Questões de Concurso sobre Impedâncias de sequência e diagramas de sequências (componentes simétricos)

Em uma carga trifásica com as impedâncias Z_A = 10Ω, Z_B = 10 Ω e Z_C = 10 Ω, ligadas em estrela a 4 condutores (3F+N), com tensão de fase 220 volts, sequência positiva, acidentalmente a fase “C” é interrompida.

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Determinar a corrente que circula pelo condutor neutro após a interrupção.

Na figura acima, apresenta-se o diagrama unifilar de um sistema elétrico trifásico hipotético que deve ser submetido a um estudo de curto-circuito. As potências nominais apresentadas são trifásicas e as tensões nominais indicadas são de linha. O objetivo do estudo é obter a corrente de sequência positiva durante curtos-circuitos francos na Barra C dos tipos trifásico e monofásico. Para tanto, deve-se considerar uma potência trifásica base de 90 MVA e uma tensão de linha base de 13,8 kV no gerador G, assumindo que a Barra C tenha uma tensão de 1,1/0^o pu no instante de ocorrência do curto-circuito. Realizando corretamente os cálculos da referida análise, conclui-se que as correntes de sequência positiva, em pu, para os curtos-circuitos trifásico e monofásico aplicados na Barra C são iguais, respectivamente, a

Considerando a utilização dos componentes simétricos, assinale a opção que apresenta a correta associação desses componentes, diante de um curto-circuito franco entre fase e terra.

Uma linha de transmissão equilibrada possui impedância própria $Z_P=3+j\cdot 2\left[\Omega \right]$ e impedância mútua $Z_M=j\cdot 1\left[\Omega \right]$. Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da impedância de sequência zero dessa linha.

Um sistema de subtransmissão apresenta uma configuração com três barras interligadas por linhas de transmissão curtas, representadas apenas por impedâncias séries para estudos de fluxo de potência. A barra 1 é uma barra de geração, que possui uma fonte de tensão ideal com tensão de 1 [p.u.] de sequência positiva, conectado à barra através de uma reatância de j ·0,02 [p.u.]. A barra 2 é uma barra de carga que possui impedância equivalente de sequência positiva de 1,5 + j · 0,2 [p.u.]. A barra 3 é outra barra de geração, que possui uma fonte de tensão ideal com tensão de 1 [p.u.] de sequência positiva, conectada à barra através de uma reatância de j · 0,04 [p.u.]. A linha de transmissão que conecta a barra 1 à barra 2 possui impedância de j · 0,08 [p.u.]. A linha que conecta a barra 3 à barra 2 possui impedância de j · 0,1 [p.u.]. Considerando uma matriz de admitâncias nodais em que as linhas e as colunas correspondem às barras 1, 2 e 3 do sistema, respectivamente, assinale a alternativa correta a respeito da mudança ocorrida nessa matriz se uma nova linha, com impedância de j · 0,04 [p.u.] for conectada entre as barras 1 e 3.

Uma impedância de carga é conectada a uma fonte por meio de um transformador ideal com 500 espiras no primário e 3000 espiras no secundário. A impedância vista pela fonte de tensão é:

Dados os equivalentes apresentados, assinale a alternativa que apresenta corretamente a corrente de sequência positiva para um curto-circuito trifásico nessa barra. Para tanto, considere que a impedância de falta é nula.

Uma barra de um sistema trifásico, simétrico, de sequência positiva (ABC), conectado ao Sistema Interligado Nacional, sofreu uma série eventos de curto-circuito, monitorados por meio de TCs, TPs e um registrador de oscilografias. Dos registros obtidos, foram localizados dois eventos com características asseguradas de resistência de falta. O primeiro é um defeito trifásico sem envolvimento da terra, em que a corrente registrada de curto em uma das fases apresentou valor eficaz de –j ·10 [p.u.]. O segundo evento é um curto franco entre a fase A e a terra, quando a corrente da fase envolvida obteve um valor eficaz de –j ·4 [p.u.]. Sabe- -se que a tensão de pré-falta em ambos os eventos era de 1 [p.u.], com fase nula na barra e que as correntes de curto foram medidas sem qualquer distorção ou componente aperiódica. Com base nessas informações, as impedâncias de sequência positiva e de sequência zero são, respectivamente,

O número complexo o 1$\angle$ 120º é definido como operador $\alpha$ . Considerando um sistema na sequência positiva, a tensão $\overrightarrow{V}$_c, em função de seus componentes simétricos $\overrightarrow{V}$₀, $\overrightarrow{V}$₁, $\overrightarrow{V}$₂ do operador $\alpha$ é:

