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Introducción a Sistemas de Ing. Eléctrica Prof. Dr. Enrique Chaparro 6to. Semestre Hugo Sánchez – Federico Ramírez

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  • Introduccin

    a Sistemas de

    Ing. Elctrica Prof. Dr. Enrique Chaparro

    6to. Semestre

    Hugo Snchez Federico Ramrez

  • Introduccin a Sistemas de Ing. Elctrica

    Prof. Dr. Enrique Chaparro 6to. Semestre

    Hugo Snchez Federico Ramrez

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    Trabajo Prctico N 1

    1 Transformador Monofsico. (10%)

    Se tiene un transformador monofsico de 150kVA, 60Hz, 4800/230V. Dicho transformador tiene un circuito

    equivalente cuyos parmetros son:

    Tabla 1 Parmetros del Transformador.

    R1 = 0,705 X1 = 1,950 Rp = 72,050

    R2 = 0,002 X2 = 0,005 Xm = 4,95

    Se conecta a una carga en el lado de baja tensin que absorbe una corriente de 90% de la corriente nominal (In),

    a voltaje nominal. Factor de Potencia (FP) igual a 0,5 en adelanto (considerando el tringulo de potencias). Los

    parmetros del circuito de magnetizacin estn referidos al secundario del transformador.

    Determinar:

    a. La corriente que entra en el transformador, en el lado de alta tensin y el FP correspondiente;

    b. El voltaje aplicado en el lado de alta tensin;

    c. Las prdidas en el ncleo y cobre, considerando condiciones nominales.

    Datos del Transformador monofsico

    Parmetros:

    ; ;

    ; ;

    652,18 A

    589,96 A

    Se tiene el circuito equivalente exacto, referido al lado de AT.

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    Luego:

    A

    Adems:

    a)

    en adelanto

    b)

    [ ] [ ]

    c)

    ( )

    (

    )

    (

    )

    (

    )

    (

    )

    cverNota adhesivaCORRECTO!!

    cverNota adhesivaCORRECTO!!

    Puntaje Ejercicio = 10%.

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    2 Transformador Trifsico. (20%)

    Se tiene un transformador trifsico de 10MVA, 50Hz, 132/66kV, y conexin -Y, cuyos resultados, para los

    Ensayos de Vaco y Cortocircuito, se ilustran en la Tabla 1:

    Tabla 2 Resultados de los Ensayos.

    Ensayo de Vaco (BT) = 66 kV 4 A 50 kW

    Ensayo de Cortocircuito (AT) = 5,5 kV 22 A 30 kW

    Determinar:

    a. Parmetros del circuito equivalente referido al primario (RFe, Xmg, Rcc, y Xcc);

    b. Tensin en bornes del secundario cuando el transformador alimenta a una carga trifsica equilibrada

    conectada en estrella de valor igual a 400+j200 por fase;

    Observacin: Los datos de placa del transformador corresponden a voltajes de lnea

    a)

    Ensayo de Vaco realizado por el secundario

    Ensayo de Vaco (BT) 66 KV 4 A 50 KW

    ( )

    La resistencia de prdidas en el hierro obtenida de este modo estar referida al secundario. Como se pretende

    obtener un circuito equivalente al primario:

    Por otro lado:

    Entonces:

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    4

    9574

    Esta reactancia est referida al secundario, para referirla al primario hay que multiplicar por :

    Ensayo de Corto Circuito realizado por el primario

    Ensayo de Corto Circuito 5,5 KV 22 A 30 KW

    b)

    | | | |

    Ya que y la carga est en estrella:

    | |

    85,2 A

    De modo que el transformador est prcticamente en condiciones de carga nominal, para realizar los clculos se

    desprecia la corriente de vaco y por lo tanto, en el circuito equivalente se eliminara la rama en paralelo.

    La impedancia de carga se referir al primario:

    [ ]

    | | | | | | ( ) ( ) | |

    | |

    Por lo tanto:

    |

    | .

