AOL4 - SISTEMAS ELÉTRICOS (COMPONENTES)

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Avaliação On-Line 4 (AOL 4) - Questionário
0 DE 10 QUESTÕES RESTANTES
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1. 
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Pergunta 1
1 ponto
Leia o trecho a seguir:
Quando a análise se refere a toda a rede, em vez de componentes individuais, surge uma representação mais compacta do que o modelo  equivalente, podemos utilizar as matrizes de barra ou nós, as quais são obtidas através da seguinte metodologia: os elementos da diagonal de Y são obtidos pela adição de todas as admitâncias conectadas à respectiva barra enquanto os termos fora da diagonal são simplesmente as admitâncias negativas que interconectam as barras envolvidas.
Fonte: GÓMEZ-EXPÓSITO, A.; CONEJO, A. J.; CAÑIZARES, C. (Org.). Sistemas de energia elétrica: análise e operação. Rio de Janeiro: LTC, 2015. p. 79 e 80. (Adaptado).
Considere o sistema de três barras mostrado na figura 01, na qual a barra 1 é a barra de folga ( = 0º), a barra 2 é uma barra PQ e a barra 3 é uma barra PC.
Figura 01: Sistema de três barras.
Os dados correspondentes a esse sistema, representados em uma base de 100 MVA, são listados na tabela 01 abaixo (as admitâncias são consideradas desprezíveis).
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre a matriz impedância de barra, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. É possível construir a matriz admitância do sistema apresentado.
Porque:
II. A matriz admitância é dada pelo inverso da matriz impedância. A matriz de admitância tem uma lei de formação bastante simples que define que a posição diagonal 11 da matriz admitância da barra 1 é dada pela admitância y12 (porque esta é a única admitância ligada a barra 1) que é calculada por (z12) = (0,03 + 0,3 j) = 0,3300 – 3,3003 j. E a posição diagonal 22 da matriz admitância de barra 2 é dada pela adição da admitância y12 e y23 (porque estas duas impedâncias estão ligadas à barra 2) e pode ser calculada por (z12) + (z23) = (0,03 + 0,3 j)+ (0,06 + 0,2 j) = (1,7062 – 7,8875 j). Finalmente, temos a posição diagonal 33 da matriz admitância de barra 3 será dada pela admitância y23 e pode ser calculada por (0,06 + 0,2 j) = (1,3761 – 4,5872 j). Para obtermos os termos fora da diagonal basta multiplicarmos as admitâncias por (-1), que será obtida por y21 = (y12) (-1) = – 0,3300 + 3,3003 j e y32 = (y23) (-1) = – 1,3761 + 4,5872 j. Como não existe admitância entre as barras 1 e 3, porque elas não estão conectadas, o valor da admitância y13 = y31 é igual a zero e será dado por y13 = y31 = 0. Logo a matriz admitância é formada por
A seguir, assinale a alternativa correta:
1. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
2. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
3. 
As asserções I e II são proposições falsas.
4. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
5. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
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2. 
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Pergunta 2
1 ponto
Leia o trecho a seguir:
“Todos os componentes de um sistema de potência (linhas, cabos, transformadores) interconectando diferentes barras podem ser representadas através do modelo  de dois terminais. Conhecidas as tensões complexas das barras terminais, este modelo, simples, permite obter os fluxos de potência de entrada e de saída e, portanto, também as perdas de potência. Contudo, quando a análise se refere a toda a rede, em vez de componentes individuais, surge uma representação mais compacta, utilizando as matrizes de barra ou nós.”
Fonte: GÓMEZ-EXPÓSITO, A., CONEJO, A. J. & CAÑIZARES, C. Sistemas de Energia Elétrica: Análise e Operação. Rio de Janeiro/RJ: LTC Editora, 2015, páginas 79 e 80.
Considerando as informações estudadas sobre a formação da matriz admitância e sobre equivalente reduzido do sistema, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. Um sistema elétrico é representado matricialmente pela matriz admitância dada por:
A seguir, assinale a alternativa correta:
1. 
As asserções I e II são proposições falsas.
2. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
3. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
4. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
5. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
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3. 
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Pergunta 3
1 ponto
Analise a imagem a seguir:
Figura 01: Análise de uma rede de três linhas. Editado por Gómez-Expósito, A., Conejo, A. J. & Cañizares, C. Sistemas de Energia Elétrica – Análise e Operação, Tradução e revisão técnica: Feltrin, A. P.; Montovani, J. R. S e Romero, R. LTC Editora, Rio de Janeiro/RJ, 2015, página 180. (Adaptado.)
