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UNIVERSIDAD DE PIURA FACULTAD DE INGENIERA TECNOLOGIA ELECTRICA II PRACTICA CALIFICADA Nº 1 Viernes, 05 de abril de 2019 Hora: 1:00 PM Nombre:…………………………………………… Duración : 1h 45min Con formulario, Sin apuntes, con calculadora. El formulario debe contener sólo formulas, no anotaciones. Las preguntas de opción multiple pueden tener varias opciones correctas y éstas no tienen puntaje parcial. Se puede responder en las hojas de preguntas. En todo caso devolver las hojas de preguntas 1 (0.5p) Una planta industrial tiene una potencia instalada de 1.5 MW. Durante un día típico la planta consume energía de la siguiente manera: De 08:00 a 18:00 la planta funciona a toda su capacidad De 18:00 a 23:00 la planta baja su consumo a la mitad de su capacidad total. De 23:00 a 08:00 la planta baja su consumo a la tercera parte de su capacidad total. ¿Cuánta energía consume la planta en un día típico? SOLUCIÓN: 1.5MW x 10h + 0.75MW x 5h + 0.5MW x 9 h = 23.25 MWh 2 (0.5p) ¿Cuál es la diferencia entre un imán y un electroimán? SOLUCIÓN: El imán tiene un campo magnpetico por la propia naturaleza del material; en cambio el electroimán forma un campo magnético por el paso de una corriente eléctrica. 3 (0.5p) En electromagnetismo marque los tres elementos que están relacionados entre si, de tal forma que uno de ellos produce el tercero.. ________________ A. Electricidad, radiación solar, movimiento B. Magnetismo, movimiento, calor C. Electricidad, magnetismo, movimiento X D. Ninguna de las anteriores 4 (0.5p) La oposición al paso de la corriente es conocida como: ________________ A. Diferencia de potencial B. Voltaje C. Resistencia X D. Inductancia 5 (0.5p) Una cada parámetro con su unidad de medida correspondiente. Diferencia de potencial Ohmio Inductancia Henrio Resistencia eléctrica Amperio Corriente eléctrica Voltio Capacitancia Faradio Energía eléctrica Watt Potencia kWh 6 (0.5p) Explica muy brevemente la diferencia entre un solenoide y un relé o revelador, SOLUCIÓN: Un solenoide usa una bobina para obtener un movimento en un embolo Un Relé usa la bobina para abriri o cerrar contactos. 7 (0.5p) En la figura adjunta qué contactos están cerrados?________________ A. 1 y 2 X B. 4 y 5 C. 1 y 3 D. Todos son contactos cerrados 8 (0.5p) En la figura de la pregunta anterior a través de qué contactos energizo la bobina para mover los contactos?________________ A. 1 y 2 B. 4 y 5 X C. 1 y 3 D. A través de cualquier contacto 9 (0.5p) En la figura adjunta , ¿qué lámpara se apaga y cual se enciende cuando se cierra el interruptor SW1________________ A. La lámpara 1 se apaga y la lámpara 2 se enciende B. La lámpara 2 se apaga y la lámpara 1 se enciende C. Las dos lámparas se apagan D. Las dos lámparas se encienden 10 (0.5p) En el circuito de la pregunta anterior, las lámparas esta alimentadas a 12 V ó 9 V +12 V Respuesta _______RESPUESTA : A 9 V___________ 11 (0.5p) Tenemos un instalación que tendrá el circuito adjunto. Los datos de tensión y consumos que estimamos es: Tensión = 220V Focos de 75W Tomacorriente 1 : Hervidor de 1500 W + 1 Licuadora de 400W Tomacorriente 2 : Refrigeradora de 1000W Tomacorriente 3 : Parlante Sony 100 W + 1 TV de 300 W 1. ¿Cuál es la potencia total de la instalación? 2. Por la zona el concesionario de energía eléctrica tiene redes de distribución pero solo al nivel de tensión de 22.9kV. ¿Cómo me podría conectar a esta red? Especifica al máximo tu respuesta. SOLUCIÓN: 1. POTENCIA TOTAL : 3450 W 2. Deberé utilizar un transformador reductor de 22.9kV / 12 (1p) En el circuito adjunto encuentra las cantidades no especificadas. Todas son resistencias. SOLUCIÓN: 13 (0.5p) En un generador síncrono de 2 polos conectado a la red eléctrica peruana ¿Cuál será su velocidadad de rotación? ¿Usaré un rotor de polos salientes o de polos lisos? SOLUCIÓN: n = (60 x 60) / 1 = 3600 RPM Se debería utilizar un rotor de polos lisos por su alta velocdad de rotación. 14 (1p) Brevemente. ¿Para que sirve el sistema de excitación en un generador síncrono? SOLUCIÓN: Para el suministro de la corriente DC en el rotor necesaria para la inducción de la CA en el estator. 