Examen Ingenieria Eléctrica

U.T.F.S.M.
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Electrotecnia Básica ELI 271-1 /ELI 271-3
CERTAMEN N°3 (02.07.2009) – Prof. Pedro López S.
Nombre
Rol
Paralelo
:______________________
:______________________
:______________________
Primera Parte
1. Nombre tres características de la máquina de inducción (3 puntos). a. Simple, robusta, requiere poco mantenimiento, no gira a velocidad sincrónica, son usadas generalmente como motor. b. _______________ c. _______________ 2. Indique qué son los números de polos en una máquina (5 puntos). Es el número de polos magnéticos que se generan en el campo giratorio por efecto del conexionado de las bobinas. 3. Indique qué se consigue al conectar resistencias adicionales a la máquina asincrónica (3 puntos). Se consigue modificar la curva de torque/velocidad, aumentando el torque de arranque al aumentar la resistencia. 4. Indique tres tipos de turbinas en centrales generadoras (3 puntos). Francis, Kaplan, Pelton, Turgo, Crossflow. 5. Defina barra infinita (3 puntos). Es la representación de un sistema eléctrico al cual se conecta una máquina, dicho sistema tiene tensión y frecuencia constante, puede absorber y entregar potencia infinita y su impedancia Thévenin es igual a 0. 6. Nombre los tres tipos de sistemas de transmisión establecidos en la ley corta I (3 puntos). Troncal, subtransmisión y adicional. 7. Indique qué significa la sigla SITR y NTSyCS (2 puntos). SITR: sistema de información en tiempo real. NTSyCS: Norma técnica de seguridad y calidad de suministro. 8. Indique qué es el VAD y a qué corresponde (3 puntos). Valor agregado de distribución: un costo medio que incorpora todos los costos de inversión y funcionamiento de una empresa modelo o teórica operando en el país, eficiente en la política de inversiones y en su gestión. Nota: responder en la misma hoja, no se permiten apuntes ni formularios para la primera parte, sea ordenado y claro en sus respuestas. No se realizarán recorrecciones en certámenes realizados con lápiz grafito. PLS
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CERTAMEN N°3 (02.07.2009) – Prof. Pedro López S.
Nombre
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Rol
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Paralelo
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Segunda Parte (75 minutos)
1. A una maquina de inducción de 8 polos, 60 Hz, 4160 [V], 1000 kVA, con rotor jaula de ardilla se le
realiza el ensayo de vacío y rotor bloqueado en el laboratorio de Máquina Eléctricas de la universidad
más prestigiosa de la quinta región, obteniéndose los siguientes resultados:
Ensayo de Vacío
Tensión [VLL]
Ensayo de cortocircuito
416
832
1664
2912
4160
4500
Tensión [VLL]
258,3 516,5
Corriente [A]
9
18
36
63
91
93
Corriente [A]
34
Potencia [W]
0
0
0
0
0
0
Potencia [W]
1481
68
782,4 1055,5 1412,9
103
5923 13590
139
186
24733
44317
Además se sabe que R1=0.22 [Ω] y que X1/X2´= 0.8058. Determinar:
a) El circuito equivalente de la máquina (10 puntos).
b) Utilizando el modelo simplificado, un deslizamiento s=3% y que está conectado a una red de
4100 [VLL], calcule:
a. La potencia mecánica que entrega la máquina a través de su eje (5 puntos).
b. La eficiencia o rendimiento de la máquina de inducción (5 puntos).
c. La frecuencia de la corriente en el rotor y la frecuencia de giro del campo giratorio del
rotor referido al rotor (5 puntos).
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2. Un generador sincrónico de la compañía generadora Guzmán S.A., de 2 pares de polos, 60 Hz, 24 kV,
650 MVA con una reactancia sincrónica Xs =1,613 [Ω] está conectado a una barra infinita de 23,5 kV a
través de una línea de transmisión de reactancia X=0.2 [Ω]. La barra infinita absorbe del generador 350
MW. Considere que el factor de potencia visto desde la barra infinita es uno. Para esta condición de
funcionamiento:
a) Dibuje el diagrama fasorial para esta condición de operación (5 puntos).
b) Determine la corriente circulando por el generador (5 puntos).
c) Determine el valor de la tensión Vp (5 puntos).
d) Determine la tensión en los terminales del generador (5 puntos).
e) ¿Qué valor debería tener Vp para que el generador entregue 350 MW y 100 MVAr a la barra
infinita? (5 puntos).
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3. La empresa textil Wetzel y Asociados tiene contratada una tarifa BT-3 PPP. El consumo durante los
últimos 2 años son los indicados en la tabla adjunta. Determine el costo anual del año 2 a pagar por la
empresa textil (25 puntos).
Año 1
Energía
[kWh]
Potencia
leída [kW]
Factor de
Potencia
Año 2
Energía
[kWh]
Potencia
leída [kW]
Factor de
Potencia
Enero
1200
15
0.95
Enero
1284
16
0.94
Febrero
1340
18
0.94
Febrero
1434
18
0.93
Marzo
Abril
1600
1580
20
19
0.96
0.91
Marzo
Abril
1712
1691
25
30
0.92
0.94
Mayo
1800
28
0.97
Mayo
1926
24
0.89
Junio
2100
26
0.9
Junio
2247
26
0.93
0.91
Julio
1900
25
0.89
Julio
2033
27
Agosto
3550
23
0.87
Agosto
3799
29
0.9
Septiembre
2500
22
0.92
Septiembre
2675
30
0.95
Octubre
1600
16
0.94
Octubre
1712
19
0.92
Noviembre
Diciembre
1450
1300
17
19
0.96
0.89
Noviembre
Diciembre
1552
1391
16
31
0.93
0.92
Tarifa BT-3
Cargo fijo $/mes
Energía $/[kWh]
Potencia PPP $/kW
Potencia PP $/kW
1614.61
99.629
11856.23
12614.02
Nota: responder en hojas diferentes indicando el número de pregunta, el nombre y el rol. Se permite un formulario del tamaño hoja carta, escrito por un sólo lado. Al momento de entregar el certamen debe entregar el formulario con su nombre. Sea ordenado y claro en sus respuestas. PLS