Lista de Exercicios Maquinas Sincronas - Calculo de Indutancia e Desempenho

Lista de Exercícios Máquinas Elétricas e Transformadores II Unidade 1 Máquinas Síncronas Questão 1 Cálculos de projeto mostram os seguintes parâmetros para um gerador síncrono trifásico de rotor cilíndrico Indutância própria Laa da fase a 532 mH Indutância de dispersão de armadura Lal 038 mH Calcule a A componente de entreferro da indutância de fase do gerador Laa0 b A indutância mútua fasefase Lab e a indutância síncrona da máquina Ls RESP a Laa0532mH b Lab247mH Ls 779mH Questão 2 Medidas mostram que um gerador síncrono trifásico de 50 MVA e 50 Hz tem uma indutância síncrona de 344 mH e uma indutância mútua fasefase de 101 mH Calcule a A componente fundamental da componente de entreferro da indutância de fase Laa0 b A indutância de dispersão Lal RESP a Laa0202mH b Lal 41mH Questão 3 A tensão de terminal eficaz a vazio de um gerador síncrono trifásico conectado em Y de 60 Hz é medida como 138 kV tensão de linha quando a corrente de campo é 515 A a Calcule a indutância mútua Laf entre o estator e o rotor b Calcule a tensão de terminal a vazio para uma corrente de campo de 345 A com a velocidade do gerador reduzida para produzir uma tensão com frequência de 50 Hz RESP a Laf58mH b Va77kV Questão 4 O enrolamento de estator do gerador síncrono da Questão 3 é reconectado em delta a Com o gerador operando em 60 Hz e com uma corrente de campo de 515 A calcule as tensões de linha e de fase a vazio b Calcule a indutância mútua estatorrotor Laf RESP a VL797kV VF46kV b Laf336mH Questão 5 Uma máquina síncrona trifásica de 575 V 50 kW e 60 Hz tem uma reatância síncrona de Xs 465 e uma indutância mútua entre armadura e campo de Laf 105 mH A máquina está operando na velocidade e tensão nominais de terminal com uma potência terminal de 40 kW Ignorando as perdas da máquina calcule o valor e o ângulo de fase da tensão de fase gerada Êaf e a corrente de campo If se o se máquina a Estiver funcionando como um motor e com i Fator de potência 09 atrasado ii Fator de potência unitário iii Fator de potência 09 adiantado b Estiver funcionando como um gerador e com i Fator de potência 09 atrasado ii Fator de potência unitário iii Fator de potência 09 adiantado RESP a i If109A Eaf3056377V b i If165A Eaf4619239V ii If136A Eaf3809294V ii If136A Eaf3809294V iii If169A Eaf4619239V iii If109A Eaf3056377V Questão 6 A máquina síncrona da Questão 5 está operando como motor alimentado a partir de uma fonte de 575 V por meio de um alimentador cuja impedância reativa é Xf 095 O motor está operando na velocidade nominal com a tensão da fonte e uma potência de saída de 40 kW Ignorando as perdas do motor calcule o valor e o ângulo de fase da tensão de fase gerada Êaf a corrente de campo If e a tensão de terminal de linha Va do motor se ele estiver funcionando com a Fator de potência 09 atrasado b Fator de potência unitário c Fator de potência 09 adiantado Considere as medições realizadas na fonte de 575 V RESP a Eaf3168452V If113A Va547V b Eaf4155370V If148A Va5797V c Eaf4950270V If177A Va6106V Questão 7 Uma máquina síncrona trifásica de dois polos 50 Hz 825 kVA e 2300 V tem uma reatância síncrona de 747Ω e atinge a tensão nominal de terminal a vazio com uma corrente de campo de 147 A a Calcule a indutância mútua armaduracampo b A máquina deve operar como motor alimentando uma carga de 700 kW na sua tensão nominal de terminal Calcule a tensão interna Eaf e a respectiva corrente de campo se o motor estiver operando com um fator de potência unitário RESP a Laf407mH b Eaf187447kV If2067A Questão 8 Um fabricante forneceu dados sobre as características a vazio e em curto circuito para um motor síncrono trifásico de quatro polos 45 MW 4160 V e 1800 rpm operando na velocidade nominal Os dados estão resumidos na seguinte tabela Encontre a A relação de curtocircuito b O valor não saturado da reatância síncrona em ohms por fase e por unidade c A reatância síncrona saturada em ohms por fase e por unidade d A reatância de dispersão de armadura é estimada em 014 por unidade considerando as especificações nominais do motor Calcule a componente de entreferro da indutância própria da fase a em henries RESP a RCC107 b Xsns396Ω103pu c Xs358Ω093pu d Laa0538mH Questão 9 Um gerador síncrono trifásico de 125 MVA 11 kV e 50 Hz tem uma reatância síncrona de 133 por unidade O gerador atinge a tensão nominal a vazio com uma corrente de campo de 325 A O gerador está operando conectado a um sistema com uma tensão de linha equivalente de 11 kV e uma impedância equivalente de 017 por unidade tomando o gerador como base O gerador está carregado com uma potência ativa de 110 MW a Calcule i A tensão gerada Eaf por unidade e em kV tensão de linha tal que o sistema esteja operando com fator de potência unitário e a tensão equivalente do sistema externo ii A respectiva corrente de campo iii A respectiva tensão de terminal do gerador por unidade e em kV tensão de linha iv O fator de potência do terminal do gerador b Calcule i Calcule a tensão gerada Eaf por unidade e em kV tensão de linha tal que o gerador esteja operando com sua tensão de terminal nominal ii A respectiva corrente de campo iii A corrente de terminal do gerador por unidade e kA iv O fator de potência do terminal do gerador RESP a i Eaf166529pu 122kV linha b i Eaf160pu 176kV linha ii If 538A ii If 5186A iii Va101851pu 1112kV linha iii Ia0882430pu iv fp 0989 adiantado iv fp0997 atrasado Questão 10 Um gerador síncrono de quatro polos 60 Hz 26 kV 550 MVA e uma reatância síncrona de 167 por unidade está operando em um sistema de potência que pode ser representado por um barramento infinito de 26 kV em série com uma impedância reativa de j043 O gerador está equipado com um regulador de tensão que ajusta a excitação de campo de modo que a tensão de terminal do gerador permanece em 263 kV independentemente da carga do gerador a A potência de saída do gerador é ajustada para 375 MW i Usando o barramento infinito como referência desenhe um diagrama fasorial para essa condição de operação Dê nomes para a tensão do barramento infinito a tensão de terminal do gerador e a tensão de excitação assim como para as quedas de tensão na impedância do sistema e na reatância síncrona ii Calcule o ângulo de fase δt da tensão de terminal do gerador em relação ao barramento infinito iii Encontre o valor em kA da corrente de terminal do gerador iv Encontre o fator de potência de terminal do gerador v Encontre o valor por unidade da tensão de excitação do gerador Eaf e seu ângulo de fase δ em relação ao barramento infinito b Repita a parte a ii v para uma saída de potência do gerador de 500 MW RESP a i ii 𝛿𝑡1364 b ii 𝛿𝑡1833 iii Ia835kA iii Ia1119kA iv 0986 atrasado iv 0981 atrasado v Eaf165568pu v Eaf199673pu