Practicas de analisis de sistemas de potencia

PRACTICAS DE LABORATORIO
SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

* PRACTICA No. 1

Calcular la resistencia óhmica por Km, a 50º C, de un cable de aluminio con alma de acero de 113mcm, 45 hilos de aluminio en tres capas y 19 hilos de acero. El diámetro exterior del cable es de 31.98 mm. La frecuencia del sistema es de 60 ciclos por segundo. ¿Qué tanto por ciento de la corriente continua totalcirculará por la parte del aluminio y por la parte del acero?

SOLUCIÓN PRÁCTICA No. 1

Datos:

MATERIAL | M(α0°) | M(α20°) | ρ(α50°) |
Cobre recocido (100% conductividad) | 234.5 | 254.5 | 0.017241 |
Cobre duro estirado en frio (97.3 % conductividad) | 241.5 | 261.5 | 0.01772 |
Aluminio duro (61% conductividad) | 228.1 | 248.1 | 0.02828 |
Acero (12.3%) | 208.5 | 228.5 | 0.15000 |Efecto de cableado (enrollamiento)
Cable | Kc |
Redondo normal | 0.020 |
Redondo Compacto | 0.020 |
Sectorial | 0.015 |
Segmental | 0.020 |

-Calculando Aéreas:

*Aluminio (Al):
AAl=No.Hilos*π(D)24=45*π*(31.98)24=36145.95mm2
*Acero (St):

AAc=No.Hilos*π(D)24=19*π*(31.98)24=15261.61mm2
-Calculo de Resistencias a 20°C:

RAl20°C=ρ1+KcAAl=0.028281+0.020(1000)36145.95=7.98*10-4Ω/km

RAc 20°C=ρAAc=0.15000(1000)15261.61=0.00982 Ω/km

-Calculo de Resistencias a 50°C:

RAl 50°C=RAl 20°C1+t2-20°CMα20°=7.98*10-41+30248.1=8.944*10-4Ω/km

RAc 50°C=RAc 20°C1+t2-20°CMα20°=0.009821+30228.5=0.0111 Ω/km

-Resistencia del Conductor a 50°C:
R50°C=RAl 50°C*RAc 50°CRAl 50°C+RAc 50°C

R50°C=8.944*10-40.01118.944*10-4+0.0111=9.2845*10-4Ω/km

-El Porcentaje de la Corrienteque circula por el Aluminio y por el Acero:

I%Al=RAc 50°CRAl 50°C+RAc 50°C*100

I%Al=0.01118.944*10-4+0.0111*100=91.62%

I%Ac=RAl 50°CRAl 50°C+RAc 50°C*100

I%Ac=8.944*10-48.944*10-4+0.0111*100=8.45%

* PRACTICA No. 2

En una línea de transmisión de 230 kV, con dos circuitos trifásicos de 100 km de longitud. Los seis conductores de aluminio con alma de acero, de 795 cm, 54 hilos dealuminio en tres capas y 7 hilos de acero. El diámetro exterior del cable es de 27.76 mm. La frecuencia del sistema es de 60 ciclos por segundo. Existen transposiciones a la tercera parte y a las dos terceras partes de la línea. Las transposiciones se muestran a continuación.

a) Calcular la reactancia inductiva para un circuito, despreciando la inducción mutua entre los dos circuitos.

b)Tomando en cuenta la inducción mutua entre los dos circuitos y la disposición de conductores que se muestra.

c) Tomando en cuenta la inducción mutua entres los dos circuitos y en la disposición de conductores que se muestra.

SOLUCIÓN PRÁCTICA No. 2

Datos Stevenson:
* ACSR: Tipo Cardinal
* D_ext= 1.196 in
* RMG= 0.0402 ft.
* Designación, 954mcm
a) Calculando Reactanciainductiva para un circuito, despreciando inductancias mutuas:

-La inductancia Promedio por fase [1 conductor por fase]
L=2*10-7lnDeqDs
-Calculando la distancia equivalente:

Deq=3DabDbcDca
Deq=35.9405.946(11.861)=7.482m
RMG=0.0402ft1m3.281ft=0.0122m
L=2*10-7ln7.4820.0122=1.283*10-6 H/m
LT=(1.283*10-3 H/km)(100km)=0.12837H/km


∴XL=2π*60*0.1237=48.39 Ω/km

b)Calculando Reactancia inductiva considerando inductancias mutuas entre circuitos de acuerdo con la disposición mostrada:

-La DMG entre fases:

Dab=Da'b'=5.940m
Dbc=Db'c=5.946m
Dca=Dc'a'=11.861m
Dab'=10.311m, Dbc'=10.896m, Dac'=14.869m

Da-b=4(5.940*10.311)2=7.826m
Db-c=4(5.946*10.896)2=8.049m
Dc-a=4(11.861*14.869)2=13.28m

∴ Deq=3(7.826*8.049*13.28)=9.422m

-Calculando el RMG:a-a'=(8.29*0.0122)=0.318m
b-b'=(8.594*0.0122)=0.323m
c-c'=(9.7*0.0122)=0.344m

∴Ds=3(0.318*0.323*0.344)=0.328 m

L=2*10-7ln9.4220.328=6.7155*10-7 H/m por fase
LT=(6.7155*10-4 H/m)(100km)=0.06715 H/km


∴XL=2π*60*0.06715=25.314 Ω/km

c) Calculando Reactancia inductiva considerando inductancias mutuas entre circuitos de acuerdo con la disposición mostrada:

-La DMG entre...