TEST. EXAMEN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS 4 de febrero de 1999 NOMBRE: 1ª PREGUNTA RESPUESTA 2ª PREGUNTA RESPUESTA 3ª PREGUNTA RESPUESTA

Transcripción

1 TEST ª PREGUNTA RESPUESTA Un iruito magnétio tiene una superfiie transversal S y pérdidas P h. Si se aplia la mitad de orriente y se redue la seión del núleo a la mitad, S/, las pérdidas serán: A. Mayores (φ ) D. Menores (φ ) B. guales (B=) E. Ciertas B y C C. guales (φ y S ) F. Otras (espeifique detrás) ª PREGUNTA RESPUESTA Las pérdidas en el hierro de un transformador de núleo lineal a 50 Hz y 000 son 400 W. A 40 Hz y 500 son 565 W. Las pérdidas para 60 Hz y 000 serán: A. 400 W D. 565 W B. (50/60) 400=000 W E W C. (50/60) 400=666.7 W F. Otras (espeifique detrás) Nota: Tome el exponente de la B max en las pérdidas por histéresis omo. 3ª PREGUNTA RESPUESTA Un transformador proporiona su potenia nominal trabajando a temperatura ambiente de 0ºC y estando sus bobinados a 88ºC. Funionando en vaío, la temperatura de los bobinados desiende hasta 38ºC. El índie de arga de rendimiento máximo es: A D B E..00 C F. Otro (espeifique detrás)

2 4ª PREGUNTA RESPUESTA Dos transformadores trifásios de 300/400 uyas potenias nominales son 50 y 00 ka, tienen unas impedanias de ortoiruito (p.u.) de 0.04+j0.03 y 0.06+j0.03, respetivamente. Para alimentar una arga de 350 ka en paralelo y sin sobreargar ninguno, se oloa una bobina en serie on el primero; la reatania de diha bobina debe tener un valor de: A. Así no es posible (espeifique detrás) D Ω B. 0.0 Ω E. 0.0 C Ω F. Diferente 5ª PREGUNTA RESPUESTA Se quita el rotor a un motor de induión y se realiza un ensayo apliándole tensión nominal en el estator. Las pérdidas medidas en este ensayo orresponderán aproximadamente a: A. P hn D. P RozN +P hn B. P hn +P un E. P RozN +P hn +P un C. P un F. Otras (espeifique detrás) 6ª PREGUNTA RESPUESTA Un motor asínrono trabaja en ondiiones nominales a una veloidad de 76 rpm. De este dato se dedue que tiene: A. pares de polos D. 5 polos B. 3 pares de polos E. 4 polos C. 4 pares de polos F. No se dedue nada T: 30 min.

3 PREGUNTA PREGUNTA 4 PREGUNTA PREGUNTA 5 PREGUNTA 3 PREGUNTA 6

4 TEORÍA entajas e inonvenientes de utilizar núleos de material ferromagnétio en las máquinas elétrias de ualquier tipo. T: 5 min. TEORÍA Por qué un motor de induión absorbe una orriente en el arranque muho mayor que la nominal?. Razónelo sobre el esquema equivalente y también desde un punto de vista magnétio (prinipio de funionamiento del motor asínrono). T: 0 min.

5 TEORÍA 5 Relés térmio y magnétio (nterruptor magnetotérmio): Constituión físia y prinipio físio de funionamiento de estos relés. Curvas de disparo. Para qué se utilizan. De qué protegen. Seletividad en una instalaión elétria mediante interruptores on disparo magnétio y térmio. T: 5 min.

6 TEORÍA 3 ndique y omente brevemente los dos proedimientos prinipales de álulo de la seión de los ondutores de una instalaión de baja tensión. T: 5 min. TEORÍA 4 ndique, mediante dos gráfias aproximadas, la evoluión que sufre la orriente al produirse un ortoiruito, bien sea erano a un generador o alejado de él. T: 5 min.

7 TEORÍA 6 Explique todo el funionamiento del esquema de mando y de potenia del automatismo de la figura, indiando el nombre y araterístias de ada elemento básio. Para qué se utiliza este automatismo? Dele un nombre.

