Capitulo II SP1

8/10/2019 Capitulo II SP1

1/58

CAPITULO II

CONCEPTOS FUNDAMENTALES EN SISTEMAS DPOTENCIA

Representacin Fasorial en

Circuitos Electricos. Potencia Compleja.

Potencia Trifsica Balanceada.

El Sistema or Unidad.


2/58


3/58


4/58


5/58


6/58


7/58


8/58


9/58


10/58


11/58


12/58


13/58


14/58

POTENCIA INSTANTANEA

CONVENCION DE SIGNOS

ANALISIS DE LA GRAFICA


15/58


16/58


17/58


18/58


19/58

TIPOS DE POTENCIAS DERIVADOS DE LA POTENCIA INSTANTANEA Y SUS REL


20/58

CASOS PARTICULARES DE LA POTENCIA INSTANTANEA

CARGA RESISTIVA PURA

CARGA INDUCTIVA PURA CARGA CAPACITIVA PURA


21/58


22/58


23/58


24/58

Ejemplo 1


25/58

Solucin 1 Clculo de corrientes:

Clculo de potencia en las cargas:


26/58

Otra forma de encontrarla potencia compleja enlas cargas


27/58


28/58


29/58


30/58


31/58

Ejemplo 2


32/58

Solucin 2a


33/58

Solucin 2b


34/58

FLUJO DE POTENCIA COMPLEJA


35/58



36/58


1.- Si R 0 la potencia real transferida es proporcional a sen(2), mientras que la potencia reactiva es proporcional a la cada tensin a lo largo de la lnea.

2.- La potencia mxima transferida es maxima cuando (1 290 y es igual a:

3.- La potencia real transferida se puede incrementar aumentanlos niveles de tensin. O reduciendo la reactancia de la lnmediante la inclusin de capacitores en serie en la lnea.


37/58



38/58


Dos fuentes ideales designadas como Maq1 y Maq2, se conectan commuestra en la figura. Si E1= 1000V, E2= 10030V y Z = 0+ j5 OhmDetermine:

a.- El consumo o generacin de potencia real en cada mquina.

b.- La recepcin o suministro de potencia reactiva en cada mquina.c.- La potencia absorbida por la lnea.

Ejemplo 3:


39/58


Solucin 3:

1 2


40/58


Dos fuentes se conectan a traves de una lnea corta cuyos datos son siguientes:

V1= 120-5V, V2= 1000V y ZL= 1+ j7 Ohm, Determine:

a.- El consumo o generacin de potencia real en cada fuente.

b.- La recepcin o suministro de potencia reactiva en cada fuente.

c.- Las perdidas de potencia en la lnea.

Ejemplo 4:


41/58


Solucin 4:

Calculo de corrientes en ambos sentidos

Calculo de las potencias en ambos sentidos

1


42/58

La generacin, transmisin y distribucin de los sistemas de potencia

circuitos trifsicos y se representan mediante tres tensiones sinusoida

la misma amplitud pero defasados en 120.

Conforme llegan los valores pico de tensin estos circuitos pueden se

sequencia positiva o secuencia negativa.

Secuencia de fase positiva (ABC) Secuencia de fase negativa (ACB)

Un sistema de potencia tienen conectado generadores en Y siendo usu


43/58

Un sistema de potencia tienen conectado generadores en Y, siendo usu

las cargas estn conectadas en o Y.

Los generadores raramente son conectados en porque si existe un

desbalance, aparecer una corriente circulante.

Tambin las conexiones en Y son de baja tensin y por tanto requieren

aislamiento

En sistemas de potencia se toman muchos cuidados para asegurar que las cargaslneas de transmisin estn balanceadas.


44/58

ANALISIS POR FASE

Si la carga esta conectada enestadeber ser transformada en Y usando la

transformacin- Y.

La corriente en el neutro de una carga balanceada es cero. Entonces

sistema de potencia balanceado puede ser resuelto en un circuito denominado por fase; entendindose que los otros dos circuitos llevan idcorrientes pero desplazados en 120.


45/58

POTENCIA TRIFSICA BALANCEADA

Para una carga balanceada la corriente de fase ser:

Considerando una fuente trifsica balanceada alimentando a una carg

puede estar conectado en Y o se tendrn las siguientes tensiones instant

Donde:

Vp y Ip son valores


46/58


Usando identidades trigonomtricas:

La potencia total instantnea es la suma de las potencias instantneas de

fase.


