SÚMULA: Sistemas elétricos em regime permanente: operação e controle. Transitórios. Sistemas não equilibrados. Estabilidade. Métodos de Proteção.

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Serviço Público Federal

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PLANO DE ENSINO PERÍODO LETIVO 2010/2

DISCIPLINA: ENG04425 – PROTEÇÃO E ESTABILIDADE DE SISTEMAS ELÉTRICOS

Créditos: 4 Caráter: Eletiva

Professor Regente: Arturo Suman Bretas Carga Horária: 4 horas teóricas

Pré-Requisitos: ENG04444 HORÁRIOS E SALAS:

TURMA U: PROF. Arturo Suman Bretas

Turma Dia Horário (Períodos) Teórico - Local U TER 08:30-10:10 Teórico – Sala 600 EE U QUI 08:30-10:10 Teórico – Sala 600 EE

SÚMULA: ‘Sistemas elétricos em regime permanente: operação e controle. Transitórios. Sistemas não equilibrados. Estabilidade. Métodos de Proteção. ’

OBJETIVOS DA DISCIPLINA: Proporcionar conhecimento sobre proteção e estabilidade de sistemas elétricos de potência. Apresentar as metodologias de proteção, análise de estabilidade e localização de faltas em sistemas elétricos de potência. Capacitar o aluno à concepção e aplicação de programas computacionais/relés para estudos de proteção.

METODOLOGIA DE ENSINO: As atividades semanais desta disciplina serão: - 4h-aula semanais de conteúdo teórico-expositivo.

Nas aulas teóricos-expositivos serão apresentados os conceitos básicos de proteção e estabilidade de sistemas elétricos de potência. Como elementos de

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apoio didático, serão resolvidos exemplos de caso a fim de consolidar os conteúdos apresentados.

SISTEMA DE AVALIAÇÃO: Serão realizadas duas provas teóricas, com consulta, (notas P1 e P2), sobre os assuntos apreseentados em aula, resultando em uma nota média PF. Será realizada uma prova exame, que será somada a média ponderada das provas teóricas, nota PE, abrangendo todo o programa da disciplina, para os alunos que não obtiverem a média necessária nas provas. Listas de exercícios (LE) serão exigidas e valerão nota. A média final MF será resultado de PF, PE e LE.

Será reprovado for Falta de Freqüência (FF), o aluno que obtiver freüência inferior a 75% do período de aulas ministradas no semestre, de acordo com o REGIMENTO GERAL DA UNIVERSIDADE (RGU), Art. 143, ‘É obrigatório a freqüência dos alunos às atividades didáticas, considerando-se reprovado aquele que, ao término do período letivo, houver deixado de freqüentar mais de 25% (vinte e cinco porcento) da carga horária prevista no plano da disciplina.’ E Lei 9.393/96, Art. 47 – Lei de Diretrizes e Bases da Educação – LDB

Faltas por motivo de doença deverão ser comunicadas pelo aluno à junta médica da UFRGS até 72 horas depois de ocorridas. O professor só deverá aceitar dispensas autorizadas pela junta médica da UFRGS.

• MÉDIA DAS PROVAS: PF = (P1+P2)/2

(P1 = Primeira Prova Teórica) (P2 = Segunda Prova Teórica)

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PLANO DE ENSINO PERÍODO LETIVO 2010/2 • PROVA EXAME, no caso de 4≤PF<6 e freqüência ≥ 75%: PE

(PE = Prova Exame)

• MÉDIA FINAL DAS PROVAS: MPF = (PF+PE)/2

• MÉDIA FINAL (MF): MF=(MPF*0,8+LE*0,2)

(LE = Média ponderada das Listas de Exercícios)

• APROVADO, no caso de MPF≥6, MF≥6, e Freqüência ≥ 75%

Conceito:

9≤MF≤10 A

7,5≤MF<9 B

6≤MF<7,5 C

• REPROVADO, no caso de MPF<6, PF<4, MF<6 ou Freqüência < 75% Conceito:

Freqüência ≥ 75% D

Freqüência < 75% FF

ATENDIMENTO AOS ALUNOS:

O professor estará à disposição dos alunos, para revisão das provas e resolução de dúvidas sobre o conteúdo ministrado, todas as terças e quintas-feiras após a aula.

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PLANO DE ENSINO PERÍODO LETIVO 2010/2 Sala: 302

Telefone: 3308-3291 BIBLIOGRAFIA BÁSICA:

• Horowitz, S., Phadke, A.: Power System Relaying – Second Edition, Research Studies Press Ltd, 1995.

• Stevenson, W.D.: Elementos de Análise de Sistemas de Potência – Segunda Edição, McGraw Hill, 1986.

• Kersting, W. H.: Distribution System Modeling and Analysis – Second Edition, CRC Press, 2008.

• Bretas, N.G.: Estabilidade Transitória em Sistemas Eletroenergéticos, EESC-USP, 2000.

