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Questões de Concurso sobre Linhas de Transmissão
A operação de sistemas de transmissão em regime de carga leve ou a vazio pode desencadear sobretensões severas. Acerca do Efeito Ferranti em linhas longas, registre V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas:
(__)Ocorre o aumento da tensão na extremidade receptora em relação à emissora devido à corrente de carregamento capacitivo fluindo pela indutância série distribuída da linha.
(__)O perfil de tensão ao longo da linha segue uma função hiperbólica, podendo atingir valores perigosos quando o comprimento da linha se aproxima de um quarto do comprimento de onda da frequência da rede.
(__)O efeito é mais intenso em cabos subterrâneos isolados do que em linhas aéreas de mesmo comprimento, devido à maior capacitância paralela (shunt) característica dos cabos.
(__)O fenômeno é exclusivo de sistemas de transmissão em Corrente Contínua em Alta Tensão (HVDC), pois a reatância capacitiva é considerada infinita nesta modalidade de transmissão.
Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo:
F, F, V, V.
F, V, F, V.
V, V, V, F.
V, F, V, F.
No que diz respeito aos requisitos técnicos das linhas de transmissão e distribuição, assinale a opção correta.
Em uma linha de transmissão, a operação acima do limite térmico do cabo condutor aumenta as características elásticas do cabo.
Se a demanda for baixa, ou seja, com carga leve, a tensão na linha de transmissão tende a baixar.
Para o correto funcionamento do sistema elétrico, a defasagem entre os fasores de tensão do emissor e do receptor deve ser superior a 45 graus.
Para o correto funcionamento do sistema elétrico, a defasagem entre os fasores de tensão do emissor e do receptor deve ser superior a 45 graus.
Caso a linha de transmissão esteja sendo submetida a uma carga pesada, podem ser utilizados bancos de capacitores em série para a compensação.
A respeito das linhas de transmissão e de seus impactos ambientais, assinale a opção correta.
A recapacitação de uma linha de transmissão é o procedimento de rotina a ser executado para retirar de funcionamento uma linha que se tornou obsoleta.
A instalação de torres para linhas de transmissão auxilia na preservação do solo, diminuindo sua compactação e retardando processos de erosão.
A redução da intensidade do campo elétrico na superfície do condutor de uma linha de transmissão é obtida com a diminuição do diâmetro dos cabos.
As faixas de servidão podem isolar populações de animais e afugentá-las de determinada área.
O efeito corona é desejável para o aumento da vida útil de uma linha de transmissão.
Considere uma linha de transmissão de 𝑗5,0 Ω de um sistema elétrico de potência localizada em um setor no qual as bases são iguais:
• 𝑆𝑏𝑎𝑠𝑒 = 200 MVA
• 𝑉𝑏𝑎𝑠𝑒 = 100 kV
A impedância por unidade dessa linha é
𝑗0,10.
𝑗0,15.
𝑗0,20.
𝑗0,25.
𝑗0,30.
As linhas de transmissão e de distribuição de energia elétrica possuem a mesma finalidade que é o transporte da energia elétrica. Com relação aos aspectos elétricos e de infraestrutura física, essas redes apresentam características distintas. Nesse sentido, tanto as redes de distribuição, quanto as linhas de transmissão podem ser caracterizadas pela relação R/X.
Assinale a alternativa correta que apresenta o/s fator/es que influencia/m a relação R/X.
Subestação.
Fator de potência da carga.
Potência elétrica transmitida.
Geometria e comprimento da rede.
Número de cargas conectadas ao sistema.
Nas linhas de transmissão de energia elétrica, as tensões são elevadas por transformadores antes de serem transportadas a longas distâncias. A principal razão técnica para essa prática é que o uso de tensões elevadas
reduz a resistência elétrica dos cabos e o consumo reativo no sistema.
diminui o campo elétrico em torno dos cabos e elimina o efeito corona.
reduz a corrente de linha para uma mesma potência transmitida, diminuindo as perdas por efeito Joule nos condutores.
aumenta a corrente de linha, tornando a transmissão mais estável e eficiente.
permite o uso de condutores mais espessos, reduzindo a potência aparente transmitida.
Uma linha de transmissão de 500 kV liga a subestação da usina de Tucuruí à subestação de Marabá, que é de carga.
Com base nos conceitos fundamentais de sistemas elétricos de potência, assinale a opção correta a respeito dessa linha de transmissão.
A representação dessa linha de transmissão, em um estudo de fluxo de potência, é dada pela sua reatância de dispersão.
O fluxo de potência reativa, em qualquer situação de carga, vai na direção da subestação de Marabá.
