Avaliação On-Line 4 (AOL 4)

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Pergunta 1
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 ġ parêntese esquerdo x com. sobrescrito vírgula u com. sobrescrito parêntese direito igual a 0.. 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 h com. sobrescrito parêntese esquerdo x com. sobrescrito vírgula u com. sobrescrito parêntese direito menor ou igual a 0.
( ) 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 s com. sobrescrito parêntese esquerdo x com. sobrescrito vírgula u com. sobrescrito parêntese direito menor ou igual a 0.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
2, 3 ,1.
3, 2, 1.
1, 2, 3.
1, 3, 1.
2, 1, 3.
Pergunta 2
1
 Ponto
Leia o trecho a seguir:
“No Nordeste, a falta de linhas de transmissão em três estados impede que a energia produzida pelo vento chegue à casa de milhares de brasileiros. Esse desperdício já virou prejuízo para o governo. […] O uso do vento na matriz energética brasileira cresceu 73% em um ano. Hoje, a energia eólica representa cerca de 2% da capacidade de energia elétrica disponível no Brasil. Mas poderia ser mais aproveitada.”
Fonte: JORNAL NACIONAL. Energia eólica é desperdiçada por falta de linhas de transmissão no NE. 2013. Disponível em: <http://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2013/05/energia-eolica-e-desperdicada-por-falta-de-linhas-de-transmissao-no-ne.html>. Acesso em: 01/08/2019.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre linhas sensíveis, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. O Brasil, nos próximos anos, precisará de um investimento maciço em linhas de transmissão.
Porque:
II. As linhas existentes já são antigas, e as novas usinas geradoras estão sendo instaladas distantes dos centros consumidores. Essa situação explica a necessidade do aumento das linhas de transmissão. 
A seguir, assinale a alternativa correta:
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
As asserções I e II são proposições falsas.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
Pergunta 3
1
 Ponto
Analise o circuito a seguir:
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_15.1_v1.png
Figura 01: Rede com 4 barras.
As impedâncias deste circuito estão descritas na tabela 01 abaixo, o nó 1 é alimentado com uma tensão de 1 V, sendo que os nós 2 e 3 estão curto-circuitados, as impedâncias mútuas e próprias estão apresentadas na tabela 01. 
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_15.2_v1.png
Tabela 01: Parâmetros da rede.
Analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. Pode-se calcular as correntes em todos os nós em todos os nós com base na matriz admitância.
Porque:
II. A matriz admitância é facilmente obtida para este caso e permite que o sistema seja analisado através das Leis de Kirchhoff como demonstrado abaixo:
A matriz de impedância é dada por:
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_15.3_v1.PNG
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_15.4_v1.png
Figura 02: Quedas de tensão devido as impedâncias das linhas para a análise através das Leis de Kirchhoff.
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_15.5_v1.PNG
A seguir, assinale a alternativa correta:
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
As asserções I e II são proposições falsas.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
Pergunta 4
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:
tensão V, da potência ativa P e da potência reativa Q em vários barramentos.
susceptância S, da capacitância C e da indutância L em vários barramentos.
corrente I, da potência aparente S e do ângulo  em vários barramentos.
reatância X, da capacitância C e da indutância L em vários barramentos.
resistência R, da capacitância C e da indutância L em vários barramentos.
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, regiões e 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:
F, V,F, V.
F, F, F, V.
V, V, V, F.
F, F, V, V.
V, F, V, F.
Pergunta 6
1
 Ponto
Leia o trecho a seguir:
“Os métodos computacionais para o cálculo do fluxo de potência não linear são constituídos de duas partes: a primeira, também chamada de algoritmo básico, trata da resolução por métodos iterativos de um sistema de equações algébricas, a outra parte do processo de resolução do problema considera a atuação dos dispositivos de controle e da representação dos limites de operação do sistema. As duas partes do problema podem ser resolvidas alternadamente, intercalando-se a solução das equações básicas com a representação dos dispositivos de controle.”
Fonte: MONTICELLI, A. Fluxo de carga em redes de energia elétrica. São Paulo: Edgard Blucher, 1983. p. 75 e 76.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o cálculo do fluxo de potência em corrente alternada, analise as afirmativas a seguir.
I. O fluxo de potência ativa nas linhas de transmissão está fortemente relacionado com a defasagem angular da tensão entre as barras do sistema.
II. No processo de cálculo do fluxo de potência, uma barra do tipo PV deve ser convertida em uma barra do tipo PQ, caso a potência reativa necessária para manter o nível de tensão dessa barra exceda sua capacidade de injeção de potência reativa.
III. Sempre que a tensão em uma barra do tipo PQ atingir 1,0 pu, a mesma deve ser convertida em uma barra do tipo PV.
IV. A potência injetada na barra de referência pode ser calculada sem a necessidade de um processo iterativo, considerando um valor aproximado das perdas elétricas no sistema.
Está correto apenas o que se afirma em:
II, III e IV.
I e II.
I, III e IV.
II e III.
I e IV.
Pergunta 7
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 começar estilo tamanho matemático 14px ómega maiúsculo fim do estilo/km em 60 Hz e a resistência série de 0,037 começar estilo tamanho matemático 14px ómega maiúsculo fim do estilo/km. A susceptância shunt B (= ɷ C) é 4,5 começar estilo tamanho matemático 14px µ ómega maiúsculo à potência de menos 1 fim do exponencial dividido por k m espaço o u espaço µ S dividido por k m. fim do estilo
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_06.1_v1.png
Figura 01: Sistema de três barramentos de 345 kV.