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: 1. Introdução:

1.1. Apresentação à Cadeira e ao Plano de Ensino; 1.2. Equações de Estado;

1.3. Técnicas de Análise de Circuitos em Regime Permanente; 2. Faltas Trifásicas Simétricas:

2.1. Transitórios em Circuitos RL;

2.2. Correntes de Curto-Circuitos e Reatâncias de Máquinas Síncronas; 2.3. Tensões Internas de Máquinas com Carga sob Condições Transitórias; 2.4. Matriz Impedância de Barra para Cálculos de Faltas;

2.5. Rede Equivalente da Matriz de Impedância de Barra; 2.6. Seleção de Disjuntores;

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3.1. Síntese de Fasores Assimétricos a partir de seus Componentes Simétricos; 3.2. Operadores;

3.3. Componentes Simétricos de Fasores Assimétricos;

3.4. Defasagem dos Compoenentes Simétricos em Banco de Transformadores ligados Y-∆

3.5. Potência em Função de Componentes Simétricos; 3.6. Imedância Série Assimétricas;

3.7. Impedâncias de Seqüência e Redes de Seqüência; 3.8. Redes de Seqüência em Geradores em Vazio;

3.9. Impedâncias de Seqüência de Elementos de Circuito; 3.10. Redes de Seqüência Positiva e Negativa;

3.11. Redes de Seqüência Zero; 4. Faltas Assimétricas:

4.1. Falta entre-Fase-Terra em um Gerador em Vazio; 4.2. Falta Linha-Linha em um Gerador em Vazio;

4.3. Falta entre Duas Fases e Terra em um Gerador em Vazio; 4.4. Faltas Assimétricas em Sistemas de Potência;

4.5. Faltas Fase-Terra em um Sistema de Potência; 4.6. Faltas Linha-Linha em um Sistema de Potência; 4.7. Falta Duas Fases-Terra em um Sistema de Potência; 4.8. Interpretação das Redes de Seqüência Interconectadas;

4.9. Análise de Faltas Assimétricas usando a Matriz de Impedância de Barras; 5. Proteção de Sistemas:

5.1. Princípios de Operação; 5.1.1. Detecção de Faltas; 5.1.2. Relés Eletromagnéticos; 5.1.3. Relés Digitais;

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PLANO DE ENSINO PERÍODO LETIVO 2010/2 5.2. Transformadores de Tensão e Corrente;

5.2.1. Desempenho em Regime de TC’s; 5.2.2. Desempenho Transitório de TC’s; 5.2.3. Acomplamentos Lineares;

5.2.4. Transformadores de Tensão; 5.2.5. Divisores Capacitivos de Tensão;

5.3. Proteção Sobre-Corrente não piloto de Linhas de Transmissão; 5.3.1. Fusíveis, Seccionadoras, e Refechadores Automáticos; 5.3.2. Relés Instantâneos de Sobre-Corrente;

5.3.3. Relés Direcionais de Sobre-Corrente; 5.3.4. Polarização;

5.4. Proteção a Distância Não piloto de Linhas de Transmissão; 5.4.1. Relés a Distância Trifásicos;

5.4.2. Tipos de Relés a Distância;

5.4.3. Relés para Linhas Multi-Terminais; 5.4.4. Efeitos de Elementos de Compensação; 5.4.5. Capacidade de Carga de Relés;

5.5. Proteção Piloto de Linhas de Transmissão; 5.5.1. Canais de Comunicação;

5.5.2. Bolqueio vs. Atuação;

5.5.3. Esquema de Comparação Direcional do Tipo Bloqueio; 5.5.4. Esquema de Comparação Direcional do Tipo Atuação; 5.5.5. Esquema Sub-Alcance do Tipo Atuação;

5.5.6. Esquema Permissivo Sobre-Alcance do Tipo Atuação; 5.5.7. Esquema Permissivo Sub-Alcance do Tipo Atuação; 5.5.8. Relés de Comparação de Fase;

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PLANO DE ENSINO PERÍODO LETIVO 2010/2 5.6.1. Faltas de Estator e Rotor;

5.6.2. Perda de Excitação; 5.6.3. Perda de Sincronismo; 5.6.4. Energização;

5.7. Proteção de Transformadores; 5.7.1. Proteção Sobre-Corrente; 5.7.2. Proteção Diferencial Percentual;

5.7.3. Causas de Correntes Diferenciais Falsas; 5.7.4. Proteção Trafásica de Transformadores; 6. Estabilidade de Sistemas de Potência;

6.1. Estabelecimento do Problema;

6.2. Modelagem Matemática do Problema; 6.3. Dinâmica do Rotor e Equação de Oscilação; 6.4. Sistema de um Gerador e uma Carga;

6.5. Sincronismo em Sistemas onde existe o Barramento Infinito; 6.6. Critério de Áreas iguais para Estabilidade;

6.7. Estabilidade de Multimáquinas: Representação Clássica; 6.8. Fatores que afetam a Estabilidade Transitória;

CRONOGRAMA:

Semana Data Teoria

1 11/08 1.1, 1.2, 1.3

2 18/08 2.1, 2.2, 2.3, 2.4

3 25/08 2.5, 2.6, 3.1

4 01/09 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6

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6 15/09 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 7 22/09 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9 8 29/09 (P1 06/10) 5.1 9 06/10 5.2, 5.3 10 13/10 5.4 11 20/10 5.5, 5.6

12 27/10 SEMANA ACADÊMCIA (SEM AULA)

13 03/11 5.7, 6.1 14 10/11 6.2, 6.3, 6.4, 6.5 15 17/11 6.6, 6.7 16 24/11 6.8 17 01/12 (P2 08/12) 18 08/12 PE 19 15/12 Revisão de Provas