informe circuitos trifásicos

ndice

1. Objetivos de la prctica22. Equipos e instrumentos utilizados33. Fundamento terico 54. Hoja de Datos y Resultados 75. Diagramas fasoriales126. Concepto: Desplazamiento del neutro157. Observaciones168. Conclusiones189. Bibliografa 19

1.-Objetivos de la prctica: Repasar los conceptos de sistemas trifsicos y recalcar la relacin de estos con los sistemas monofsicos. Aprender cmo se hacen las conexiones en estrella y triangulo (delta). Comprobar las relaciones existentes entre los valores de corrientes y tensiones en sistemas trifsico balanceado, desbalanceado en conexiones estrella/triangulo. Analizar las caractersticas de una carga en conexin en triangulo y comparar las ventajas con relacin a la conexin en estrella. Estudiar el fenmeno de la correccin del factor de potencia.

2.-Equipos e instrumentos utilizados: Un banco trifsico de inductancia variable. Un banco trifsico de resistencia variable. Un banco trifsico de condensador variable. Resistencia de 11 ohmios, 7,5A y resistencia de 21 ohmios, 5A. Dos ampermetros de 0-6-12A. Multmetro Fluke 0-750V. Power Meter. Bornera. Transformador Trifsico 220V Fuente de corriente alterna 3*380/15 Caja con conectores con colores y tamaos normalizados Rojo(R), Negro(S), Azul (T), Amarillo(N).

Fig1.-Bornera Fig2.-Ampermetro

Fig3.-Power Meter Fig4.-Multmetro Fluke

Fig5.-Carga Resistiva Balanceada Fig6.-Transformador trifsico

3.-Fundamento tericoUn circuito trifsico es bsicamente el sistema formado por tres circuitos monofsicos desfasados 120 respecto de cada uno. Como se puede apreciar en la figura 7 el pico de la tensin de color azul tiene una distancia de 120 con el de la tensin roja, a su vez, la roja tambin tiene una distancia de 120 con la verde.Fig. 7. Grfica de las tensiones de un sistema trifsicoExisten dos formas de conectar las bobinas de un generador trifsico y tambin hay dos maneras de conectar cualquier circuito elctrico trifsico. Son la conexin en estrella (Y) y la conexin en triangulo (Delta/ ).Se puede calcular la corriente, voltaje y potencia de circuitos trifsicos equilibrados aplicando las relaciones de los circuitos monofsicos a las partes componentes del circuito trifsico.

Fig. 8. Esquemas de las conexiones en estrella (izquierda) y tringulo (derecha).Ventajas del circuito trifsico con respecto al monofsico.

En un sistema trifsico se pueden conectar ambos tipos de cargas (trifsicas y monofsicas). Por ejemplo:Si la alimentacin es 380V se conectaran las cargas monofsicas de 220V con la lnea neutra.

Si la alimentacin (trifsica) es de 220V se colocaran las cargas monofsicas entre lneas.

Para una misma potencia de una carga se cumple que la corriente por las lneas trifsicas son menores que las corrientes por la lnea monofsica I (3) 57.7% I (1). Con lo cual se reduce el costo del cableado de las lneas de alimentacin, ya que al circular menos corriente sus secciones pueden ser ms delgadas y por lo tanto menor costo.

La corriente alterna y 3 devanados equidistantes generan un campo magntico rotativo, lo que permite construir motores ms sencillos y robustos (de mayor potencia) dando adems una potencia constante. Los motores trifsicos tienen menos perdidas, no necesitan de una bobina de arranque y adems son ms pequeos por lo que costo es menor.

4.-Hoja de Datos y Resultados:Ensayo N1: Medidas con carga resistiva balanceada conectada en estrella (Y).Se efectuaron las conexiones necesarias con la bornera, la fuente y la carga trifsica teniendo como modelo la figura 9.

Fig. 9. Carga resistiva balanceada en conexin Y.