Tabela 01: Valores por unidade
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_06.2_v1.png
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 İ espaço igual a espaço Y espaço V com. sobrescrito escritos como:
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_06.3_v1.PNG
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:
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_06.4_v1.PNG
I. A matriz jacobiana resultante da análise feita através de um software de resolução de sistemas de equações é dada por:
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_06.5_v1.PNG
O sistema está representado abaixo com todas as suas variáveis obtidas através da resolução do Jacobiano.
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_06.6_v1.PNG
Figura 01: Sistema de três barras
Porque
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_06.7_v1.PNG
A seguir, assinale a alternativa correta:
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
As asserções I e II são proposições falsas.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
Pergunta 8
1
 Ponto
Observe a figura a seguir:
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_14_v1.png
Figura 01: Curva da potência ativa transmitida em função do ângulo  numa condição operativa de equilíbrio.
Fonte: Zanetta Jr., L. C. Fundamentos de sistemas elétricos de potência, 1ª Edição, São Paulo: Editora Livraria da Física, 2005, página 288. (Adaptado.)
A curva de potência ativa transmitida, em função de um ângulo , é uma função senoidal, cujo valor máximo depende de E, V, e X, ou seja, da tensão gerada, da tensão do sistema e da reatância da máquina. Em uma condição operativa de equilíbrio sabemos que a potência mecânica no eixo é igual à potência elétrica transmitida P, resultando em dois pontos de equilíbrio, com apenas um deles estável, antes do ângulo de 90º, conforme a figura apresentada.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre violação de limites, analise as afirmativas a seguir sobre meios de corrigir o problema de falta de geração no sistema elétrico de potência.
I. Redistribuir a geração perdida entre os geradores restantes através de fatores de participação adequados.
II. Redistribuir a geração de acordo com critérios de despacho econômico.
III. Permitir que a barra de folga assuma a geração perdida.
IV. Redistribuir a geração perdida entre os geradores, e se for necessária mais geração do que a disponível, indicar que o sistema está no estado de alerta.
V. Tentar armazenar energia dos períodos de baixo consumo para utilizar nestas eventualidades.
Está correto apenas o que se afirma em:
I, III e V.
I, II, III.
II, IV e V.
II e IV.
I, II, III, IV.
Pergunta 9
1
 Ponto
Leia o trecho a seguir:
“Uma condição para o cálculo eficiente e sistemático de faltas é a disponibilidade das matrizes de admitância de barra de sequência apropriadas (também conhecidas como matrizes Ybarra). Essas matrizes são construídas baseadas nos modelos de sequência para os diferentes componentes. Para a matriz de sequência zero deve-se prestar muita atenção no tipo de aterramento dos transformadores e dos geradores. Para as linhas, deve-se verificar que a sua impedância de sequência zero é, geralmente, superior às impedâncias de sequência positiva e negativa.”
Fonte: GÓMEZ-EXPÓSITO, A.; CONEJO, A. J.; CAÑIZARES, C. (Org.). Sistemas de energia elétrica: análise e operação. Rio de Janeiro: LTC, 2015. p. 263. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre matrizes de sequência, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. Para cada uma das linhas a matriz de admitância primitiva no domínio das fases é uma matriz de dimensão 2 x 2. Se o equivalente das linhas é conhecido, as matrizes de admitância primitivas podem ser construídas por observação. Da mesma forma, as matrizes de admitâncias primitivas para os transformadores e para os geradores podem ser construídas. A estrutura dos transformadores é diferente entre as sequência zero, positiva e negativa como resultado da conectividade com o aterramento, mas cada uma consiste em uma matriz 2 x 2 para os transformadores. Para os geradores, as matrizes são 1 x 1 (escalares), sendo o aterramento importantetambém. Para cada sequência positiva, negativa e zero, o processo de construção envolve a sobreposição dessas matrizes
Porque:
II. Pode-se somar seus valores depois se de expandir cada matriz para uma dimensão completa, para um sistema trifásico teremos 3 matrizes 3 x 3, ou seja uma dimensão completa de 9 x 9 
A seguir, assinale a alternativa correta:
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
As asserções I e II são proposições falsas.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
Pergunta 10
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 (começar estilo tamanho matemático 14px teta fim do estilo = 0º), a barra 2 é uma barra PQ e a barra 3 é uma barra PC.
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_01.1_v1.png
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).
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_01.2_v1.png
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)começar estilo tamanho matemático 10px menos 1 fim do estilo = (0,03 + 0,3 j)começar estilo tamanho matemático 10px menos 1 fim do estilo = 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)começar estilo tamanho matemático 10px menos 1 fim do estilo + (z23)começar estilo tamanho matemático 10px menos 1 fim do estilo = (0,03 + 0,3 j)começar estilo tamanho matemático 10px menos 1 fim do estilo+ (0,06 + 0,2 j)começar estilo tamanho matemático 10px menos 1 fim do estilo = (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)começar estilo tamanho matemático 10px menos 1 fim do estilo = (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
BQ04_Sistemas Eletricos Componentes_01.3_v1.PNG
A seguir, assinale a alternativa correta:
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
As asserções I e II são proposições falsas.