Questões de Concurso Para engenharia elétrica

As usinas hidrelétricas de Jirau e Santo Antônio compõem o Complexo Hidrelétrico do Rio Madeira, construído entre os anos de 2008 e 2016. Esse complexo possui capacidade instalada de 7318 MW e está localizado em Porto Velho, no estado de Rondônia. Dado o montante de geração e a distância dos centros de carga do sudeste (2375 km), optou-se pelo transporte da energia gerada por meio de um sistema em corrente contínua (CC) das usinas até a subestação de Araraquara, no estado de São Paulo.

A respeito da topologia do sistema de transmissão em CC do Complexo do Rio Madeira, é correto afirmar que é composto

O conceito de dispositivos FACTS – Flexible Alternating Current Transmission System – foi cunhado no início da década de 1990 e busca categorizar as diversas soluções para melhoria do desempenho de sistemas de transmissão CA que empregam elementos da eletrônica de potência.

A respeito desse conceito e dos dispositivos nele contidos, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) O SVC é composto por um conversor fonte de tensão conectado em derivação (shunt), alimentado por um capacitor, cuja tensão de saída é controlada de forma que uma corrente reativa, necessária para regulação da tensão local, flua para a rede CA.

( ) O SSSC é um conversor fonte de tensão conectado em série com uma linha de transmissão. Esse dispositivo injeta uma tensão controlada em série que age como uma reatância variável, controlando o fluxo de potência e o nível de compensação da linha.

( ) Os dispositivos FACTS permitem um aumento da capacidade de transferência de potência em redes de transmissão, ao custo de uma menor margem de estabilidade do sistema elétrico.

( ) No sistema elétrico brasileiro não são empregados dispositivos FACTS em razão do custo desses equipamentos e da característica do SIN de emprego de longos corredores de transmissão para escoar geração distante das cargas.

As afirmativas são, na ordem apresentada, respectivamente,

O desenvolvimento tecnológico no campo da eletrônica de potência tem permitido a disponibilidade de vários tipos de dispositivos semicondutores de alta potência para diversas aplicações no contexto de sistemas elétricos. Dentre essas aplicações, pode-se citar a transmissão de grandes blocos de energia, aumento da estabilidade, interface entre sistemas assíncronos, filtragem ativa, entre outras.

Sobre essa tecnologia no planejamento da rede elétrica atual, avalie os itens a seguir.

I. O STATCOM é um equipamento FACTS para controle de tensão e aumento de estabilidade que opera com base na tecnologia de indutores chaveados por tiristores em antiparalelo em conjunto com capacitores chaveados a tiristores ou mecanicamente.

II. Os conversores baseados em eletrônica de potência podem ser classificados quanto a seu processo de comutação. Um exemplo são os conversores LCC – Line-Commutated Converters. Nesses conversores o sistema elétrico em corrente alternada (CA) dita o processo de comutação, que se inicia sempre que ocorre a reversão da polaridade da tensão sobre o dispositivo eletrônico.

III. O tiristor é um exemplo de chave eletrônica unidirecional e bipolar, ou seja, esse dispositivo só pode conduzir em um sentido e suporta uma tensão reversa relativamente elevada.

IV. Os transistores da tecnologia MOSFET são atualmente os dispositivos da eletrônica de potência que podem ser fabricados com as maiores tensões e correntes nominais. Isso faz com que sejam aplicados em diversas soluções de conversoras e equipamentos FACTS.

Está correto o que se afirma em

Sempre que se considera a implantação de uma nova interligação entre submercados é avaliada qual a tecnologia melhor se adequa à tarefa proposta, considerando as condições de contorno do sistema existente. São levados em conta aspectos como custo, desempenho, maturidade tecnológica, confiabilidade, entre outros, para se chegar à solução de referência mais adequada.

Com base nas diferenças entre as tecnologias de transmissão em corrente alternada e contínua, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) Um dos fatores limitantes para o comprimento de linhas de transmissão em CA é a capacidade de controle de tensão em seus terminais, em regime e em manobras de energização.

( ) É possível controlar o fluxo de potência ativa em linhas de transmissão CA.

( ) Entre as desvantagens da transmissão em corrente contínua está sua vulnerabilidade às contingências na rede CA na qual se insere. Perturbações nessa rede podem causar o fenômeno de falha de comutação, e caso vários elos CC estejam próximos eletricamente, essas falhas podem ser simultâneas e agravar a condição do sistema.

( ) Uma clara vantagem da transmissão CA é permitir a integração de novas cargas ao longo do traçado da linha de transmissão, por meio de seccionamentos e novas subestações de fronteira, diferente da transmissão CC, que é, geralmente, ponto a ponto.

