ENGENHARIA ELETRICA 9 E 10

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PRODUÇÃO TEXTUAL 
INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica 
EM GRUPO – PTG 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURSO: Engenharia de Elétrica 
 
 
 
PRODUÇÃO TEXTUAL 
INTERDISCIPLINAR 
EM GRUPO – PTG 
 
PRODUÇÃO TEXTUAL 
INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica 
EM GRUPO – PTG 
 
 
Curso: Engenharia Elétrica Semestre: 9º flex / 10º reg 
Disciplinas: • Proteção do Sistema Elétrico de Potência 
• Teoria de Controle Moderno 
• Sistemas Elétricos de Potência II 
• Sistemas de Telecomunicações 
• Controle e Automação de Processos Industriais 
Professores • Giancarlo Michelino Gaeta Lopes 
• Lucas dos Santos Araújo Claudino 
Competências: Ao final deste estudo o aluno deverá estar apto a: aplicar conceitos 
e teorias para a resolução de problemas com sistemas elétricos de 
potência, desde o projeto de proteções para sistemas elétricos de 
potência, análise de fluxo de potência e esquemas de proteção até 
a visão dos esquemas de comunicações aplicados ao sistema 
elétrico de potência. 
Habilidades: Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá 
desenvolvido as seguintes competências e habilidades: 
• Possibilitar o desenvolvimento de trabalhos em grupo, 
promovendo a capacidade de adaptação, comunicação e 
integração do espírito de equipe. 
• Fornecer sólida formação humanística e visão global que 
habilite o acadêmico a compreender a aplicabilidade dos 
conceitos de engenharia em sua vida cotidiana. 
• Promover formação teórico-prática possibilitando a vivência 
concreta no desenvolvimento de soluções e problemas 
dentro da engenharia elétrica. 
• Formar profissionais com visão integral, capacidade de 
adaptação e flexibilidade, que atuem de forma 
interdisciplinar. 
• Capacitar para que os indivíduos possam tomar decisões 
baseados na lógica, solucionando problemas que otimizem 
o custo e priorizando a eficiência; 
• Permitir que os indivíduos consigam aplicar conhecimentos 
teóricos na solução de problemas de engenharia. 
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INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica 
EM GRUPO – PTG 
 
 
Objetivos da 
Aprendizagem: 
• Saber reconhecer e definir problemas, equacionar soluções, 
pensar estrategicamente, introduzir modificações no projeto, 
atuar preventivamente, transferir e generalizar 
conhecimentos e exercer, em diferentes graus de 
complexidade, o processo da tomada de decisão. 
• Desenvolver habilidades práticas associadas aos 
conhecimentos teóricos adquiridos durante nosso curso, em 
especial nas disciplinas ministradas no semestre. 
• Permitir que o aluno seja apto a desenvolver sistemas 
elétricos de potência e de controle, e consiga abstrair de um 
problema a sua possível solução. 
 
Prezados alunos, 
Sejam bem-vindos a este semestre! 
A proposta de Produção Textual Interdisciplinar em Grupo (PTG) terá como temática: 
Análise e Dimensionamento de Sistema Elétrico de Potência. A temática foi escolhida a 
fim de possibilitar a aprendizagem interdisciplinar dos conteúdos desenvolvidos nas 
disciplinas desse semestre. 
 
ORIENTAÇÕES DA PRODUÇÃO TEXTUAL 
 
1. Formação dos grupos 
• O trabalho será realizado em grupos composto por no mínimo 2 e, no máximo, 7 
integrantes, do mesmo curso e mesmo semestre. 
• A formação dos grupos é de responsabilidade dos alunos. No entanto, solicitamos 
que sigam as orientações passadas pelo tutor sobre a formação dos grupos. 
• A produção textual é um trabalho original e, portanto, não poderá haver trabalhos 
idênticos ao de outros alunos ou grupos. 
• É importante que você leia os materiais disponíveis das disciplinas do semestre; 
• A Produção Textual deverá ser desenvolvida inteiramente dentro das Normas da 
ABNT (Capa, Folha de rosto, Sumário, Desenvolvimento, Conclusão, Referências, etc). 
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INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica 
EM GRUPO – PTG 
 
 
 
SITUAÇÃO GERADORA DE APRENDIZAGEM (SGA) 
 
