2_Tarefa Sistema PU

1

TAREFA

SISTEMA PU

Resolva as seguintes questões de acordo com a tabela a seguir

NÚMERO DA PLANILHA DE ACOMPANHAMENTO

QUESTÕES

1 - 60 -61 1 – 2 – 6 – 29 – 30 – 33 – 11 – 40 – 41 – 64 - 70 2 -59 – 62 3 – 4 – 7 – 28 – 31 – 34 – 12 – 40 – 42 – 63 - 70 3 – 58 – 63 5 – 6 – 8 – 27 – 32 – 35 – 13 – 40 – 43 – 62 - 70 4 – 57 – 64 1 – 5 – 9– 22 – 33 – 36 – 14 – 40 – 44 – 61 - 70 5 – 56 - 65 2 – 6 – 8– 23 – 34 – 37 – 15 – 40 – 45 – 60 - 70 6 – 55 – 66 3 – 7 – 8– 24 – 35 – 37 – 16 – 40 – 46 – 59 - 70 7 – 54 – 67 4 – 5 – 9– 25 – 36 – 31 – 17 – 40 – 47 – 58 - 70 8 – 53 – 68 5 – 3 – 8– 26 – 37 – 32 – 18 – 40 – 48 – 57 - 70 9 – 52 - 69 6 – 2 – 8– 27 – 38 – 33 – 19 – 40 – 49 – 56 - 70 10 – 51 - 70 7 – 11 – 9 – 28 – 39 – 34 – 18 – 40 – 50 – 55 - 7011 – 50 – 71 8 – 12 – 6 – 29 – 30 – 33 – 38 – 40 – 51 – 54 - 7012 – 49 – 72 9 – 14 – 7 – 28 – 31 – 34 – 39 – 40 – 52 – 69 - 7013 – 48 – 73 1 – 16 – 8 – 27 – 32 – 35 – 37 – 40 – 53 – 68 - 7014 – 47 – 74 2 – 15 – 9– 22 – 33 – 36 – 17 – 40 – 54 – 67 - 70 15 – 46 - 75 3 – 16 – 8– 23 – 34 – 37 – 16 – 40 – 55 – 66 - 70

16 – 45 4 – 13 – 8– 24 – 35 – 37 – 15 – 40 – 56 – 65 - 70 17 – 44 5 – 15 – 3– 25 – 36 – 31 – 14 – 40 – 57 – 64 - 70 18 – 43 6 – 13 – 8– 26 – 37 – 32 – 16 – 40 – 58 – 63 - 70 19 – 42 7 – 12 – 3– 27 – 38 – 33 – 17 – 40 – 59 – 62 - 70 20 - 41 8 – 11 – 2 – 28 – 39 – 34 – 18 – 40 – 60 – 61 - 7021 - 40 9 – 14 – 6 – 29 – 30 – 33 – 38 – 40 – 61 – 59 - 7022 – 39 1 – 12 – 7 – 28 – 31 – 34 – 39 – 40 – 62 – 58 - 7023 – 38 2 – 10 – 8 – 27 – 32 – 35 – 37 – 40 – 63 – 57 - 7024 – 37 1 – 11 – 9– 22 – 33 – 36 – 14 – 40 – 64 – 56 - 70 25 – 36 5 – 12 – 6– 23 – 34 – 37 – 16 – 40 – 65 – 55 - 70 26 – 35 3 – 13 – 7– 24 – 35 – 39 – 15 – 40 – 66 – 54 - 70 27 – 34 4 – 14 – 9– 25 – 36 – 31 – 17 – 40 – 67 – 53 - 70 28 - 33 6 – 15 – 8– 26 – 37 – 32 – 18 – 40 – 68 – 52 - 70 29 – 32 9 – 16 – 8– 27 – 38 – 33 – 19 – 40 – 69 – 51 - 70 30 – 31 7 – 17 – 9 – 28 – 36 – 34 – 18 – 40 – 68 – 10 - 7028 - 33 8 – 18 – 6 – 29 – 37 – 33 – 38 – 40 – 67 – 46 - 7029 – 32 7 – 19 – 5 – 21 – 39 – 34 – 39 – 40 – 66 – 49 - 7030 – 31 5 – 20 – 8 – 22 – 38 – 35 – 37 – 40 – 65 – 41 - 70

