Op Mant 2 Bimestre - parte professor 2

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Lista de exercícios 2° Bimestre 
 Operação e Manutenção de Sistemas 
Prof. Romão Kowaltschuk 
 
 
 1) Desenhe, utilizando componentes de circuitos elétricos, um modelo básico de isolante 
(dielétrico) para representar equipamentos elétricos. Rotule os componentes e faça um breve 
comentário justificando sua representação. – 3 créditos 
 
(*) If = I de fuga devido à falha de isolamento 
(**) Ic tende a zero 
(***) Id é a corrente de polarização ou deslocamento. 
 
 
2) Explique o que é o fator de potência do isolamento. Um fator de potência baixo indica que o 
material é bom ou mau isolante? – 2 créditos 
 
F. P. - Fator de Potência = cos φ = Ir / I 
Exemplo: 
δ = 10° ==> φ = 90 – 10 = 80° tan 10° = 0,1763 
 cos 80° = 0,1736 
 
Num caso mais prático de isolação, para cos φ = 4,00% a tan δ = 4,003 % 
Então, para ângulos pequenos entre Ic e I: F. P. (cos φ ) ≅ tan δ d 
 
Logo quanto menor o FP, melhor. 
 
Serve para medir perdas. Indica que é um bom isolante (quanto + capacitivo melhor). 
 
3) Que cuidado deve ser tomado ao comparar os resultados das medições de fator de potência e 
resistência de isolamento com outros resultados, divulgados por fabricantes ou constantes do 
histórico de medições anteriores dos equipamentos? – 2 créditos 
Para transformadores pequenos, o IP é próximo de 1 (IEEE std 62-1995) Estudos 
comparativos entre RI, IP, FP e outros têm sido realizados recentemente. O teor de 
umidade da isolação também hoje está sendo considerado. 
Além de depender da frequência e da temperatura. 
Os valores obtidos no teste do fator de potência devem ser comparados com os 
anteriores depois de corrigidos para uma temperatura padrão. 
é importante que o valor medido no teste seja corrigido para uma temperatura 
padrão. É importante fazer uma limpeza nos terminais dos equipamentos antes de se fazer 
um teste. Compare os valores medidos com os anteriores. Valores de resistência de 
isolamento baixos, porém estáveis, ao longo do tempo, são melhores indicadores do que 
altos valores de resistência de isolamento, declinantes com o tempo. Compare os valores 
de resistência de isolamento de uma fase com as outras duas, de um equipamento. 
Diferença superior a um para três, por exemplo 50 e 180MΩ, pode ser indicador de algum 
problema de isolamento, ainda incipiente. Não faça teste de resistência de isolamento em 
equipamentos com circuitos eletrônicos (soft-starter, inversores de freqüência, 
conversores AC-DC, PLC, Nobreak etc) a menos que recomendado pelo fabricante. 
Se os valores de resistência de isolamento mostrarem-se decrescentes com o tempo é 
uma indicação segura da degradação do isolamento, pontual ou distribuída ao longo de 
todo o isolamento. 
 
Referir as condições do histórico do equipamento. 
 
4) Qual é a condição básica a ser atendida quando se manobra uma chave seccionadora? 
Explique, justificando-se com a equação básica da potência em circuitos elétricos. – 2 créditos 
Não interromper corrente maior que 0,5ª não fazer manobra onde tem It2, pois causa 
ressonância. 
 
P = VxI =0 (potencia tende a 0, a fazer a manobra) 
No instante da manobra (∆V.∆I), se um deles for = 0, o produto P durante a manobra tende a 
zero, fazendo com que a manobra seja possível. 
 
 
5) Com relação à barra de 13,8 kV, em um sistema de alimentado por um transformador com 
ligação em delta isolado no terciário, qual é o equipamento de barra imprescindível, em 13,8 kV, 
para habilitar a operação de uma rede de distribuição conectada a esta barra? Quais são os 
problemas advindos para a operação, caso este equipamento não esteja em operação? - 3 
créditos 
 
Trafo de aterramento (referencia de aterramento – fase/terra), tem de estar 
obrigatoriamente usado na operação. 
Queimar metade da instalação, dimensionado para curto-circuito, ele aguenta corrente de 
até 300A por 10s, o tempo necessário para os relés mandarem sinal aos DJ's desligarem. 
 
 
 
6) Quais são os 3 principais fatores restritivos considerados ao se traçar as curvas de 
capabilidade de geradores? Esboçe uma curva típica de capabilidade de gerador.– 5 créditos 
 
Os limites dos geradores síncronos são: 
- Aquecimento da armadura (corrente máxima de armadura); 
- Aquecimento do enrolamento de campo (corrente máxima de campo); 
- Potência da turbina; 
- Estabilidade; 
- Excitação mínima e máxima. 
 
1) Excitação no rotor; 
2) Zona de sobre-excitação; 
3) Zona de sob-exitação. 
 
 
 
 7) Sabendo que a fórmula que dá o limite de potência transmitida entre duas barras é P= 
((V1*V2/X)*sen(Δ), explique como uma variação na impedância entre dois subsistemas elétricos 
pode contribuir para que a operação do sistema se dê de maneira mais (ou menos) segura, 
supondo que P=constante. - 2 créditos 
 
P1 = V1.V2 sen δ1 P2 = V1.V2 sen δ2 se P1=P2 
 X X 
 
 V1.V2 sen δ1 = V1.V2 sen δ2 portanto sen δ2 = 2 sen δ1 
 X X δ2 > δ1 
 
desejável operar com ângulo < 90º, porque se tiver perturbação tem mais margem, com 
ângulo menor a operação é mais segura. 
 
