A2-Avaliação-GRA1653 Proteção e Estabilidade de Sistemas Elétricos

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Disciplina: GRA1653 Proteção e Estabilidade de Sistemas Elétricos
UAM - Universidade Anhembi Morumbi
Avaliação: A2
RESUMO
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
Verde = Resposta correta
Laranja = Dúvida
Vermelha = Chute
PERGUNTA 1
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:
· I e III, apenas.
· II, III e IV, apenas.
· I e IV, apenas.
· II e III, apenas.
· I, II, III e IV. XXXXX
 PULAR 
Sua resposta está correta.
Chave de resposta correta: Alternativa correta. A afirmativa I 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.
PERGUNTA 2
Sabe-se que a corrente de curto-circuito pode ser muito elevada, principalmente em sistemas trifásicos. Em Sistemas Elétricos de Potência é utilizado uma técnica com a intenção de reduzir a intensidade dessa corrente nos curtos fase-terra.
 
Assinale a alternativa que apresenta a técnica normalmente utilizada.
· Inserir um reatores com núcleos de ar em paralelo com o neutro do transformador
· Inserir um resistor de aterramento em série com o neutro do transformador. XXXXX
· Inserir um resistor de aterramento em paralelo com o neutro do transformador.
· Inserir um transformador abaixador em série com o neutro do transformador.
· Inserir um capacitor em paralelo com o neutro do transformador.
 PULAR 
Sua resposta está correta.
Chave de resposta correta: Alternativa correta. Quando a corrente de curto-circuito é muito elevada (curtos-circuitos trifásicos), é possível reduzir a sua intensidade inserindo um resistor de aterramento em série com o neutro do transformador.
PERGUNTA 3
Embora os Sistemas Elétricos de Potência em corrente alternada sejam trifásicos, é comum representá-los utilizando apenas uma das fase e o neutro, sendo agrupado em um diagrama unifilar. Observe o diagrama unifilar contendo as admitâncias e as fontes de corrente de um sistema de potência.
Figura 3: Diagrama unifilar de um circuito elétrico de potência com as admitâncias de linha.
Fonte: Elaborado pelo autor.
#PraCegoVer: a figura apresenta um diagrama elétrico para obter a matriz admitância e a matriz impedância. Este diagrama é constituído por fontes de correntes, de barramentos, admitâncias de linha e um aterramento. As fontes de correntes são representadas por um círculo com uma seta em seu interior. Os barramentos são representados por linhas pretas sólidas, as admitância por retângulos. Existem quatro traços mais grossos de cor preta indicados pelos números 1, 2, 3 e 4. Cada admitância tem seus valores indicados ao seu lado, sendo que a primeira superior é de – j4, a segunda de –j8 e a terceira sendo –j5. No meio, a primeira admitância é de –j4 e a segunda de –j2,5, e por fim, na terceira linha as duas admitâncias são de –j0,8. As fonte de corrente estão na terceira linha do circuito, em que a primeira é de 1 A em um ângulo de – 90 graus e a segunda é de 0,68 A com um ângulo de – 135 graus.
 
Assinale a alternativa que apresenta a matriz de tensões do diagrama apresentado na figura.
· V= 
· V= 
· V=  XXXXX
· V= 
· V= 
 PULAR 
Sua resposta está correta.
Chave de resposta correta: Alternativa correta. Com a utilização da matriz impedância e a matriz de correntes e fazendo a multiplicação da Lei de Ohm, ou seja V = Z*I, temos a matriz de tensão nos barramentos, apresentado pelos valores da matriz dessa alternativa.
PERGUNTA 4
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).
#PraCegoVer: a figura apresenta um típico transitório oscilatório de corrente (polaridades negativa e positiva) provocado pelo chaveamento de um capacitor de potência. A figura é representada por um plano cartesiano ortogonal, constituído por dois eixos xis (x) e ípsilon (y) perpendiculares entre si que se cruzam na origem. O eixo xis refere-se ao tempo de duração do transitório oscilatório de corrente, que é da ordem de µs. Ele inicia em oito microssegundos (8 µs), atinge dez microssegundos (10 µs), depois chega ao tempo de doze microssegundos (12 µs) e continua até quatorze microssegundos (14 µs). Observe que, ao passar do tempo, a amplitude das oscilações reduzem (amortecimento do transitório). O eixo ípsilon refere-se à intensidade do transitório de corrente, que é da ordem de ampères (A). Ele inicia no zero (0) e vai até sete mil e quinhentos ampères positivos (7500 A) e até sete mil e quinhentos ampères negativos (-7500 A). As oscilações resultantes do processo de chaveamento são representadas por uma linha sólida de cor preta. Ela tem o seu início na origem do plano cartesiano com uma subida abrupta e, logo em seguida, inicia um período oscilatório que vai diminuindo após o chaveamento.
 
