2019 05 08_EP_TE2_(RHRR)(Solución)

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UNIVERSIDAD DE PIURA 
FACULTAD DE INGENIERIA 
CURSO: TECNOLOGÍA ELÉCTRICA II 
EXAMEN PARCIAL (SOLUCIÓN) 
FECHA: 08/05/2019 NOMBRE: __________________________ 
DURACIÓN: 3 Horas HORA: SECCIÓN: 
 
Sin libros ni apuntes. Con formulario y con calculadora. Sea claro y preciso en sus explicaciones. No 
utilice la cara posterior para sus respuestas. Si le falta espacio solicite un cuadernillo adicional. No 
utilice lápiz ni lapicero rojo. 
 
 
1 
(1p) 
¿Cuáles son las 2 principales fuentes primarias de energía de nuestro país? 
La energía hidráulica y la térmica (Gas Natural) 
2 
(1p) 
¿Por qué es conveniente transmitir energía eléctrica mediante redes trifásicas respecto a las 
redes monofásicas? Diga por lo menos 2 razones. 
1. Se disminuye la cantidad de cable (menos “cobre”) 
2. Potencia constante 
3. Campo magnético rotatorio constante 
3 
(1p) 
Si usted esta operando una planta industrial que tiene varios grupos electrógenos de distimtas 
potencias y necesita conectarlos en paralelo para alimentar de energía a toda la planta. ¿Qué 
condiciones deben cumplirse para poder sincronizar estos grupos electrógenos? 
1. Las frecuencias de ambas tensiones deben ser iguales 
2. Las tensiones de ambos generadores deben tener el mismo valor eficaz. 
3. Deben tener la misma identidad de fases (R-R’, S-S’, T-T’) 
4. Ambos generadores deben tener la misma secuencia de fases (RST – R’S’T’) 
4 
(1p) 
Defina ¿qué es un cortocircuito? ¿Qué sucede con las corrientes y con la tensión? La corriente 
será muy baja o muy alta? La tensión será muy baja o muy alta en el punto de cortocircuito? 
Es la unión franca entre dos puntos a diferente potencial eléctrico.En el punto de cortocircuito 
la corriente es muy alta y la tensión es cero (al estar unidos los dos puntos) 
5 
(1p) 
Una cada parámetro con su unidad de medida correspondiente. 
 
Tensión Voltio 
Inductancia Henrio 
Resistencia eléctrica Ohmio 
Corriente eléctrica Amperio 
Capacitancia Faradio 
Energía eléctrica KWh 
Potencia Wattt 
 
 
6 
(1p) 
Observando el gráfico siguiente indique cuál será la corriente de arranque si la corriente 
nominal del motor es 20 A? 
 
Observando el gráfico se ve que la corriente de arranque (justo al inicio de la rotación es 5 
veces la In , Si la corriente nominal es 20 A, entoces la Corriente de Arranque será 100 A 
 
 
7 
(1p) 
De la pregunta anterior. 
a) Es recomendable tener estas corrientes de arranque? Si o no y por qué razón? 
No son recomendables, pues al ser elevadas pueden afectar a otras cargas y 
usuarios de la red eléctrica. 
b) ¿Cómo haría para variar la corrientes de arranque? 
Puedo utilizar otros tipos de arranque distintos al arranque directo: 
- Arranque estrella triángulo 
- Arranque con variadores de frecuencia, etc. 
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(1p) 
La tabla siguiente es la tabla de una gama de motores asíncronos. 
 
 
Necesitamos suministrar energía para un motor de un secador de harina de pescado que 
requiere 10 kW de Pot Activa. 
a) ¿Cuál motor elegiría? (El de qué potencia nominal) 
 Elijo el de 11 kW , pues tiene la capacidad de poder cubrir la demanda de 10 kW 
b) ¿Cuánta energía eléctrica consumiría de la red eléctrica este motor? 
El motor de 11 kW , tiene una eficiencia de 90.7%, es decir que para nuestra carga 
de 10kW, realmente de la red estará tomando 10/0.907 = 11.03kW 
Para determinar cuanta energía consumiria , necesito tener un tiempo de 
evaluación. Puedo asumir 1 hora (o cualquier tiempo de referencia) 
Para el caso de 1 hora , la energía que consumiría seria = 11.03 kWh 
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(1p) 
En la Figura siguiente : 
 
