Sistemas de Energia Elétrica

Aspectos fundamentais de conversão de energia. Espectro magnético. Leis do eletromagnetismo aplicadas. Indutância. Energia. Co-energia. Circuitos magnéticos. Transformadores monofásicos. Autotransformadores Transformadores de três enrolamentos Motores de corrente contínua. Motor universal. Geradores de corrente contínua. Aspectos básicos dos geradores síncronos trifásicos. Banco de transformadores monofásicos. Transformador trifásico. Modelo do transformador trifásico. Paralelo de transformadores monofásicos e trifásicos. Motor de indução assíncrono trifásico. Motores monofásicos e Princípio dos Motores de passo.

Projeto de Instalações Elétricas residenciais e comerciais de baixa tensão: Simbologia, Normas Técnicas, Regulamentação, roteiro, documentação. Dimensionamento de condutores e eletrodutos. Dimensionamento de entrada de energia, cálculo de demanda e especificação de transformadores para instalações prediais. Dispositivos de manobra e proteção. Sistemas de iluminação e conforto térmico. Projeto de sistemas de informação e comunicação. Segurança do trabalho e equipamentos de proteção individual (EPI).

A estrutura do sistema de energia elétrica. Aspectos de geração, transmissão, distribuição e comercialização de energia elétrica. O modelo e a legislação básica do setor elétrico brasileiro. Princípios de planejamento e operação do sistema elétrico. A cadeia de operação em tempo real. Modelos estáticos dos componentes de sistemas de energia. Sistema PU. Representação de sistemas de energia elétrica por diagrama unifilar e diagrama de impedâncias. O problema do fluxo de potência em sistemas de energia elétrica. Aplicações reais e simulação computacional de fluxo de potência.

Dispositivos eletromagnéticos especiais. Torque eletromagnético e de relutância. Correntes de inrush. Harmônicos em ligações trifásicas. Ligações trifásicas especiais. Scott, Delta Aberto, Hexafásicas). Eletrodinamômetro. Levantamento de características de torque, potência mecânica e rotação. Geradores de Corrente Contínua. Levantamento da característica. Aplicações de máquinas síncronas trifásicas. Expressão da tensão induzida. Ângulo de carga. Teoria e diagramas vetoriais das máquinas síncronas de pólos lisos e salientes. Máquina síncrona como compensador. Obtenção dos parâmetros do gerador síncrono. Paralelismo do gerador síncrono. com barramento infinito. Paralelismo de máquinas síncronas. Transitórios em máquinas síncronas Máquina de indução de rotor bobinado como conversor de frequência. Máquina assíncrona como gerador autônomo e não autônomo. Transitórios no motor assíncrono. Seleção de motores elétricos. Tópicos de construção de máquinas.

Dimensionamento do SPDA de edificações. Dimensionamento de subestações de média tensão. Planejamento de sistemas elétricos industriais. Principais normas e simbologia. Componentes de instalações industriais. Dimensionamento e especificação dos principais componentes industriais. Comandos elétricos. Noções de acionamento de motores de indução. Noções de qualidade de energia em instalações industriais. Correção do fator de potência considerando a existência de harmônicos em instalações industriais.

Estudo dos componentes empregados em eletrônica de potência. Conversores CC-CC. Inversores autônomos. Circuitos de comando para transistores. Análise de retificadores. Inversores não autônomos. Definição de controladores de tensão CA (gradadores). Circuitos de comando para tiristores.

Conceitos de Distribuição. Sistemas de distribuição primária e secundária. Característica e previsão de carga. Normas. Projeto elétrico e mecânico da rede primária e secundária. Redes Subterrâneas. Controle e regulação de tensão. Operação e manutenção. Planejamento da expansão. Elaboração de projeto de distribuição primária e secundária (rede protegida).

Modelos de Linhas de Transmissão (LT). Parâmetros de LT´s. Equações de Tensão e Corrente. Circuitos equivalentes da LT. Efeito Corona. Componentes de uma subestação. Esquema de manobra. Subestações, Transmissão e subtransmissão. Dimensionamento dos equipamentos. Barramentos. Serviços auxiliares. Esquemas elétricos de comando e proteção. Aterramento e proteção contra descargas atmosféricas de subestações (Blindagem contra descargas atmosféricas). Noções de Confiabilidade dos Esquemas de Manobra, Noções de Coordenação dos Isolamentos.

Produção de eletricidade através de fontes convencionais e complementares: configurações existentes; princípios de funcionamento; potencial energético; impacto ambiental; integração ao SEP e noções de Planejamento Eletroenergético através da Geração Hídrica, Térmica, Eólica, Fotovoltáica, Fototérmica, Termossolar, Biomassa, Geotérmica, Marés e Ondas. Especificação de TI´s (Transformadores para instrumentos) para o serviço de proteção. Noções sobre curto circuito. Filosofia de proteção dos Elementos do Sistema Elétrico de Potência: funções de um Sistema de proteção, subsistemas do sistema de proteção, características funcionais dos relés, zonas de proteção, classificação dos relés. Proteção de equipamentos: máquinas rotativas, transformadores, linhas de transmissão, alimentadores e barramentos. Normas e ensaios.

Análise do uso da energia elétrica nos setores industriais, residenciais e de serviços; metodologias de diagnóstico energético; oportunidades de eficiência energética nos usos finais e utilidades; implementação das oportunidades de eficiência energética; gerenciamento energético; monitoração, verificação e gestão de índices; avaliação e simulação dos indicadores ambientais, sociais, de desempenho e a análise econômica para a implementação dos projetos de eficiência energética; estudos de casos de eficiência energética.

Modelagem para estudos de curto circuito. Curto circuito balanceado e desbalanceado. Métodos analíticos e computacionais de análise de curto circuito. Aplicações referentes ao cálculo de curto circuito. Estabilidade em regime permanente. Dinâmica de máquinas síncronas. Equação de oscilação. Sistema máquina-barra infinita. Critério das áreas iguais. Estabilidade de sistemas multi-máquinas: métodos de simulação. Sistemas multi-máquinas utilizando modelo clássico: aspectos físicos e análise do problema. Noções de Estabilidade síncrona e estabilidade de frequência.