As perdas de potência ativa na linha de transmissão são proporcionais à reatância da linha e ao quadrado da corrente.
O módulo da tensão em Marabá será sempre menor que o módulo da tensão em Tucuruí, uma vez que a primeira é uma carga e a segunda uma geração.
O fluxo de potência ativa entre as duas subestações depende da diferença angular entre os fasores de tensão das duas subestações.
Considere uma linha de transmissão e três situações possíveis de terminação: carga casada, curto-circuito e circuito aberto.
Assinale a alternativa correta em relação à situação descrita.
Se a linha for ideal, sem perdas, o coeficiente de reflexão será nulo.
Curto-circuito e circuito aberto resultam em reflexão total da onda incidente, diferindo apenas pela fase da onda refletida
Curto-circuito e circuito aberto não produzem reflexão, pois não há potência dissipada; logo, toda a potência é transmitida.
O coeficiente de reflexão na carga depende do comprimento da linha, já que a onda refletida percorre a linha antes de retornar à fonte.
Quando a impedância da carga for igual à impedância característica da linha, tem-se uma onda estacionária pura ao longo da linha.
O estudo de linhas de transmissão é frequentemente realizado por meio de modelos de quadripolos, cuja representação matricial permite relacionar as tensões e correntes nos terminais de envio (Terminal 1) e de recepção (Terminal 2).
Considerando-se uma linha de transmissão curta, cujos efeitos capacitivos são desprezíveis, a relação entre as grandezas nos terminais pode ser expressa pelas constantes genéricas
A=1, B=Impedância, C=0 e D=1
A=0, B=Impedância, C=0 e D=1
A= Impedância, B=1, C=1 e D=1
A=Impedância, B=0, C=1 e D=1
A=1, B=0, C= Impedância e D=0
Uma linha de transmissão trifásica é idealmente transposta, com as impedâncias próprias das fases iguais a Zp, e as impedâncias mútuas entre as fases todas iguais a Zm. Essas impedâncias já estão levando em consideração o efeito do solo. As impedâncias de sequência positiva e de sequência zero da linha são j1,5 ohms e j6,0 ohms, respectivamente.
Calculando os valores, em ohms, das impedâncias Zp e Zm, encontra-se, respectivamente:
j3,0 e j2,5.
j3,0 e j1,5.
j1,5 e j3,0.
j1,0 e j2,5.
Uma linha de transmissão possui uma indutância constante em seus condutores. Considerando que a capacitância da linha é irrelevante e sua resistência é nula, para que a potência absorvida pela linha de transmissão seja reduzida, deve-se:
reduzir o nível de tensão
reduzir o fator de potência
aumentar o fator de potência
aumentar a resistência da linha
Em linhas de transmissão de alta tensão em corrente alternada, o efeito pelicular causa uma distribuição não uniforme da corrente elétrica na seção transversal do condutor. A principal consequência deste fenômeno no desempenho da linha é
a redução da reatância indutiva da linha devido à concentração do campo magnético na superfície do condutor, o que melhora a estabilidade do sistema de potência.
a diminuição da queda de tensão na linha e a melhoria do fator de potência, pois a corrente reativa é concentrada na parte central do condutor, onde o campo elétrico é mais intenso.
a redução do campo elétrico na superfície do condutor, diminuindo o risco de descargas de corona e, consequentemente, as perdas associadas.
o aumento da resistência efetiva do condutor, o que justifica o uso de condutores com múltiplas camadas e alma de aço para otimizar o transporte de energia.
a resistência do condutor permanecer inalterada em relação à sua resistência em corrente contínua, pois o efeito pelicular apenas redistribui o fluxo de corrente, sem impactar a dissipação de energia.
As bases de potência e tensão escolhidas para um sistema são alteradas pelas linhas de transmissão e impedâncias colocadas em paralelo.
Certo
Errado
Acerca de guias de ondas e linhas de transmissão, assinale a opção correta.
Guias de ondas metálicos apresentam um limite inferior de frequência de operação abaixo do qual a onda não se propaga.
Linhas de transmissão, como pares trançados e cabos coaxiais, permitem a propagação dos modos transversal elétrico (TE) e transversal magnético (TM), e isso as torna uma alternativa eficiente para frequências acima de 30 GHz.
Em guias de ondas metálicos, a propagação do modo TEM (transverse electromagnetic mode) permite a transmissão de sinais de micro-ondas com mínima atenuação.
Linhas de transmissão não podem ser utilizadas para transmitir sinais de radiofrequência e micro-ondas, pois apresentam perdas excessivas que inviabilizam a aplicação em sistemas modernos.
