GRA1653 - PROTECAO E ESTABILIDADE DE SISTEMAS ELETRICOS - ATIVIDADE A2

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GRA1653 - PROTECAO E ESTABILIDADE DE SISTEMAS ELETRICOS 
 
ATIVIDADE A2 
 
QUESTÃO 01 
 
Um dos transitórios mais perigosos para os sistemas elétricos são os transientes impulsivos. Um transiente 
impulsivo, também conhecido como distúrbio impulsivo, é uma ocorrência súbita e transitória que afeta um 
sistema elétrico ou eletrônico. Esses distúrbios podem ser causados por várias razões, como descargas 
atmosféricas, manobras de chaveamento, falhas em equipamentos ou interferências eletromagnéticas. 
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. A dissipação do transitório de corrente de uma descarga atmosférica é caracterizado por uma curva 
exponencial. 
 
PORQUE 
 
II. A descarga atmosférica trata-se de um transitório oscilatório e após o pico a sua intensidade tem um 
tempo de dissipação maior que o tempo de pico. 
 
a) As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. 
b) A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
c) As asserções I e II são proposições falsas. 
d) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
e) As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 
 
Alternativa B correta. A asserção I é uma proposição verdadeira, pois a dissipação do transitório ocasionado 
por uma descarga atmosférica possui um comportamento de um decaimento exponencial. Já a asserção II é 
uma proposição falsa, pois apesar do tempo de dissipação ser maior que o tempo de pico, a descarga 
atmosférica é uma transitório do tipo impulsivo ao invés de oscilatório. 
 
QUESTÃO 02 
 
Os sistemas elétricos estão expostos a uma variedade de fenômenos transitórios, que abrangem desde 
oscilações eletromecânicas em baixas frequências até rápidas variações de tensão e corrente resultantes de 
operações de chaveamento ou mudanças abruptas de estado. 
 
Com base no conceito apresentado, avalie as afirmações a seguir: 
 
I) O transiente oscilatório é considerado bidirecional por ter duas polaridades, positiva e negativa, ao 
mesmo tempo. 
II) A frequência do transiente oscilatório possui o mesmo valor da frequência do sistema de energia 
elétrico. 
III) Depois que acontece o transiente oscilatório, o seu valor de pico não é reduzido, sendo constante 
pois os equipamentos não conseguem absorver essa energia. 
IV) Um transitório oscilatório com frequência da ordem de 5 kHz e com duração entre 0,3 ms à 50 ms, é 
considerado de baixa frequência. 
 
É correto o que se afirma em: 
 
a) II e III, apenas. 
b) I e IV, apenas. 
c) II, III e IV, apenas. 
d) I e III, apenas. 
e) II e IV, apenas. 
Alternativa B correta. A afirmativa I está correta pois transiente oscilatório é uma mudança abrupta com 
tensões e correntes elétricas bidirecionais na polaridade (positiva e negativa). A afirmativa II está incorreta 
pois transiente oscilatório é uma mudança abrupta, com frequência elétrica distinta do sistema de energia. 
A afirmativa III está incorreta pois na prática, as oscilações continuam até ser totalmente absorvida por um 
equipamento de proteção. A afirmativa IV está correta pois os transitórios com frequência da ordem de 5 
kHz são considerados transitórios oscilatórios de baixa frequência. 
 
QUESTÃO 03 
 
Na análise de sistemas elétricos de potência é necessário utilizar as ferramentas matemáticas na análise dos 
sistemas, compreendendo assim o seu comportamento. Dada a matriz abaixo composta por três linhas e 
uma coluna. 
 
A= [1,25-j 0,857; 0,98-j 0,554; 2,32-j 5,654] 
 
 
 
Assinale a alternativa que apresenta a mesma matriz em coordenadas polar. 
 
