DE ExercicioDistribuicao2Set24

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Curso: Engenharia Elétrica
Disciplina: Distribuição de Energia Elétrica Docente: Prof. Luiz Bizerra de Aguiar Data: 24/09/2020
QUESTÕES
Questão 1
O desequilíbrio de tensão de um determinado sistema trifásico, ou rede elétrica, é o fenômeno caracterizado por diferenças verificadas nas amplitudes entre as três tensões de fase, ou de linha, e/ou na defasagem elétrica de 120º entre as tensões de fase. As expressões para o cálculo do desequilíbrio são dadas por:
a) Marque a alternativa com afirmativa incorreta
A) FD significa fator de desequilíbrio relativo a tensão.
B) FD significa fator de desequilíbrio relativo a corrente.
C) O fator de desequilíbrio máximo admissível situa-se em torno de 2%.
D) Tendo-se a tensão de sequência positiva o desequilíbrio cresce com a de sequência negativa.
E) O desequilíbrio elevado apresenta impactos negativos para a rede elétrica.
b) Indique a única afirmativa que está correta:
A) O desequilíbrio pode ser calculado a partir da média das tensões de linha.
B) O desequilíbrio pode ser calculado a partir da média das tensões de fase.
C) No cálculo do FD leva-se em conta potências quadradas e biquadradas das tensões de linha.
D) O parâmetro β deve ser menor que 0,5 e maior que 0,3.
E) O desequilíbrio corresponde a tensão de linha ou de fase, cujos valores do FD são diferentes.
Questão 2
A flutuação de tensão é um fenômeno caracterizado pela variação aleatória, repetitiva ou esporádica do valor eficaz ou de pico da tensão instantânea. A determinação da qualidade da tensão do sistema de distribuição quanto à flutuação de tensão tem por objetivo avaliar o incômodo provocado pelo efeito da cintilação luminosa no consumidor, que tenha em sua unidade consumidora pontos de iluminação alimentados em baixa tensão. Nos procedimentos de distribuição são estabelecidas expressões relativamente complexas que permitem o cálculo das flutuações a partir de distribuição das cintilações. Uma avaliação simples e simplificada para a flutuação de tensão, ou variação de tensão máxima permitida ΔV%, pode ser obtida a partir da frequência das oscilações f, através da expressão: ΔV = 15/(3+f1/2). Outros indicadores de qualidade são de estado permanente, como tensão em regime permanente, fator de potência, harmônicos, desequilíbrio de tensão e variação de frequência, assim como de estado transitório, como variações de tensão de curta duração – VTCD.
Baseado no texto responda o seguinte:
a) Sobre flutuação de tensão assinale a asserção que está incorreta:
A) Através da expressão de ΔV o valor calculado é dado em por cento.
B) O parâmetro f indica o número de oscilações por minuto.
C) Se a frequência é f = 1, então o valor da variação de tensão é 3,75.
D) Se a frequência de oscilação é muito baixa, o valor 5 é limite máximo para a variação de tensão.
E) Se a frequência de oscilação é muito alta, a variação de tensão é maior que 1.
 (
3
)
a) Sobre os indicadores de qualidade em geral marque a única opção correta:
A) Flutuação de tensão tem o mesmo significado de desequilíbrio de tensão.
B) VTCD representa uma variação de tensão de estado permanente.
C) Os níveis de harmônicos elevados na rede indicam baixo nível de qualidade de energia.
D) Desequilíbrio de corrente é um indicador de qualidade de energia.
E) Variações de tensão e de frequência na rede devem situar-se em faixas definidas em critérios.
 (
Confiabilidade é a probabilidade do sistema ou componente cumprir sua finalidade. É, portanto, a probabilidade de falha zero, no intervalo de tempo considerado, e sob condições especificadas. A confiabilidade trata das leis de falha dos componentes ou do sistema como um todo, baseadas em dados estatísticos, e dos métodos para a melhoria da qualidade do serviço. Formula modelos matemáticos adequados, estabelece índices de risco apropriados à qualidade do fornecimento e desenvolve procedimentos para acesso a dados de falha e operação dos componentes ou sistemas, ou ainda por barra.
 
A
 
falha
 
é
 
o
 
evento
 
que
 
acarreta
 
perda
 
da
 
capacidade do
 
componente
 
ou
 
sistema
 
desempenhar
 
sua função,
 
tornando
 
sua
 
função
 
inadmissível;
 
a taxa
 
de
 
falha
 
(ou
 
frequência
 
de
 
falha) λ
 
é
 
o
 
número
 
de
 
vezes que, em média, o componente ou sistema falhou, no tempo considerado: λ = f/ano (falhas por ano). O tempo
 
médio
 
para
 
falha
 
m
 
é
 
a
 
relação
 
entre
 
o
 
tempo
 
total
 
de
 
operação
 
M
 
e
 
o
 
número
 
de
 
falhas
 
f,
 
no
 
tempo considerado: m = M/f ou m = h/f (horas por falha). A confiabilidade na rede pode ser para componentes em série e em paralelos através das
 
