DEPARTAMENTO DE ELETRICIDADE

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AVALIAÇÃO DE MÁQUINAS SÍNCRONAS
Nome:
Questão 01: (valor: 9 pontos)
Os dados apresentados na tabela são os valores das correntes de excitação e das tensões de
linha correspondentes, que foram obtidos através do ensaio de circuito aberto de uma máquina
síncrona de 145 MVA, 13,8 KV, trifásica, Y, 60 Hz, 72 polos, girando à velocidade síncrona.
If (A)
VL(kV)
100
2,27
200
4,44
300
6,68
400
8,67
500
10,4
600
11,9
700
13,4
775
14,3
800
14,5
Os dados do ensaio de curto-circuito são: If = 305 (A) e Ia = 3035 (A).
Determinar:
(a) reatância síncrona não saturada (1,2919 Ω ou 0,9836 pu)
(b) mostrar que a RCC é o inverso da reatância síncrona saturada. (RCC=1,2029 pu:
Xs=1,0918 Ω ou Xs= 0,8313 pu)
Questão 02: (valor: 8 pontos)
Um motor síncrono 1 MVA, trifásico, 2300 V, Y, 60 Hz, 8 pólos é conectado a um barramento
infinito. A reatância síncrona é de 0,8 pu e a resistência de armadura de 0,1 pu. O motor
síncrono solicita 0,84 pu de potência e opera com fator de potência unitário. O rendimento do
motor nestas condições é de 89 %. Determinar:
a) Tensão gerada. (1,136 pu)
b) Perdas mecânicas. Representar o fluxo de potência através do diagrama
energético.(21840 W)
c) O que acontece com a corrente de armadura e o ângulo de carga se a potência
mecânica for mantida constante e a corrente de excitação for incrementada. Fazer
análise qualitativa e representar também o diagrama fasorial.
Questão 03: (valor: 8 pontos)
Uma máquina síncrona funciona como gerador e alimenta uma carga isolada do tipo RL
(indutiva e resistiva) ligada em estrela sem neutro. Considere a linha de alimentação entre
gerador e a carga como sedo ideal (sem perdas), a resistência da armadura do gerador
desprezível e a indutância mútua entre o campo e a armadura de 4 mH. Se a corrente de
excitação é 160 A, a potência do gerador entregue a carga é 80 kW, a tensão de linha nos
terminais da máquina é 220 V, 60 Hz, a corrente de armadura é 396 A, determinar:
(a) ângulo de carga (8,7693)
(b) a reatância síncrona (0,1239 Ω)
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AVALIAÇÃO DE MÁQUINAS SÍNCRONAS
Nome:
Questão 01: (valor: 9 pontos)
Os dados apresentados na tabela são os valores das correntes de excitação e das tensões de
linha correspondentes, que foram obtidos através do ensaio de circuito aberto de uma máquina
síncrona de 800 MVA, 26 KV, trifásica, Y, 60 Hz, 2 polos, girando à velocidade síncrona. Os
dados entre parêntese correspondem à extrapolação da característica. Apresenta-se também
os dados do ensaio de curto-circuito.
Corrente de excitação (A)
1500
2884
Tensão de linha, característica de
26
(31,8)
circuito aberto (kV)
Tensão de linha, valores obtidos na
29,6
(56,9)
linha do entreferro (kV)
Corrente de armadura, caracte9,26
17,8
rística de curto-circuito (kA)
Determinar:
(a) reatância síncrona não saturada (1,8455 Ω)
(b) mostrar que a RCC é o inverso da reatância síncrona saturada. (Xs=1,6211 Ω ou
Xs=1,9184pu e RCC= 1,92 pu)
Questão 02: (valor: 8 pontos)
Um gerador síncrono de 460 V, 60 Hz, Y, opera em um barramento infinito. A indutância mutua
entre o enrolamento da armadura e o enrolamento de campo é 22,3 mH, a indutância que
representa o efeito de reação da armadura é 7 mH e a reatância de dispersão da armadura é
0,2 mH. A potência entregue à carga é 105 KVA e o fator de potência é 0,95 em atraso.
Determinar:
(a) ângulo de carga (42o)
(b) corrente de excitação (85,4148 A)
(c) analisar qualitativamente a variação que deve sofrer a corrente de campo para
operação do gerador com fator de potência unitário. Explicar
Questão 03: (valor: 8 pontos)
Considere a Máquinas síncrona 1 (MS1) da figura 1 operando como gerador e alimentado
isoladamente a máquina síncrona 2 (MS2). Sabendo-se que a tensão de fase Vt é 254 V, a
tensão de excitação da MS1 é 0,96 pu adiantada de 15o (ângulo de carga de MS1), determinar:
(a) corrente de armadura (39,45 A)
(b) ângulo de carga da MS2 (-11,61o)
(c) O rendimento total do sistema se as perdas mecânicas de MS1 é 2000 W e da MS2 é
2100W. \\\\982,94 %)
Impedância da MS1 = 0,15 + j1,66 Ω
Impedância da MS2 = 0,10 + j1,48 Ω