Uma unidade consumidora registra, em um mês, os seguintes valores: consumo fora de ponta de 12.000 kWh, consumo na ponta de 3.000 kWh e demanda máxima de 50 kW. Desconsidere impostos. Compare duas modalidades tarifárias:


Modalidade 1 (convencional): tarifa de energia Te1 = R$ 0,50/kWh e tarifa de demanda Td₁ = R$ 15,00/kW
Modalidade 2 (horária): tarifa de energia fora de ponta Tfp₂ = R$ 0,45/kWh, tarifa de energia na ponta Tp₂ = R$ 0,80/kWh e tarifa de demanda Td₂ = R$ 20,00/kW

O custo total mensal em cada modalidade e a modalidade mais vantajosa são:

Uma instalação utiliza continuamente uma carga mecânica de P_mec = 9 kW (potência no eixo). Avaliam-se dois motores para operar essa carga:

Motor 1: rendimento η₁ = 0,75

Motor 2: rendimento η₂ = 0,90

O equipamento opera 2.000 h/ano. A tarifa de energia é R$ 0,60/kWh. O Motor 2 custa R$ 1.200,00 a mais que o Motor 1.

Considere payback simples = (custo adicional) / (economia anual em R$).A economia anual de energia elétrica e o payback simples ao substituir o Motor 1 pelo Motor 2 são:

Um parque eólico deve entregar energia elétrica anual líquida de 7.884 MWh à rede. O fator de capacidade médio esperado do parque é CF = 0,25. Considere perdas globais (disponibilidade + perdas elétricas) de 10%, isto é, a energia líquida é 0,90 da energia bruta gerada. Considere, ainda, que o fator de capacidade é a razão entre a energia bruta efetivamente gerada no ano e a energia que seria gerada se o parque operasse à potência nominal durante o ano todo (365 dias). A potência nominal total a ser instalada e a energia bruta anual correspondente são:

Um alimentador trifásico 380 V (V_LL) atenderá o seguinte quadro de cargas instaladas: iluminação 12 kW (fator de utilização f_u = 1,0 e fator de simultaneidade f_s = 0,8); tomadas 20 kW (fu = 0,6 e fs = 0,5); motores 30 kW (fu = 0,8 e fs = 1,0). Considere fp ≈ 1. Adote I_b = P_dem / (√3 · VLL), com √3 · V_LL = 660 V. Considere disjuntores padrão 50 A, 63 A, 80 A e 100 A.A demanda total P_dem, a corrente de projeto I_b e o menor disjuntor I_n adequado são:

Uma subestação 138 kV atenderá 4 linhas e 2 transformadores, com exigência de continuidade N-1. O projeto deve permitir manutenção de qualquer disjuntor sem desligar a subestação e sem retirar de serviço mais do que o estritamente necessário, mantendo boa fl exibilidade operativa para manobras e ampliações futuras. Considerando também que área e custo são restrições importantes, o arranjo de barras mais adequado e a forma correta de relacioná-lo à coordenação de isolamento (em nível conceitual) são:

Um transformador trifásico 10/50 kV, 50 MVA, possui impedância de curto-circuito Z = 10% em sua própria base. Adote a base do sistema Sbase = 100 MVA e Vbase (lado de 10 kV) = 10 kV. Considere Z_base = V_base ²/ S_base = 1 Ω no lado de 10 kV. Para uma falta trifásica nos terminais do lado de 10 kV, despreze resistências e considere a fonte no lado de 50 kV como barra infinita. A impedância do transformador na base do sistema (em pu), sua impedância equivalente em ohms referida ao lado de 10 kV e a corrente de curto-circuito trifásica em pu são:

Um motor de indução trifásico aciona uma bomba centrífuga. Em 60 Hz, o conjunto opera a n₁ = 1800 rpm e consome P₁ = 6,4 kW. Deseja-se operar a 45 Hz usando um acionamento eletrônico. Adote as leis de afinidade da bomba: n proporcional a f e P proporcional a n³. Para o torque, use T (N·m) = 9550 · P(kW) / n(rpm). A estratégia mais adequada para variação de velocidade e os valores corretos de n₂, P₂ e T₂ são:

Um sistema trifásico equilibrado alimenta uma carga em Δ (delta), puramente resistiva, com impedância por fase Z_Δ = 21 Ω.
A tensão de linha é V_LL = 210 V. Considere √3 = 1,73.A corrente de fase na carga, a corrente de linha, a potência ativa total trifásica e a impedância equivalente em Y (estrela) são:

Uma instalação trifásica consome potência ativa P = 100 kW com fator de potência inicial fp₁ = 0,8 (atrasado). Deseja se corrigir para fp₂ = 0,95 (atrasado) por meio de um banco de capacitores. Considere: tan(acos 0,8) = 0,75 e tan(acos 0,95) = 0,33. A potência reativa do banco de capacitores Q_c e a nova potência reativa da instalação após a correção Q₂ são:

Em uma subestação de consumidor em 13,8 kV, há dois relés de sobrecorrente temporizados (função 51) para coordenação: RT (proteção do transformador no primário), com TC 200/5; RF (proteção do alimentador a montante), com TC 400/5. A corrente máxima de carga no primário do transformador é I_max = 120 A. Para evitar atuações indevidas, adote o critério I_pickup ≥ 1,25·I_max. Para uma falta no primário do transformador, a corrente de curto circuito no barramento é If = 800 A (no primário). Ambos os relés usam a mesma curva inversa, e o tempo de atuação é: t = TDS · t_base(M), em que M = I / I_pickup e I e Ipickup são correntes no secundário do TC. Considere o seguinte para t_base(M), quando TDS = 1: para M = 10 → t_base = 1,0 s; para M = 5 → t_base = 2,0 s. Para garantir seletividade, imponha margem mínima de coordenação de 0,3 s para essa falta, isto é: t_RF ≥ t_RT + 0,3 s. Os ajustes I_pickup (no secundário do TC) e TDS para RT e RF que atendem, simultaneamente, aos critérios são: