Questão nº 47
Questão de Transmissão de Energia · FGV EPE 2024 (nº 47)
O controlador de tensão atua modulando a corrente de excitação de um gerador síncrono para controlar sua tensão terminal.
Por apresentar uma dinâmica rápida, a atuação desta malha de controle tem grande influência na resposta dinâmica do gerador durante uma perturbação.
Com relação aos efeitos do regulador de tensão na estabilidade de geradores síncronos, analise as afirmativas a seguir.
I. No caso extremo de um gerador fortemente carregado conectado por uma linha de transmissão longa, um ganho alto do controlador de tensão pode resultar em amortecimento líquido negativo, levando a uma perda oscilatória de estabilidade.
II. Um regulador de tensão de ação rápida é capaz de agir no período transitório de uma falta e melhorar a margem de estabilidade de primeiro swing.
III. A ação do regulador de tensão, de elevar a corrente de campo durante faltas, tem o efeito de induzir uma corrente nos enrolamentos amortecedores que aumentam seu efeito de amortecimento de oscilações.
Está correto o que se afirma em
- AI, apenas.
- BI e II, apenas. (alternativa correta)
- CI e III, apenas
- DII e III, apenas.
- EI, II e III.
Resposta comentada
Gabarito Alternativa B
O Regulador de Tensão Automático (AVR) é um sistema de controle que ajusta a corrente de excitação (a corrente que cria o campo magnético principal) de um gerador síncrono para manter sua tensão terminal (a tensão na saída do gerador) constante. Por ser rápido, ele influencia muito a forma como o gerador reage a perturbações, como curtos-circuitos.
(A) Incorreta: Esta alternativa afirma que apenas a afirmativa I está correta, mas a afirmativa II também está correta.
(B) Correta: A afirmativa I está correta porque, em certas condições (gerador fortemente carregado, linha longa), um AVR com alto ganho pode reagir de forma excessiva e fora de fase com as oscilações do rotor, resultando em um amortecimento líquido negativo. Isso significa que, em vez de amortecer as oscilações, o AVR as amplifica, levando à perda de estabilidade oscilatória. A afirmativa II está correta porque um AVR de ação rápida, ao detectar uma queda de tensão durante uma falta (curto-circuito), aumenta rapidamente a corrente de campo (ação de forçamento). Isso eleva a tensão interna do gerador, permitindo que ele transfira mais potência elétrica após a falta ser eliminada, o que ajuda a frear o rotor e melhora a **margem de estabilidade de primeiro swing (ou estabilidade transitória).
(C) Incorreta: Esta alternativa afirma que a afirmativa III está correta, mas ela é incorreta.
(D) Incorreta: Esta alternativa afirma que apenas as afirmativas II e III estão corretas, mas a afirmativa III está incorreta.
(E) Incorreta: Esta alternativa afirma que todas as afirmativas estão corretas, mas a afirmativa III está incorreta. A armadilha da afirmativa III é que, embora o AVR e os enrolamentos amortecedores (damper windings) contribuam para a estabilidade, a forma como eles atuam é diferente. O AVR aumenta a corrente de campo (DC) para controlar a tensão. Os enrolamentos amortecedores, por sua vez, atuam induzindo correntes (AC) quando há uma velocidade relativa** entre o rotor e o campo girante do estator (ou seja, durante as oscilações do rotor), dissipando energia e amortecendo essas oscilações. A ação do AVR de elevar a corrente de campo não induz diretamente correntes nos enrolamentos amortecedores de forma a "aumentar seu efeito de amortecimento de oscilações"; o efeito de amortecimento dos enrolamentos amortecedores é inerente à sua reação às oscilações do rotor, não à mudança no nível da corrente de campo DC do AVR.
Fonte: FGV EPE 2024 Analista de Pesquisa Energética - Transmissão de Energia (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.