    ( ) ( ) . 40,64 A

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    Una vez ms en la resolucin de este apartado se ha aplicado al circuito equivalente del transformador una

    tensin de , es decir, una tensin convencional fase neutro, ya que se utiliza el circuito

    equivalente.

    cverNota adhesivaCORRECTO!!

    Puntaje Ejercicio = 20%.

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    3 Valores por Unidad. (20%)

    Un generador trifsico de 30 MVA y 13,8 kV, tiene una reactancia de 15%. El generador alimenta a dos motores

    a travs de una lnea de transmisin, con transformadores en ambos extremos, tal como se muestra en la Figura

    1. Los motores tienen unas potencias nominales de 20 MVA y 10 MVA, ambos a 12,5 kV, con una reactancia

    del 20%.

    Los transformadores son trifsicos con una potencia de 35 MVA y una tensin de 13,2 (Y) / 115 () kV, con

    una reactancia del 10%. La reactancia en serie de la lnea de transmisin es de 80 .

    Se pide, tomando como base la potencia de 30 MVA y la tensin de 13,8 kV en el generador, dibujar el

    diagrama de reactancias en valores por unidad.

    Figura 1. Sistema Elctrico de Potencia en estudio.

    Generador Trifsico:

    Transformadores Trifsicos Y-:

    Motores:

    ;

    Bases:

    Transformadores:

    ( )

    ( )

    Lnea:

    ( )

    Motores:

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    ( )

    ( )

    ( )

    ( )

    Circuito equivalente

    cverNota adhesivaCORRECTO!!

    Puntaje Ejercicio = 20%.

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    4 Matriz de Admitancia de Barras (YBARRA). (15%)

    Dado el sistema de 9 barras y 3 generadores, mostrado en la Figura 2. Todas las impedancias

    estn expresadas en por unidad en una base de potencia comn de 100MVA. Se pide determinar

    la matriz de admitancia de barras del sistema, considerando el mtodo de inspeccin. Cada una

    de las lneas de transmisin estn representadas a travs de su correspondiente modelo

    (modelo pi).

    OBSERVACIN: Los parmetros serie de las lneas de transmisin corresponden a

    impedancias, dados en p.u. En cambio, los parmetros shunt de las lneas, simbolizadas como

    B/2, corresponden a valores de susceptancia, espresados en p.u. (ya son valores de admitancia).

    Figura 2 SEP de 9 barras y 3 generadores.

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    [

    ]

    cverNota adhesivaCORRECTO!!

    Puntaje Ejercicio = 15%.

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    5 Parmetros de una Lnea de Transmisin (LT). (35%)

    Determine la reactancia inductiva total de la lnea trifsica mostrada en la Figura 3. El conductor es tipo ACSR

    Pheasant (radio medio geomtrico propio, RMGs = 0,0466 pies). La distancia entre los conductores es d = 45

    cm, en cada fase. La distancia entre las fases es D = 8 m. La longitud de la lnea es de 160 Km.

    Determine tambin la susceptancia capacitiva total de la correspondiente LT. Para el clculo de la capacitancia

    de la lnea por fase y por unidad de longitud, considerar que el conductor de cada fase posee un dimetro

    externo de de = 1,382 pulgadas. Calcule, tambin, la potencia reactiva de carga total.

    Figura 3 Geometra de la disposicin de conductores en cada fase de la LT.

    ( ) ( )

    ( )

    ( )

    D D

    d

    d

    ( a ) ( b ) ( c ) La LT opera a una tensin de

    220 kV, y a una frecuencia de

    50 Hz.

    cverNota adhesivaINCORRECTO!!

    al resultado de RMG falt multiplicar por el factor 1,09, conforme la ecuacin de clculo del RMG para lneas que contienen 4 subconductores por fase.

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    ( )

    ( ) ( )

    cverNota adhesivaINCORRECTO!!

    Puntaje Ejercicio = 0%.

    cverNota adhesivaEVALUACIN TP.1

    Ejercicio 1 = 10%.Ejercicio 2 = 20%.Ejercicio 3 = 20%.Ejercicio 4 = 15%.Ejercicio 5 = 0%.

    Total Puntaje = 65%.