πω ω π ωπ ω π ω π ω π ω

E-242 Calidad de Energía Eléctrica
Dr. Armando Llamas Terrés
allamas@itesm.mx
TEL.: (81) 81 58 2001
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Matrícula: ______________
No. 1. A continuación se muestra el voltaje que resulta de un puente de seis diodos y que forma un
rectificador trifásico con carga puramente resisitiva. Se aprecian los seis pulsos que resultan en el voltaje
de CD. Encuentre el voltaje de CD en función del voltaje entre líneas.
800
Vcb
Vab
Vac
Vbc
Vba
Vca
voltaje entre líneas
600
400
200
0
-200 0
60
120
180
240
300
360
-400
-600
-800
grados
Figura 1 Rectificación de seis pulsos
N0. 2. La forma de onda mostrada en la Figura 2 se asemeja a la forma de onda de la corriente de línea
en un drive con poca carga y corresponde a la siguiente definición:
0≤ωt ≤
π
:
2
(− 100 cos(3ω t ) − 50) A, si (− 100 cos ( 3 ω t) − 50) > 0
0 A, si (− 100 cos ( 3 ω t) − 50 ) ≤ 0
π
≤ωt ≤π :
2
(+ 100 cos(3ω t ) − 50) A, si (+ 100 cos ( 3 ω t) − 50) > 0
0 A, si (+ 100 cos ( 3 ω t) − 50 ) ≤ 0
π ≤ ω t ≤ 2π :
i (ω t ) = − i (ω t − π )
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60
corriente, A
40
20
0
-20
-40
-60
0
30
60
90
120 150 180 210 240 270 300 330 360
grados eléctricos
Figura 2. Corriente en drive de ca con muy poca carga.
Encuentre el valor rms de la corriente. Se sugiere resolverlo empleando MS Excel o alguna otra
herramienta computacional.
No.3 Una red monofásica de dos hilos demanda 100 W con una corriente de 1 A y factor de potencia
0.8333 adelantado, el ángulo de fase del voltaje es de –30° y la frecuencia es de 60 Hz.
a)
Encuentre el equivalente serie RS + j XS.
b) Encuentre el equivalente paralelo RP en paralelo con j XP.
No. 4.
Considere que un transformador reductor de 150 kVA, impedancia del 7.1% y voltaje
secundario de 480 V alimenta a un grupo de motores que entregan 140 hp con una eficiencia del 90% y un
factor de potencia 80% atrasado. El voltaje entre líneas con los motores en operación es 460 V. Encuentre
el voltaje cuando se desconectan los motores.
No. 5. En un circuito trifásico balanceado el voltaje entre líneas es 480 V, la corriente de línea es 125
A y el factor de potencia es 0.8 atrasado. Encuentre lo siguiente:
a.
El valor máximo (valor de cresta) del voltaje de línea a neutro.
b.
El valor máximo de la corriente de línea.
c.
El valor promedio de la potencia instantánea en cada fase.
d.
El valor máximo de la potencia instantánea en cada fase.
e.
El valor promedio de la potencia instantánea trifásica.
f.
El valor máximo de la potencia instantánea trifásica.
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No. 6. Una carga tiene las siguientes características: Trifásica, balanceada, 240 V entre línea y neutro,
50 Hz, 90 kW trifásicos, factor de potencia 0.6 atrasado. Encuentre lo siguiente:
a)
La magnitud del voltaje entre líneas.
b) La magnitud de la corriente de línea que va en fase con el voltaje de la línea correspondiente al
neutro.
c)
La magnitud de la corriente que va a 90° del mismo voltaje.
d) ¿La corriente del inciso b), va 90° adelante o 90° atrás del voltaje en cuestión?
No. 7. Una carga tiene las siguientes características: Trifásica, balanceada, 2400 V entre línea y neutro,
60 Hz, 2700 kW trifásicos, factor de potencia 0.6 atrasado. Encuentre lo siguiente:
a.
La potencia reactiva nominal del banco de capacitores que ha de corregir el factor de potencia a
0.9 atrasado.
b.
La potencia reactiva nominal del banco de capacitores que ha de corregir el factor de potencia a
1.0.
c.
La potencia reactiva nominal del banco de capacitores que ha de corregir el factor de potencia a
0.9 adelantado.
e)
¿Cuál es el voltaje nominal de los capacitores?
No. 8. A una carga de 900 kW y factor de potencia 0.6 atrasado se le agregará un banco de 800 kVAr.
Encuentre a) la potencia aparente inicial y b) la fracción de la capacidad recuperada al agregar el banco de
capacitores.
No. 9. Una planta industrial tiene una demanda máxima de 12 MW y un factor de carga de 0.75. Esta
fábrica cuenta con un suministro en alta tensión y las pérdidas I2R por reducir a media tensión, distribuir en
media tensión y reducir a baja tensión son del 0.75%. El factor de potencia es 80%. El kWh en esa planta
incluyendo cargos de demanda y de energías horarias cuesta un promedio de 7 centavos de dólar. Se
planea corregir el factor de potencia a 92% instalando varios bancos de capacitores o filtros de armónicas
en baja tensión. Estime el ahorro mensual en dólares correspondiente a la disminución de pérdidas
considerando un promedio de 730 horas al mes.
No. 10. Considere dos cargas con las siguientes características:
a.
b.
90 kW, fp = 60 % atrasado, V entre líneas = 415.7 V.
90 kW, fp = 90 % atrasado, V entre líneas = 415.7 V.
El transformador y el alimentador de ambas cargas son idénticos y presentan una impedancia hasta las
terminales de la carga de (0.02 + j 0.10)Ω. Para cada caso encuentre el voltaje de vacío y la regulación de
voltaje.