8 T: 5 min.

9 TEORÍA 7 Los parámetros del iruito equivalente aproximado referido al seundario de un transformador monofásio de 00 A, 0/7 y 50 Hz, son los siguientes: n =.7094 b m = S (Ω - ) g = S (Ω - ) R = Ω X= Ω. A diho transformador se le oneta una arga de 5 Ω, os ϕ = 0.8. Se pide: Dibujar el esquemátio en SPCE del iruito equivalente aproximado referido al seundario on la arga onetada (utilie generadores dependientes para la representaión del transformador ideal y oloque junto a ada elemento los valores neesarios para definirlo ompletamente). T: 5 min.

10 PROBLEMA 3 Un transformador monofásio de 000/380 puede transmitir sin alentamientos una potenia de 494 ka funionando en las ondiiones nominales siguientes: f N =50 Hz θ an =0 C θ fn =80 C Para alular sus parámetros, se realizan los siguientes ensayos: Tensión Corriente Ensayo θ f Primario Seundario Primario Seundario Pérdidas C.A. 0ºC 40 Hz 9600?????? A 0 A 8880 W C.A. 0ºC 50 Hz A 0 A 3600 W C.C. 0ºC 50 Hz 00 0??? A 300 A 4700 W Además, se onoe que la resistenia debida a las pérdidas adiionales es el 5% de la resistenia equivalente referida al seundario a 50 Hz y 0ºC. Responda a las siguientes preguntas: ª Calule, a freuenia nominal y temperatura máxima de funionamiento, el valor de la resistenia y reatania equivalentes en el ario, ondutania de pérdidas y suseptania magnetizante referidas al ario, aídas de tensión por resistenia y reatania (p.u.), tensión de ortoiruito (p.u.) y pérdidas nominales en el obre y en el hierro. (6) ª Constante de refrigeraión del transformador. () 3ª Para poder utilizar este transformador a 60 Hz y temperatura ambiente de 0ªC se oloa en un sistema on tensiones nominales de 4400 / 456 y se desea que en ningún aso se sobrepase la temperatura máxima de funionamiento. Calule los nuevos valores nominales de orriente y potenia. (3) NOTA: Los aislantes aguantan perfetamente las nuevas tensiones apliadas. Tenga presente las variaiones de la resistenia on temperatura y freuenia.

11 Con este transformador y otros dos idéntios a él se forma un bano trifásio Dd uyas onexiones internas son las de la figura: 3 3 Responda a las siguientes preguntas sobre el bano trifásio formado: 4ª alores nominales del bano trifásio: Potenia, tensiones y orrientes; relaión de transformaión, índie horario y tensión de iruito abierto; aídas de tensión por resistenia y reatania (p.u.), tensión de ortoiruito (p.u.) y pérdidas nominales en el obre y en el hierro; onstante de refrigeraión del bano. (5) 5ª Trabajando en un ambiente de 0ºC y on freuenia de 50 Hz, alule la orriente y la tensión en una arga trifásia de 400 ka, 380 y osϕ=0.6. Obtenga también la temperatura de funionamiento. (3) NOTA: La impedania de la arga es invariable. Suponga, omo primera aproximaión, que la temperatura de funionamiento es la máxima para el álulo de las resistenias. 6ª Condiiones neesarias para la onexión en paralelo de este transformador on otro de igual relaión de tensiones e índie horario 8. Represente la onexión en paralelo, si ésta es posible. () T: 60 min.