O transitório oscilatório mostrado na figura acima pode ser causado por:
· Chaveamento de um capacitor de potência. XXXXX
· Interrupção de energia repentina.
· Descarga atmosférica
· Ferroressonância, de transformadores
· Curto-circuito entre duas fases.
Sua resposta está correta.
Chave de resposta correta: Alternativa 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.
PERGUNTA 5
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.
· Corrente do curto é apenas menor que a corrente de carga.
· Corrente do curto é maior ou igual que a corrente de carga.
· Corrente do curto é menor ou igual que a corrente de carga. XXXXX
· Corrente do curto é apenas igual à corrente de carga.
· Corrente do curto é apenas maior que a corrente de carga.
 PULAR 
Sua resposta está correta.
Chave de resposta correta: Alternativa 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.
PERGUNTA6
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= 
Diante disso, assinale a alternativa que apresenta a matriz de impedâncias, correspondente à matriz de admitância apresentada.
· Z= 
· Z = XXXXX
· Z= 
· Z= 
· Z= 
 PULAR 
 
Sua resposta está correta.
Chave de resposta correta: Alternativa correta. Realizando a inversão da matriz admitância para obter a matriz de impedâncias é possível verificar que os valores obtidos correspondem aos valores dessa matriz da alternativa.
PERGUNTA 7
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:
 
PORQUE
II. O primeiro termo  corresponde ao valor simétrico da corrente de curto-circuito em regime permanente.
Já o segundo termo   corresponde à componente 
· As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. XXXXX
· 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 falsas.
· As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
 PULAR 
Sua resposta está correta.
Chave de resposta correta: Alternativa 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.
PERGUNTA 8
Um transitório impulsivo é uma mudança brusca indesejável no sistema que está em estado de equilíbrio estabelecido, manifestando-se nas formas de onda de tensão e/ou corrente. Considere a representação um transitório impulsivo de 0,8 × 60μs - 5kV e os seus efeitos na rede elétrica.
 
Com base no excerto apresentado, avalie as afirmações a seguir:
 
I. Esse transitório impulsivo aumenta de zero até o seu valor de pico em 0,8 ms.
II. O valor de pico do transitório impulsivo é de 5 kV.
III. Esse transitório impulsivo aumenta de zero até o seu valor de pico em 60 μs.
IV. Após 60 μs o transitório impulsivo atinge o seu valor médio de pico.
 
É correto o que se afirma em:
· II, III e IV, apenas.
· I e IV, apenas.
· I e III, apenas.
· II e IV, apenas. XXXXX
· II e III, apenas.
 PULAR 
Sua resposta está correta.
Chave de resposta correta: Alternativa correta. A afirmativa I está incorreta pois o esse transitório tem o seu tempo de pico de 0,8 µs, uma vez que o tempo para entrar em regime permanente é de 60 µs. A afirmativa II está correta pois pelo apresentado o valor de pico é de 5000 Volts, ou 5 kV. A afirmativa III está incorreta pois o tempo de pico é de 0,8 µs e o tempo de atingir o valor médio é de 60 µs. A afirmativa IV está correta pois como especificado, o tempo para atingir o valor médio é de 60 µs.
PERGUNTA 9
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 respeito dessas asserções, assinale a opção correta:
· As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
· 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.
· 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. XXXXX
 PULAR 
Sua resposta está correta.
Chave de resposta correta: Alternativa 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.
PERGUNTA 10
Embora os Sistemas Elétricos de Potência em corrente alternada sejam trifásicos, é comum representá-los utilizando apenas uma das fase 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.
Fonte: Elaborado pelo autor.
#PraCegoVer: a figura apresenta um diagrama elétrico para obter a matriz admitância e a matriz impedância. Este diagrama é constituído por fontes de correntes, de barramentos, admitâncias de linha e um aterramento. As fontes de correntes são representadas por um círculo com uma seta em seu interior. Os barramentos são representados por linhas pretas sólidas, as admitância por retângulos. Existem quatro traços mais grossos de cor preta indicados pelos números 1, 2, 3 e 4. Cada admitância tem seus valores indicados ao seu lado, sendo que a primeira superior é de – j4, a segunda de –j8 e a terceira sendo –j5. No meio, a primeira admitância é de –j4 e a segunda de –j2,5, e por fim, na terceira linha as duas admitâncias são de –j0,8. As fonte de corrente estão na terceira linha do circuito, em que a primeira é de 1 A em um ângulo de – 90 graus e a segunda é de 0,68 A com um ângulo de – 135 graus.
 
Assinale a alternativa que apresenta a matriz de correntes do diagrama apresentado na figura.
· I= 
· I= 
· I= 
· I=  XXXXX
· I= 
 PULAR 
Sua resposta está correta.
Chave de resposta correta: 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.