Prova Substitutiva Maquinas Sincronas - Engenharia Eletrica

FAENG CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 20231 Prova Optativa Substitutiva de MÁQUINAS SÍNCRONAS PROVA POPS Prof Dr Valmir Machado Pereira Data 27062023 Duração 2h PROVA INDIVIDUAL SEM CONSULTA Aluno Gabriyel Guerra Permitido somente uso de calculadora científica Usar no máximo 2 casas decimais na resolução das questões I QUESTÃO 20 pts a Em relação ao fator de potência da corrente de armadura indutivo capacitivo que diferença há entre o gerador síncrono e o motor síncrono quanto as condições superexcitado e subexcitado b Desenhe o diagrama fasorial DF de um motor de polos salientes com reatâncias Xd e Xq e resistência de armadura distróntico com fator de potência unitário ilustre também no DF o eixo direto e o eixo em quadratura e responda i a componente de eixo direto da corrente de armadura tem efeito magnetizante ou desmagnetizante sobre o circuito de excitação ii O motor opera subexcitado ou sobreexcitado II QUESTÃO 15 pts Um gerador síncrono trifásico de 200 MVA ligado em Y 158 kV 60 Hz e 4 polos apresenta uma tensão de armadura em vazio de 158 kV fasefase quando a excitação é de 900 A No ensaio em curtocircuito também com excitação de 900 A a corrente medida na armadura é de 84 kA Pedese calcular a A reatância síncrona saturada da máquina em ohms e em pu b O módulo da tensão gerada interna Êg quando este gerador na tensão nominal alimenta a carga nominal com fator de potência de 09 atrasado c Determinar a corrente de excitação na condição do item b III QUESTÃO 25 pts Um gerador síncrono trifásico acionado por turbina à água de 14 polos e ligado em Y tem especificações nominais de 120 MVA 132 kV FP 08 atrasado e 60 Hz Sua reatância de eixo direto é 062 Ω e sua reatância de eixo em quadratura é 040 Ω Todas as perdas rotacionais podem ser ignoradas Para o gerador operando nas condições nominais pedese calcular a O módulo e o ângulo da corrente de armadura e o ângulo de carga δ para esta condição b As componentes da corrente de armadura de eixo direto e de eixo em quadratura c O valor da tensão gerada interna e a regulação d Determinar a equação da potência em função do ângulo de carga para este gerador e Traçar o diagrama fasorial em escala aproximada com todos os elementos Vt E𝑔 Ia Id Iq Xqd Xqds Xqld δ ϕ IV QUESTÃO 20 pts Para um gerador síncrono de Xd 112 pu ligado a uma barra infinita tensão V 10 pu funcionando superexcitado com E𝑔 14 pu e com potência de saída Pt0 060 pu a Calcule o ângulo de potência e a potência reativa de saída b Admitindo não haver saturação nas condições operacionais abaixo pedese determinar o novo ângulo de potência e a variação percentual na potência reativa de saída i Conservando a corrente de campo If e aumentando de 30 o conjugado da turbina ii Mantendo inalterada a regulagem da válvula da turbina na condição inicial e aumentando 20 em I𝑓 iii Represente as duas situações usando fasores sobrepostos aos fasores correspondentes a situação inicial V QUESTÃO 20 pts Uma carga trifásica ligada em estrela 220 V entre linhas consome 50 A com fator de potência 08 atrasado Um motor síncrono de rotor cilíndrico trifásico 220 V ligação estrela tendo uma reatância síncrona de 12 Ω por fase é conectado em paralelo com essa carga A potência desenvolvida pelo motor é 30 kW com um ângulo de carga de 20 Desprezando a resistência de armadura calcule a a tensão interna tensão de excitação e a potência reativa kVAr do motor b o FP e a potência aparente do conjunto motorcarga Formulário S3φ 3VI VA Spm Vpm Imn Pt VI cosϕ Qt VI sen ϕ f P2n60 ωs 2p2nf P3φ 3V1I1 cos ϕ Pclm m ExVsenδXd Pg mv2Xq Xdsen2δ2Xq Xd Q m Ey cos δ Xd V2 Xl X1 E𝑓 Icc ℜm Eg VtVt 100 Zbase V2Nbase Sbase 1 rpm 2π60 rads T P3φ ωs Êg Vt Rs jXs Ia Ê𝑞 Vt jXd Ia Ep Em Xd Xq Ia Êg Vt jXd Id jXq Iq Ia Ia sen ϕ δ Iq Ia cos ϕ δ Êm Vt Z1 Ia Ê𝑀 Vt jXq Ia Em Em Xd Xq Ia BOA PROVA