15 (1p) ¿Qué condiciones deben cumplirse para sincronizar un generador a una red eléctrica? SOLUCIÓN • 1° Igualdad de frecuencias. • 2° Igualdad de tensiones. • 3° Identidad de sus fases. • 4° Igualdad de la secuencia de fases (O similar) 16 (0.5p) En la Curva Caracteristica siguiente ¿Cuánto es el Deslizamiento aproximadamente? Si el motor está a Par nominal. SOLUCIÓN: Aprox : 5% 17 (0.5p) En la figura siguiente: En el generador (grupo electrógeno) se mide en sus bornes de generación: 110 VAC. ¿Cuál será la tensión con que se está alimentando la Terma de 1200W? Si el Transformador tiene una eficiencia del 98% ¿Qué potencia tedría que generar el grupo electrógeno? SOLUCIÓN: 1. V1/V2 = 10/200, V1=110VAC => V2 = 220 VAC 2. Eficiencia = Pot. salida/Pot. Entrada 0.98 = 1200 / Pot. Entrada => Pot. Entrada = 1224.5 W 18 (1p) En un ensayo de vacío de un transformador se leen los siguientes valores en los instrumentos del ensayo. • En los voltimetros se mide : V1= 445 V(En el primario) y V2= 219 V (En el secundario) • En el watimetro se mide 15 W (medido en el primario) • En el amperímetro se mide 0.8 A.(en el primario) Realizar lo siguiente: : a. Dibuje el esquema del ensayo ubicando los instrumentos de medición correctamente. b. Determine la corriente de vacío c. Determine la Relación de Transformación d. Determine las pérdidas en el Fierro SOLUCIÓN: a) b) Corriente de Vacío = 0.8 A c) V1/V2 = 445/219 = 2.031 d) 15 W 19 (1p) Se tiene una fuente de voltaje de corriente alterna que suministra potencia eléctrica a una carga con impedancia Z = 10∠30°Ω . Calcule la corriente 𝐼 suministrada a la carga, ¿La carga es inductiva o capacitiva? (3p) SOLUCIÓN : V = I . Z => I = 80<0 / 10<30 = 8<-30 - Corriente en retraso , por lo tanto carga Inductiva. 20 (8p) Un generador hidráulico tiene la siguiente información técnica. Datos del generador: Ficha Técnica Capacidad instalada: 43 MW Generador – Tensión de Generación : 10kV-60Hz Caudal de la central 36 m3/s Altura bruta de caída 242m Puesta en servicio Desde febrero del 1997 La central está proyectada para suministrar energía a una provincia ubicada a 280 Km La provincia puede considerarse como una carga con la siguiente impedancia: 𝑍 prov = 60 + 80j 𝛺, a través de una línea de transmisión de cable ACSR cuya impedancia es 𝑍 = (0.1 + 0.26j) Ω/Km Dicha línea conecta al transformador elevador de la central hidroeléctrica con un transformador reductor ubicado en una subestación de la ciudad de la provincia a alimentar. Los datos de los transformadores que se utilizan son: Transformador Elevador Transformador Reductor Relación de transformación 10:220 Relación de transformación 220:10 Transformador Ideal Transformador Real Impedancia de transformador reducido (reflejado) al primario 𝑍 𝑡𝑟𝑎𝑓𝑜→𝑃𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑖𝑜 = (0.2 + 1j)Ω Conteste las siguientes preguntas sobre el sistema: a) Realizar un esquema del sistema eléctrico, desde la fuente de generación hasta la carga. b) Determinar el voltaje y la corriente en la carga. En relación a la tensión nominal de 10 kV en la subestación de la provincia ¿Es muy significativa la caída de tensión? c) ¿La central es capaz de suministrar toda la potencia requerida por la carga? d) ¿Qué porcentaje de la potencia de la carga es la potencia perdida en la línea de transmisión? ¿Las pérdidasson significativas? ¿Qué modificaciones en la instalación recomendaría realizar en el caso lo fueran? e) Determinar la potencia perdida en la línea si no se usara ninguno de los transformadores. En relación a las pérdidas ¿Éstas pérdidas te parecen aceptables y por tanto sería factible no usar transformadores? Tenga en cuenta lo siguiente: • La impedancia de la Línea es por Km de conductor. • Se debe considerar la impedancia del transformador reductor real reducida al primario. • Las preguntas serán calificadas bajo el siguiente criterio: o Planteamiento general del ejercicio (30%) o Desarrollo del ejercicio (20%) o Análisis de la respuesta (30%) o Orden y limpieza (20%) SOLUCIÓN : Ver adjunto Redy Risco Lápiz Redy Risco Lápiz Redy Risco Lápiz Redy Risco Lápiz Redy Risco Lápiz
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