Em um guia de onda retangular, o modo transversal elétrico TE10 é sempre evitado, pois apresenta atenuação maior do que modos de ordem superior, como os transversais elétricos TE20 e TE30.
Acerca de linhas de transmissão, assinale a opção correta.
O efeito Ferranti acontece em linhas de transmissão longas quando um dos terminais fica aberto.
A compensação reativa por reatores é aplicada principalmente em linhas de transmissão curtas.
As linhas de transmissão médias podem ser tratadas matematicamente pelo modelo “pi equivalente”.
A regulação de tensão é negativa quando a linha de transmissão é carregada com a própria impedância de surto.
A compensação série reduz as possibilidades de acontecer ressonância subsíncrona nas linhas de transmissão.
Em um sistema de transmissão de energia de longas distâncias, com a linha de transmissão levemente carregada ou em vazio, ocorre um fenômeno em que a tensão no lado da carga (extremidade receptora) se torna mais alta que a tensão no lado da geração (extremidade de envio). Analise as opções a seguir e marque a correta.
O fenômeno ocorre porque a potência reativa capacitiva gerada pela linha de transmissão é superior à potência reativa indutiva consumida.
A elevação de tensão é uma consequência do efeito corona, que aumenta as perdas de energia da linha e força a elevação da tensão na extremidade de recebimento para compensar.
O fenômeno resulta da ressonância em série entre a indutância e a capacitância da linha de transmissão, que causa uma amplificação perigosa da tensão.
Isso é causado por um aumento na resistência da linha devido ao efeito “Joule”, o que causa um aumento da impedância total e, consequentemente, da tensão no lado da carga.
A elevação de tensão é resultado do desvio da potência reativa dos reatores em paralelo para a extremidade receptora, que eleva a tensão para balancear o sistema.
Analise a figura abaixo:
A figura acima apresenta uma carga ligada a uma fonte de tensão por meio de uma linha de transmissão, onde:
𝑅𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎 = 20√2 Ω ; 𝑋𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎 = 𝑗75√2 Ω
𝑅𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 30√2 Ω ; 𝑋𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = −𝑗25√2 Ω
Diante do exposto, determine a corrente total circulante.
𝐼 = 2,2 𝐴 ∠ − 45°
𝐼 = 5,0 𝐴 ∠45°
𝐼 = 22 𝐴 ∠45°
𝐼 = 50 𝐴 ∠45°
𝐼 = 50 𝐴 ∠ − 45°
Em sistemas de distribuição de energia elétrica, as linhas podem ser aéreas ou subterrâneas, cada uma apresentando características distintas em termos de custo, manutenção, confiabilidade e proteção. Sobre esses dois tipos de linha, assinale a alternativa correta.
Linhas aéreas possuem menor custo de instalação inicial e maior facilidade de manutenção, mas estão mais sujeitas a falhas causadas por intempéries, quedas de árvores e descargas atmosféricas.
Linhas subterrâneas são mais fáceis de reparar e inspecionar do que linhas aéreas, devido ao acesso direto aos cabos enterrados.
Linhas aéreas necessitam de menor isolamento que linhas subterrâneas, que podem ser instaladas diretamente no solo sem proteção adicional.
Linhas subterrâneas dispensam proteção contra sobrecorrentes e surtos elétricos, enquanto linhas aéreas exigem sistemas completos de proteção.
Linhas aéreas apresentam menor probabilidade de interrupção no fornecimento de energia, já que estão elevadas e fora do alcance de interferências externas.
A transmissão e a distribuição de energia elétrica são etapas fundamentais no sistema de potência, garantindo que a energia gerada nas usinas alcance os consumidores de forma eficiente e confiável. Sobre o tema, analise as afirmativas a seguir:
I.Linhas de transmissão em alta tensão minimizam perdas por efeito Joule, tornando o transporte de energia mais eficiente.
II.A distribuição primária de energia ocorre em níveis de tensão superiores aos das linhas de transmissão para otimizar o fornecimento aos consumidores.
III.Linhas de distribuição trifásicas são utilizadas apenas em zonas rurais, devido à baixa densidade de consumidores.
Está correto o que se afirma em:
I, apenas.
II, apenas.
I e III, apenas.
I, II e III.
Uma linha de transmissão trifásica, simples e totalmente transposta, possui 140 km de extensão. A impedância em série própria é igual a 0,02 + j0,06 [Ω/km], e a impedância mútua entre as fases é de j0,02 [Ω/km]. A impedância de sequência direta para essa linha, em ohms, é
2,8 + j5,6.
2,8 + j11,2.
1,4 + j5,6.
1,4 + j11,2.
1,4 + j14.