Ficha 01 · Parâmetros, limites e perturbações da tensão

Exercício 1 · Tensão baixa no fim de uma linha de rega

Numa exploração agrícola alimentada a 230 V/400 V, um analisador registou durante uma semana 1008 valores eficazes médios de 10 minutos da tensão fase-neutro de L3, no fim de uma linha longa que alimenta as bombas de rega. (a) Qual é o número máximo de valores fora do intervalo ± 10 % (207 V a 253 V) que o critério dos 95 % admite? (b) O relatório indica que 58 valores ficaram abaixo de 207 V e que o mínimo foi 190 V. Verifica os dois critérios da EN 50160 para o valor eficaz da tensão em BT. (c) Indica uma causa provável e a primeira verificação a fazer.

Exercício 2 · Limiares e acontecimentos numa instalação a 230 V

Numa instalação com tensão de referência fase-neutro de 230 V, (a) calcula em volts os limiares de 90 %, 5 % e 110 % da tensão de referência. (b) Classifica cada um dos acontecimentos seguintes (cava, sobretensão temporária, interrupção breve, interrupção longa ou variação normal) e justifica.

Exercício 3 · Que parte do THDu falta explicar?

Num escritório com muitos computadores e iluminação LED, o THDu (percentil 95 da semana) é 7,5 %. As harmónicas medidas, em percentagem da fundamental, foram: ordem 5, 5,0 %; ordem 7, 4,0 %; ordem 11, 2,5 %. (a) Calcula que fração do limite individual da EN 50160 (5.ª: 6,0 %; 7.ª: 5,0 %; 11.ª: 3,5 %) ocupa cada uma. (b) Que valor combinado têm todas as outras ordens? (c) Conclui sobre a conformidade e indica a ordem que merece vigilância.

Exercício 4 · Plt de uma linha de soldadura e margem até ao limite

Numa linha de soldadura por pontos, o analisador forneceu 11 dos 12 valores consecutivos de Pst de uma janela de 2 horas: 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,0; 0,9; 0,8; 0,7; 0,8; 0,9. (a) Calcula a soma dos cubos dos 11 valores. (b) Qual é o valor máximo que o 12.º Pst pode ter para que o Plt desta janela não exceda 1? (c) Calcula o Plt se o 12.º valor for 1,2. (d) Porque é que uma janela de 2 horas não chega para concluir sobre a conformidade semanal?

Exercício 5 · Desequilíbrio num motor de ventilação

Um analisador regista, no quadro que alimenta um grande ventilador, a componente de sequência direta de 231 V e a componente de sequência inversa de 5,4 V (percentil 95 da semana). (a) Calcula o fator de desequilíbrio u₂. (b) Compara com o limite da EN 50160. (c) Indica duas causas possíveis e uma consequência para o motor.

Exercício 6 · Frequência durante um ano

Um relatório anual de um ponto de entrega (rede ligada ao sistema interligado) indica que a frequência esteve dentro do intervalo 49,5 Hz a 50,5 Hz durante 99,2 % do tempo, com mínimo de 47,4 Hz e máximo de 51,3 Hz. (a) Quantas horas esteve fora do intervalo num ano de 8760 h? (b) O critério dos 99,5 % do ano é cumprido? (c) Num ano bissexto (8784 h), quantas horas fora do intervalo seriam admitidas? (d) Os extremos respeitam o critério dos 100 % do tempo (47 Hz a 52 Hz)?

Exercício 7 · Até onde aguenta o neutro de um escritório

Num quadro trifásico a quatro fios de um escritório, cada fase transporta 40 A de corrente fundamental e o condutor de neutro tem uma corrente admissível de 50 A. (a) Qual é a corrente máxima de 3.ª harmónica, por fase, que o neutro suporta? (b) Exprime-a em percentagem da fundamental. (c) Qual é a corrente eficaz em cada fase nesse limite? (d) Propõe duas medidas se o limite for ultrapassado.

Exercício 8 · Secção de um cabo para uma queda de tensão máxima

Um circuito trifásico a 400 V alimenta um compressor que consome 45 A (carga resistiva equivalente), a 80 m do quadro. O cabo é de cobre (ρ = 0,023 Ω·mm²/m) e a queda de tensão máxima admitida é 3 % de 400 V. (a) Calcula a resistência máxima de um condutor, usando ΔU = √3 × R × I. (b) Calcula a secção mínima. (c) Entre as secções normalizadas de 10, 16 e 25 mm², escolhe a menor que serve e calcula a queda real em percentagem.