 
 
QUESTÃO 04 
 
As chamadas Faltas ou Defeitos de Alta Impedância (HIF - High Impedance Faults) são falhas em 
alimentadores de distribuição ou cabines de Média Tensão (MT) que produzem riscos para terceiros, 
principalmente no caso de fugas nos isoladores, em equipamentos do Sistema Elétrico de Potência (SEP), ou 
quando cabos caem no solo. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a relação correta da corrente de curto de alta impedância para o terra 
e da corrente de carga. 
 
a) Corrente do curto é apenas menor que a corrente de carga. 
b) Corrente do curto é menor ou igual que a corrente de carga. 
c) Corrente do curto é apenas igual à corrente de carga. 
d) Corrente do curto é maior ou igual que a corrente de carga. 
e) Corrente do curto é apenas maior que a corrente de carga. 
 
Alternativa B correta. As falhas de alta impedância produzem uma corrente que está condicionada à 
impedância ao terra. Existem correntes de curtos-circuitos de alta impedância onde a corrente é igual ou 
menor que a corrente de carga, sendo classificados como curtos-circuitos de alta impedância para a terra. 
 
QUESTÃO 05 
 
As correntes de curto-circuito relacionam-se diretamente com a quantidade de corrente fornecida pelas 
máquinas rotativas, principalmente pelos geradores síncronos, durante o curto-circuito. 
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. A corrente de curto-circuito é composta por dois termos, sendo modelada pela equação: 
 
I_{cc(t)}= \sqrt{2} X I_{cs} X\begin{bmatrix} sen(wt + \beta -\theta ) - e^{\frac{-t}{c_{t}}} X sen (\beta -\theta) 
\end{bmatrix} 
 
PORQUE 
 
II. O primeiro termo [sen(wt + \beta -\theta ]corresponde ao valor simétrico da corrente de curto-circuito 
em regime permanente. 
 
Já o segundo termo [- e^{\frac{-t}{c_{t}}} X sen (\beta -\theta)] corresponde à componente 
 
a) As asserções I e II são proposições falsas. 
b) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
c) As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. 
d) As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 
e) A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
 
Alternativa C correta. A asserção I é uma proposição verdadeira já que a corrente de curto-circuito possui 
dois termos com comportamentos diferentes e ambos senoidais. A asserção II é uma proposição verdadeira 
e justifica a I, pois o primeiro termo representa o valor simétrico da corrente alternada e da corrente de 
curto-circuito no regime permanente e o segundo termo se refere ao valor do componente contínuo da 
corrente. 
 
QUESTÃO 06 
 
Embora os Sistemas Elétricos de Potência em corrente alternada sejam trifásicos, é comum representá-los 
utilizando apenas uma das fases e o neutro, sendo agrupado em um diagrama unifilar. Observe o diagrama 
unifilar contendo apenas as admitâncias e as fontes de corrente de um sistema de potência. 
 
 
Figura 2: Diagrama unifilar de um circuito elétrico de potência com as admitâncias de linha. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a matriz de correntes do diagrama apresentado na figura. 
 
 
 
Alternativa correta. Observando o circuito, as fontes de corrente estão conectadas nos barramentos 3 e 4. 
No barramento três há uma fonte de corrente de módulo 1 e ângulo de -90 graus, que está na terceira linha 
da matriz de correntes, e o barramento quatro possui uma fonte de corrente de módulo 0,68 e ângulo de -
135 graus que está na quarta linha, mostrando que essa equação está correta. 
 
QUESTÃO 07 
 
Os transientes, ou transitórios podem provocar certas variações de tensão e corrente no SEP. Esses 
transientes podem provocar algumas consequências nos elementos do SEP. Como os efeitos dos transientes 
que podem ocorrer são diversos, eles podem prejudicar todo o sistema elétrico de potência. 
 
Com base no excerto apresentado, avalie as afirmações a seguir: 
 
I. aquecimento dos barramentos e incêndios. 
II. perdas de energia na rede elétrica. 
III. oscilações no fornecimento de energia. 
IV. queima dos dispositivos de proteção. 
 