Considerando o sistema de três barras ilustrado na figura apresentada, essas informações e o conteúdo estudado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. A análise de contingência da rede de três linhas indica que o sistema está no estado de alerta.
Porque:
II. A interligação entre as barras 1 e 3 foi perdida e o sistema está fornecendo a energia consumida pela carga que é de 200 MW pela linha 1 – 2, ou seja, este sistema não possui nenhuma redundância em funcionamento neste momento. 
A seguir, assinale a alternativa correta:
1. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
2. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
3. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
4. 
As asserções I e II são proposições falsas.
5. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
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4. 
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Pergunta 4
1 ponto
Leia o texto a seguir:
“Se ambas as restrições de carga e operação são satisfeitas, diz-se que o sistema de potência está no estado normal de operação. Ao responder às pequenas variações de carga usuais, pode-se considerar que o sistema está passando de um estado normal para outro, e que cada estado normal corresponde a uma condição de regime permanente. Assim, quando as restrições de segurança são satisfeitas, pode-se concluir que o sistema não sairá do estado normal de operação na eventualidade de ocorrência de qualquer contingência da lista pré-selecionada.”
Fonte: GÓMEZ-EXPÓSITO, A.; CONEJO, A. J.; CAÑIZARES, C. (Org.). Sistemas de energia elétrica: análise e operação. Rio de Janeiro: LTC, 2015. p. 177. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre análise de contigência, analise as definições disponíveis a seguir e associe-as com suas respectivas características.
1) Restrições de carga.
2) Restrições de operação.
3) Restrições de segurança.
( ) Evidenciam que o sistema de potência deve satisfazer a demanda da carga. Portanto, são restrições de igualdade e são expressas matematicamente por . Estas equações correspondem às equações de fluxo de potência em regime permanente para o sistema.
( ) Refletem a necessidade de que os limites operacionais dos equipamentos do sistema (linhas de transmissão, transformadores, geradores, etc.) sejam respeitados. Como tal, são restrições de desigualdade e são dadas por .
( ) São restrições obtidas de uma lista de contingências em potencial, para que se verifique se o sistema resiste ou não ao impacto de cada uma das contingências da lista sem ingressar nos estados de emergência ou restaurativos e são dadas por .
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
1. 
2, 1, 3.
2. 
1, 3, 1.
3. 
3, 2, 1.
4. 
2, 3 ,1.
5. 
1, 2, 3.
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5. 
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Pergunta 5
1 ponto
Leia o trecho a seguir:
“Os sistemas de energia elétrica cresceram em carga, potência e abrangência nas últimas décadas. Vários países, regiõese áreas se encontram interligados energeticamente. Em tais casos, para despachar e otimizar o fluxo de energia, temos a figura de um ou mais operadores do sistema de transmissão, que atuam como um guarda de trânsito desse sistema. É de responsabilidade do operador fazer a previsão e a monitoração do sistema de transmissão.”
Fonte: PINTO, M. DE O. Energia elétrica: geração, transmissão e sistemas. Rio de Janeiro: LTC Editora, 2018, item 6.1 do ebook.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre linhas monitoradas, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
I. O centro de controle do sistema tem a função de estimar os estados da rede, controlar o fluxo de potência, realizar o despacho econômico e fazer a avaliação de segurança da rede.
II. A geração de energia em uma usina de transmissão é responsável por controlar o regulador de turbina e a tensão que sai da usina.
III. A transmissão de energia é responsável por controlar a mudança de tap dos transformadores e realizar a compensação de potência reativa do sistema.
IV. A carga do sistema é responsável por controlar a tensão nas redes de distribuição do sistema.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
1. 
V, V, V, F.
2. 
F, F, V, V.
3. 
F, F, F, V.
4. 
V, F, V, F.
5. 
F, V, F, V.
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6. 
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Pergunta 6
1 ponto
Leia o trecho a seguir:
É mais fácil encontrar a solução da rede de forma nodal que escrever equações de malhas, que são mais numerosas. Ao escrever as equações nodais, a corrente  é a corrente injetada no barramento k. Pelas leis de corrente de Kirchhoff, a injeção de corrente no barramento k é relacionado às tensões dos barramentos como segue:  em que YkG é a soma das admitâncias conectadas no barramento k ao terra e o segundo termo consiste nos fluxos de corrente em todas as linhas conectadas ao barramento k, com a impedância série sendo zkm.
