Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

Problemas 115
2-12. Tres transformadores de distribución de 20 kVA y 24 000/277
V se conectan en D-Y. Se realizó una prueba de circuito abierto
en el lado de bajo voltaje del banco de transformadores y se
obtuvieron los siguientes datos:
V línea,CAb 480 V I línea,CAb 4.10 A P 3 ,CAb 945 W
Se realizó la prueba de cortocircuito en el lado de alto voltaje
del banco del transformador y se obtuvieron los siguientes
datos:
V línea,CC 1.400 V I línea,CC 1.80 A P 3 ,CC 912 W
a) Encuentre el circuito equivalente por unidad del banco del
transformador.
b) Determine la regulación de voltaje del banco de transformadores
con la carga nominal y un FP 5 0.90 en retraso.
c) ¿Cuál es la eficiencia del banco de transformadores en
estas circunstancias?
2-13. El banco de un transformador trifásico de 14 400/480 V conectado
en Y-D consta de tres transformadores idénticos de
100 kVA y 8 314/480 V. Se suministra potencia directamente
desde un gran bus de voltaje constante. En la prueba de cortocircuito
los valores obtenidos en el lado de alto voltaje de uno
de estos transformadores son
V CC 510 V I CC 12.6 A P CC 3.000 W
a) Si este banco suministra una carga nominal a un FP de 0.8
en retraso y un voltaje nominal, ¿cuál es el voltaje línea a
línea en el primario del banco del transformador?
b) ¿Cuál es la regulación de voltaje en estas circunstancias?
c) Suponga que el voltaje de fase primario de este transformador
es de 8 314 kV constante y haga una gráfica del
voltaje secundario como función de la corriente de carga
desde corriente en vacío hasta plena carga. Repita este
proceso para los factores de potencia de 0.8 en retraso, 1.0
y 0.8 en adelanto.
d) Haga una gráfica de la regulación de voltaje de este transformador
como función de la corriente de carga, para corrientes
desde vacío hasta plena carga. Repita este proceso
para los factores de potencia de 0.8 en retraso, 1.0 y 0.8
en adelanto.
e) Determine el circuito equivalente por unidad de este
transformador.
2-14. Un generador monofásico de 13.8 kV suministra potencia a
una carga a través de una línea de transmisión. La impedancia
de la carga es Z carga 5 500 ∠ 36.87° V y la impedancia de la
línea de transmisión es Z línea 5 60 ∠ 60° V.
a) Si se conecta el generador directamente a la carga (figura
P2-3a), ¿cuál es la razón entre el voltaje de la carga y el
voltaje generado? ¿Cuáles son las pérdidas de transmisión
del sistema?
b) ¿Qué porcentaje de la potencia suministrada por la fuente
alcanza la carga? (¿cuál es la eficiencia del sistema de
transmisión?)
c) Si se coloca un transformador elevador de 1:10 a la salida
del generador y un transformador 10:1 en el extremo de la
línea de transmisión donde está la carga, ¿cuál es la nueva
relación entre el voltaje de la carga y el voltaje generado?
¿Ahora cuáles son las pérdidas de transmisión del sistema?
(Nota: Se puede suponer que los transformadores
son ideales.)
d) ¿Qué porcentaje de la potencia suministrada por la fuente
alcanza ahora la carga?
e) Compare las eficiencias del sistema de transmisión con o
sin transformadores.
60 60ºV
Z línea
+
–
V G = 13.8 0º kV
500 36.87ºV
Z carga
a)
60 60ºV
Z línea
+
–
V G = 13.8 0º kV
1:10
10:1
500 36.87ºV
Z carga
T 1 T 2
b)
FIGURA P2-3 Circuitos del problema 2-14: a) sin transformadores y b) con
transformadores.