12 PROBLEMA Un motor de induión trifásio de 50 Hz y dos pares de polos tiene los siguientes parámetros del iruito equivalente del motor por fase y referidos al estator: Las resistenias de estator y rotor son 0.35 Ω y 0.7 Ω, respetivamente. La ondutania de pérdidas es 0.00 S (Ω ). Las reatanias de estator y rotor son 0.6 Ω y 0. Ω, respetivamente Además, las pérdidas por rozamiento son, para ualquier deslizamiento, el 0.8% de la potenia meánia del motor. Cuando el motor funiona on deslizamiento del.7 %, la potenia útil desarrollada por el motor es de 884 W y el rendimiento es un 90 %. Se pide: ª Freuenia de las tensiones y orrientes induidas en el rotor. eloidad de giro del rotor. () ª Potenia meánia, potenia de entrehierro y pérdidas en el obre en el rotor. () 3ª Corriente que irula por el rotor (referida al estator). () 4ª Pérdidas en el hierro. () 5ª Potenia de entrada y pérdidas en el obre en el estator () 6ª Corriente que irula por el estator. () T: 0 min.

13 PROBLEMA Sea el sistema de baja tensión que se india en la figura adjunta. La toma de energía está representad a por un generador de potenia nominal 0 MA y 0.5 k. S NG=0 MA NG = 0.5 k χ = 0.5 % G 0 k 00 ka 4%.4% 0.4 k 0 k.5 km r = 0.965Ω x = Ω F En este sistema elétrio se produe un fallo trifásio a tierra en el punto F, justo en el seundario del transformador de potenia nominal de 00 ka. T: 0 min.

14 Se pide: O b t é n g a s e, para el ortoiruito trifásio itado en el punto F, la intensidad iniial de ortoiruito y la orriente de hoque..0 χ R/X Tómese el valor de =. Datos: Generador: Transformador: X R d T x d U = 00% S NG NG Ω/fase εr U NT εx U NT = Ω/fase X T = Ω/fase 00% S 00% S NT NT T: 0 min.

15 TRANSFORMADORES RENDMENTO η = η( α,os ϕ) n 0 0 n 0 = n = 0 = nn 0 η αsnosϕ Pu = αη PuN = PhN α = max ηmax αs osϕ+ α P + P N un hn P P hn un ENSAYO EN CRCUTO ABERTO n o o Po n o = g bm g o o o ENSAYO EN CORTOCRCUTO n P = R X R n PARÁMETROS Y PÉRDDAS ε r P un ( θ fn ) = P = P ( f ) = g hn hn N o RN X = εx = N N N N R( θ fn ε = ε + jε REGULACÓN r = r( α,os ϕ) o r = N r [ ros xsen ] αε ϕ+ ε ϕ ) PhN ( f ) = Kf + Kf x N ε DSTRBUCÓN DE POTENCAS EN PARALELO S S SL = =... = p SN SN S ε ε ε k = kn k ARACONES DE LOS PARÁMETROS CON θ Y f T+ θ T+ θ R( θ) = RC( θ) + RF( θ) = RC( θ) + RF( θ) T+ θ T+ θ f RF( f) = RF( f) f PhN ( fb) fb f g( fb) = g( fa) Xf ( b) = Xf ( a) bm( fb) = bm( fa) P ( f ) f f hn EQULBRO TÉRMCO a a Q G =Q E Q = P ( θ ) + P ( f) = k( θ θ ) = Q g u f h f a e T=34. C Nominal Q = P ( θ ) + P ( f ) = k( θ θ ) = Q gn un fn hn N fn an en Pu( ) + Ph ( f) = k( θf θa ) a b

16 MOTOR DE NDUCCÓN GENERALES = ( + YZ s ) Thevenin Z = Z = + YZ + YZ = R + jx E E E E Potenias PE Pu Ph = Peh = Pu + PR + Pu = Pu + Pm P = 3 R P = 3E g P = 3 R P = 3 R s T T E R = max R + X + X a R + ( X + X ) 3 E E E T ( E ) max = ω s [ RE + RE + ( XE + X ) ] + [ XE + X] 3 E R = ω ( R + R ) + ( X + X ) s E E a = E ( R + R ) + ( X + X ) E E u h u m s s ENSAYO EN CORTOCRCUTO W + W = = = P = 3 3 N R + R = P g X N + X = + N [ R R] ENSAYO EN ACÍO N W + W = o = = Po = 3 3 o ϕ g = Po PR o R o b m = g ϕ o