ATIVIDADE 3 - EELE - ANÁLISE DE SISTEMAS DE POTÊNCIA - 54_2025

ATIVIDADE 3 - EELE - ANÁLISE DE SISTEMAS DE POTÊNCIA - 54_2025

Questão 1

Durante uma falta simétrica, o sistema trifásico sofre uma falha mantendo um equilíbrio nas três fases. Esse tipo de falta é menos comum do que as faltas assimétricas, mas as correntes envolvidas são normalmente muito altas, exigindo que os equipamentos de proteção, como disjuntores, sejam dimensionados corretamente para garantir a integridade do sistema. O cálculo dessas correntes é um passo essencial no processo de análise de falhas e na definição de estratégias de proteção.

Elaborado pelo professor, 2024.

Considerando o contexto aperentado, assinale a alternativa que caracteriza corretamente uma falta trifásica simétrica.

Alternativas

Alternativa 1:

Ocorre em sistemas que operam sem neutro.

Alternativa 2:

Envolve a desconexão de apenas uma fase do sistema.

Alternativa 3:

Acontece quando duas fases estão em curto com o solo.

Alternativa 4:

Apenas a sequência de fase zero é afetada durante essa falha.

Alternativa 5:

Todas as fases conduzem correntes de falha de mesma magnitude e defasagem.

Questão 2

Componentes simétricas é um conceito fundamental na análise de sistemas elétricos de potência, proporcionando uma abordagem simplificada para entender e resolver problemas em sistemas polifásicos. Essa técnica baseia-se na decomposição dos sinais elétricos em três conjuntos ortogonais de componentes simétricas: positiva, negativa e zero. Essa abordagem simplifica a análise de sistemas desequilibrados, nos quais as grandezas elétricas podem variar de maneira assimétrica. Ao utilizar componentes simétricas, os engenheiros elétricos podem facilitar a resolução de problemas relacionados a desequilíbrios de tensão e corrente, tornando a análise de sistemas de potência mais eficiente e compreensível.

MENEZES, Maxwell Martins de; AZZI, Wellington Augusto. Análise de Sistemas de potência. Maringá - PR: Unicesumar, 2022. 

​Acerca das componentes simétricas, assinale a alternativa correta:

Alternativas

Alternativa 1:

A decomposição em componentes simétricas só é possível para sistemas trifásicos.

Alternativa 2:

A impedância de geradores simétricos não é considerada em estudos de curto-circuito.

Alternativa 3:

Componentes simétricas são um conceito opcional e pouco relevante na análise de sistemas elétricos de potência. 

Alternativa 4:

Um sistema elétrico de n fases desequilibrado é decomposto em n circuitos equilibrados, sendo a somatória dos vetores simétricos igual ao vetor do sistema desequilibrado.

Alternativa 5:

A análise de componentes simétricas é exclusivamente aplicável a sistemas de potência de grande escala e não tem relevância em sistemas de distribuição de menor porte.

Questão 3

Sistemas de potência complexos estão sujeitos a várias condições de falha, e a análise de contingência ajuda a prever quais falhas podem causar interrupções severas. Esta análise é feita para preparar o sistema para diferentes cenários de falha, melhorando a robustez e a capacidade de recuperação após uma contingência. Ela também é usada para garantir que o sistema possa operar de forma segura, mesmo com a perda de alguns componentes.

Elaborado pelo professor, 2024.

Considerando o contexto apresentado, assinale a alternativa correta sobre a aplicação da análise de contingência na operação de um sistema de potência.

Alternativas

Alternativa 1:

Para ajustar os níveis de tensão nas subestações.

Alternativa 2:

Para prever a demanda futura de energia elétrica.

Alternativa 3:

Para medir a temperatura dos transformadores sob carga.

Alternativa 4:

Para determinar os ajustes de proteção e manobras preventivas.

Alternativa 5:

Para calcular o fluxo de corrente em condições normais de operação.

Questão 4

A Equação de Swing é uma das principais equações do estudo de estabilidade e sincronismo do sistema elétrico. A equação é apresentada a seguir, sendo H a constante de inércia, delta a abertura angular e P as potências elétricas e mecânicas da máquina síncrona em análise.

Adaptado de: KUNDUR, P. S.; MALIK, O. P. Power System Stability and Control. [S.l.]: McGraw-Hill Education, 2022.

Em relação ao efeito da constante de inércia H na equação, assinale a alternativa que apresenta a afirmativa correta.

Alternativas

Alternativa 1:

Quanto maior a constante de inércia, menor a aceleração angular da máquina em análise, contribuindo de maneira negativa para a estabilidade do sistema.

Alternativa 2:

Quanto maior a constante de inércia, menor a aceleração angular da máquina em análise, contribuindo de maneira positiva para a estabilidade do sistema.

Alternativa 3:

Quanto maior a constante de inércia, menor a potência elétrica da máquina em análise, contribuindo de maneira negativa para a estabilidade do sistema.

Alternativa 4:

Quanto maior a constante de inércia, menor a potência elétrica da máquina em análise, contribuindo de maneira positiva para a estabilidade do sistema.

Alternativa 5:

A constante de inércia da máquina não afeta sua estabilidade transitória de potência.

Questão 5

O sistema de potência está constantemente sujeito a perturbações naturais e não naturais que afetam o desempenho do sistema. Apesar do sistema ter uma ótima capacidade de auto recuperação, a constante interrupção de equipamentos essenciais do sistema pode refletir em instabilidade e perda de sincronismo do sistema.

Adaptado de: KUNDUR, P. S.; MALIK, O. P. Power System Stability and Control. [S.l.]: McGraw-Hill Education, 2022.

Em relação ao problema da estabilidade de sistemas de potência, qual é o problema que ocorre ao ter uma barra de geração do sistema subitamente desligada?