 
Si la carga debe estar alimentada a 220 V, y la fuente está generando en 22.9kV. 
a) ¿Cuál debe ser la relación de transformacion del transformador? 
m = 22900/220 = 104.1 
b) Si la corriente en la carga es de 125 A y en fase con la tensión, ¿cuál será la 
corriente que sale del generador? 
I1 = I2/m = 1.2 A 
c) ¿Qué tipo de carga sería, resistiva, capacitiva o inductiva? 
Si está en fase con la tensión sería resistiva 
 
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(1p) 
Un generador síncrono de 2 pares de polos ¿podrá ser de polos salientes? Si o no y por qué? 
Para poder indicar si puede ser de polos salientes o lisos, el criterio que tenemos es la 
velocidad de rotación. Si esta es mayor a 1800 rpm no podría ser de polos salientes porque la 
fuerza centrífuga de rotación podria ocasionar falla mecánica. 
Para calcular debemos asumir una frecuencia de red, asumimos nuestra frecuencia de red 60 
Hz. , Con lo cual n = 60x(60) / 2 = 1800, por lo que SI LA FRECUENCIA DE RED ES DE 60 Hz el 
generador no podría ser de polos salientes. 
11 
(4p) 
Una pequeña industria tiene el siguiente equipamiento eléctrico conectado según el esquema 
adjunto. El suministro eléctrico viene de una red trifásica con una tensión de línea de 380V a 
una frecuencia de 60Hz. Se tiene : 
(1) Un motor trifásico de 10 kW, factor de potencia = 0.75 
(2) Un horno trifásico constituido por 3 resistencias de 50 Ohm conectadas en Delta 
(3) Treinta lámparas de vapor de mercurio de 500 W, 220 V y Factor de Potencia= 
0.6 conectadas equitativamente entre cada línea y neutro. 
 
(4) Tres motores monofásicos de 2kW, 380V y factor de potencia = 0.7, conectados 
entre líneas. 
 
Calcule : 
a) La potencia total de la instalación y el Factor de Potencia. 
b) ¿Cuál es el factor de potencia con el cual no se pagaría por concepto de energía 
reactiva? 
c) Calcule la capacidad del banco de condensadores conectado en triángulo (en 
micro faradios) para corregir el factor de potencia al factor requerido en el 
apartado b) 
 
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(4p) 
La instalación eléctrica de la pregunta anterior, será alimentada desde un punto de alimentación 
ubicado a 200 m. Si asumimos que la Temperatura ambiente será 44°C, la energía eléctrica se 
traerá hasta la instalación mediante ducto de PVC. Considere usar el conductor NYY cuyos datos 
se adjuntan, observe que este conductor es tipo Cable. 
Aplique los factores de corrección que sean necesario. Considere una temperratura de servicio 
de 60 °C 
Considere una Resistividad del Cobre  (rho) = 0.018 xmm2/m 
a) ¿Cuál es la corriente nominal de la instalación? 
b) ¿Cuál será la corriente de diseño para elegir el conductor requerido?. 
c) Si el cable a seleccionar es el cable que viene desde el medidor hasta el tablero 
prinicpal de la instalación ¿Cuál debe ser su máxima caida de tensión? En voltios. 
d) Seleccione el calibre del conductor necesario para traer la energía electrica a la 
instalación. Tenga en cuenta la capacidad de corriente y la máxima caida de 
tensión permisible. 
 
13 Si una planta industrial al final del mes de facturación ha obtenido los siguientes consumos de 
energía eléctrica. 
 
(2p) Energía Activa = 1500 kWh 
Energía Reactiva = 750 kVarh 
Si el Cargo por Energía Reactiva que exceda el 30% del total de la Energía Activa es : 
4.28 [ctm. S/./kVar.h] 
a) ¿Cuánto pagará por energía reactiva? 
Sabemos que se paga (en nuestro país) por la energía reactiva que excede al 30% 
de la energía activa. 
30% EA = 0.3x1500 = 450kWh 
Exceso de ER = 750-450 = 300 kVarh 
Facturación de ER = 300x(4.28/100) = S/ 12.84 
b) ¿Cuánta energía reactiva tendrá que inyectar un banco de condensadores para no 
pagar por concepto de energía reactiva? 
Debería inyectar la energía reactiva que excede al 30% de EA, en este caso 
300kVarh Capacitivos.