8) Explique porque a adoção do horário de verão influencia positivamente a operação do sistema 
elétrico, no que diz respeito à estabilidade. - 2 créditos 
 
Porque distribui a curva de carga aolongo de um horario maior. 
Pico de demanda deixa de existir, potencia transmitida menor, mantem o sistema em uma 
condição mais segura, redução de demanda postergando a construção de mais LT's. 
 
 
9) Por que, sob o ponto de vista da estabilidade, há restrições para se executar manobras de 
abertura, fechamento de linhas de transmissão, no horário da ponta (carga pesada)? – 2 créditos 
 
Gera variação de impedância no sistema, podendo alterar a sua estabilidade. 
Não se interfere no sistema nesse horário. 
 
10) O redespacho de geração, diminuindo o intercâmbio entre dois sistemas, seria uma medida 
favorável ou desfavorável à estabilidade? Por que? – 2 créditos 
 
É favorável se for um sistema frágil. Diminui o valor da corrente passante. 
 
 
11) Qual o efeito do desligamento/religamento monopolares de circuitos de extra-alta tensão, no 
que diz respeito à estabilidade (positivo ou negativo)? Por que? – 2 créditos 
 
Positivo. Continua com estabilidade. 
Se for falha monofasica, onde ocorreu a falha não transmite potencia, mas nas outras 
fases transmite; se for compensada esta regiao (de aceleração do sistema) o sistema não 
perde estabilida. 
Permite que a Potencia seja transmitida e minimiza energia que deixa de ser transmitida no 
sistema, não acumula energia no rotor da máquina. 
 
 
12) Em que situação pode ocorrer o efeito de “deslizamento de pólos”? Qual é a sua descrição 
física deste efeito, segundo sua interpretação? – 2 créditos 
 
Perde o sincronismo. P mecanica > P eletrica. 
Equilibrio da energia armazenada para a estabilidade. 
Aumenta a corrente e pode abrir a proteção de distancia. 
 
13) Manter as tensões de um sistema de transmissão altas é um procedimento que influencia a 
estabilidade? Positiva ou negativamente? Por que? – 3 créditos 
 
Positivamente. Operar com delta um pouco menor. 
 
14) Sistemas interligados por poucas linhas longas são mais estáveis ou menos estáveis do que 
sistemas interligados por poucas linhas curtas? Por que? (suponha a potência transmitida 
constante) – 2 créditos 
 
Menos estáveis. Muitas linhas curtas seria o ideal. 
 
 
15) Por que motivo a potência mecânica dos geradores pode ser considerada constante nas 
análises de fenômenos transitórios (menores do que 1 segundo)? - 1 crédito 
 
Porque não se consegue obter resposta de uma máquina com tempo menor que 1s. 
Inércia de equipamentos mecânicos associados a variação de frequência.16) Como se justifica que, para a estabilidade de um sistema seja mais perigosa a ocorrência de 
abertura de uma linha de transmissão em condição de curto-circuito, do que sob condições 
normais (em uma manobra programada)? – 2 créditos 
 
Porque em curto-circuito tem menos condições de propagar potencia ativa (toda a 
potencia mecânica vira potencia de aceleração da máquina tendendo a tirá-la de 
sincronismo). 
 
 
17) Por que motivos usamos o cabo guard e a chave UST em sistemas de medição de resistência 
de isolamento? – 2 créditos (depende do tipo da medição) 
 
5.5 Fator de Potência da Isolação 
Este teste tem como finalidade detectar a presença de umidade na isolação.O fator de 
potência máximo admissível para um transformador novo com óleo e adequadamente 
secado é de 0,5%.Para um transformador com óleo e em serviço, um fator de potência 
maior que 2,0% é considerado excessivo. 
Podem ser executados 3 tipos de medição: 
UST – Medida do fator de potência entre o enrolamento de Alta Tensão e Baixa Tensão 
GUARD – O fator de potência medido é o do enrolamento de Alta Tensão com a Carcaça 
GROUND – O fator de potência medido é o do enrolamento de Alta Tensão e Baixa Tensão 
+ o fator de potência entre o enrolamento de Alta Tensão e a Carcaça. 
 
“G”- Terminal de guard deve ser ligado a terminais cujos isolamentos se quer que 
não interfiram na medição. 
 
Desviar a corrente para determinar o ensaio em questão. 
 
18) Cite ao menos 2 ensaios de rotina típicos de equipamentos elétricos, no que diz respeito à 
verificação da qualidade de isolação deste. – 2 créditos 
 
Resistência de isolamento e Fp de isolamento. 
 
19) Por que motivo é duplicada a proteção (relés de proteção) de linhas de EAT (tensões maiores 
ou iguais a 230 kV)? – 1 crédito 
 
Para garantir que a proteção vai operar, garantindo assim a estabilidade. 
Se uma fonte de tempo é perdida na proteção A, esta ficará inibida e o circuito 
permanecerá protegido através da proteção B. 
 
O objetivo do sistema de proteção é isolar o equipamento defeituoso de forma rápida, confiável 
e desegernizando o menor trecho da rede (seletividade).