A caracterização dos diferentes tipos de barras de sistemas elétricos de potência considera três diferentes possibilidades: barra oscilante (Vθ), barra de carga (PQ) e barra de geração (PV). Nesse contexto, assinale a alternativa correta.
(a) Nos sistemas de potência interligados, o número de barras oscilantes é igual ao número de barras de geração.
(b) Barras de geração definem a topologia da rede e fornecem os elementos para a formação da matriz de admitâncias nodais.
(c) As barras de carga são aquelas em que as potências ativas e reativas são conhecidas. Essas barras também são denominadas barras PQ.
(d) A barra oscilante, ou barra swing, também é conhecida como barra PQ.
(e) A barra oscilante é uma barra de geração única, na qual a potência ativa e o ângulo da tensão são conhecidos.
(a) Nos sistemas de potência interligados, o número de barras oscilantes é igual ao número de barras de geração.
(b) Barras de geração definem a topologia da rede e fornecem os elementos para a formação da matriz de admitâncias nodais.
(c) As barras de carga são aquelas em que as potências ativas e reativas são conhecidas. Essas barras também são denominadas barras PQ.
(d) A barra oscilante, ou barra swing, também é conhecida como barra PQ.
(e) A barra oscilante é uma barra de geração única, na qual a potência ativa e o ângulo da tensão são conhecidos.
Passo 1
O enunciado apresenta que existem três tipos de barras:
(barra oscilante / swing),
(barra de carga) e
(barra de geração), e pede para assinalar a alternativa correta entre (a) a (e).
Vou listar, de maneira curta, o conteúdo de cada alternativa para ficar claro o que cada uma afirma:
Vou listar, de maneira curta, o conteúdo de cada alternativa para ficar claro o que cada uma afirma:
- (a) Afirma que o número de barras oscilantes é igual ao número de barras de geração.
- (b) Afirma que barras de geração definem a topologia da rede e fornecem os elementos para formar a matriz de admitâncias nodais.
- (c) Afirma que barras de carga são aquelas em que as potências ativa e reativa são conhecidas, e que também são denominadas barras
. - (d) Afirma que a barra oscilante (swing) também é conhecida como barra
. - (e) Afirma que a barra oscilante é uma barra de geração única, na qual a potência ativa e o ângulo da tensão são conhecidos.
A partir daqui vou explicar o que cada tipo de barra significa (para você poder aplicar isso na prova) e então analisar cada alternativa passo a passo.
Passo 2
O que é uma barra
(barra de carga)?
- Em uma barra
os valores conhecidos (dados) são a potência ativa e a potência reativa injetadas no nó: e são conhecidos. - As incógnitas que o método de fluxo de potência precisa determinar nessa barra são a magnitude da tensão
e o ângulo da tensão .
Explicando de forma bem prática: numa barra de carga sabe-se quanto a carga consome (ou quanto é injetado como cargas negativas), entãoe estão definidos; por isso chamamos de barra .
Passo 3
O que é uma barra
(barra de geração)?
- Em uma barra
os valores conhecidos são a potência ativa gerada e a magnitude da tensão . - As incógnitas são a potência reativa
(que varia para manter controlado) e o ângulo .
Explicação física: geradores normalmente controlam a tensão no barramento (por regulador de excitação), por issoé fixado; o gerador entrega uma potência ativa prescrita, e a potência reativa resultante será calculada pelo fluxo.
Passo 4
O que é a barra oscilante / barra swing / barra
?
- Nessa barra os valores conhecidos são a magnitude da tensão
e o ângulo da tensão . Ou seja, tanto quanto são especificados. - As incógnitas são as potências ativa e reativa injetadas
e ; o que essa barra faz é absorver o erro global de potência ativo e reativo do sistema (ela compensa perdas e desequilíbrios numéricos). - Em cada sistema interligado tipicamente se escolhe apenas uma barra swing para fixar a referência angular e permitir que o balanço de potências seja fechado numericamente.
Sintetizando: swing =(tensão magnitude e ângulo conhecidos), e não são conhecidas as potências nesse nó.
Passo 5
Analisando a alternativa (a): “Nos sistemas de potência interligados, o número de barras oscilantes é igual ao número de barras de geração.”
- Pela definição no Passo 4, tipicamente existe apenas uma barra swing por sistema interligado (ou por componente interligado que se quer referenciar), enquanto o número de barras de geração (
) pode ser muitos (vários geradores). - Logo a afirmação de que os números são iguais é falsa na prática e em teoria de fluxo de potência.
Conclusão: (a) é falsa.
Passo 6
Analisando a alternativa (b): “Barras de geração definem a topologia da rede e fornecem os elementos para a formação da matriz de admitâncias nodais.”
- A matriz de admitâncias nodais
é construída a partir dos ramos da rede (linhas, transformadores, shunts), ou seja, da topologia e parâmetros dos elementos de transmissão entre nós. - A presença de um gerador em um nó não define a topologia; o gerador é apenas uma injeção de potência naquele nó. Assim, afirmar que as barras de geração definem a topologia e fornecem os elementos para formar
está incorreto conceitualmente.
Conclusão: (b) é falsa.
Passo 7
Analisando a alternativa (c): “As barras de carga são aquelas em que as potências ativas e reativas são conhecidas. Essas barras também são denominadas barras PQ.”
- No Passo 2 foi explicado precisamente que em uma barra
os dados conhecidos são e . - A afirmação corresponde exatamente à definição padrão de barra de carga/
.
Conclusão: (c) é verdadeira.
Passo 8
Analisando a alternativa (d): “A barra oscilante, ou barra swing, também é conhecida como barra PQ.”
- Pelas definições do Passo 2 e Passo 4: barra swing =
(conhecidos e ); barra PQ tem e conhecidos. São tipos distintos e não equivalentes.
Conclusão: (d) é falsa.
Passo 9
Analisando a alternativa (e): “A barra oscilante é uma barra de geração única, na qual a potência ativa e o ângulo da tensão são conhecidos.”
- Parte ambígua: costuma-se escolher uma única barra swing por sistema, então o termo “única” pode ser interpretado corretamente nesse sentido. Porém o ponto crítico é a segunda parte: na barra swing NÃO se assume que a potência ativa
seja conhecida. Na verdade (e ) são incógnitas que a barra swing ajusta para equilibrar o sistema; o que é conhecido nessa barra é e . - Como a afirmativa diz que “a potência ativa e o ângulo da tensão são conhecidos”, isto está incorreto (o ângulo
sim é conhecido, mas não).
Conclusão: (e) é falsa.
Passo 10
Resumo final do raciocínio: somente a alternativa (c) corresponde corretamente à definição padrão de barra
. As demais alternativas contêm imprecisões ou erros conceituais.
Resposta
(c)