Questionários de Sistemas Elétricos p2 completo

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SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES MARÍTIMAS & ELETRICIDADE BÁSICA
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Professor: Rildo Custodio
Aluno: 
Matrícula: 
Questionário 6
1 - Explique com suas palavras a Lei de Faraday.
Lei de Faraday ou de Tensão Induzida é aquela que diz que são necessários três elementos para gerar tensão: campo magnético, condutor e movimento relativo entre o campo e o condutor (não importando que elemento fisicamente se mova, contanto que um mova-se em relação ao outro).
2 – Explique a geração de uma onda de tensão senoidal.
A geração da onda senoidal é basicamente realizada pelo movimento relativo durante a geração de tensão. Em um giro de 360º do condutor, a tensão atinge os extremos (tensão máxima) em valores positivo e negativo quando o condutor fica mais próximo dos polos, e zero quando está paralelo. Assim vai aumentando e diminuindo o valor de tensão gerada entre os picos de acordo com o movimento do condutor gerando a tensão senoidal.
3 – Explique pela Lei de Faraday por que é impossível gerar uma tensão contínua.
É impossível pois o movimento do condutor sempre alterna entre os picos positivo e negativo gerando tensão alternada.
4 - Explique o princípio básico de funcionamento de um transformador.
Baseado na Lei de Faraday, quando um circuito é submetido a um campo magnético variável, aparece nele uma corrente elétrica cuja intensidade é proporcional às variações do fluxo magnético. Desta maneira, através de dois rolamentos com número de espiras diferentes, é possível variar o campo magnético e logo a intensidade da corrente.
5 – Qual é a função de um transformador num Sistema Elétrico?
É transmitir potência elétrica em diferentes níveis de tensões. 
6 – Quais são os tipos de perdas num transformador?
Perdas elétricas, magnéticas e parasitas.
7 - Porque um transformador não funciona com corrente contínua?
Pois para tensão contínua que gera campo magnético contínuo, não há movimento, logo não gera tensão no rolamento secundário e não há funcionamento do transformador.
8 - O que diferencia um transformador a óleo de um transformador seco? Quais as vantagens e as desvantagens de cada um? Em unidades marítimas, qual é o mais utilizado?
Transformador a óleo: utiliza óleo para o resfriamento, sua vantagem é ser menor e mais leve, e desvantagem é que requer mais manutenção.
Transformador a seco: utiliza ar para o resfriamento, sua vantagem é exigir menos manutenção e melhor no envolvimento com as questões ambientais (não possui óleo), e desvantagem é maior e mais pesado.
9 – O que são TP’s e TC’s? Pra que servem?
São dispositivos utilizados de modo a tornar compatíveis as faixas de atuação dos instrumentos de medição e fornecer a devida proteção aos mesmos.
TP: Transformador de Potencial, reduz a tensão para medição através de instrumentos.
TC: Transformadores de Corrente, reduz a corrente para medição através de instrumentos.
Questionário 7
1 – Explique o princípio básico de funcionamento de um gerador.
É um equipamento que converte energia mecânica em energia elétrica. Seu funcionamento é baseado na indução de força eletromotriz: uma espira que se move em um campo magnético uniforme, girando em torno de um eixo perpendicular à direção das linhas de força do campo magnético aplicado. A variação do valor do fluxo que atravessa a espira móvel induz nela uma força eletromotriz que resulta do movimento relativo que há entre a espira e o campo magnético. 
2 – Quais são os componentes principais de um gerador?
Enrolamento de Campo: enrolamento alimentado com corrente contínua para criar o campo magnético; Enrolamento de Armadura: enrolamento onde é induzida a tensão; Rotor: parte girante do gerador; Estator: parte fixa do gerador.
3 - Qual é a freqüência gerada em um gerador de 4 pólos com rotação de 1800 rpm?
60Hz
4 – Qual é a função da excitatriz em um gerador?
Fornecer corrente contínua.
5 – O que é um AVR e pra que serve?
Automatic Voltage Regulator é um controlador automático de tensão que controla a tensão de saído do gerador através da manipulação da intensidade da corrente contínua fornecida pelo rotor, para regular o campo magnético.
6 – O que é PMG? Qual é a sua função?
Permanent magnet generator é um imã permanente “fraco” com a função de produzir um campo magnético suficiente e constante para partir o AVR.
7 – Quais são os principais tipos de resfriamento de um gerador?
Ar externo (resfriamento pelo ambiente); Trocador de calor AR /AR; Trocador de calor AR/Água.
Questionário 8
1 – Por que é necessário sincronizar geradores para operação em paralelo?
