Evaluaciones del Curso Conversión de Energía Eléctrica III CT-4311 Abril-Julio 2011


Primer Parcial   20 de Mayo 25% Tarea 5%

Segundo Parcial 10 de Junio 30% Tarea 5%

Tercer Parcial 15 de Julio 30% Tarea 5%

Horario:

     
  Martes
7:30-9:30 AUL-204

Viernes 9:30-12:30
ENE-123
       
Carnet Apellido Nombre Pacial I Parcial II Parcial III Tarea
I
Tarea
II
Tarea
III
Total Definitiva
      25% 30% 30% 5% 5% 5% 100%

Base 5

0437039
Gómez Yovany
25
21
-
5
4,9
-
55,9
3
0538148
Escobar
Leoneth
15
13
17
4
2
3
54
3
0538406
Linare
Rómulo
13
27
16
4
3
3
66
4
0538418
López
José A.
18
12
15
3
-
3
51
3
0538503
Matos
Ismael
20
28
5
4,5
-
-
57,5
3
0538658
Oviedo
Augusto
15
30
15
3
-
3
66
4
0538766
Quintero
Mayerlín
12
21
11
4
-
5
53
3
0538947
Serrano
Jesús
19
30
5
4
1
-
59
3
0639149
Alvino
Simón
20
25
11
4
2
-
62
3
0639179
Arteaga
Oneida
17
12
12
5
2
3
51
3
0639209
Barrios
Lyneth
21
21
6
4
3
1
56
3
0639361
Ciappina
Gabriel
18
22
9
4
2
0
55
3
0639377
Collin
Jorge L.
19
15
10
3
-
3
50
3
0639589
Garofalo
Vicente
14
18
25
0
-
5
62
3
0639690
Gutierrez
Yskarel
13
22
9
3
4,5
5
56,5
3
0639879
Matamoros
Pedro
20
25
7
4
-
-
56
3
0639914
Merentes
Karla
14
13
17
0
3
3
50
3
0640021
Palma
Henry
17
17
11
4
2
1
52
3
0640299
Sanchez
Patricia
19
15
10
4
3,5
-
51,5
3
0640313
Santiago
Yuliana 18
28
7
4,5
2
-
59,5
3
0741565
Solis Paiva
Santiago
12
27
16
4
4,5
3
67,5
4

Promedios
17,0
20,8
11,1
3,5
3,9
2,57
55,38
2,9047
 

Tarea No.1 (20-5-11)

Máquinas Eléctricas III

CT-4311

Una máquina sincrónica de polos salientes tiene los siguientes datos de placa:Una máquina sincrónica de polos salientes tiene los siguientes datos de placa:

V n =10 kVSn=1 00 MVAcos  ϕn=0,75ifn = 500Aifmax = 996Af = 60Hzp = 3

La máquina se conecta a una red cuya tensión es de 9,5 kV y cuando se excita el campo con 714,85 A se obtiene factor de potencia unitario al inyectar 90 MW a la red:

  1. Las reactancia del eje directo y cuadratura
  2. Los puntos de operación (ángulo de carga y potencia reactiva) del punto de operación indicado
  3. La tensión en bornes de la máquina es 10,5 kV y la potencia entregada por el generador a la red 6 MW, cual es la máxima potencia reactiva que puede entregar el generador
  4. La corriente de campo necesaria si la máquina motoriza una bomba de 70MW y consume 70MVAr de la red con tensión de 10,5kV
  5. Los nuevos datos nominales de la máquina si la frecuencia del sistema es de 50Hz


Examen No.1 (20-5-11)

Máquinas Eléctricas III

CT-4311

Una máquina sincrónica de polos salientes tiene los siguientes datos de placa:

V n =600 VSn=100 kVAcos ϕn=0,8ifn = 10Aif max = 18,631Af = 60Hzp = 6

Se sincroniza la máquina en vacío, y se aumenta la corriente de campo hasta que la corriente de armadura alcanzó su valor nominal. en ese momento se desconectó de la red y la tensión obtenida entre bornes fue de 1,260V . Determine:

  1. Las reactancia del eje directo y cuadratura
  2. La corriente de campo necesaria para motorizar una bomba de agua de 90 kW, sin consumir ni generar potencia reactiva
  3. El punto de operación si, cuando la tensión se deprime un 5% y se entregan a la red la potencia activa nominal, la corriente de campo es nominal
  4. La mínima corriente de campo posible cuando se motoriza la carga con 70 kW


Tarea No.2 (10-6-11)

Máquinas Eléctricas III

CT-4311


Una máquina sincrónica de polos salientes de 100 MVA de potencia nominal, 13 kV, fp nominal 0.77, 3 pares de polos, 60 Hz, corriente de campo nominal 300 A, tiene una reactancia de cortocircuito de 1,2 pu y la de cuadratura es 0.7 pu. La reactancia de dispersión es de 0.15 pu. La característica de vacío se puede representar mediante la siguiente expresión:

Curva de Vacío
  1. Calcule La corriente de campo necesaria para motorizar una carga de 80 MW y -15 MVAR.
  2. Determine el ángulo de carga y los reactivos requeridos cuando se acciona el generador con 60 MW y corriente de campo máxima.
  3. Dibuje los lugares geométricos de las potencias activa y reactiva, corriente de armadura y fuerza electromotriz del campo a tensión nominal.
  • Esta es una asignación individual.
  • Los mejores resultados serán  publicados en esta página web.
Nota:

La característica de vacío se modeló utilizando la rutina siguiente en Matlab:

