Questões de Concursos Engenharia Elétrica

Um consumidor tem sua demanda suprida integralmente pela distribuidora, cuja subestação de entrada é alimentada por meio de um único ramal de média tensão.
Em um determinado instante ocorre uma falta no barramento dessa subestação, até ser extinta pela ação tempestiva da proteção de sobrecorrente.
Posteriormente, ao analisar os registros dos níveis de tensão da referida barra durante a falta, verificou-se que houve um significativo afundamento nas tensões de linha entre as fases A–B e as fases C–A, juntamente com um pequeno aumento na tensão de linha entre as fases B–C.
O caso relatado trata de uma falta

Considere um sistema de potência composto por 3 (três) barras, possuindo a seguinte topologia:

• Um gerador síncrono está conectado a barra 1.
• As barras 2 e 3 possuem uma carga local cada.
• Há 3 linhas de transmissão: a LT12 conecta a barra 1 à barra 2, a LT13 conecta a barra 1 à barra 3, a LT23 conecta a barra 2 à barra 3.
• A LT13 possui impedância igual ao triplo da impedância da LT12.
• A LT23 possui impedância igual ao dobro da impedância da LT12.
• O sistema opera em vazio e sem perdas.

De forma a subsidiar os ajustes das proteções dessas linhas, foi calculado o valor da corrente de curto-circuito trifásico franco para os seguintes locais:

• Local I: barra 2. • Local II: barra 3. • Local III: meio da linha que conecta a barra 1 até a barra 2. • Local IV: meio da linha que conecta a barra 1 até a barra 3. • Local V: meio da linha que conecta a barra 2 até a barra 3.

Nesse contexto, o local que apresenta o menor valor de corrente de curto-circuito trifásico é o local

Uma determinada subestação da rede básica possui um conjunto de transformadores que elevam a tensão de 220kV para 500kV, o qual abastece um tronco composto por várias linhas de transmissão de 500kV.
Devido a uma falha severa, um antigo transformador auxiliar, que alimentava uma carga local através de um único circuito radial, foi substituído por um novo, de características idênticas. Quanto às conexões desse transformador, o seu primário está conectado em 220kV em Delta, enquanto o seu secundário está conectado em 13,8kV em estrela solidamente aterrada.
Quanto ao nível de curto-circuito no primário do transformador auxiliar, as magnitudes das faltas monofásica e trifásica são idênticas.
Considere ainda que:

• o sistema é sem perdas; • opera em vazio; • as reatâncias de sequência negativa e positiva são idênticas; • os curtos-circuitos são sempre francos; e • o transformador auxiliar é de núcleo envolvente.

Nesse contexto, a magnitude da falta trifásica nos terminais do secundário do transformador auxiliar

Além das oscilações do rotor de um gerador contra o sistema, os estudos de estabilidade também se preocupam com oscilações no próprio rotor que possam causar fadiga do material e de acoplamentos e levar a sua falha.
Esse tipo de oscilação é conhecido como subsíncrona e costuma ocorrer principalmente em geradores

O controlador de tensão atua modulando a corrente de excitação de um gerador síncrono para controlar sua tensão terminal.
Por apresentar uma dinâmica rápida, a atuação desta malha de controle tem grande influência na resposta dinâmica do gerador durante uma perturbação.
Com relação aos efeitos do regulador de tensão na estabilidade de geradores síncronos, analise as afirmativas a seguir.

I. No caso extremo de um gerador fortemente carregado conectado por uma linha de transmissão longa, um ganho alto do controlador de tensão pode resultar em amortecimento líquido negativo, levando a uma perda oscilatória de estabilidade.
II. Um regulador de tensão de ação rápida é capaz de agir no período transitório de uma falta e melhorar a margem de estabilidade de primeiro swing.
III. A ação do regulador de tensão, de elevar a corrente de campo durante faltas, tem o efeito de induzir uma corrente nos enrolamentos amortecedores que aumentam seu efeito de amortecimento de oscilações.

Está correto o que se afirma em

A causa raiz de muitos fenômenos de instabilidade de tensão em sistemas de potência é o comportamento da carga.
Após uma perturbação, a demanda tende a se recuperar de diferentes formas, a depender da característica da carga atendida. Essa recuperação tende a agravar a situação da tensão em uma rede degradada. Dessa forma, a modelagem da carga, como a dos demais elementos da rede, é de grande importância nesse tipo de análise.
Com relação à modelagem de carga para estudos de estabilidade, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) Cargas de aquecimento controladas por termostatos apresentam uma característica favorável para a recuperação da tensão, uma vez que seu controle tende a reduzir demanda com a queda da tensão. Elas são conhecidas como cargas de impedância constante.
( ) A redução da tensão nos terminais de motores de indução fazem com que estes demandem maior corrente, acentuando assim a queda de tensão da rede. No limite, a subtensão no motor pode causar o estol, que é seu bloqueio em função de não ser capaz de atender o torque da carga em seu eixo.
( ) A dependência da carga com a frequência é geralmente considerada pela multiplicação do modelo escolhido pelo fator 1 + αƒ(ƒ − ƒ₀), em que αƒé o parâmetro de sensibilidade à variação da frequência.

As afirmativas são, respectivamente

O critério das áreas iguais é um método gráfico-analítico para rápida avaliação da estabilidade de primeiro swing, referente ao primeiro momento após uma perturbação em um sistema. Apesar de sua validade estar limitada a versões simplificadas de sistemas de potência, por meio de sua análise é possível chegar a importantes conceitos de estabilidade transitória.
Considerando este critério, analise as afirmativas a seguir.