expressões:
)Questão 3
Baseado na apresentação responda o seguinte
a) Informe a alternativa incorreta:
A) A confiabilidade é uma probabilidade de não ocorrer defeito na rede.
B) As leis de falha são definidas para os componentes da rede a partir de dados estatísticos .
C) A confiabilidade pode ser expressa em função das falhas por ano e duração por falha.
D) O cálculo da confiabilidade do sistema pode ser obtido a partir das confiabilidades dos componentes.
E) A taxa de falha de componentes em paralelo é igual à soma das taxas dos componentes.
b) Para duas linhas de distribuição 1 e 2 com índices λ1= λ2 = 1 f/ano e r1= r2 = 2 h/f; indique o correto:
A) Para as linhas em série tem-se λ = 1 f/ano.
B) Para as linhas em série tem-se r = 1 h/f.
C) Para as linhas em paralelo tem-se r = 2 h/f.
D) Para as linhas em paralelo tem-se λ = 1 f/ano.
E) Em paralelo a duração por falha fica a metade da duração por falha em série.
Questão 4
O sistema de energia é composto da geração, da transmissão e da distribuição. A parte entre a transmissão e a distribuição constitui-se na subtransmissão, mas pode também ficar melhor enquadrada como distribuição; entre essas partes ficam subestações, cujos transformadores fazem as alterações de níveis de tensão. As cargas são atendidas pelas redes com configurações apropriadas e dependendo do tipo de classificação dessa cargas.
a) Sobre as configurações das redes informe, entre as asserçõs seguintes, a única que está incorreta:
A) O sistema de energia é normalmente considerado como de subtransmissão quando as tensões são em 34,5, 69 e 138 kV.
B) Usualmente o sistema de distribuição primária é em 34,5 e 13,8 kV e o de distribuição secundário em 380 e 220 V.
C) As configurações ou arranjos típicos das subestações de distribuição apresentam barra simples c/ 1 circuito, barra simples c/ 2 circuitos, barra dupla c/ 2 circuitos e barra de transferência.
D) Nos sistemas de distribuição primária as redes primárias aéreas apresentam como tipos básicos os tipos de configuração radial simples, radial com recurso e primário seletivo.
E) As redes de distribuição subterrâneas secundárias apresentam como configurações usuais a spot- network.
a) Sobre as cargas informe, entre as asserçõs seguintes, a única que está correta:
A) Geograficamente as cargas só podem ser urbanas ou rurais.
B) As cargas classificadas pelo tipo de utilização da energia é bastante diferente da classificação para efeito de aplicação de tarifas.
C) Uma carga sensível depende muito da energia fornecida, tal que sendo interrompida provoca elevados prejuízos ao consumidor.
D) Uma carga é horosazonal se seu valor depende significativamente apenas da estação do ano.
E) Um dos modos de classificar as cargas na rede é considerando o nível de tensão de fornecimento da energia.
Questão 5
Considere uma rede de distribuição constituída de forma equivalente a três alimentadores derivados de um barramento de uma subestação, alimentando três cargas, conforme a figura:
Admita que em determinado mês foram verificados os valores máximos para as potências ativas das cargas: P1 = 2 MW, P2 = 3 MW e P3 = 4 MW e para a potência da carga total PT = 5 MW, embora o sistema tenha uma capacidade de atender até 10 MW; considere que nesse mês verificou-se para a carga total um consumo de 1800 MWh (mês de 720 h) e que as perdas na condição de carga máxima foi de 100 kW.
a) Indicar a opção com a resposta que está incorreta:
A) O fatorde coincidência é 5/9
B) O fator de diversidade é 9/5
C) O fator de demanda é 0,5.
D) A demanda média 2,5 MW
E) O fator de contribuição da carga 1 é 0,4.
b) Dentre as alternativas a seguir aponte o que é correto:
A) O fator de perda pode ser calculado através da expressão fp = 0,3fc + 0,8fc2
B) O fator de perda pode ser maior que o fator de carga.
C) O fator de coincidência pode ser maior que 1.
D) Nas condições do problema o fator de carga é 0,4.
E) Nas condições do problema o fator de perda está entre 0,3 e 0,4.
Questão 6
Considere as seguintes asserções relacionadas a perdas:
I) As perdas de energia referem-se basicamente à energia elétrica dissipada pelas linhas e transformadores de transmissão e subestações, assim como nas linhas e transformadores das redes da distribuição.
II) O transporte da energia, seja na Rede Básica ou na distribuição, provoca perdas nos diversos componentes, constituindo-se em perdas técnicas, que são relacionadas à transformação de energia elétrica em energia térmica nos condutores (efeito joule), das linhas e transformadores.
III) As perdas não técnicas ou comerciais decorrem principalmente de algum tipo de furto, como em ligações clandestinas, em desvios direto da rede elétrica, ou fraude de energia como em adulterações nos medidores, que são de responsabilidade de consumidores,
