ACFrOgBWBT6Ry2cgmC04Sp1BIYjhnjuyV1neKoXdNgyfA0k-O191gSD9w4VopokdHrsGyqJ0kkAvzH-mRK3xs4knRE-KTg-hyXv2bfAh096B8C8loCzzzuc3kin7sHsGj1UyDVEsAuBjh6EwhPe6

PROBLEMAS PROPUESTOS DE FALLAS SIMÉTRICAS
1. Un generador conectado a un transformador a través de un interruptor de 5 ciclos tiene
valores nominales de 100 MVA, 18 kV, con reactancias de Xj = 19%, X~ = 26% y Xd =
130%. El generador está operando sin carga a voltaje nominal cuando ocurre un
cortocircuito trifásico entre el interruptor y el transformador. Encuentre a) la corriente
sostenida de cortocircuito en el interruptor, b) la corriente rms inicial simétrica en el
interruptor y e) la componente de cd máxima posible de la corriente de cortocircuito en el
interruptor.
2. El transformador trifásico que se conecta al generador descrito en el problema 10.2 tiene
los valores nominales 100 MVA, 240Y/181l kV, X= 10%. Si ocurre un cortocircuito
trifásico sobre el lado de alto voltaje del transformador a voltaje nominal y sin carga,
encuentre a) la corriente rms inicial simétrica en los devanados del transformador sobre el
lado de alto voltaje, y b) la corriente rms inicial simétrica en la linea sobre el lado de bajo
voltaje.
3. Un generador de 60 Hz tiene los valores nominales 500 MVA, 20 kV, con x; = 0.20 por
unidad. El generador alimenta una carga puramente resistiva de 400 MW a 20 kV. La carga
está conectada directamente a las tem1inales del generador. Encuentre la corriente rms
simétrica inicial en el generador en por unidad sobre la base de 500 MVA y 20 kV, si las
tres fases de la carga se cortocircuitan simultáneamente.
4. Un generador se conecta a un motor sincrónico a través de un transformador. Las
reactancias subtransitorias en por unidad sobre la misma base del generador y del motor son
de 0.15 y 0.35, respectivamente, y la reactancia de dispersión del transformador es de 0.10
por unidad. Una falla trifásica ocurre en las terminales del motor cuando el voltaje en
terminales del generador es de 0.9 por unidad y la corriente de salida del generador es de
1.0 por unidad a factor de potencia 0.8 en adelanto. Encuentre la corriente subtransitoria en
por unidad en la falla, en el generador y en el motor. Use el voltaje en terminales del
generador como fasor de referencia y obtenga la solución a) calculando los voltajes atrás de
las reactancias subtransitorias (voltaje sin carga de la máquina), en el motor y en el
generador y b) mediante el teorema de Thévenin.
5. Dos motores sincrónicos que tienen reactancias subtransitorias de 0.80 y 0.25 por unidad,
respectivamente, sobre la base de 480 V y 2000 kVA, se conectan a una barra. Este arreglo
de motores está conectado, a través de una línea, de reactancia 0.023 O, a la barra de un
sistema de potencia. Los megavoltamperes de cortocircuito del sistema de potencia en la
barra del. Sistema son 9.6 MVA al voltaje nominal de 480 V. Encuentre la corriente rms
simétrica inicial para una falla trifásica en la barra de los motores, cuando el voltaje en esta
última es de 440 V. Desprecie la corriente de carga.
6. La matriz de impedancias de barra de una red de cuatro barras con los valores en por
unidad es:
Los generadores conectados a las barras 1 y 2 tienen sus reactancias subtransitorias
incluidas
en Zbarra. Si se desprecia la corriente prefalla, encuentre la corriente subtransitoria en por
unidad en la falla para una falla trifásica en la barra 4. Suponga que el voltaje en la falla
antes de que ésta ocurra es de 1.0/0. También, encuentre la corriente desde el generador 2
en por unidad, si se sabe que su reactancia subtransitoria es de 0.2 por unidad.
7. Encuentre la corriente subtransitoria en por unidad desde el generador 1 y en la línea 12, así como los voltajes en las barras 1 y 3 cuando ocurre una falla trifásica en la barra 2 de
la red que se muestra en la figura 8. Suponga que no fluye corriente antes de la falla y que
el voltaje prefalla en la barra 2 es de 1.0/0° por unidad. En los cálculos use la matriz de
impedancias de barra.
8. La red de la figura 8 tiene la matriz de impedancia de barra dada en el ejemplo 10.4. Si
una falla de cortocircuito ocurre en la barra 2 de la red, donde no hay carga (todos los
voltajes de barra son iguales a 1.0 por unidad), encuentre la corriente subtransitoria en la
falla, los voltajes en las barras 1 y 3 y la corriente desde el generador conectado a la barra
1. Utilice los circuitos equivalentes basados en Zbarra.
9. Un generador de 625 kV con X = 0.20 por unidad se conecta a una barra a través de un
interruptor, como se muestra en la figura 1 0.18. Tres motores sincrónicos están conectados
a la misma barra a través de interruptores, y los valores nominales de los motores son 250
hp, 2.4 kV, factor de potencia 1.0, 90% de eficiencia, con X = 0.20 por unidad. Los motores
están operando a plena carga, factor de potencia unitario y voltaje nominal con la carga
repartida por igual entre las máquinas.
a) Dibuje el diagrama de impedancias con las impedancias señaladas en por unidad sobre la
base de 625 kV A y 2.4 kV.
b) Encuentre la corriente de cortocircuito simétrica en amperes que debe ser interrumpida
por los interruptores A y B cuando ocurre una falla trifásica en el punto P. Simplifique los
cálculos y desprecie las corrientes de prefalla.
c) Repita la parte b) para una falla trifásica en el punto Q.
d) Repita la parte b) para una falla trifásica en el punto R.
10. En el sistema de la fig. se sabe que se produce un cortocircuito simétrico en la barra 1 y
que los datos del sistema están en pu. Correpondientes a una base SB = 300 MVA. Son los
siguientes:
Se sabe que las fuentes tensiones internas iguales a 1/0°con las que se modelan Ios
generadores 1 y 2. Suponiendo cortocircuito rígido trifásico, calcular la corriente de
cortocircuito Icc inmediatamente después del fallo, Calcular también las tensiones en las
barras, la intensidad que atraviesan en la línea y las suministro por los generadores.
11. En la figura se muestra el diagrama unifilar de un pequeño sistema de
potencia. Evaluar los cuatro tipos de falla cuando ocurre en P. Los valores nominales y
reactancias del generador y de los transformadores son, Las reactancias sobre la base
de 100 MVA y 345 kV en el circuito de la línea de trasmisión son:
Generador:
100 MVA, 20 kV;
Transformadores T1 y T2:
t 00 MVA, 2M/345Y kV;
X1 =X2 =20%, X0
=50%
X1 =X2 = 10%, X0 =
30%
Desde T1 aP:
Desde T2 aP:
X' =X2 = 20%, X 0
=4%,
Xn=5%
X= 10%