I100 - Pontificia Universidad Católica de Chile

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE
ESCUELA DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA
IEE 2312 SISTEMAS DE POTENCIA
INTERROGACION I1
Tiempo: 2 horas. Sin consulta de apuntes. Problemas en hojas separadas.
PRIMER SEMESTRE 2000
PROBLEMA 1
En el sistema de la figura, trabajando en pu base 100 MVA y representando las líneas por el circuito pi indicado, se solicita
calcular
a) la tensión que es preciso mantener en bornes de los generadores (barra A) para que la tensión en la carga (barra D) sea el 100
% de la nominal, cuando la demanda máxima es de 130 MW y 40 MVAr. Determine la fem interna a cada generador (tras la
reactancia de cada generador).
b) la potencia activa y reactiva (en pu) y la corriente por fase (en Amperes) que entrega cada generador en esas condiciones, así
como las pérdidas activas (en MW).
c) la corriente por fase por cada circuito de la línea, cuando se produce un cortocircuito trifásico en C. En este cálculo, suponga
se mantiene constante la fem interna a cada generador, calculada antes. Determine cómo varía la tensión en bornes (barra A).
Datos:
G1 y G2: cada uno de 80 MVA, 13,8 kV, x=98% base propia
Transformadores A-B: cada uno de 80 MVA, 13,8/110 kV, x= 0,60 ohms, lado baja tensión
Línea de dos circuitos: cada circuito Z=0,07+j0,20 pu, B=0,01 pu Base 100 MVA
Transformador C-D: 200 MVA, 110/12 kV, x=18 ohms, lado alta tensión.
PROBLEMA 2
Un sistema radial generador- transformador- línea- transformador alimenta una carga. Las características del sistema son las
siguientes:
G1:
generador 150 MVA, 13,2 kV, x=100 % base propia
T1:
transformador trifásico 150 MVA, 13,2/220 kV, x=0,50 p.u. base propia
L1:
línea trifásica 220 KV, A=0,928/0o, B= 0,205/82,5o, C=j 0,684
T2:
transformador trifásico 200 MVA, 220/110 kV, x=15% base propia
a) Determine los parámetros del tetrapolo equivalente, considerando que V1 es la tensión en bornes del generador. Trabaje con
base 100 MVA.
b) Determine la tensión V1 con carga 110 MW (0,90 inductivo), si la tensión en la carga es V2=0,96 pu.
c) Si la tensión V1 se mantiene en el valor calculado en (b), determine la tensión V2 cuando se desconecta la carga (condición
en vacío o circuito abierto). ¿Cuál es la potencia activa generada en esas condiciones?
d) Si la tensión V1 está limitada por la excitatriz del generador a un valor de 1,15 pu, determine la máxima carga activa P que
se puede alimentar a V2=1,00 pu
PROBLEMA 3
En la figura se ha representado el diagrama unilineal de un sistema eléctrico de potencia
Las características de las líneas y de los transformadores en base común 100 MVA son las siguientes:
Línea 26: X=0,10 pu Línea 23: X= 0,05 pu Línea 34: X=0,20 pu Línea 64: X=0,15 pu
T1 ,T2: X=0,20 pu c/u
Los generadores G1 y G2 operan con tensiones en bornes de V=101 % y V=102% respectivamente. El generador G1, por
restricciones de abastecimiento de agua, solo puede generar 1,0 p.u. de potencia activa.
Las potencias activa y reactiva de consumo en cada barra son
Barra 2
P=0,2 p.u.
Q=0,2 p.u.
Barra 3
P=1,5 p.u.
Q=0,6 p.u.
Barra 6
P=0,1 p.u.
Q=0,1 p.u.
a) Explique qué característica asignaría a cada barra (ya sea barra PQ, PV ó de referencia) en un estudio de flujo de potencia.
b) Trabajando en por unidad, base 100 MVA, se pide obtener la matriz de admitancias nodal de la red.
c) Inicie un estudio de flujo de potencia con el método Gauss-Seidel. Considere como punto de partida tensiones 1,0 en barras
donde no se ha especificado un valor y ángulos de fase 0,0. Calcule las condiciones resultantes al fin de una iteración completa.
PROBLEMA 4
a) Explique la diferencia entre factor de carga y factor de diversidad. Explique la diferencia entre factor de planta y factor de
utilización.
b) ¿Cuál es la razón de utilizar 50 o 60 Hz en los sistemas eléctricos actuales y no 25 Hz como se hizo en los primeros
desarrollos en corriente alterna? ¿En qué casos conviene utilizar corriente continua en los sistemas eléctricos modernos?
c) Explique que entiende por calidad de servicio eléctrico. ¿ Cuál es la diferencia de que un sistema eléctrico esté en una
condición normal y en una condición alerta?
d-e) Determine analíticamente el elemento de fuera de la diagonal del jacobiano que relaciona Q5 con θ 2 en un estudio de flujo
de potencia Newton Raphson del problema 3. ¿Qué aproximación se hace con ese elemento en un flujo de potencia Newton
Raphson desacoplado?
Fórmulas
V1
=
I1
=
A
C
B
D
V2
I2
VV
D
2
S1 =   V1 − 1
B*
B
*
n
*
2
Qi = V i ∑ (Gik senθ ik − Bik cos θik )V k
k =1
AD-BC=1
V1* V2  A  2
−
V2
B *  B
*
S2 =
n
Pi = V i ∑ (Gik cos θik + Bik senθ ik )Vk
k =1