Fonte: Mohan, Ned. Sistemas elétricos de potência curso introdutório. Tradução e revisão técnica de Walter Denis Cruz Sanchez. Revisão técnica de Raphael Augusto de Souza Benedito. Rio de Janeiro, RJ. LTC Livros técnicos e Científicos Editora Ltda, 2016, página 72.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. Um sistema de potência consistindo em três barramentos é apresentado na figura 01 abaixo. Esses três barramentos são conectados por três linhas de 345 kV, de 200 km, 150 km e 150 km de comprimento como é mostrado na figura 01. De forma similar são mostrados os valores dos parâmetros das linhas através da tabela 01, considerando que essas linhas de transmissão foram construídas empregando-se condutores agrupados e têm uma reatância série de 0,376 /km em 60 Hz e a resistência série de 0,037 /km. A susceptância shunt B (=  C) é 4,5 .
Figura 01: Sistema de três barramentos de 345 kV.
Tabela 01: Valores por unidade
Para converter as quantidades em valores por unidade, a tensão de base adotada é 345 kV. Seguindo a convenção, uma potência de base trifásica comumente adotada é igual a 100 MVA. Portanto a impedância de base é dada por 
.
Agora, podemos obter a matriz de admitâncias
Porque
II. Para obtermos as impedâncias em pu temos que dividir as impedâncias de cada linha pelo valor de . 
A admitância base será dada por 
Logo a admitância para a diagonal y11 será dada por 
y11 = (z12) + (z13) = 3,6090 – j 36,5636 e temos que:
y12 = y21 = (z12) (-1) = -2,0715 + j 20,8916
y22 = (z12) + (z23) = 4,1431 – j 41,7833
y23 = y32 = (z12) (-1) = -2,0715 + j 20,8916
y33 = (z12) + (z23) = 3,6090 – j 36,5636
y13 = y31 = (z13) (-1) = – 1,5374 + j 15,6720
Montando a matriz temos que

A seguir, assinale a alternativa correta:
1. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
2. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
3. 
As asserções I e II são proposições falsas.
4. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
5. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
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7. 
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Pergunta 7
1 ponto
Leia o trecho a seguir:
“A avaliação do grau de segurança de um sistema de potência deve indicar se o mesmo está operando em situação normal, de alerta ou de emergência.”
Adaptado de: Editado por Gómez-Expósito, A., Conejo, A. J. & Cañizares, C. Sistemas de Energia Elétrica – Análise e Operação, Tradução e revisão técnica: Feltrin, A. P.; Montovani, J. R. S e Romero, R. LTC Editora, Rio de Janeiro/RJ, 2015, página 201.
Figura 01: Análise de uma rede de três linhas. Editado por Gómez-Expósito, A., Conejo, A. J. & Cañizares, C. Sistemas de Energia Elétrica – Análise e Operação, Tradução e revisão técnica: Feltrin, A. P.; Montovani, J. R. S e Romero, R. LTC Editora, Rio de Janeiro/RJ, 2015, página 180. (Adaptado.)
Considerando o sistema de três barras ilustrado na figura apresentada, essas informações e o conteúdo estudado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. A análise de contingência da rede de três linhas indica que o sistema está no estado (1) e depois o sistema assume a topologia apresentada no estado (2). Em ambas as configurações (1) e (2) o sistema está em emergência.
Porque:
II. No sistema de três barras o estado (1) é causado por uma insuficiência de potência reativa e o estado (2) é causado por uma insuficiência de geração e recursos de transmissão. 
A seguir, assinale a alternativa correta:
1. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
2. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
3. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
4. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
5. 
As asserções I e II são proposições falsas.
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8. 
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Pergunta 8
1 ponto
Leia o trecho a seguir:
“Um sistema está em estado de alerta se todas as variáveis estão entre os limites operacionais, e os operadores estão cientes de que uma ou mais contingência pode levá-lo a um estado inaceitável. Uma vez que as contingências críticas foram identificadas, os operadores devem decidir se implementam ações preventivas ou se preparam planos de emergência que devem ser usados após a contingência. Atenção especial é dada para os casos em que a contingência pode produzir um blackout, ou quando circunstâncias anormais como mau tempo ou alerta terrorista aumentam os seus riscos.”
Fonte: GÓMEZ-EXPÓSITO, A.; CONEJO, A. J.; CAÑIZARES, C. (Org.). Sistemas de energia elétrica: análise e operação. Rio de Janeiro: LTC, 2015. p. 201. (Adaptado).
Considerando-se dois geradores alimentando uma carga de 200 MW, como mostrado na figura 01. Ambos os geradores estão operando em despacho econômico a um custo total de $ 2.800/h.
Figura 01: Rede de três barras.
Tabela 01: Dados dos geradores.