%  Lm0:   Inductancia no saturada [H]             (2   pu)
%  Lmsat: Inductancia saturada [H]                (.2  pu)
%  PsiT:  Flujo de transición [Wb]                (.93 pu)
%  fT:    Anchura de la transición [1]            (1   pu)

function plsaturation(Lm0, Lmsat, PsiT, fT)

iT = 1/Lm0*PsiT;
Psimax = 4*iT*Lmsat+PsiT
Psim = [0:0.002:1]*Psimax;
    
tauT = fT / PsiT * Lm0/Lmsat;

Mf = 1/Lmsat;
Mi = (1/Lm0 - 1/Lmsat*(.5-atan(tauT*PsiT)/pi))/(.5+atan(tauT*PsiT)/pi);
im = (Mf-Mi)/pi*(((Psim-PsiT).*atan(tauT*(Psim-PsiT)) - PsiT*atan(tauT*PsiT))+ .5/tauT*(log(1+(tauT*PsiT)^2) - log(1+tauT^2*(Psim-PsiT).^2)) ) + Psim.*(Mf+Mi)/2;

plot(im,Psim);
ylabel('\Psi_m');
xlabel('i_m');
grid on;

Mejor Solución de la tarea: Yovany Gómez (0437039)


Examen No.2 (10-6-11)

Máquinas Eléctricas III

CT-4311

Una máquina sincrónica de polos salientes tiene los siguientes datos de placa:

V n =460 VSn=100 kVAcos ϕn=0,77ifn = 20Af = 60Hzp = 3Xσ = 20%

Durante una prueba de cortocircuito a corriente de campo nominal se registraron 104,59A en la corriente de armadura. A potencia nominal como motor y consumiendo 60kV Ar, la corriente de campo necesaria es 14,59A. La característica de vacío de la máquina se puede aproximar a:

Ef = 0,6275(1- e-1,5936if) +0,5if pu

Determine:

  1. Las reactancias lineales del eje directo y cuadratura (5+5)
  2. La corriente máxima de campo y el ángulo de carga de la máquina cuando motoriza una carga de 77kW y el factor de potencia correspondiente
  3. Con la corriente máxima de campo se genera hacia la red 8 kW a una tensión de 480V , ¿Cuál es el ángulo de carga, factor de potencia y corriente de armadura en esta situación? ¿Es necesario aplicar algún correctivo a este punto de operación en régimen permanente? ¿Cuál recomendaría?



Tarea No.3 (15-7-11)


Máquinas Eléctricas III
CT-4311

Modelar el comportamiento electromagnético de una máquina sincrónica de polos salientes con devanados amortiguadores. Los datos de la máquina en el sistema adimensional de unidades, son los siguientes:

Re = 0.01Rf = 0.01 Lσe = 0.1 Lσf = 0.15 Ld = 1.0 Lq = 0.6
Ldf = 0.9
2= 500
Rad = 0.02Raq = 0.02Lad = 1.0
Laq = 0.6
Lad-d = 0.93Laq-q = 0.53
Lad-f = 0.85
L = 0.07

La corriente de campo nominal produce la tensión nominal en la condición de vacío. Determine:
  1. Las corrientes instantáneas en todos los devanados cuando la máquina está girando a velocidad sincrónica en vacío, con la corriente de campo nominal y en el preciso instante en el cual el rotor adelanta en 30° al eje magnético de la fase "a", ocurre un cortocircuito trifásico en sus bornes.  Represente gráficamente el comportamiento de las variables de estado
  2. En las mismas condiciones de la primera pregunta determine las corrientes transitorias y subtransitorias aproximadas
  3. Determine la frecuencia de oscilación y la constante de tiempo de decaimineto si la máquina se encuentra en el punto nominal de operación y repentinamente el par de accionamiento se aumenta un 5%. Represente gráficamente el comportamiento de las variables de estado (ángulo de carga y velocidad)
  4. Determine las corrientes transitorias y subtransitorias aproximadas en la condición de la parte 3 de este problema
Nota: Si requiere datos adicionales, utilive valores adecuados para esta máquina.


Examen No.3 (15-7-11)

Máquinas Eléctricas III

CT-4311

Una máquina sincrónica de polos salientes de dos pares de polos, tiene los siguientes datos de placa:

V n =3 kV Sn=500 kV A cos ϕn=0,8 ifn = 50A f = 60Hz H = 1,0s
Xd = 1,35puXq = 0,95puLσe = 0,1puσf = 0,15 Re = Rf = 0,005puRa = 2%

La máquina se encuentra acoplada a una barra infinita cuya tensión es de 3,15kV y entrega a la red 300kW con la corriente máxima de campo. Determine:

  1. Las ecuaciones completas de la máquina (tensión y par), expresando todos los parámetros en por unidad de una base coherente. Justifique las aproximaciones que utilice
  2. Indique los pasos necesarios para determinar las corrientes instantáneas durante un cortocircuito brusco. No tiene que realizar las operaciones matemáticas pero si dejar claramente indicada cada una de ellas
  3. Determine las condiciones iniciales de las corrientes si la máquina se desconecta de la red y el interruptor es ideal (desprecie las inductancias de dispersión)
  4. Las corrientes transitorias y subtransitorias aproximadas, durante un cortocircuito en bornes de la máquina
  5. La frecuencia, amplitud y duración de las pequeñas oscilaciones cuando se aplica un escalón del 5% en el par mecánico
  6. Determine el tiempo crítico de despeje de la falla ante un cortocircuito brusco en bornes del generador cuando este está operando en el punto nominal