MAPA – EELE – ANÁLISE DE SISTEMAS DE POTÊNCIA – 54_2025

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Atividade Proposta Modelagem de um Sistema Simplificado
Para aplicar os conceitos envolvendo mudança de base e representação por unidade, considere
o sistema trifásico a seguir, operando em regime permanente e equilibrado:
1- Sua primeira atividade é representar o sistema em unidades por unidade (p.u.), realizando as
devidas transformações de base (base comum de potência e tensão), e apresentar os cálculos e
conclusões acerca de: a) Fator de potência da carga.
b) Potências ativa e reativa na carga, na linha e no gerador.
c) Queda de tensão.
d) Tensão no terminal do gerador, dos lados 13,8 kV e 230 kV. Explique a relação entre elas e
a justificativa da simplificação desta representação em p.u.
Nos Sistemas Elétricos de Potência (SEP), a qualidade da energia elétrica é um dos fatores
fundamentais para a operação segura, eficiente e econômica.
A presença de distorções harmônicas, quedas de tensão, flutuações de frequência e
desequilíbrios entre fases impacta diretamente a confiabilidade do sistema e a vida útil dos
equipamentos.
Um dos principais indicadores relacionados à qualidade da energia é o fator de potência (FP),
que mede a relação entre potência ativa e potência aparente. Valores baixos de FP indicam elevada presença de potência reativa, exigindo maior corrente das fontes e sobrecarregando
equipamentos como transformadores, linhas de transmissão e geradores. As concessionárias de
energia elétrica, em muitos países, estabelecem limites mínimos para o fator de potência
(tipicamente em torno de 0,92 a 0,95).
Valores abaixo desse limite podem gerar multas para os consumidores e perdas adicionais no
sistema. Além disso, as características de operação do SEP, como regulação de tensão, controle
de frequência e estabilidade transitória, são diretamente afetadas pela forma como as cargas e
as fontes se comportam.
Uma operação eficiente depende do equilíbrio entre a geração e a demanda, da compensação
reativa e da correta coordenação entre os dispositivos de proteção e controle.
2- Sua segunda atividade é sobre Qualidade da Energia Elétrica, fator de potência e
características de operação em SEP. a) Explique por que a correção do fator de potência é
considerada uma prática essencial para a qualidade de energia em sistemas elétricos de potência.
Em sua resposta, discuta os impactos de um fator de potência baixo no SEP, tanto do ponto de
vista do consumidor quanto da concessionária.
b) Os sistemas elétricos de potência devem manter a tensão e a frequência dentro de limites
adequados para garantir o fornecimento contínuo e estável de energia.
Considerando esse cenário, descreva dois desafios operacionais enfrentados pelo SEP em
relação à tensão e à frequência e explique como esses desafios estão relacionados ao
comportamento das cargas e das fontes de geração. A estabilidade em Sistemas Elétricos de
Potência (SEP) está diretamente relacionada à capacidade do sistema de permanecer em
equilíbrio após sofrer uma perturbação.
Entre os distúrbios mais críticos estão os curtos-circuitos, que provocam bruscas variações de
corrente e tensão, podendo comprometer a operação de geradores, linhas de transmissão e
cargas. Quando ocorre um curto-circuito, há uma rápida queda de tensão no ponto de falta e um
aumento significativo da corrente elétrica. Esse fenômeno pode levar os geradores a perderem
sincronismo caso não haja atuação adequada dos sistemas de proteção e controle. A estabilidade
pode ser analisada sob diferentes perspectivas: Estabilidade transitória: capacidade do sistema
retornar ao equilíbrio após grandes distúrbios, como curtos-circuitos.
Estabilidade de regime permanente: manutenção do sincronismo frente a pequenas variações
de carga. O estudo da estabilidade é fundamental para dimensionar dispositivos de proteção,
definir critérios de desligamento e garantir a continuidade do fornecimento de energia.
3- Sua terceira atividade é explicar como a ocorrência de um curto-circuito pode comprometer
a estabilidade de um Sistema Elétrico de Potência.
Em sua resposta, discuta: O impacto imediato do curto-circuito nas tensões e correntes do
sistema. O efeito sobre o sincronismo dos geradores.