SIEER - Sistemas de Energia e Energias Renováveis

1. SIEER - Sistemas de Energia e Energias Renováveis Exercícios 3 Sistema por unidade Linhas de transmissão hjs@isep.ipp.pt, rfb@isep.ipp.pt, rms@isep.ipp.pt

2. SIEER - Sistemas de Energia e Energias Renováveis 1. Considere o seguinte esquema que representa uma rede de transmissão de energia eléctrica. a) Apresente a rede em sistema por unidade (pu). b) Qual a tensão a impor no barramento 1 para que a tensão no barramento 2 seja igual a 30 kV? c) Resolva novamente o problema, supondo agora que a razão de transformação do transformador T1 é 15/148 kV e Xf =10%.

3. SIEER - Sistemas de Energia e Energias Renováveis 1 T1 G 2 3 6 S1 j20 Ω G: 5 MVA 6 kV x = 10% T1: 5 MVA 5,5/31,5 kV x = 20 % T2: 2,5 MVA 32/14 kV x = 10 % S1: 2 MVA; cosφ = 0,6 (i) S2: j 543 kVA S3 j20 Ω j20 Ω 4 2. Considere o esquema que representa uma rede de transmissão de energia elétrica. O barramento 5 representa uma instalação fabril na qual o fator de potência foi corrigido para 0,8 (i) CΔ = 2 μF T2 5 C S2 a) Esquema em p.u. (Sb = 5 MVA e UbG = 6 kV) b) U5 = 15 kV 0o , calcule a potência a jusante do barramento 4 c) O trânsito de potência de 3 para 6 é de 657 kVA 100 , qual a tensão a impor em 6.

4. SIEER - Sistemas de Energia e Energias Renováveis 3. Calcular as tensões nos barramentos, as correntes nas linhas e as perdas do sistema. Considere que C1 é alimentada a 380 V e que Sbase = 1000 kVA.

5. SIEER - Sistemas de Energia e Energias Renováveis 4. Dimensione a secção dos cabos de uma linha trifásica de transporte de energia em AT, utilizando cabos de alumínio - aço, de modo que satisfaça às seguintes condições: - tensão nominal a 60 kV - potência a entregar no fim da linha: 10 MW - factor de potência na carga: 0,8 ind. - comprimento da linha 50 km - condutividade do cabos= 29,3 W-1 mm-2 m - perdas de Joule na transmissão p < 5% Dados: Snorm(mm2) R( W/km) Iadm( A ) d (A/mm2) 110 0,310 336 3,05 125 0,269 360 2,88 160 0,213 432 2,70 195 0,184 510 2,62 Suponha, devido a concepção da linha, que a reactância da linha é duas e meia vezes a sua resistência. Determine a queda de tensão máxima previsível. R: Snorm= 160 mm2 IS = 120 A

6. SIEER - Sistemas de Energia e Energias Renováveis • 5. Uma linha AT de tensão nominal 60 kV e de comprimento 8040 km tem uma resistência e uma reactância por fase respetivamente; • rL = 0,15 W/km e xL = 0,30 W/km • A diferença de tensões, por fase, entre a origem a extremidade é de 62 kV com um argumento de 25o. Determine, os valores aproximados, para: • a) A queda de tensão na linha • b) A corrente na linha • c) A potência eléctrica transmitida • d) O rendimento da linha • 6. Uma linha AT de tensão nominal 150 kV e de comprimento 90 km apresenta as seguintes características elétricas; • R = 0,167 W/km L = 1,380 mH/km G = 0 C = 0,0136 μF/km • A linha está prevista para entregar 36 MVA a 150 kV, com um cosф= 0,8 ind, na sua extremidade. Determine: • a) A impedância característica ou impedância de onda, a constante de propagação e o ang. característico • b) A tensão e a corrente na origem (despreze as admitâncias capacitivas) • c) As perdas activas, o rendimento da linha e a queda de tensão • d) As perdas óhmicas se fosse considerada a susceptância da linha (correntes capacitivas)

7. SIEER - Sistemas de Energia e Energias Renováveis • 7. Uma linha AT de tensão nominal 150 kV e de comprimento 100 km apresenta as seguintes características elétricas; • rL= 0,063 W/km L = 0,630 mH/km g = 0 c = 0,021 μF/km • A linha está prevista para entregar 120 MVA a 150 kV, com um cosф= 0,766 ind, na sua extremidade. Determine: •  a)A impedância característica (impedância de onda) e a constante de propagação • b) A tensão e a corrente na origem • c) A queda de tensão que ocorre na linha • d) O rendimento da linha e a potência reativa fornecida na origem • 8. Uma linha aérea de transporte, UN = 400 kV, comprimento l = 250 km, deve entregar na sua extremidade a potência de 400 MW com cos Φ = 0,85 i. • As constantes da linha são: • rL= 0,0216 Ω/km xL= 0,30 Ω/km bL= 3,68.10-6 S/km gL≈ 0 S/km • a) para a linha em questão calcule a impedância de onda e a constante de propagação; • b) usando o esquema em Π determine a tensão simples e a corrente à entrada da linha (considere a tensão nominal aplicada ao extremo da mesma); • c) calcule o rendimento de transporte.