Medidas de tensin y corriente en carga balanceada en conexin en estrella (Y)

LecturaLecturaLecturaExactitud

Tensin de lnea VL(V)Tensin de fase VF(V)Corriente de lnea IL=IF (A)ClaseAnalgicoDigital(0,4%+40)

1,5

DigitalEscalaDigitalEscalaAnalgicoEscalaIL(A)VL(V)VF(V)

VRS=394500VRN=228,9500IRN=5,7100,0751,9761,316

VST=394500VSN= 229,5500ISN=6100,0751,9761,318

VTR=394500VTN=227,0500ITN=5,9100,0751,9761,308

VON=3,55ION=0100,0751,9760,414

Tabla 1. Valores obtenidos para carga resistiva balanceada.Ejemplo de clculo:VRS= 394 V Exactitud (Digital)= 0,4%(394)+0,4= 1,976

Ensayo N2: Medidas con carga resistiva desbalanceada conectada en estrella (Y):

Fig. 10. Carga resistiva desbalanceada en conexin Y.

Medidas de tensin y corriente en carga desbalanceada en conexin en estrella (Y)



1,5


VRS=396500VRN=228,6500IRN=4,5100,0751,9841,314

VST=395,1500VSN= 228,9500ISN=5,9100,0751,9801,316

VTR=395,1500VTN=228,3500ITN=3,4100,0751,9761,313

VON=32,650ION=1,8100,0751,9800,530

Tabla 2. Valores obtenidos para carga resistiva desbalanceada.

Ensayo N3: Medidas con carga resistiva desbalanceada conectada en estrella (Y) y lnea R desconectada:

Medidas de tensin y corriente en carga desbalanceada en conexin en estrella Lnea R desconectada(Y)



1,5


VRS= 227,9500VRN=0,15IRN=0100,0751,3120,4

VST=395500VSN= 228,4500ISN=5,8100,0751,9801,314

VTR=228,3500VTN=228,3500ITN=3,51100,0751,3131,313

VON=125,7500ION=5100,0751,3130,903

Tabla 3. Valores obtenidos para carga resistiva desbalanceada con lnea R desconectada.Ensayo N4: Medidas con carga resistiva balanceada conectado en triangulo ().

Fig. 11. Carga resistiva balanceada conexin en delta.Medidas de tensin y corriente en carga balanceada en conexin triangulo ()


Tensin de lnea VL=VF(V)Corriente de lnea IL (A)ClaseCorriente de fase IF (A)ClaseAnalgicoDigital(0,4%+40)

1,51,5

DigitalEscalaAnalgicoEscalaAnalgicoEscalaIL(A)VL(V)VF(V)

VRS= 241,5500IR=10,615IRS=5,7100,0751,3661,366

VST=239,8500IS=10,615IST=5,8100,0751,3591,359

VTR=238500IT=10,615ITR=5,7100,0751,3521,352

Tabla 4. Valores obtenidos para carga resistiva balanceada

Ensayo N5: Medidas con carga resistiva desbalanceada conecta en triangulo ().

Fig. 12. Carga resistiva desbalanceada conexin en delta.

Medidas de tensin y corriente en carga desbalanceada en conexin triangulo ()


Tensin de lnea VL=VF(V)Corriente de lnea IL (A)ClaseCorriente de fase IF (A)ClaseAnalgicoDigital(0,4%+40)

1,51,5

DigitalEscalaAnalgicoEscalaAnalgicoEscalaIL(A)VL(V)VF(V)

VRS= 232,5500IR=1015IRS=4,6100,0751,331,33

VST=233500IS=815IST=3,5100,0751,3321,332

VTR=229500IT=915ITR=5,75100,0751,3161,316

Tabla 5. Valores obtenidos para carga resistiva desbalanceadaEnsayo N6: Correccin del factor de potencia.

Fig. 13. Carga resistiva desbalanceada conexin en estrella con correccin del factor de potencia.

PosicinTensin(V)Corriente 1(A)Corriente 2(A)Corriente 3(A)Potencia Activa(P) (KW)Potencia Reactiva(Q) (KVAR)Potencia Aparente(S) (KVA)Cos(,medido)Cos(calculado)Z(Ohmios)

0--0227,6544-0,510,720,890,5856,86

1--0227,603,240,80,520,530,740,6971,125

1--1226,752,841,70,520,350,620,8382,05

2--12272,442,50,520,180,550,9594,58

Tabla 6. Valores obtenidos para carga resistiva y correccin de factor de potencia.