1. R

2. R

3. R

4. R

5. R

6. R

7. R

8. R

9. R

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

questão a

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seguir:

seguir:

seguir:

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seguir:

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seguir:

2

TTarefa – Sistema PU

U

10. R

11. R

12. R

13. R

14. R

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

questão a

questão a

questão a

questão a

questão a

seguir:

seguir:

seguir:

seguir:

seguir:

3

TTarefa – Sistema PUU

15. R

16. R

17. R

18. R

19. R

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

questão a

questão a

questão a

questão a

questão a

seguir:

seguir:

seguir:

seguir:

seguir:

4


U

20. R

21. R

22. R

23. R

24. R

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

questão a

questão a

questão a

questão a

questão a

seguir:

seguir:

seguir:

seguir:

seguir:

5


U

25. R

26. R

Resolva a q

Resolva a q

questão a

questão a

seguir:

seguir:

6

TTarefa – S

istema PU

U

27. R

28. R

29. R

30. R

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

questão a

questão a

questão a

questão a

seguir:

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seguir:

7

TTarefa – S

istema PU

U

31. R

32. R

Resolva a q

Resolva a q

questão a

questão a

seguir:

seguir:

8

TTarefa – S

istema PUU

33. R

34. R

35. R

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

questão a

questão a

questão a

seguir:

seguir:

seguir:

9


U

36. R

37. R

38. R

39. R

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

Resolva a q

questão a

questão a

questão a

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seguir:

seguir:

seguir:

seguir:

10

TTarefa – S

istema PU

U

40. R

41. Q

42. M

g

d

Resolva a q

Qual a razã

Mostre que

gime perma

dos.

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ão de usar

e escolhido

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11

tema pu em

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mais valore

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T

s elétricos

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cam perfeit

Tarefa – S

de potênc

circuito em

tamente d

istema PU

cia?

m re-

efini-

U

Tarefa – Sistema PU

12

43. Quais são as dificuldades de avaliarmos se um valor de 10 A para a corren-

te de excitação de um trafo está adequado ou não?

44. Quais são as dificuldades de avaliarmos se um valor de 0,25 ohms para a

impedância de um trafo está adequado ou não?

45. Explique porque, quando se escolhe valores base para duas grandezas

quaisquer de uma rede em regime permanente senoidal, todos os valores

base das demais grandezas ficam também estabelecidos.

46. Conceitue transformador ideal e demonstre como se obtém a sua relação

de transformação.sistema elétrico? Demonstre as equações do transforma-

dor ideal.

47. O que significa no transformador ideal, não existir fluxo disperso nos enro-

lamentos? O que significa no transformador ideal, não existir perdas no nú-

cleo?

48. Demonstre porque quando empregamos o sistema por unidade na modela-

gem de transformadores de potência, o transformador ideal pode ser elimi-

nado.

49. Deduza a expressão para obter uma impedância em pu numa base nova

(SBN,VBN) conhecendo-se o valor em pu desta impedância numa base ante-

rior (SBA,VBA).

50. Forneça as grandezas a seguir em pu nas bases trifásicas de 10 MVA e

100Ω : a) 120A, b)95 mho, c)(10+j20)MVA, d)(6+5j)A, e)34 MW, f)23 MVAR.

51. Um circuito trifásico em regime permanente tem definidos os valores ba-

se de admitância base de 20 mho e corrente base de 10A. Determine os

demais valores base.


13

52. Explique porque a utilização do sistema pu facilita os cálculos envolvendo

o projeto dos sistemas elétricos.

53. Explique porque utilizar o sistema pu em cálculos envolvendo sistemas

elétricos é importante na depuração de possíveis erros.

54. Explique porque os valores base de potência ativa, reativa e aparente de-

vem ser iguais.

55. Explique porque os valores base de impedância, reatância e resistência

devem ser iguais.

56. Deduza a expressão para obter uma admitância em pu numa base nova

(SBN,VBN) conhecendo-se o valor em pu desta admitância numa base an-

terior (SBA,VBA).

57. Explique como se emprega o sistema por unidade para transformadores de

potência de três enrolamentos.

58. Explique como se emprega o sistema por unidade para auto-

transformadores de potência.

59. Obtenha valores típicos de impedância de transformador em pu em função

da potência do transformador.