I. O conceito de potência acelerante advém do desequilíbrio entre a potência mecânica, provida pela máquina primária, e a potência elétrica entregue pelo gerador a barra infinita. Sempre que a diferença entre ambas for positiva o ângulo do rotor tende a aumentar com o tempo.
II. Quanto maior a inércia do gerador maior o ganho de velocidade das partes girantes durante o período sob falta.
III. A atuação do regulador de velocidade na redução da potência mecânica durante o período sob falta, tem grande impacto na estabilidade de primeiro swing de um gerador.

Está correto o que se afirma em

A estabilidade de um sistema de potência pode ser definida como sua capacidade de recuperar um estado de equilíbrio operativo após ser submetido a uma perturbação.
Devido à complexidade dos diversos fatores que influenciam a resposta dinâmica de um sistema de potência, a compreensão de problemas de estabilidade é facilitada pela classificação de seus aspectos em diferentes categorias.
Com base nisso, relacione as categorias de estabilidade listadas a seguir às respectivas características.

1. Estabilidade de ângulo a pequenos sinais. 2. Estabilidade transitória. 3. Estabilidade de tensão a pequenos sinais. 4. Estabilidade de tensão a grandes perturbações. 5. Estabilidade de frequência a longo prazo.

( ) Influenciada pelas dinâmicas não lineares do sistema elétrico e ponto de operação inicial. O período de interesse da análise vai de 3 a 10 segundos após a perturbação.
( ) Depende da característica das cargas e da interação com controladores contínuos e discretos do sistema. A análise deve ser por tempo suficiente para capturar o efeito de elementos como ULTCs e limitadores de corrente de campo.
( ) Relacionada a processos lentos ou quase-estáticos. A instabilidade nessa categoria pode se manifestar pela inversão do comportamento para injeção de potência reativa.
( ) Referente a perturbações causadas por variações na carga e geração. A instabilidade nesta categoria pode se manifestar de forma monotônica ou oscilatória.
( ) Relacionada a resposta inadequada de equipamentos, pouca coordenação entre controladores e proteção ou reservas de potência insuficientes. Tem seu foco nas dinâmicas de equipamentos como saturação de transformadores, sistemas de proteção de linhas e controle automático de geração.

Assinale a opção que apresenta a relação correta, na ordem apresentada.

Um motor de corrente contínua com excitação do tipo shunt gira sem carga com velocidade de 1200 RPM. Quando a carga nominal é aplicada no motor, sua velocidade cai para 1140 RPM. Nesse caso, marque a opção que apresenta a regulação de velocidade do motor.

Um fluxo de 25 mWb envolve uma bobina de 1500 espiras quando percorrida por uma corrente de 3 A. Se a corrente circulante cair para zero em 150 ms, a indutância da bobina e a força eletromotriz induzida serão, respectivamente:

A complexidade das instalações elétricas faz com que os cálculos de correntes de falta sejam muitas vezes realizados por aproximações.
Algumas hipóteses simplificadoras usadas nos cálculos estão listadas abaixo.

I. A falta é admitida próxima da fonte geradora. II. A rede de distribuição de baixa tensão não é radial. III. Os valores de tensão de alimentação e as impedâncias dos diferentes componentes são supostos constantes. IV. As resistências de contato e as impedâncias de falta não são levadas em consideração.

Marque a opção que apresenta apenas as hipóteses incorretas.

Um analisador de qualidade de energia foi usado para monitorar um sistema no-brake trifásico de 380 V / 60 Hz, com neutro instalado, usado para alimentação de emergência de cargas seletivas em um hospital. Os seguintes resultados foram obtidos nas medições de corrente realizadas nos condutores de fase da carga:

• Fundamental: 84 A • 3ª harmônica: 45 A • 5ª harmônica: 28 A • 7ª harmônica: 15 A

A corrente a ser considerada no dimensionamento das bitolas dos condutores de fase é

Um hangar para aeronaves de combate está sendo iluminado por 10 luminárias de 1.200 W. A iluminação permanece ligada durante 10 horas por dia. O custo mensal da energia consumida, considerando-se que o preço do kWh é de R$ 0,50, será de

Um motor de indução síncrono está operando com alimentação de 120 V / 60 Hz. A corrente medida na linha de alimentação é de 7,1 A. Se a eficiência do motor for de 88%, a potência desenvolvida será de

Um motor de indução trifásico de 1 HP opera com 220 V / 60 Hz e possui velocidade síncrona de 1200 RPM. O número de polos magnéticos e a velocidade de rotação do motor para escorregamento de 4% são, respectivamente:

Um dínamo que usa excitação separada está ligado em uma carga de 60Ω. A corrente circulante na carga é de 8 A e a resistência da armadura da máquina é de 1Ω. A força eletromotriz gerada é

Uma carga industrial consiste em um circuito RL ligado em série, alimentado por uma fonte monofásica de 120 V / 60 Hz. A potência consumida é de 400 W e a corrente é de 8 A.
A reatância da carga e seu Fator de Potência são, respectivamente:

Uma bobina com resistência de 5Ωe indutância de 117 mH está ligada em série com um capacitor de 60μF. O circuito está sendo alimentado por uma fonte monofásica de 120 V.

A frequência na qual vai ocorrer ressonância no circuito e a corrente nesta frequência são, respectivamente:

Um autotransformador ideal de 320 V : 250 V está alimentando uma carga de 20 kVA. O valor da corrente circulante na parte comum do enrolamento é