Alternativas

Alternativa 1:

Os outros geradores do sistema terão que assumir a carga do sistema, aumentando sua abertura angular, podendo entrar na zona de instabilidade angular.

Alternativa 2:

Os outros geradores do sistema terão que assumir a carga do sistema, reduzindo sua abertura angular, podendo entrar na zona de instabilidade angular.

Alternativa 3:

Os outros geradores do sistema terão que elevar a tensão, entrando na zona de instabilidade de tensão.

Alternativa 4:

Os outros geradores do sistema terão que reduzir a tensão, entrando na zona de instabilidade de tensão.

Alternativa 5:

Os outros geradores do sistema terão que desacelerar, visando manter a frequência em valores baixos.

Questão 6

Para realizar a análise de contingência, há diversas ferramentas de software, como o PSSE, PowerWorld, DIgSILENT PowerFactory, entre outros, que simulam diferentes cenários e identificam os potenciais problemas. Essa análise é amplamente utilizada por operadores de sistemas de energia para tomar decisões estratégicas e operacionais, garantindo que o sistema seja robusto o suficiente para lidar com possíveis falhas.

Elaborado pelo professor, 2024.

Considerando o contexto apresentado, assinale a alternativa que apresenta o objetivo principal da análise de contingência em sistemas de potência.

Alternativas

Alternativa 1:

Medir a capacitância das linhas de transmissão.

Alternativa 2:

Identificar a potência ativa consumida pelo sistema.

Alternativa 3:

Determinar a resistência dos cabos de alimentação.

Alternativa 4:

Garantir que todas as cargas sejam supridas durante uma falta trifásica.

Alternativa 5:

Avaliar o impacto da falha de um componente sobre a estabilidade do sistema.

Questão 7

A técnica das componentes simétricas de Fortescue é amplamente usada para analisar sistemas trifásicos desequilibrados. Esse método transforma sistemas desequilibrados em três sistemas de sequência: positiva, negativa e zero. A sequência positiva representa o sistema balanceado ideal, enquanto as sequências negativa e zero indicam desbalanceamentos ou falhas. A análise por componentes simétricas simplifica o estudo de curtos-circuitos e facilita a identificação de falhas.

Elaborado pelo professor, 2024.

Considerando o contexto apresentado, assinale a alternativa correta que representa a componente de sequência positiva em um sistema trifásico.

Alternativas

Alternativa 1:

A corrente que flui no neutro.

Alternativa 2:

O desbalanceamento gerado por falhas na rede.

Alternativa 3:

A componente associada a falhas de aterramento.

Alternativa 4:

A parte do sistema que está totalmente fora de fase.

Alternativa 5:

Formada por três fasores de mesma magnitude e defasadas 120 graus entre si, na mesma sequência que o sistema original.

Questão 8

A figura a seguir apresenta um diagrama de impedâncias de um pequeno sistema elétrico. 

Assinale a alternativa que apresenta as variáveis de estado já declaradas no começo do estudo de fluxo de carga do sistema em questão.

Alternativas

Alternativa 1:

4 magnitudes de tensão V e 4 potências ativas P.

Alternativa 2:

2 magnitudes de tensão V, 2 ângulos de tensão teta, 3 potências ativas P e 1 potência reativa Q.

Alternativa 3:

3 magnitudes de tensão V, 1 ângulo de tensão teta, 2 potências ativas P e 2 potências reativas Q.

Alternativa 4:

2 magnitudes de tensão V, 1 ângulo de tensão teta, 3 potências ativas P e 2 potências reativas Q.

Alternativa 5:

2 magnitudes de tensão V, 4 potências ativas P e 2 potências reativas Q.

Questão 9

O despacho econômico corresponde de um processo de otimização multivariável com diferentes restrições. As principais restrições envolvidas no processo correspondem ao somatório de produção de potência e as restrições físicas de geração.

GRAINGER, J. J. Power system analysis. McGraw-Hill, 1999. (adaptado)

Caso o ponto ótimo do despacho modele um gerador com uma potência superior ao seu limite máximo de geração, como o processo de despacho econômico procede?

Alternativas

Alternativa 1:

A potência do gerador é fixada no seu limite inferior e o cálculo do custo incremental de geração prossegue desconsiderando o gerador em questão.

Alternativa 2:

A potência do gerador é fixada no seu limite inferior e o cálculo do custo incremental de geração continua considerando o gerador em questão.

Alternativa 3:

A restrição é desconsiderada visando garantir que todos os geradores operem com o mesmo custo incremental de geração.

Alternativa 4:

A potência do gerador é fixada no seu limite superior e o cálculo do custo incremental de geração prossegue desconsiderando o gerador em questão.

Alternativa 5:

A potência do gerador é fixada no seu limite superior e o cálculo do custo incremental de geração continua considerando o gerador em questão.

Questão 10

A estabilidade de um sistema de potência é crucial para garantir que os geradores permaneçam operando de maneira sincronizada após uma perturbação de grande magnitude, evitando apagões ou desconexões. A falta de estabilidade pode levar a colapsos de tensão ou perda de sincronismo, causando grandes interrupções no fornecimento de energia elétrica.

Elaborado pelo professor, 2024.

Considerando o contexto apresentado, assinale a alternativa correta que apresenta o principal critério para avaliar a estabilidade transitória de um sistema de potência.

Alternativas

Alternativa 1:

A eliminação completa de desbalanceamentos após o evento.

Alternativa 2:

O retorno à operação sincronizada após uma grande perturbação.

Alternativa 3:

A minimização da perda de carga após uma falha de curta duração.

Alternativa 4:

O controle automático de tensão nos transformadores após a falha.

Alternativa 5:

A capacidade do sistema de manter a tensão constante durante uma perturbação.