lab nº 13 - medida de la potencia activa trifasica cargas balanceadas y desbalanceadas

FIEE - UNAC LABORATORIO DE ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II MEDIDA DE LA POTENCIA ACTIVA TRIFÁSICA

1.- INFORMACION GENERAL:

LABORATORIO N ° 13 GH : 91G

NOMBRE: ZACARIAS CASTAÑEDA DAVID ENRIQUE.

MEDIDA DE LA POTENCIA ACTIVA TRIFÁSICA MEDIANTE LA LECTURA DE 2 VATIMETROS

2.- OBJETIVO

El objetivo en esta experiencia es obtener la potencia activa trifásica ya sean cargas balanceadas o desbalanceadas utilizando solo 2 vatímetros.

3.- FUNDAMENTO TEORICO

SISTEMAS TRIFÁSICOS

Potencia trifásica

La representación matemática de la potencia activa en un sistema trifásico equilibrado está dada por la ecuación:

CONEXIONES EN ESTRELLA Y TRIANGULO

ALUMNO: ZACARIAS CASTAÑEDA DAVID 1

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_trif%C3%A1sico

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_trif%C3%A1sico


MÉTODO DE ARON - CASO GENERALEn un circuito trifilar se intercalan dos vatímetros en sendos conductores de línea, conectando los sistemas voltimétricos a un punto común sobre el tercer conductor.

Figura 2

No se requiere condición de simetría alguna en el generador o la carga, no existiendo restricciones al esquema de conexión (estrella o triángulo).

La indicación de un vatímetro es igual al producto de los valores eficaces de la tensión aplicada a su sistema voltimétrico, por la corriente que circula por su sistema amperimétrico, por el coseno del ángulo de defasaje entre ambas. Si consideramos las magnitudes como fasores (vectores), la indicación resulta igual al producto escalar de la tensión por la corriente.

De acuerdo con el teorema de Blondell, la potencia activa es igual a la suma algebráica de las dos lecturas. En efecto:

W1=Urs · Ir W3=Uts · It

W1+W3 = (Ur-Us) · Ir + (Ut-Us) · It = Ur · Ir + Ut · It - Us · (Ir+It) [1]

Siendo: Ir+ Is + It = 0 &rArr Ir + It = -Isy reemplazando en [1] resulta



P=W1+W3= Ur · Ir + Us · Is + Ut · It

La indicación de cada vatímetro no corresponde con la potencia de una fase en particular, pero su suma algebraica es igual a la potencia trifásica.



4.- PROCEDIMIENTO

4.1. Presentación gráfica y diagramas fasoriales de cada caso.

1º CASO

VALORES EN LABORATORIO VALORES PROCESADOS

VRS VST VTR IR IS IT PR PT PR+ PT P5=

225 228 226 1.43 1.46 1.47 280 290 570 570

DIAGRAMA FASORIAL DE TENSIONES Y CORRIENTES



CALCULOS TEORICOS

La carga balanceada es:

Asumimos que nuestro generador siempre esbalanceado, por lo tanto la tensión de línea será:

Calculamos la corriente de línea:

Calculamos la potencia mediante la expresión general aplicada a los valores medidos:

Calculamos la potencia mediante la expresión del EFECTO JOULE aplicada a los valores medidos:

La medición directa de la potencia empleando los dos vatímetros es:



2º CASO



225 228 227 1.05 1.08 1.05 230 80 310 303




CALCULOS TEORICOS









3º CASO



225 228 227 1.30 1.30 1.32 290 170 460 461




CALCULOS TEORICOS









4º CASO



225 229 227 1.50 1.45 1.16 330 175 505 513


CALCULOS TEORICOS



La carga desbalanceada es:



Calculamos los voltajes de fase:






5º CASO



225 228 227 1.60 1.25 1.40 330 215 545 547




CALCULOS TEORICOS










6 º CASO



226 229 227 3.17 3.20 3.15 680 215 895 906


CALCULOS TEORICOS





Calculamos la corriente de fase y de línea:






7º CASO



226 228 227 0.28 0.32 0.31 --- 50 --- 34

226 228 227 0.29 0.31 0.31 12 50 38 34




CALCULOS TEORICOS

La carga Desbalanceada es:









8º CASO



226 228 227 0.37 0.78 0.58 --- 80 --- 114

226 228 227 0.37 0.78 0.58 36 80 116 114




CALCULOS TEORICOS










9º CASO



226 228 227 1.10 1.45 0.46 240 82 322 324




CALCULOS TEORICOS










5.-CONCLUSIONES:

5.1) Cuantitativas

a) COMPARANDO LOS VALORES TEORICOS Y EXPERIMENTALES

Utilizando la siguiente formula:

IL

IL

TEORICOSIL

EXPERIMENTALES% ERROR

CASO 1 1.45 1.45 0.00

CASO 2 1.04 1.06 1.92

CASO 3 1.31 1.31 0.00

CASO 4

1.51 1.50 0.66

1.44 1.45 0.69

1.15 1.16 0.87

CASO 5

1.60 1.60 0.00

1.23 1.25 1.63

1.38 1.40 1.45

CASO 6 3.12 3.17 1.60

CASO 7

0.29 0.29 0.00

0.31 0.31 0.00

0.31 0.31 0.00

CASO 8

0.34 0.37 8.82

0.79 0.78 1.27

0.54 0.58 7.41

CASO 9

1.06 1.10 3.77

1.47 1.45 1.36

0.44 0.46 4.55



POTENCIA PROCESADA vs POTENCIA DEL VATIMETRO

Pot (Teórico) Pot (Experimental)P3

% ERROR

CASO 1 568 570 0.35CASO 2 290 310 6.90CASO 3 464 460 0.86CASO 4 512 505 1.37CASO 5 538 545 1.30CASO 6 871 895 2.76CASO 7 34 38 11.76CASO 8 106 116 9.43CASO 9 320 322 0.63

Pot (Teórico)

(Datos Teóricos)

Pot (Experimental)P3

% ERROR


Pot (Teórico)

(Datos Experimentales)

Pot (Experimental)P3

% ERROR


5.2 Cualitativas



Se pudo comprobar satisfactoriamente el método de los dos vatímetros para poder medir la potencia activa en una carga trifásica, teniendo en cuenta la existencia de errores ya sea para cargas balanceadas o desbalanceadas.

La potencia activa trifasica total es igual a la suma de las potencias activas en cada fase.

En las experiencias realizadas nos damos cuenta que en todos los casos asumimos una tensión de línea promedio (tensión en todas las fases iguales), se hace esto para poder asumir que nuestras tensiones siempre están desfasados 120º.

Se observa en los CASOS 2 y 3 (cargas balanceadas) que al aumentar la capacitancia del condensador aumenta la corriente de línea, por lo tanto se estará aumentando la potencia activa sin variar las resistencias.

Vemos que para una conexión en triangulo o delta la corriente es sumamente mayor que en la conexión en estrella, esto se debe a que a cada carga le llega una tensión igual a la tensión de línea , mientras que en una conexión estrella solo le llega a cada carga un valor de tensión igual a , además en una conexión estrella la corriente de linea es igual a la corriente de fase , mientras que en una conexión en delta la corriente de linea es

En los CASOS 7, 8 y 9 no se puede saber con exactitud el valor de las reactancias inductivas de los balastos por lo que estas experiencias se analizo como cargas trifásicas desbalanceadas.

Se pudo hallar la potencia activa de 4 formas diferentes.


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