Mesma tensão: A tensão de geração de todos os geradores ligados em paralelo deve ser a mesma. Se esta condição não for respeitada, será gerada uma corrente de circulação entre os geradores, que danifica os mesmos, queimando enrolamentos, causando superaquecimento, e reduzindo a vida útil dos equipamentos como um todo.
Mesma fase: Para o caso de geradores trifásicos, a sequência de fases na ligação dos geradores com o barramento alimentado deve ser a mesma para cada um deles. Caso esta condição não seja respeitada, cada fase do barramento terá uma tensão nominal diferente das outras, o que causará curto-circuito, podendo inclusive queimar os geradores em paralelo.
Mesma frequência: Se as frequências de geração dos geradores não forem iguais, a onda gerada no barramento não terá características senoidais, e ainda terá picos de tensão duas vezes maiores do que os das ondas nos geradores.
Mesmo ângulo de fase: Se um deles tiver ângulo diferente dos outros, surgirá uma diferença de potencial atuando sobre dois pontos de uma mesma fase. Isso dará origem a uma corrente circulante entre os vários geradores, que reduzirá a vida útil dos mesmos e poderá destruir os condutores de ligação e danificar os barramentos.
2 – Quais são os requisitos para se sincronizar dois ou mais geradores ?
Mesma sequência de fases, mesma tensão, mesma frequência e mesmo ângulo de fase entre os geradores.
3 – Como é feito o ajuste de sincronismo?
Mesma sequência de fases: Condição garantida na montagem.
Mesma Tensão: Controle da corrente de campo (AVR).
Mesma freqüência: Controle de combustível da turbina.
Mesmo ângulo de fase: Controle de combustível da turbina.
Questionário 9
1 – Qual é o efeito no gerador com a entrada de uma carga resistiva? 
Tendência a distorcer o campo principal. Carga resistiva possui efeito freante e de desmagnetização.
2 – Qual é o efeito no gerador com a entrada de uma carga indutiva? 
Carga indutiva possui efeito de desmagnetização. A tensão induzida e a tensão terminal irão diminuir.
3 – Qual é o efeito no gerador com a entrada de uma carga capacitiva? 
Carga capacitiva possui efeito de magnetização. A tensão induzida e a tensão terminal irão aumentar.
4 - Qual é o efeito no gerador com a entrada de um motor em operação?
Carga resistiva e indutiva, com efeito desmagnetizante.
5 – Por que o controle de frequência atua primeiro que o controle de tensão?
Porque a frequência depende apenas da velocidade de rotação da máquina.
6 – Por que a correção de tensão é mais rápida em um gerador com escovas do que em um gerador brushless?
Pois em um gerador com escovas não há AVR
7 – Explique a filosofia de controle de tensão em um gerador elétrico.
O controle da tensão de saída é feito através da variação da intensidade do campo magnético da excitação. A intensidade do campo magnético é proporcional à corrente que circula no enrolamento de campo do gerador (eletroímã). O regulador de tensão monitora a tensão de saída do gerador e ajusta a corrente de campo do rotor (excitação), de forma a manter a tensão constante.
Questionário 10
1 – Quais são as funções de um PMS ou GSP?
Descarte de cargas – Loadsheding; Divisão de cargas – Loadsharing; Inibição de cargas;
Controle de sincronismo das barras A e B; Permite a partida dos geradores de emergência e operação remota dos TG’s; Permite exibir as telas de todosos TG’s e operá-los.
2 – Explique a filosofia de descarte de cargas por potência instantânea e gradual.
Instantânea: quando ocorre uma variação de tensão, atingido o limite estabelecido, ocorre descarte imediato.
Gradual: quando ocorre uma variação de tensão e ao longo de um período se não estabilizar e atingir o limite, ocorre o descarte.
3 – Explique a filosofia de descarte de cargas por subfrequencia instantânea e gradual. 
Instantânea: quando ocorre uma variação de frequência, atingido o limite estabelecido, ocorre descarte imediato.
Gradual: quando ocorre uma variação de frequência e ao longo de um período se não estabilizar e atingir o limite, ocorre o descarte.
4 – Para que serve a função “Inibição de cargas” ?
Esta função serve para inibir a partida das cargas principais se a reserva de energia não for suficiente para evitar que os geradores entrem em sobrecarga. Para cada carga, o GSP gera um sinal para inibir sua partida de acordo com a margem de potência do sistema e a potência nominal da carga.
Questionário 11
1 – Explique o funcionamento básico de funcionamento de um motor.
Transformam energia elétrica (tensão e corrente) em energia mecânica (torque e rotação)
Principio de funcionamento: Imã (gerado no rotor) “perseguindo” o imã (gerado no estator). Condutor passando corrente mergulhado numa região de campo magnético.