Abaixo é apresentada a matriz transformação inversa que relaciona os componentes simétricos com os seus respectivos fasores:

$\left|\begin{array}{c}{\overrightarrow{I}}_1\\ {\overrightarrow{I}}_2\\ {\overrightarrow{I}}_0\end{array}\right|=\frac{1}{3}\left|\begin{array}{ccc}1& \propto & {\propto }^2\\ 1& {\propto }^2& \propto \\ 1& 1& 1\end{array}\right|x\left|\begin{array}{c}0\\ {\overrightarrow{I}}_B\\ -{\overrightarrow{I}}_B\end{array}\right|$

O tipo de falta que essa matriz apresenta nas suas condições de contorno é:

Em determinado ponto de uma rede de distribuição em média tensão ocorreu um curto-circuito. Sabe-se que no ponto da falta a tensão de pré-falta é 1,0 p.u. e que as reatâncias de Thévenin de sequências positiva, negativa e zero são respectivamente iguais a j 0,2 p.u.; j 0,2 p.u. e j 0,1 p.u..

Os valores dos módulos das correntes de curto-circuito de sequência positiva para as faltas francas trifásica, bifásica e faseterra são, em p.u., respectivamente, iguais a

Sabendo-se que α = 1∠120^o , a tensão $\overrightarrow{V_B}$ , em função de seus componentes simétricos, é igual a

A figura a seguir apresenta o esquema de uma linha de distribuição de energia elétrica.

A matriz transformação inversa em que relaciona os componentes simétricos com os seus respectivos fasores é dada por:

$\left|\begin{array}{c}{\overrightarrow{I}}_1\\ {\overrightarrow{I}}_2\\ {\overrightarrow{I}}_0\end{array}\right|$ $=$ $\frac{1}{3}$ $\left|\begin{array}{ccc}1& \propto & {\propto }^2\\ 1& {\propto }^2& \propto \\ 1& 1& 1\end{array}\right|$ $x$ $\left|\begin{array}{c}0\\ {\overrightarrow{I}}_B\\ -{\overrightarrow{I}}_B\end{array}\right|$

Essa matriz apresenta condições de contorno para a análise de uma falta (curto‐circuito) entre

Baseado na teoria de Fortescue, Componentes Simétricas, ocorreu um curto circuito na fase “a” para a terra de um gerador síncrono funcionando a vazio, ou seja, com os terminais abertos, que equivale a “laf”. Assinale a alternativa que apresenta o valor das correntes de sequência positiva, negativa e zero.

Os curtos-circuitos podem ser classificados em simétricos e assimétricos. Um exemplo de curto-circuito assimétrico é o

Um transformador trifásico, com tensões nominais de linha de 138 kV (estrela aterrada) / 13,8 kV (estrela aterrada), 100 MVA e 10% de reatância de curto circuito, é suprido por um sistema de potência aterrado com capacidade de curto circuito de 1.000 MVA, cuja impedância equivalente é puramente indutiva. A tensão da barra do sistema de potência é 138 kV. O lado do transformador em 13,8 kV opera em plena carga com um fator de potência de deslocamento de 0,0 atrasado da tensão nominal. Assinale a alternativa que apresenta a corrente para uma falta fase-terra na barra de 13,8 kV, se a carga é conectada em estrela não aterrada. Considere que as impedâncias de sequência positiva, negativa e zero da rede são iguais.

O cálculo da corrente de curto-circuito pode ser realizado utilizando-se componentes simétricas. Essas componentes são denominadas

Um engenheiro eletrotécnico pretende efetuar a simulação computacional de um sistema de potência radial. Para tanto, utilizou as potências de curto-circuito trifásica e fase-terra do sistema para a determinação do Thèvenin equivalente na barra de geração. As potências utilizadas na simulação estão apresentadas na tabela a seguir.

Determine as impedâncias equivalentes de sequência zero e de sequência positiva, respectivamente, em [pu], correspondentes às potências de curto-circuito fornecidas, e assinale a alternativa correta.

Um transformador trifásico, cujo esquema de ligação do primário e secundário é estrela solidamente aterrada, está conectado a um barramento infinito e a uma linha de transmissão cujas impedâncias próprias e mútuas são 0,01 + j0,05 [pu] e j0,01 [pu], respectivamente. Assinale a alternativa que ilustra corretamente os diagramas de sequência positiva e zero da rede descrita, em [pu], considerando que a reatância de curto-circuito do transformador é 5%.

Considere faltas do tipo fase-terra do lado de alta tensão dos transformadores. Como os lados de baixa tensão dos transformadores estão ligados em triângulo, as correntes de curto-circuito não serão afetadas pelas impedâncias de seqüência zero dos geradores.