7/24/2019 Ele2008-1 Ex2 - Examen Final Electricidad

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERUFACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIA

ELECTRICIDADExamen Final

(1er. Periodo del 2008)

El examen se realizar en dos partes:

1ra. Parte. 30 minutos, sin calculadoras, solo lpiz y papel. En cuadernillo separado.

2da. Parte. 2 horas, 15 minutos, solo calculadoras y formulario.

La presentacin, el orden y la limpieza del trabajo ser considerada en la calificacin.

PRIMERA PARTE: (5 puntos)

Pregunta No.1: (5 puntos)

Conteste todas las preguntas de manera clara y concisa, usando los diagramas y expresiones quecrea necesarios.

a. Explique con detalle el ensayo de regulacin y explique la finalidad del mismo, mencione unejemplo. No se aceptara la sola presentacin de diagramas, expresiones o formulas sinexplicacin alguna. (2 puntos)

b. Usando la teora del transformador, demuestre la relacin de transformacin de las impedancias.Indique todas las suposiciones que requiera, use los diagramas y expresiones que creanecesarios. No se aceptaran expresiones sin explicacin alguna. (2 puntos)

c. Explique por que se selecciona una fuente de corriente alterna usando los kVA en lugar de lapotencia activa. Use los diagramas que crea convenientes. (1 punto)

SEGUNDA PARTE: (15 puntos)

Pregunta No.2: (6 puntos)

Una planta agroindustrial dedicada a la produccin de esprragos para la exportacin esta formadapor las siguientes cargas elctricas:

Sistema de iluminacin de la planta de produccin con 18 lmparas de halogenuro metlicode 250 W, FP = 0,9, 230 V (tensin nominal) c/u.

Sistema de iluminacin de iluminacin exterior con 6 lmparas de halogenuro metlico de 250W, FP = 0,9, 230 V (tensin nominal) c/u.

Planta de fro de 45 kW, 230 V y FP = 0,75.

Seccin de limpieza y corte cuyas maquinarias tienen diez (10) motores elctricos c/u de 0,75

kW, 230 V, FP= 0,75, eficiencia 0,88 Seccin de cocinado y blanqueado cuyas maquinarias tienen cinco (05) motores elctricos

c/u de 1,5 kW, 230 V, FP= 0,8, eficiencia 0,88

Las impedancia en las lneas son despreciables. Y la tensin que recibe la planta de produccin es

URS= 230 0

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S

R

T

U = 230 0RS

Iluminacininterior

18 Lmparas250 W

FP = 0,9c/u

Iluminacinexterior

12 Lmparas250 W

FP = 0,9c/u

Planta deFrio

45 kWFP = 0,75

M M M M

Seccin deLimpieza y corte

10 Motores0,75 kW

FP = 0,75eficiencia 88%

Seccin decocinadoy blanqueado

5 Motores1,5 kW

FP = 0,8eficiencia 88%

Figura No.1

a. Las corrientes lnea de la fuente de alimentacin y la potencia que entrega la fuente (aparente,activa y reactiva). (2 puntos)

b. Si se balancea la carga reconectando las cargas de iluminacin. Cual ser la nueva corriente delneas? La potencia activa, reactiva y aparente total que entrega la fuente de alimentacin (2puntos).

c. Al realizar la modificacin mencionada en (b), se requiere compensar el factor de potencia paraque la instalacin no pague cargos por energa reactiva. Disee un sistema centralizado decondensadores, sabiendo que se trabaja de la siguiente forma:

La planta de fro trabaja las 24 horas

La seccin de limpieza y corte trabaja solo de 8 a.m. a 6 p.m.

La seccin de cocinado y blanqueado trabaja de 8 a.m. a 12 p.m.

La iluminacin interior trabaja de 8 p.m. a 12 p.m. La iluminacin exterior trabaja de 6 p.m. a 8 a.m.

Se trabaja 6 das a la semana, los domingos la planta permanece cerrada.Seleccione los condensadores trifsicos sabiendo que los valores normalizados son 1kVAR, 2,5kVAR, 5 kVAR, 10 kVAR, 20 kVAR, 30 kVAR con un costo de S/. 150.00 por kVAR instaladoLos costos de la energa

Cargo por Energa activa S/./kWh 0.13Cargo por energa reactiva S/./kVARh 0.035

En cuanto tiempo se recupera la inversin? (2 puntos)

Pregunta No.3: (4 puntos)

Un transformador de 8 kVA, 220/110V 60 Hz. tiene conectadas en el secundario las siguientescargas:

Carga No.1 de 1000 W, F.P.=0,6 inductiva

Carga No.2 de 2000 VA, F.P.=1,0

Estas cargas reciben una tensin de 115 V.

Se sabe que al realizarse un ensayo de cortocircuito en el transformador, se han medido los

siguientes parmetros (tomados en el lado de alta tensin) Ucc = 7,5 V, Pcc = 168 W. El ncleo tieneuna corriente de magnetizacin (I) que es el 8 % de la corriente que circula por el primario al

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cargarse, se sabe que el ncleo ha sido fabricado con metal amorfo y las perdidas (P Fe) seconsideran despreciables.

Se pide:

a. Determine la tensin de la fuente, la corriente y la eficiencia del transformador en estas

condiciones de trabajo.b. Determine la regulacin del transformador con una carga de FP = 0.8.

Pregunta No.4: (5 puntos)

Un transformador de distribucin de 100 kVA 10kV/0,24kV, 60 Hz debido a una emergencia esconectado a un grupo electrgeno de 230 V, 125 kVA, 60 Hz para alimentar a travs de una lneaarea de media tensin a una planta agroindustrial procesadora de esprragos. Se tienen lossiguientes datos del circuito.

Ncleo rc1 = 243055 y Xm= 42535 Impedancias de los devanados R1= 16 y X1= 25 R2 = 0,0095 y X2 = 0,015

La planta agroindustrial recibe una tensin de 9900 V en su subestacin. La carga total de la plantaesta formada por las siguientes cargas:

Una planta de procesamiento de 45 kW FP = 0.8 (en atraso Una planta frigorfica de 20 kW FP = 0,8 (en atraso) y las oficinas de 5 kW FP = 0,65 (en atraso) Se considera que l transformador de su subestacin es ideal.

Se pide:

a. Cul es la tensin y corriente del generador? Cual es su factor de carga? (3 puntos)b. Cul es la eficiencia del transformador? (1 punto)c. Qu valor tienen las perdidas en cada bobinado y las perdidas del ncleo? (1 punto)

Profesor del curso: Ing. Ral Del Rosario.

San Miguel, 3 de junio del 2008.