 O cenário do Sistema Elétrico de Potência (SEP) é muito amplo, e cada aplicação 
possui suas características especiais. Um cenário típico que pode ser encontrado é o de 
pequenos centros de carga rurais ligados por linhas de transmissão e com unidade geradora 
de backup. Esses centros de carga são geralmente alimentados através de grandes linhas 
de transmissão, além de possuírem unidades geradoras próximas, para o caso de ocorrência 
de faltas permanentes na linha de transmissão. 
Como o sistema deve ser capaz de operar e detectar falhas ao longo de todos os 
elementos e barras, deve-se alocar dispositivos de proteção para as cargas, unidades 
geradoras, linhas de transmissão e qualquer outro dispositivo presente no SEP. Além disso, 
visto que o centro de cargas rurais é isolado, deve existir uma pequena central de coleta de 
informações e transmissão de dados, para estabelecer uma comunicação confiável com o 
sistema supervisório central da concessionária local. Para isto, vários equipamentos 
eletrônicos e sensores sensíveis são instalados em pontos estratégicos. 
Visto que o centro de cargas é de pequeno porte, pode-se utilizar diversos tipos de 
geradores locais, mas o que está sendo utilizado possui o diesel como fonte de energia. Um 
grupo gerador de eletricidade que utiliza esse combustível, é constituído basicamente por 
um motor a combustão acoplado a um gerador síncrono. Porém, para que seja possível a 
entrada em funcionamento desse sistema, são necessários diversos circuitos elétricos e 
eletrônicos, que permitam o acionamento do grupo gerador no momento desejado. 
 Para a utilização de um grupo gerador em situações de falta, quando não há energia 
elétrica sendo fornecida pela concessionária, é necessário ainda que o sistema possua um 
mínimo controle das válvulas de injeção de combustível, para garantir a qualidade da energia 
gerada e não danificar os equipamentos. 
Visto que esse cenário é bastante antigo, a concessionária local precisa fazer uma 
análise dos principais componentes de proteção, controle acionamento e do fluxo de 
potência do sistema. Para isso, ele contratou a sua empresa, que é bastante conhecida pela 
qualidade das análises de sistemas elétricos de potência. 
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Para solução desse desafio, você identificou que será necessário fazer o 
levantamento das zonas de proteção, para então estimar os dispositivos protetores com 
base no fluxo de potência, revisar o esquema de acionamento do grupo gerador e também 
verificar as condições de proteção do sistema eletrônico supervisório local. 
 
Agora, é com vocês! 
 
TAREFA 
 
Como início dos trabalhos, a concessionária forneceu um diagrama simplificado do 
cenário com o qual sua empresa trabalhará, além de especificar algumas de suas 
características. O sistema é o que está apresentado na Figura 1, e suas características 
básicas são as seguintes: 
i) Frequência de operação igual 60 Hz; 
ii) Magnitude de tensão na barra 1 é 1,00 pu; 
iii) Magnitude de tensão nos terminais do gerador G2 é 1,04 pu; 
iv) O gerador G2 provê exatamente 40 MW de potência ativa ao sistema; 
v) As perdas de potência ativa nas linhas de transmissão e nos transformadores 
podem ser desconsideradas. 
 
Figura 1: diagrama simplificado do sistema. 
 
Fonte: elaborada pelo autor. 
 
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O primeiro passo é identificar as zonas de proteção do sistema e indicar possíveis 
dispositivos de proteção a serem instalados nelas. Para isso, utilize como base o diagrama 
fornecido na Figura 1, adicione os dispositivos de proteção e identifique qual a sua função 
através da simbologia e numeração de cada dispositivo (exemplos: relé de distância 21, relé 
direcional 32, relé instantâneo de sobrecorrente 50, entre outros). 
A segunda parte do projeto consiste em responder a algumas questões exigidas pela 
concessionária, considerando uma basede potência de 100 MVA e tensão de base igual a 
132 kV na zona da linha de transmissão. 
a) A impedância em pu da linha de transmissão, 𝑋𝐿𝑝𝑢. 
b) Qual o fluxo de potência ativa, 𝑃𝐺2−𝐵1, para a Barra 1 fornecido pelo gerador G2? 
c) A diferença de fase,𝛿𝐵1−𝐺2, entre a tensão na Barra 1 e a tensão nos terminais 
de G2. 
d) O fluxo de potência reativa, 𝑄𝐺2−𝐵1, para a Barra 1 fornecido pelo gerador G2. 
Desconsidere a contribuição do gerador para o fluxo de potência reativa. 
e) O fluxo de potência ativa e reativa, 𝑃𝐺1−𝐵1 e 𝑄𝐺1−𝐵1, para a Barra 1 fornecido pelo 
gerador G1. Desconsidere a contribuição do gerador para o fluxo de potência 
reativa. 
f) A magnitude de tensão, 𝑉𝐺1, nos terminais de gerador G1, em kV. 
g) Utilize o software Power World Simulator para similar o Sistema de potência 
requisitado por seu cliente. A intenção da simulação é apenas ilustrar os 
resultados obtidos. Utilize os valores fornecidos em conjuntos com os calculados. 
Como parte final do projeto, a concessionária de energia solicitou que você 
desenvolvesse um sistema de controle para o gerador, para garantir que a tensão de saída 
ficará de acordo com os padrões de qualidade exigidos. 
Para o projeto, considere que planta do sistema de controle possui a seguinte 
resposta: 
 
Assim, aplique um degrau a essa função de transferência, analise a resposta e projete 
um controlador PID utilizando um dos métodos de Ziegler-Nichols. Tendo em mãos a função 
de transferência do controlador, monte um sistema de controle em malha fechada com a 
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planta e o controlador, aplique o degrau e avalie a resposta obtida. Se necessário, faça 
ajustes nos parâmetros do controlador para obter uma resposta que considere satisfatória. 
Apresente no seu trabalho a descrição detalhada do projeto do controlador, um diagrama de 
blocos do sistema e as suas respostas. Por fim, apresente de forma destacada a função de 
transferência final do controlador projetado. 
 