É correto o que se afirma em: 
 
a) I e III, apenas. 
b) II e III, apenas. 
c) I e IV, apenas. 
d) II, III e IV, apenas. 
e) I, II, III e IV. 
 
Alternativa A incorreta. A afirmativaI está correta pois os transientes podem ocasionar aquecimento dos 
barramentos e eventualmente pode ocorrer incêndios. A afirmativa II está correta pois os transientes podem 
provocar o desligamento dos elementos de proteção da rede e ocasionar interrupções na energia. A 
afirmativa III está correta pois se a intensidade do transitório não for alta o suficiente para o acionamento 
dos elementos de proteção pode haver oscilações na energia. E a afirmativa IV está correta pois dependendo 
da intensidade e intervalo do transitório pode ocasionar a queima dos dispositivos de proteção antes da sua 
atuação. 
 
QUESTÃO 08 
 
Embora os Sistemas Elétricos de Potência em corrente alternada sejam trifásicos, é comum representá-los 
utilizando apenas uma das fases e o neutro, sendo agrupado em um diagrama unifilar. Observe o diagrama 
unifilar contendo apenas as admitâncias de um sistema de potência. 
 
 
Figura 1: Diagrama unifilar de um circuito elétrico de potência com as admitâncias de linha. 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a matriz de admitância do diagrama apresentado na figura. 
 
 
 
QUESTÃO 09 
 
Um transiente oscilatório é uma tensão ou corrente cujo valor instantâneo muda de polaridade de modo 
muito rápido, afetando a qualidade de energia de um sistema elétrico. Esse tipo de transiente pode 
ocasionar diversos efeitos na rede elétrica, prejudicando equipamentos e elementos de proteção. Observe 
a figura abaixo com um transitório oscilatório. 
 
Figura 4: Típico transitório oscilatório de corrente (polaridades negativa e positiva) causado pelo 
chaveamento de um capacitor de potência. 
 
Fonte: Adaptado de DUGAN et al. (2002, p. 17). 
 
O transitório oscilatório mostrado na figura acima pode ser causado por: 
 
a) Descarga atmosférica 
b) Ferroressonância, de transformadores 
c) Interrupção de energia repentina. 
d) Chaveamento de um capacitor de potência. 
e) Curto-circuito entre duas fases. 
 
Alternativa D correta. As oscilações do transitório de corrente (polaridades negativa e positiva) começam 
com um valor alto e depois de 1 µs, as oscilações começam a reduzir, mantendo uma periodicidade. Essas 
oscilações continuam até ser totalmente absorvida por um equipamento de proteção ou mesmo 
descontinuada pelo próprio sistema de energia, sendo característica do chaveamento de um capacitor de 
potência conectado na rede elétrica. 
 
QUESTÃO 10 
 
A admitância de um elemento é a razão entre a corrente fasorial e a tensão fasorial. Uma matriz de 
admitâncias corresponde à uma representação de um diagrama de um circuito. Sabemos que a admitância 
é o inverso da impedância. Com isso, observe a matriz admitância apresentada. 
 
Y= \begin{bmatrix} -j9,8 & 0 & j4,0 & j5,0 \\ 0 & -j8,3 & j2,5 & j5,0 \\ j4,0 & j2,5 & -j15,3 & j8,0 \\ j5,0 & j5,0 
& j8,0 & -j18,0 \end{bmatrix} 
 
 
 
Diante disso, assinale a alternativa que apresenta a matriz de impedâncias, correspondente à matriz de 
admitância apresentada. 
 
A matriz de impedâncias é o inverso da matriz de admitâncias. Portanto, para encontrar a matriz de 
impedâncias correspondente à matriz de admitâncias apresentada, basta calcular o inverso de cada 
elemento da matriz. A matriz de impedâncias correspondente seria: