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

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1 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

2 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)

3 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 7,5 MF<9 6 MF<7,5 A B 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.

4 Sala: 302 Telefone: Serviço Público Federal BIBLIOGRAFIA BÁSICA: Horowitz, S., Phadke, A.: Power System Relaying Second Edition, Research Studies Press Ltd, Stevenson, W.D.: Elementos de Análise de Sistemas de Potência Segunda Edição, McGraw Hill, Kersting, W. H.: Distribution System Modeling and Analysis Second Edition, CRC Press, Bretas, N.G.: Estabilidade Transitória em Sistemas Eletroenergéticos, EESC- USP, 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; 3. Componentes Simétricos:

5 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 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; Redes de Seqüência Positiva e Negativa; 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; Detecção de Faltas; Relés Eletromagnéticos; Relés Digitais;

6 5.2. Transformadores de Tensão e Corrente; Desempenho em Regime de TC s; Desempenho Transitório de TC s; Acomplamentos Lineares; Transformadores de Tensão; Divisores Capacitivos de Tensão; 5.3. Proteção Sobre-Corrente não piloto de Linhas de Transmissão; Fusíveis, Seccionadoras, e Refechadores Automáticos; Relés Instantâneos de Sobre-Corrente; Relés Direcionais de Sobre-Corrente; Polarização; 5.4. Proteção a Distância Não piloto de Linhas de Transmissão; Relés a Distância Trifásicos; Tipos de Relés a Distância; Relés para Linhas Multi-Terminais; Efeitos de Elementos de Compensação; Capacidade de Carga de Relés; 5.5. Proteção Piloto de Linhas de Transmissão; Canais de Comunicação; Bolqueio vs. Atuação; Esquema de Comparação Direcional do Tipo Bloqueio; Esquema de Comparação Direcional do Tipo Atuação; Esquema Sub-Alcance do Tipo Atuação; Esquema Permissivo Sobre-Alcance do Tipo Atuação; Esquema Permissivo Sub-Alcance do Tipo Atuação; Relés de Comparação de Fase; 5.6. Proteção de Máquinas Girantes;

7 Faltas de Estator e Rotor; Perda de Excitação; Perda de Sincronismo; Energização; 5.7. Proteção de Transformadores; Proteção Sobre-Corrente; Proteção Diferencial Percentual; Causas de Correntes Diferenciais Falsas; 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, /08 2.1, 2.2, 2.3, /08 2.5, 2.6, /09 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, /09 3.7, 3.8, 3.9, 3.10, 3.11

8 6 15/09 4.1, 4.2, 4.3, /09 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, /09 (P1 06/10) /10 5.2, / /10 5.5, /10 SEMANA ACADÊMCIA (SEM AULA) 13 03/11 5.7, /11 6.2, 6.3, 6.4, /11 6.6, / /12 (P2 08/12) 18 08/12 PE 19 15/12 Revisão de Provas