5.-Diagramas fasoriales:

Fig. 14. Diagrama fasorial para carga balanceada en conexin estrella.

Fig. 15. Diagrama fasorial para carga desbalanceada en conexin estrella.

Fig. 16. Diagrama fasorial para carga desbalanceada en conexin estrella y sin neutro (A).

Fig. 16. Diagrama fasorial para carga desbalanceada en conexin estrella y sin neutro (B).

Fig. 17. Diagrama fasorial para carga balanceada en conexin delta.

6.- Explicar el concepto de desplazamiento del neutro:

7.- Observaciones:14.1 Medida con carga resistiva balanceada conectada en estrellaEn este circuito (figura 7) se us un banco de resistencia (balanceada) conectado en estrella, los valores de carga fueron R1 = R2 = R3 = 40 . Y cada lnea las conectamos con diferentes colores de cable (R: rojo, S: azul, S: negro y N: amarillo)

La tensin de lnea que se utilizo fue 380 V. Y se comprob mediante un ampermetro que se coloc en la lnea neutra que su intensidad de corriente era 0.

14.2 Medida con carga resistiva desbalanceada conectada en estrella

En este circuito (figura 8) se utiliz un ampermetro y un multmetro fluke y un banco de resistencias trifsico variable en conexin estrella. Aqu se utiliz cargas desbalanceadas (R1: 40 , R2: 51 y R3: 62 ). Con una tensin de lnea que fue 380 V (se obtuvo de la fuente de corriente alterna tensin constante del banco de pruebas). Const de tres partes. La primera fue usando el neutro, la segunda sin usar el neutro y la tercera desconectando la lnea R.

14.2 Medidas con carga resistiva conectado en triangulo.En este circuito, a diferencia del anterior, se utiliz un transformador para poder pasar la tensin del banco de pruebas (380 V) a aproximadamente la tensin que usa generalmente la tensin de lnea de una conexin en triangulo (220 V). Se utiliz un banco de resistencias balanceadas R1= R2= R3= 40 14.3 Medidas con carga resistiva desbalanceada conectada en triangulo En este circuito se utiliz un banco de transformador trifsico, un ampermetro, un multmetro fluke y el mdulo de banco de resistencias variable. Las cargas estaban desbalanceadas (R1: 40 , R2= 52 , R3=61 ). Se us 220 V como tensin de lnea.

8.-Conclusiones

La conexin en estrella posee una lnea neutra la cual le permite evacuar exceso de corriente. Para el caso de carga balanceada la corriente en el neutro ser igual a cero. Mientras que para una carga desbalanceada ser diferente de cero. A una conexin en estrella se le pueden conectar cargas a diferentes tensiones: A la tensin de lnea (URS) o a la tensin de fase (URN). Para un mismo valor de impedancia la potencia trifsica de su conexin en triangulo ser 3 veces la potencia que generara si estuviera conectada en estrella. Al eliminarse el neutro la corriente que sobra se distribuir hacia las cargas lo que podra generar una sobrecarga y posteriormente una falla de los equipos. Como se vio al eliminar la lnea R, a pesar de que el voltaje es cero an existe corriente que circula a travs de la lnea. La corriente en el neutro ser cero si y solo si las cargas estn balanceadas. El factor de potencia permite disminuir la potencia reactiva a un valor mnimo que permite el ahorro de energa y ahorro econmico. Conforme se vara las posiciones de los capacitores la corriente 3 aumenta mientras que la corriente 1 disminuye.

9.-Bibliografa http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_trif%C3%A1sico http://potenciaelectrica-ramls95.blogspot.com/2012/05/funciones-trigonometricas-y-conceptos.html http://electricidad.usal.es/Principal/Circuitos/Descargas/SobretensCorteNeutro.pdf Gua de laboratorio de electricidad 2014_1

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