IV) As perdas não técnicas podem aparecer em erros de medição, de faturamento e mesmo consumo estimados em unidades sem medidores instalados, sendo de responsabilidade da concessionária.
V) As perdas na Rede Básica são calculadas pela diferença da energia gerada e entregue nas redes de distribuição.
a) Aponte a alternativa com as asserções corretas:
A) I, II, III, IV e V.	B) I, II, III e V.	C) I, II, III e IV.	D) II, III, IV e V.	E) I, IV e V.
b) Indique a opção que mostra a única afirmativa incorreta:
A) As perdas na transmissão e na distribuição não podem ser comercializadas.
B) As perdas técnicas incluem perdas nos núcleos dos transformadores e perdas dielétricas.
C) As perdas comerciais são apuradas mensalmente pela CCEE - Câmara de Comercialização de Energia Elétrica.
D) O custo das perdas comerciais representam custo apenas prejuízos para a concessionária.
E) O custo com as perdas comerciais é rateado entre a geração e os consumidores.
Questão 7
Considere que um alimentador apresenta uma carga trifásica de 6400 kW na tensão de 13,8 kV e uma potência aparente de 8000 kVA
Pergunta-se:
a) Qual o fator de potência da carga?
A) 0,6.	B) 0,7.	C) 0,8.	D) 0,9.	E) 0,85.
b) Qual a potência aproximada de um banco de capacitor (kVAr) a ser instalado para que o fator de potência resulte em 0,9?
A) 1000.	B) 2100.	C) 3200.	D) 4300.	E) 5400.
Questão 8
Considere a análise das variações de tensão ρ (regulação) nas barras de um sistema de distribuição ou subtransmissão, por variações de potência reativa, utilizando-se da impedância equivalente de Thèvenin Xeq. ou da potência de curto circuito Sk.
a) Se em determinada barra em que Xeq = 5,0 pu é ligado um capacitor de 1 MVAr indique qual o valor da regulação nessa barra:
A) ρ = 5,0%.	B) ρ = 5,5 %.	C) ρ = 2,5 %.	D) ρ = 4 %.	E) ρ = 7,5 %.
b) Se a conexão de um reator de 1 MVAr numa barra provoca nela uma queda de tensão de 5 % qual o valor da potência de curto circuito Sk dessa barra?
A) Sk = 50 MVA.	B) Sk = 200 MVA.	C) Sk = 20 MVA.	D) Sk = 30 MVA.	E) Sk = 15 MVA.
Questão 9
Seja o seguinte problema, relativo a um sistema de distribuição simples: “Para o sistema da figura, com Vn = 13,8 kV (tensão nominal Vn), sendo conhecido V3 = 0,95 pu, podem ser calculados os valores das tensões V2 e V1. Pode-se, então, tirar algumas conclusões sobre os valores das tensões na linha.”
Apresentar os cálculos necessários e responder as perguntas que segue:
a) Indique qual das respostas a seguir não está correta.
A) V3 < V2 < V1.	B) V1 < V2 < V3.	C) (V1 - V2) > (V3 - V2).	D) (V1 – V3) > (V2 – V3). E) (V1 – V3) > (V1 – V2).
b) Indicar qual das respostas a seguir está correta (0,5 ponto):
A) V3 > 1,050 pu. B) V1 < 1,050 pu.	C) V1 > 1,060 pu.	D) 0,950 < V1 < 1,050 pu. E) V1 > 1,050 pu.
Questão 10
Determinar a resistência de um aterramento do neutro de um transformador de distribuição num solo de 200 Ω.m, obtido através do uso de uma haste de 2,5 m de comprimento e 2 cm de diâmetro. Utilizar
a expressão 𝑅 = 𝜌
2𝜋𝐿
𝐿𝑛(4𝐿 − 1) e comparar com o cálculo aproximado R ≈ ρ/3.
𝑑
Questão 11
Os estudos de proteção nos sistemas de distribuição são necessários à garantia da segurança das pessoas, animais e instalações em geral. Observe as seguintes asserções.
I) As proteções podem ser contra sobrecorrentes, devido sobrecargas e correntes de curto circuito, e sobretensões, principalmente devido a descargas atmosféricas
II) As proteções dependem das condições de aterramento, cujos pontos representam referência para o desempenho da rede.
III) Os sistemas de distribuição e de subtransmissão podem ser considerados, levando-se em conta o aterramento, como efetivamente aterrado, não efetivamente aterrado e isolado.
IV) Os aterramentos são obtidos através de hastes e malhas de terra, e cujos dimensionamentos dependem da resistividade do terreno.
V) São empregados nas proteções de sobrecorrente fusíveis, reles, disjuntores, religadores e seccionalizadores, cujas operações precisam ser devidamente coordenadas.
a) Indicar a alternativa que mostra as asserções que estão corretas:
A) I, II, III, IV e V.	B) I, II, III e V.	C) I, II, III e IV.	D) II, III, IV e V.	E) I, III e V.
b) Complementando as asserções aponte a única opção incorreta:
A) Coordenação das proteções é o mesmo que seletividade na proteção.
B) É necessário coordenar as proteções contra sobrecorrente e as contra sobretensões.
C) A definição do aterramento necessário depende das condições do solo.
D) Um sistema é isolado se não há conexão com a terra ou a resistência do aterramento é muito elevada.
E) Geralmente, nas proteções coordenadas, o dispositivo mais próximo do defeito deve operar primeiro.
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