Experiencia N8Circuitos trifsicos II.

Universidad de Santiago de Chile.

Juan Monetta Moreira.Profesor

Laboratorio de redes elctricas.Asignatura

Rodrigo Acua Mara Medina Integrantes

Santiago, 24 de Noviembre del 2014

Objetivos:a. Analizar la respuesta de un circuito trifsico Y-Y midiendo voltajes, corrientes, ngulos de fase, secuencia y potencia, en cada uno de sus elementos.b. Comprobar experimentalmente las relaciones de tensin fase neutro y entre lneas; corrientes por fase y por lnea; potencias por fase y total absorbidas por la carga.Resumen:Se presenta un circuito trifsico estrella- estrella, analizando su comportamiento con neutro y sin neutro, tanto para cargas balanceadas como desbalanceadas, comparando los resultados obtenidos con los conocimientos tericos.Marco Terico y conceptos previos:El marco terico presentado a continuacin busca simplificar el entendimiento de los procedimientos a seguir en la experiencia tratada en base a los objetivos establecidos.Smbolo.Unidades.Nombre.

Volts Voltaje.

AmperesCorriente.

Ohm Resistencia elctrica.

Farad Capacidad.

Henry Inductancia.

Frecuencia angular.

ZOhm Impedancia.

Ohm Reactancia capacitiva.

Ohm Reactancia Inductiva.

Tabla 1: Nomenclatura general.

Circuitos monofsicos:Un sistema monofsico es un sistema de produccin, distribucin y consumo de energa elctrica formado por una nica corriente alterna o fase y por lo tanto todo el voltaje vara de la misma forma.

Sistemas trifsicos:Un sistema trifsico es un sistema de produccin, distribucin y consumo de energa elctrica formado por tres corrientes alternas monofsicas de igual frecuencia y amplitud que presentan una cierta diferencia de fase entre ellas, en torno a 120, y estn dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofsicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase.

Tensiones equilibradas: Un sistema trifsico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes son iguales y estn desfasados simtricamente. Sistema desequilibrado:Cuando alguna de las condiciones anteriores no se cumple (corrientes diferentes o distintos desfases entre ellas), el sistema de tensiones es un desequilibrado o ms comnmente llamado un sistema desbalanceado.

Carga desequilibrada:Conjunto de impedancias distintas que dan lugar a que por el receptor circulen corrientes de amplitudes diferentes o con diferencias de fase entre ellas distintas a 120, aunque las tensiones del sistema o de la lnea sean equilibradas o balanceadas.

Conexin tipo Estrella con neutro:Se designa por la letra . Se consigue uniendo uno de los terminales de cada una de las cargas en un punto comn, que se denomina neutro y que normalmente se conecta a tierra. Los otros terminales se conectan a las fases.

En la conexin en estrella, cada generador se comporta como si fuera monofsico y produjera una tensin de fase o tensin simple. ; Conexin tipo estrella sin neutro: Este tipo de conexin para sistemas balanceados es equivalente a la conexin con neutro, esto se debe a que en un sistema balanceado la suma de las corrientes en cada linea es cero, por esto, la corriente en el neutro es cero y as no seria necesario que existiera un neutro en el circuito trifasico.Por otro lado, para un sistema desbalanceado sin neutro, los voltajes existentes en cada carga dependerian de todas las cargas que se encuentran conectadas en el sistema, por lo que sera complicada la distribucion. Para circuitos Y-Y desbalanceados no es recomendable utilizarlos sin neutro, ya que puede quemar los artefactos electricos que han sido conectados debido a que el voltaje y la corriente no son del todo predecibles.

Teorema de Blondell:En un circuito n-filar la potencia activa puede medirse como suma algebraica de las lecturas de n-1 vatmetros.

En este caso particular cada vatmetro indica la potencia de la fase a la que est conectado. De este modo, la potencia trifsica resulta igual a:

Es decir, la potencia total es suma de las tres lecturas. Teorema de MillmanEste teorema permite calcular la tensin entre dos nodos A y B conociendo las tensiones y las impedancias como se muestra en la ilustracin 1, se tiene la siguiente ecuacin

Ilustracin 1: teorema de Millman

Para el caso de un circuito trifsico sin neutro, utilizando el teorema de millman para calcular de Neutro(N) a Nodo(O) se tiene que

Desarrollo:I. Equipos utilizados:

Multitester.Instrumento elctrico porttil para medir directamente magnitudes elctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Wattmetro.Instrumento electrodinmico para medir la potencia elctrica o la tasa de suministro de energa elctrica de un circuito elctrico dado.Fasimetro.El fasimetro es un equipo capaz de identificar la secuencia de fase. Secuencimetro.Instrumento manual diseado para detectar el campo de accin de sistemas trifsicos. Ampermetro de tenazas.Tipo especial de ampermetro que permite obviar el inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la corriente para colocar un ampermetro clsico. El funcionamiento de la pinza se basa en la medida indirecta de la corriente circulante por un conductor a partir del campo magntico que dicha circulacin de corriente que genera. Proteccin trifsica.Se utilizan en los sistemas elctricos de potencia para evitar la destruccin de equipos o instalaciones por causa de una falla que podra iniciarse de manera simple y despus extenderse sin control en forma encadenada. Nodos.Adaptacin de mltiples entradas que simula el nodo de una red para simplificar las conexiones en paralelo o serie. Bananas.Adaptacin manual para conectores deteriorados, que permite continuar su utilizacin. Extensin.Extensin para conexin elctrica. Chicote de punta y canada.Cables interconectores de distinto tipo de conexin para los circuitos a montar.

II. Resultados y anlisis.La experiencia se divide en 3 partes, la primera consiste en analizar el circuito trifsico conectado en estrella equilibrado en tensiones y cargas equilibradas con secuencia positiva y neutro conectado; la segunda parte se analiza cambiando el tipo de cargas a desequilibradas con neutro conectado y la tercera etapa se analiza la situacin de desequilibro sin neutro conectado. En las tres partes de la experiencia se compararn los valores tericos con los obtenidos en la experiencia Etapa 1. Circuito trifsico balanceado Se analizar el siguiente circuito

Circuito 1. Trifasico equilibradoLa primera fase consta del anlisis del circuito montado mediante instrumentos y luego mediante procedimientos matemticos. Los valores obtenidos con instrumentos son los siguientes:Voltajes fase neutro.

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