2 - Qual a diferença básica entre um motor síncrono e um motor de indução?
Motor Síncrono: Velocidade constante. Proporcional a frequência da tensão aplicada. Não parte sozinho; Maior rendimento (menor perda), mais caro. Aplica-se uma corrente contínua diretamente no rotor.
Motor de Indução: Velocidade ligeiramente abaixo da velocidade síncrona (escorregamento); Motores mais robustos e baratos; Grande corrente de partida. Induz-se corrente no rotor a partir da diferença de rotação entre o campo girante e o rotor.
3 – Qual é o principal problema de um motor de indução sob o ponto de vista do Sistema Elétrico?
Corrente de partida muito alta.
4 - Como podemos partir um motor síncrono?
Colocando variador de frequência; ou rotação externa.
5 - Quais os parâmetros que influenciam na escolha entre um motor síncrono e um motor de indução?
Potência, rotação, custo, capacidade de rede.
6 - Quais são os tipos de perdas em um motor? Explique a origem de cada uma delas.
Perdas eléctricas são do tipo {RI2}, aumentam acentuadamente com a carga aplicada ao motor. Estas perdas, por efeito de Joule podem ser reduzidas, aumentando a secção do estator e dos condutores do rotor.
Perdas magnéticas ocorrem nas lâminas de ferro do estator e do rotor. Ocorrem devido ao efeito de histerese e às correntes induzidas (neste caso, correntes de Foucault), e variam com a densidade do fluxo e a frequência. Podem ser reduzidas através do aumento da secção do ferro no estator e rotor, através do uso de lâminas delgadas e do melhoramento dos materiais magnéticos.
Perdas mecânicas são devido à fricção dos procedimentos, ventilação e perdas devido à oposição do ar. Podem ser reduzidas, usando procedimentos com baixa fricção e com o aperfeiçoamento do sistema de ventilação. 
Perdas parasitas (stray losses) ou perdas extraviadas são devidas a fugas do fluxo, distribuição de corrente não uniforme, imperfeições mecânicas nas aberturas para escoamento do ar, e irregularidades na densidade do fluxo do ar ao ser escoado pelas aberturas. Podem ser reduzidas através da optimização do projeto do motor e ainda de uma produção ou fabrico cuidadoso.
Questionário 12
1 – Para que serve uma UPS? 
Uninterrupted Power System, serve para garantir alimentação interrupta aos circuitos críticos.
2 – Quais são os principais componentes de uma UPS? 
Carregador de baterias, Banco de baterias, Inversor, Painel de interconexão, Unidade de diodo de queda (UDQ).
3 – Qual é a diferença entre uma UPS e um Carregador de Baterias?
O carregador de bateria precisa de alimentação externa em caso de falha a UPS não.
4 – Qual é a função de um Banco de Baterias numa UPS? 
Ocorrendo uma falha no carregador, o banco de baterias assume a alimentação das cargas, sem interrupção na alimentação CC e CA.
5 – O que é e pra que serve um Painel de Interconexão? 
É um painel que interliga dois carregadores. O disjuntor de interligação é automaticamente fechado em caso de falha de um dos carregadores. Cada carregador deverá ser dimensionado para ser capaz suprir 100% de sua carga e 100% das cargas dos outros alimentados. 
6 – Que tipos de cargas são alimentadas por uma UPS ou por um Carregador de Baterias?
RELÉ DE PROTEÇÃO, PLCs, REMOTAS, SISTEMA DE DETECÇÃO FOGO E GÁS, MON. VIBRAÇÃO, AVR, INSTRUMENTAÇÃO EM GERAL, PQM, FT 210 (IHM), TDXnet ( REDE BENTLY NEVADA), ILUMINAÇÃO DE EMERGÊNCIA, SWITCH’s (REDE).
Questionário 13
1 – Quais são os principais tipos de falhas em geradores?
Falhas nos enrolamentos do estator; Falhas no rotor (Falha entre espiras; Falha em diodos ; Perda de excitação; curto nos enrolamentos de campo; abertura acidental do disjuntor de campo; defeito no sistema de excitação); Falhas mecânicas; Falhas externas à unidade (ex: carga desbalanceada); Falhas em transformadores auxiliares (TC’s e TP’s).
2 – Como as falhas são detectadas?
Através de relés de proteção.
3 – Pra que serve um relé de proteção?
Detectar a falha e tomar a ação.
4 – Cite pelo menos 3 funções de proteção elétrica?
Relé térmico; Relé de sobretensão; Relé de frequência.