Tabela 02: Dados do sistema.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as situações de contingência de linhas de transmissão, pode-se afirmar que o sistema ao passar do estado seguro a para o estado b está operado em estado:
1. 
emergência, porque o limite de potência da transmissão da linha 1 – 3 é de 100 MW e neste momento estão sendo transmitidos pela linha 150 MW.
2. 
emergência, porque o limite de potência da transmissão da linha 1 – 3 é de 100 MW e neste momento estão sendo transmitidos pela linha 100 MW.
3. 
inseguro, porque o limite de potência da transmissão da linha 1 – 3 é de 100 MW e neste momento estão sendo transmitidos pela linha 100 MW.
4. 
inseguro, porque o limite de potência da transmissão da linha 1 – 3 é de 100 MW e neste momento estão sendo transmitidos pela linha 200 MW.
5. 
normal, porque o limite de potência da transmissão da linha 1 – 3 é de100 MW e neste momento estão sendo transmitidos pela linha 100 MW.
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9. 
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Pergunta 9
1 ponto
Leia o trecho a seguir:
“Teoricamente, se todas as tensões dos barramentos pudessem ser medidas com confiança em termos de suas magnitudes e ângulos de fase, então os cálculos de fluxo de potência poderiam ser obtidos pela solução do círculo linear, em que as tensões e as impedâncias dos ramos, incluindo as impedâncias das cargas, são todas fornecidas. De qualquer forma, as companhias medem uma combinação de quantidades tal como a magnitude da […]”.
Fonte: GÓMEZ-EXPÓSITO, A.; CONEJO, A. J.; CAÑIZARES, C. (Org.). Sistemas de energia elétrica: análise e operação. Rio de Janeiro: LTC, 2015. p. 70. (Adaptado).
Considerando essas informações, o trecho suprimido no trecho e o conteúdo estudado sobre o fluxo de potência, pode-se afirmar que a determinação do fluxo de potência requer que as companhias meçam uma combinação de quantidades tal como a magnitude da:
1. 
susceptância S, da capacitância C e da indutância L em vários barramentos.
2. 
resistência R, da capacitância C e da indutância L em vários barramentos.
3. 
reatância X, da capacitância C e da indutância L em vários barramentos.
4. 
corrente I, da potência aparente S e do ângulo em vários barramentos.
5. 
tensão V, da potência ativa P e da potência reativa Q em vários barramentos.
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10. 
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Pergunta 10
1 ponto
Leia o trecho a seguir:
“O método de Newton-Raphson melhora sucessivamente os valores das variáveis através de aproximações de primeira ordem das funções não lineares envolvidas. Neste método é obtida a versão polar da grandeza. A escrita na forma polar faz com que a matriz possa ser dividida em 4 matrizes – representadas pelas partes polares e os raios de cada quadrante da matriz mãe, sendo que uma delas é a matriz jacobiana.”
Fonte: GÓMEZ-EXPÓSITO, A.; CONEJO, A. J.; CAÑIZARES, C. (Org.). Sistemas de energia elétrica: análise e operação. Rio de Janeiro: LTC, 2015. p. 87. (Adaptado).
Considerando essas informações e o conteúdo estudado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. Um sistema de potência consistindo em três barramentos é apresentado na figura 01 abaixo. Esses três barramentos são conectados por três linhas de 345 kV, de 200 km, 150 km e 150 km de comprimento como é mostrado na figura 01. De forma similar os valores listados na tabela 01 são os parâmetros dessas linhas de transmissão que foram construídas empregando-se condutores agrupados e têm uma reatância série de 0,376 /km em 60 Hz e a resistência série de 0,037 /km. A susceptância shunt B (=  C) é 4,5 
Figura 01: Sistema de três barramentos de 345 kV.
Tabela 01: Valores por unidade
Para converter as quantidades em valores por unidade, a tensão de base é 345 kV. Seguindo a convenção, uma potência de base trifásica comumente adotada é igual a 100 MVA. Portanto a matriz de admitância de base é dada por  escritos como:
A matriz Y é formada pela matriz G + j B, ou seja, podemos separar a parte real e a parte imaginária da matriz Y, sendo que:
A matriz G será dada por:
I. A matriz jacobiana resultante da análise feita através de um software de resolução de sistemas de equações é dada por:
O sistema está representado abaixo com todas as suas variáveis obtidas através da resolução do Jacobiano.
Figura 01: Sistema de três barras
Porque
A seguir, assinale a alternativa correta:
1. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
2. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
3. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
4. 
As asserções I e II são proposições falsas.
5. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
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Detalhes e informações
· Data de entrega da Atividade30/09/22 23:59 (BRT)
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