ORIENTAÇÕES 
 
Para nortear o desenvolvimento do que está sendo proposto, indicamos, que sejam 
apresentados no relatório um conjunto de tópicos a serem apresentados na seguinte 
sequência, segundo as normas da ABNT: 
1. Título: Título do trabalho. 
2. Introdução: Façam uma introdução envolvendo uma fundamentação teórica com 
os itens mais importantes referentes ao tema do trabalho (mínimo uma página). 
3. Desenvolvimento: Nesta seção deve-se realizar as tarefas descritas acima, com 
detalhamento dos cálculos (sempre indique as equações utilizadas), gráficos, 
etc. Cada Tarefa será um tópico do desenvolvimento, podendo ser nomeada através 
da disciplina. 
4. Conclusões: Nesta seção você fará a ligação entre os objetivos e os resultados 
alcançados, fazendo uma discussão dos resultados, dos métodos de medida 
utilizados, tendo em vista o objetivo do trabalho. De um modo geral, a conclusão deve 
ser redigida de tal modo que a ideia central do relatório se revele e se fixe claramente 
ao leitor. 
5. Referências bibliográficas: Toda a bibliografia utilizada para elaborar o relatório 
deverá ser citada. Utilize a norma ABNT para a colocação das referências. 
6. Anexos (se necessário): Os anexos são utilizados para colocar alguma dedução 
que seja importante e tenha sido utilizada nos cálculos das grandezas físicas da 
experiência, fotos do experimento, etc. 
 
NORMAS PARA ELABORAÇÃO E ENTREGA DA PRODUÇÃO TEXTUAL 
 
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INTERDISCIPLINAR Engenharia Elétrica 
EM GRUPO – PTG 
 
 
A resolução da situação-problema deverá ser registrada em forma de um relatório 
descritivo que deverá ser postado em seu ambiente virtual. Neste texto você deverá 
obedecer às normas a seguir: 
a) Abra um documento no Word seguindo as normas da ABNT. Acesse a Biblioteca 
Digital, clique em “Padronização” e escolha as opções “Trabalhos acadêmicos – 
Apresentação” e “Modelo para elaboração de Trabalho Acadêmico”; 
b) Este relatório deverá ser redigido na seguinte estrutura: capa de abertura, descrição 
separada de cada um dos itens solicitados na SP, acompanhada do detalhamento 
solicitado para cada um desses itens. 
c) Ao definir quem serão os participantes do grupo, informe seu tutor presencial. Isto é 
importante para ele acompanhar e saber quem são os grupos que já estão formados. 
Lembre-se que é responsabilidade do aluno acompanhar o cadastro do grupo 
pelo aluno responsável (aluno líder), bem como acompanhar a inserção da 
atividade. 
d) Quando o aluno responsável pelo cadastro do grupo e pelo cadastro de atividade não 
realiza os procedimentos dentro do prazo devido, todo o grupo fica prejudicado. 
e) A postagem do arquivo final relacionado a PTG no AVA deve ser em um único 
arquivo, no formato WORD, pelo aluno líder. 
f) Salientamos que todos os alunos devem acompanhar a formação do grupo e a 
inserção da atividade direta de sua área restrita. 
g) Em caso de dúvida para elaboração do trabalho, você deverá buscar orientações com 
o tutor presencial e o seu tutor à distância. 
h) Atenção aos prazos de postagens! 
 
Critérios avaliativos: Apresentamos os critérios avaliativos que nortearão a devolutiva 
escrita e o conceito a ser dado pelo tutor a distância: 
Critério Significado Valor/peso 
Coerência, 
clareza e coesão 
A produção textual apresenta uma 
linguagem de fácil compreensão, 
apresentando os argumentos de modo 
claro e coeso. 
10% 
PRODUÇÃO TEXTUAL 
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EM GRUPO – PTG 
 
 
Aplicação dos 
conteúdos 
interdisciplinares 
no texto 
argumentativo 
No texto escrito (com as justificativas e 
argumentações) as ideias apresentam 
relação direta com a situação descrita e 
explicitam conteúdos trabalhados nas 
disciplinas de forma clara. 
50% 
Riqueza de 
argumentação 
As ideias apresentadas no texto (com as 
justificativas e argumentações) têm relação 
direta com o tema e traduzem uma 
perspectiva crítica e variedade de pontos 
de vista. 
20% 
Conclusão 
Todo o registro de ideias foi feito com um 
mínimo de termos, sem repetições ou 
redundâncias. 
10% 
Normalização 
Respeito às normas da ABNT, respeito a 
escrita ortográfica e estrutura solicitada. 
10% 
 
 
Um ótimo trabalho! 
Equipe de professores