da SE da Figura 12 V_SA1 é maior que $+j0,5pu$ .

V. A diferença angular das fases de corrente $I_A$ e $I_B$ , das Figuras 12 e 13, respectivamente é igual a 90º em módulo.

Assinale a alternativa correta.

Seja um Sistema Elétrico de Potência (SEP) constituído por uma Subestação (SE) e quatro barras, das quais duas barras possuem cargas, e a uma barra está conectada uma Pequena Central Hidrelétrica (PCH). A Figura 14 representa o SEP operando na situação de carga pesada e a Figura 15 operando na situação de carga leve

Considere que todas as linhas de transmissão são do tipo curta com relação X / R > 1, que somente cargas e gerações mudem nas situações de carga pesada e leve. Por simplicidade, apesar de X / R > 1 considere que todos os tipos de perdas nas linhas de transmissão são desprezíveis. Analise as proposições.

I. É correto afirmar que sempre |V₁ > |V₄| e que sempre |V₂| > |V₃|, mais que |V₂| pode ser maior que |V₁| , tanto em carga pesada quanto em carga leve, mesmo que nestas situações |V₁| > |V₄|.

II. O fluxo de potência ativa, no caso de carga leve, flui da Barra 1 (onde está V₁) para a subestação (SE) e tem valor de 12 MW.

III. O fluxo de potência reativa, no caso de carga leve, flui da subestação (SE) para a Barra 1 (onde está V₁) e tem valor de 3 MVAr.

IV. Na situação de carga pesada, a subestação injeta S = 15 + j6 MVA na Barra 1 (onde está V₁).

V. Na situação de carga pesada da Figura 14, | V₂ | > | V₁| .

Assinale a alternativa correta.

Em relação ao fator de potência, potência aparente, potências ativa e reativa em um sistema elétrico em regime puramente senoidal, as afirmações a seguir estão corretas, exceto:

Seja um sistema de potência de 3 barras, no qual cada barra está diretamente conectada às demais a partir de uma linha de transmissão. Todas as linhas de transmissão possuem impedância série de j0,20 pu e admitância shunt de j0,02 pu. Considere que uma matriz admitância de barra deve ser construída para a execução de análise de fluxo potência.

Assinale a alternativa que apresenta a matriz admitância de barra do sistema.

As barras de um sistema de potência podem ser classificadas de acordo com as tipologias PV, PQ e V?.

Tendo em conta essa classificação, analise as afirmativas abaixo sobre a solução do problema de fluxo de potência via métodos iterativos.

1. A classificação V? deve ser utilizada em barras de carga, nas quais as potências ativas e reativas injetadas na rede podem ser consideradas como conhecidas.

2. A conversão de barra PQ para PV deve acontecer no processo iterativo para impedir que a solução do problema viole limites de potência reativa.

3. O método de Newton-Raphson é conhecido como sendo um método eficiente para a solução do problema.

Assinale a alternativa que indica todas as afirmativas corretas.

Suponha as impedâncias de uma determinada rede elétrica como a figura a seguir. Os valores das impedâncias estão em Ohm. Determine a matriz ADMITÂNCIA para os nós representados.

Assinale a alternativa correspondente