As afirmativas são, na ordem apresentada, respectivamente,

Na figura a seguir, tem-se a representação de um sistema do tipo máquina versus barra infinita, onde xt₂ é a reatância de transferência entre a barra terminal do gerador (Barra t) e a barra infinita (Barra 2), x'd é a reatância transitória de eixo direto da máquina, é o fasor tensão interna da máquina, δ é o ângulo de carga da máquina,  é o fasor tensão da barra infinita, H é a constante de inércia da máquina, P_elétrico é a potência elétrica da máquina e P_mec é a potência mecânica da máquina.

A equação de oscilação da máquina para a condição apresentada é dada por

O critério das áreas iguais é usado para analisar a estabilidade transitória (também chamada de estabilidade eletromecânica a grandes perturbações) de uma máquina contra uma barra infinita ou para verificar a estabilidade transitória entre duas máquinas do sistema.

Assim, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) Esse critério pode ser classificado como um método direto para análise da estabilidade eletromecânica, uma vez que não é necessário solucionar a equação de oscilação.

( ) O sistema será estável frente a uma perturbação caso a área de frenagem da máquina elétrica (área da curva no plano ângulo versus potência elétrica em que P_elétrico > P_mecânico) seja menor ou igual a área de aceleração (área com P_elétrico < P_mecânico).

( ) A estabilidade do sistema só depende do ponto de operação pré-falta quando a potência elétrica transmitida durante a falta é igual a zero.

As afirmativas são, na ordem apresentada, respectivamente,

Existem vários tipos de curto-circuito e eles apresentam diferentes características. Assim, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) O curto trifásico e o curto trifásico envolvendo a terra são classificados como curtos simétricos ou equilibrados.

( ) O circuito equivalente para o cálculo da corrente de curto monofásico é dado pelas redes de sequências zero, positiva e negativa ligadas em série.

( ) O circuito equivalente para o cálculo da corrente de curto bifásico envolvendo a terra é dado pelas redes de sequências positiva e negativa ligadas em paralelo.

( ) O circuito equivalente para o cálculo da corrente de curto trifásico envolvendo a terra consiste apenas da rede de sequência positiva.

As afirmativas são, na ordem apresentada, respectivamente,

Considere um sistema formado por duas máquinas conectadas por meio de uma linha de transmissão. Uma falta trifásica ocorre no ponto 3 da linha conforme o diagrama a seguir.

O diagrama de impedâncias do sistema acima e o valor do fasor tensão pré-falta no ponto 3 (V₃ ^pré-falta) são apresentados na figura a seguir. 

Os valores das impedâncias estão em pu nas bases do sistema, sendo:

Na condição de defeito (falta trifásica no ponto 3), a corrente de curto  em pu é igual a

Em relação ao modelo de fluxo de carga CC, analise as afirmativas a seguir.

I. O modelo é baseado no acoplamento entre as variáveis potência ativa (P) e tensão (V).

II. No modelo não são considerados as magnitudes das tensões nodais, os taps dos transformadores e as potências reativas.

III. O efeito das perdas ativas do sistema de transmissão pode ser representado como cargas adicionais. Estas cargas são obtidas dividindo-se as perdas de cada linha do sistema entre suas barras terminais.

Está correto o que se afirma em

Os métodos desacoplados (Newton desacoplado e desacoplado rápido) foram desenvolvidos a partir do método de Newton. Visto isso, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) Os métodos desacoplados baseiam-se no desacoplamento Qθ e PV, uma vez que, as sensibilidades  são mais intensas que , respectivamente, para sistemas de transmissão em extra alta tensão (acima de 230 kV).

( ) No método de Newton desacoplado, as submatrizes jacobianas M e N são desconsideradas, ou seja, essas submatrizes são feitas iguais a zero.

( ) No método desacoplado rápido, as submatrizes jacobianas H e M são formadas por parâmetros da rede, ou seja, essas submatrizes são mantidas constantes durante o processo iterativo.

( ) Nos métodos desacoplados são introduzidas aproximações na matriz jacobiana, mas os vetores de resíduos são calculados da mesma forma que no método de Newton. Ou seja, os métodos desacoplados e de Newton apresentarão a mesma solução final porque o problema a ser resolvido permanece o mesmo.

As afirmativas são, na ordem apresentada, respectivamente,

No diagrama unifilar a seguir, mostram-se as variáveis especificadas em cada barra do sistema. 