47/58


Aplicando el concepto de potencia compleja extendida a un sistema trifsic

tendremos lo siguiente:

Los tres trminos de cosenos de doble frecuencia estn defasados 120

suma dara cero quedando la siguiente expresin.

Donde:


48/58


Para una carga conectada en :

Muchas veces la potencia es expresada en funcin del valor eficaz de la t

entre lneas y corriente de lnea.

Para una carga conectada en Y:

Entonces la expresin de las potencias sin importar el tipo de conexin puequedar como:

Recordar que el ngues el ngulo que hace

tensin de fase y lacorriente de fase


49/58

EJEMPLO 5

Una lnea trifsica tiene una impedancia de 2 + j4 y estn conectad

cargas trifsicas en paralelo; siendo la primera carga conectada en Y coimpedancia por fase de 30 + j40 y la segunda carga conectado en coimpedancia por fase de 60 j45 . La lnea es energizada con una tens207.85 V. Tomando como referencia la fase A determine:

a.- La corriente, la potencia real y reactiva de la fuente

b.- La tensin de lnea en las cargas combinadas

c.- La corriente de fase en cada carga

d.- La potencia real y reactiva en cada carga y en la lnea.


50/58

SOLUCION 5

Circuito equivalente monofsico

CANTIDADES POR UNIDAD


51/58


Las unidades en los sistemas de transimsin son grandes y se expresan en kilomegas (kV, MW, kVA, etc).

Para facilitar las operaciones de clculo estas magnitudes se suelen expresar enunidad o en tanto por ciento.

Para ello generalmente se establecen como valores base: La tension (VB) potencia (SB) y los demas valores base se establecen en funcin de ereferencias.

El valor por unidad se establece como la relacin de la magnitude entre el valor by para la expresin porcentual se multiplica por 100.

La ventaja de la expression en por unida se nota cuando se multiplcan cantidades, el resultado sigue estando en por unidad, mientras que; en porcenes necesario dividir entre 100 para obtener el resultado final.



52/58


El valor por unidad de cualquier cantidad es definida como:

Las leyes de los circuitos elctricos tambin se cumplen en este sistema:



53/58


Para sistemas monofsicos otrifsicos: La corriente se refiere a lacorriente de lnea, la tensin serefiere a la tensin fase a neutro y la

potencia se refiere a la potencia porfase.



54/58


Generalmente la potencia se da en forma trifsica y la tensin entre lneas quedand

expresiones de la siguiente manera:

Sustituyendo IBencontramos ZBen funcin de VB

CAMBIO DE BASE EN CANTIDADES POR UNIDAD


55/58

CAMBIO DE BASE EN CANTIDADES POR UNIDAD

La impedancia de generadores y transformadores son suministrados pfabricante en valores por unidad basados en su valores nominales, mientras

las lneas de transmisin se expresan en valores hmicos.

Para el anlisis de los sistemas de potencias los valores por unidad deben eexpresados en una misma base. Por tanto, es necesario realizar el cambialgunas impedancias por estar expresadas en otras bases.

Expresin de cambio de base:

Dividiendolas Zpu nueva

entre laantigua:

Expresin dde base patensiones i

Solucin 6:


56/58

En el siguiente diagrama unifilar de un sistema de potencia trifs

selecciona como valores base a SB= 100 MVA y VB= 22 kV en el la

generador. Dibujar el diagrama de impedancias completo del sistem

sus respectivos valores en por unidad.

Considerar que la carga absorbe 57MVA con factor de potencia en

de 0.6 en 10.45 kV y la linea1 y Linea2 tienen reactancias de 48

65.43.

El dato de placa de los componentes del sistema son los siguientes:

Dia rama UnifilarDatos de placa de los com

Solucin 6:


57/58

Primeramente encontramos las tensiones

bases en todas las secciones de la red:

Realizamos el cambio de base de las reactancias de los componentes del sistema:

VB1= 22 kV = VB3

Solucin 6:


58/58

Calculamos las impedancias bases de

las lneas y sus respectivas reactancias

por unidad.

A partir de los datos de la cargacalculamos su impedancia por unidad: Diagrama de impedancia po

Capitulo II SP1

Documents