60. Explique porque quando se trabalha em por unidade independendo do sis-

tema elétrico ser trifásico ou monofásico, podemos obter a corrente em por

unidade pela seguinte equação:

PU

PUPU V

SI

61. Quando se trabalha em pu a impedância base é um valor expresso em

ohms por fase ou entre fases?


14

62. Explique como devem ser escolhidos os valores base de quatro circuitos

conectados através de um transformador de potência de quatro enrolamen-

tos.

63. Explique quais são as diferenças entre obter a impedância em pu num cir-

cuito monofásico e num circuito trifásico. Detalhe as diferenças no caso do

circuito trifásico se as impedâncias estiverem conectadas em estrela ou se

elas estiverem conectadas em triângulo.

64. Obtenha os valores em por unidade das impedâncias Zab = (3+j5)Ω , Zbc =

j4Ω e Zac = (2+j3)Ω da Figura 1. Assuma corrente base de 10A e tensão

base de 8V.

Zab Zca

Zbc

Figura 1

65. A impedância de um transformador de potência tem nos seus dados de pla-

ca um valor de 5%. Quais são os valores base desse valor expresso em

percentual?

66. Apresente valores típicos em pu para a corrente de excitação de um trans-

formador de potência.

67. A reatância síncrona de um motor síncrono é de j.0,9 pu. O motor síncrono

é de 2 MW; 6,6 kV; rendimento nominal de 91%, fator de potência nominal


15

de 89%, 60 Hz. Obtenha esta reatância na potência base de 4 MVA e 6,7

kV.

68. Considere o sistema elétrico apresentado na Figura 2, com os dados dos

principais componentes apresentados na Tabela 1, admita o motor operan-

do absorvendo 4 MVA na tensão de 14 KV com fator de potência de 0,83

indutivo. Pede-se determinar a corrente na fase a da linha de transmissão, a

corrente IAB no triângulo do transformador T3 e a tensão fase-terra e fase-

fase na baixa tensão de T1.

T1

LT1

T3G1 M1

Figura 2

Tabela 1 – Dados dos componentes

N0 COMPONENTE PARÂMETROS

1 GERADOR SÍNCRONO - G1 8 MVA, 13.8 KV, XS = 0.9 PU

2 TRAFO TRIFÁSICO -T1 10 MVA, 69 KV / 14 KV, 4% YND1

3 LINHA DE TRANSMISSÃO LT1 J47,6 OHMS

4 TRAFO TRIFÁSICO -T3 10 MVA, 69 KV / 13,8 KV, 5% YND1

5 MOTOR SÍNCRONO - M1 6 MW, 14 KV, REND. NOM. - 0,91, FP NOMINAL -

0,92 IND,.XS = 1.2 PU

69. Desenvolva uma FUNCTION MUDBASE no software MATLAB para realizar

mudança de base de uma impedância expressa em pu (ZPUBA) para uma

base nova (ZPUBN). As variáveis de entrada e saída estão apresentados

na Tabela 2. . A FUNCTION MUDBASE deverá guarda a impedância em pu

na base nova numa variável Y. . A FUNCTION MUDBASE deverá apresen-

tar os resultados na Janela de Comandos se a variável de saída SAIDA ti-

ver sido preenchido com o string ‘S’. Esta FUNCTION MUDBASE deverá

também gerar um arquivo de saída com todos os dados de entrada e resul-

tados obtidos, quando na variável NOME_ARQS for introduzido um nome


16

diferente de vazio. A FUNCTION e o arquivo de teste (em formato *.m) de-

vem ser enviados junto com a TAREFA.

Tabela 2 – DADOS DAS VARIÁVEIS DE ENTRADA E SAÍDA VARIÁVEL IDENTIFICAÇÃO UNIDADE

ZPUBA IMPEDÂNCIA EM PU NA BASE ANTIGA PU

SBN POTÊNCIA BASE NOVA MVA

SBA POTÊNCIA BASE ANTIGA MVA

VBN TENSÃO BASE NOVA KV

VBA TENSÃO BASE ANTIGA KV

NOME_ARQS NOME DO ARQUIVO DE SAÍDA STRING

SAIDA IDENTIFICA SE O USUÁRIO QUER SAÍDA NA TELA STRING

ZPUBN VARIÁVEL DE SAÍDA (COMPLEXO) PU

70. Resolva as questões das Listas de Exercícios dos Capítulos 1 e 2 disponí-

veis no site da disciplina.

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