Logo, o problema de fluxo de potência, pelo método de Newton, terá a matriz jacobiana quadrada de ordem igual a

O sistema elétrico acima tem a Barra 1 escolhida como barra de referência, a Barra 2 é do tipo barra de carga e a Barra 3 é do tipo barra de geração.

Desta forma, o problema de fluxo de potência pelo método de Newton fica 

A rede elétrica pode ser representada por meio de modelo com parâmetros de admitância, que é chamado de matriz de admitância de barra (Y_barra).

Sendo assim, a matriz Y_barra, que representa o sistema elétrico acima, é dada por

A aplicação da TUST – Tarifa de Uso do Sistema de Transmissão – define o pagamento pelo uso do sistema de transmissão. Anualmente, é computada a Receita Anual Permitida (RAP) total do sistema, e com base neste valor se determina a TUST em cada ponto do sistema, por meio de simulações do Programa Nodal.

Devido às premissas de cálculo atuais, a parcela locacional da TUST tem baixa influência em seu valor final quando comparada a parcela selo.

Esse fato produz o efeito de

A figura a seguir mostra a curva de permanência hipotética dos valores de importação de potência do submercado Sudeste/Centro-Oeste – SE/CO – durante o período úmido. O período úmido é definido pela ANEEL como referente aos meses de dezembro de um ano a abril do ano seguinte. 

Com base nessa figura, é correto afirmar que

Com relação ao papel das instituições do setor elétrico no planejamento da transmissão em curto, médio e longo prazo, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) A EPE é responsável por realizar os estudos que dão origem aos relatórios R1 (estudos de viabilidade técnico-econômica). Nestes relatórios avalia-se as necessidades da rede no período decenal, no entanto, o detalhamento e a indicação de recomendações é particularmente para às obras a serem instaladas nos cinco primeiros anos desse período, que farão parte do Programa de Expansão da Transmissão – PET.

( ) Os estudos de expansão da transmissão são compostos ainda por outros relatórios que avaliam questões como o detalhamento da alternativa de referência, a avaliação socioambiental das obras, a influência dessas obras na rede existente, bem como seus custos fundiários. Por atribuição legal, estes relatórios adicionais são realizados pela EPE, conforme solicitação do MME.

( ) O ONS é responsável pela elaboração do PAR (Plano de Ampliações e Reforços) e do PELP (Plano de Expansão de Longo Prazo) que abrangem, respectivamente, reforços de curto prazo e as instalações de transmissão ainda não licitadas ou autorizadas, fora do horizonte de análise do PET.

( ) Os documentos PAR e PET, são compatibilizados pelo MME, resultando no Plano de Outorgas e Licitações. Esse documento resultante é enviado a ANEEL para subsidiar o processo licitatório de novas instalações de transmissão.

As afirmativas são, na ordem apresentada, respectivamente,

O sistema elétrico brasileiro apresenta grande diversidade. Enquanto a Região Sudeste possui um extenso parque gerador hidrotérmico e uma robusta malha de transmissão, regiões na Amazônia legal sequer estão conectadas ao Sistema Interligado Nacional – SIN.

Nessas áreas, conhecidas como sistemas isolados, a energia elétrica provém geralmente da geração térmica de menor escala e custo elevado.

A respeito do planejamento do suprimento elétrico desses sistemas isolados, é correto afirmar que

No início do século XXI, a desverticalização do setor elétrico brasileiro permitiu a participação do investimento privado no segmento da transmissão. Essa abertura propiciou, nas últimas décadas, um desenvolvimento que não seria possível apenas com investimento público.

As obras para expansão da transmissão, recomendadas nos estudos realizados pela EPE, traçaram as diretrizes para alocação desses recursos e, então, os mecanismos de mercado permitiram a realização desses investimentos com racionalidade e a um custo adequado.

Considerando a atual regulação para concessão do serviço público de transmissão de energia, avalie os itens a seguir.

I. A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), como poder concedente, aprova o Plano de Outorgas de Transmissão de Energia Elétrica (POTEE), desenvolvido pela EPE, e o Ministério de Minas e Energia (MME) organiza os procedimentos licitatórios para a contratação das transmissoras que implantarão as obras definidas.

II. As transmissoras fazem jus à remuneração de seus investimentos, com base no montante de energia (MWh) que passa por suas instalações. Dessa forma, garante-se o rendimento do agente de transmissão e a modicidade tarifária para o consumidor.

III. O recebimento da Receita Anual Permitida (RAP), devida ao agente de transmissão pela prestação do serviço concedido, pode sofrer descontos em função da indisponibilidade forçada ou das restrições operativas temporárias a que seus ativos estejam sujeitos.

Está correto o que se afirma em