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Universidad Nacional de Ingeniera

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA MECNICALABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y ELECTRNICA DE POTENCIA

INFORME

CURSO: Laboratorio de Circuitos Elctricos II ML125 A

PERIODO ACADMICO: 2014-I

EXPERIMENTO: Circuitos Trifsicos Desbalanceados

REALIZADO POR:

Garca Vsquez, Andy Steven20111300G Grandy Gonzales, Emilio Roger20112601K Paredes Chvez, Renzo Ismael20111308H Salas Crdenas, Pablo Cesar 20111248E

EXPERIMENTO DIRIGIDO POR:Ing. Ing. Bernab Alberto Tarazona Bermdez

ENTREGA DEL INFORME: Jueves 12/06/2014

INFORME CALIFICADO POR: Ing. Bernab Alberto Tarazona Bermdez

Lima, junio del 2014

ndice

I.INTRODUCCION2II.OBJETIVOS3III.FUNDAMENTO TEORICO3IV.Materiales11V.Procedimiento13VI.Datos14VII.Clculos previos18VIII.Cuestionario20IX.Observaciones36X.Conclusiones36XI.Recomendaciones36XII.Bibliografa37

I. INTRODUCCION

La principal aplicacin para los circuitos trifsicos se encuentra en la distribucin de la energa elctrica por parte de la compaa de luz a la poblacin. Nikola Tesla prob que la mejor manera de producir, transmitir y consumir energa elctrica era usando circuitos trifsicos.Algunas de las razones por las que la energa trifsica es superior a la monofsica son que la potencia en KVA (Kilo Volts Ampere) de un motor trifsico esaproximadamente 150% mayor que la de un motor monofsico.Tambin en un sistema trifsico balanceado los conductores necesitan ser el 75% del tamao que necesitaran para un sistema monofsico con la misma potencia en VA por lo que esto ayuda a disminuir los costos y por lo tanto a justificar el tercer cable requerido adems la potencia proporcionada por un sistema monofsico cae tres veces por ciclo aparte tambin la potencia proporcionada por un sistema trifsico nunca cae a cero por lo que la potencia enviada a la carga es siempre la misma.En el experimento expuesto en el presente informe hablaremos sobre los Circuitos trifsicos desbalanceados , para lo que usaremos cargas desbalanceadas y con la ayuda del Analizador de Calidad se obtendrn los diferentes valores de tensin de fase y de lnea as mismo con las corrientes, luego de haber obtenido los datos se proceder a comprobar mediante clculos tericos lo experimental. A continuacin se muestran los resultados de nuestro estudio y trabajo.

II. OBJETIVOS

Familiarizar al estudiante con el sistema trifsico desbalanceado, y sus mtodos de clculo, los cuales son casos presentes en la realidad.III. FUNDAMENTO TEORICO

CIRCUITOS TRIFASICOS

CONCEPTO.- Para comprender como funcionan los circuitos trifsicos es necesarios primero conocer cmo se denominan las partes que lo componen as como todos los conceptos relacionados.Sin un claro entendimiento de todo esto se pueden ocasionar confusiones a la hora de resolver un problema con circuitos trifsicos.

VOLTAJE TRIFASICO BALANCEADOS.- Para que los tres voltajes de un sistema trifsico estn balanceados debern tener amplitudes y frecuencias idnticas y estar fuera de fase entre s exactamente 120.Importante:En un sistema trifsico balanceado la suma de los voltajes es igual a cero:

CIRCUITO TRIFASICO BALANCEADO.-Si las cargas se encuentran de manera que las corrientes producidas por los voltajes balanceados del circuito tambin estn balanceadas entonces todo el circuito est balanceado.

VOLTAJE DE FASECada bobina del generador puede ser representada como una fuente de voltaje senoidal.Para identificar a cada voltaje se les da el nombre de voltaje de la fase a, de la fase b y de la fase c.

SECUENCIA DE FASE POSITIVAPor convencin se toma siempre como voltaje de referencia al voltaje de fase a.Cuando el voltaje de fase b est retrasado del voltaje de fase a 120 y el voltaje de fase c est adelantado al de fase a por 120 se dice que la secuencia de fase es positiva. En esta secuencia de fase los voltajes alcanzan su valor pico en la secuencia a-b-c.Los voltajes de a, b y c representados con fasores son los siguientes:

en donde Vm es la magnitud del voltaje de la fase a.SECUENCIA DE FASE NEGATIVAEn la secuencia de fase negativa el voltaje de fase b est adelantado 120 al de la fase a. y el voltaje de fase c est atrasado 120 al de la fase a.

NEUTRONormalmente los generadores trifsicos estn conectados en Y para as tener un punto neutro en comn a los tres voltajes. Raramente se conectan en delta los voltajes del generador ya que en conexin en delta los voltajes no estn perfectamente balanceados provocando un voltaje neto entre ellos y en consecuencia una corriente circulando en la delta.

CIRCUITOS TRIFASICOS DESBALANCEADOS

El clculo de un circuito trifsico desbalanceado se lleva a cabo mediante un anlisis de nodos o de mallas, porque la simetra espacial, que permite reemplazar un problema trifsico equilibrado por otro monofsico representativo, ya no existe. Tambin es evidente que las ventajas del trifsico sobre el monofsico desaparecen si el circuito est muy desequilibrado. Tambin es posible calcular este tipo de circuitos usando el mtodo de las componentes trifsicas.

Conexin en delta (D) abierta: Para estudiar la carga trifsica desequilibrada se emplea la de la figura 1., la cual es una carga en conexin delta desbalanceada, ya que la tercera impedancia que cierra el tringulo se omite. La tercera impedancia se puede considerar como si fuera demasiado grande (infinita): se trata como un circuito abierto.

Figura 1. Circuito desbalanceado en conexin D abierta

Las dos impedancias son iguales, pero falta la tercera, que si estuviera conectada entre A y B dara lugar a que la carga total fuese un tringulo equilibrado. Las tensiones de lnea en los terminales de la carga se suponen equilibradas y de secuencia ABC, por tanto:

El diagrama fasorial que representa el anlisis anterior se muestra en la figura 2.

Figura .2 Diagrama fasorial del circuito desbalanceado en conexin D abiertaPuesto que las tres corrientes de lnea no son iguales, si esta carga se conectar a una fuente por medio de conductores, la potencia perdida en el conductor C sera el triple de la perdida en A o en B. Adems las tensiones en las impedancias de los conductores serian desiguales y desequilibrados.

Puesto que las tres corrientes de lnea no son iguales, si esta carga se conectar a una fuente por medio de conductores, la potencia perdida en el conductor C sera el triple de la perdida en A o en B. Adems las tensiones en las impedancias de los conductores serian desiguales y desequilibrados.

Conexin en Y desequilibrada: en el estudio de la conexin en Y desequilibrada se emplea el circuito de la figura 3.

Figura.3 Circuito trifsico en conexin Y desequilibrado

Suponiendo conocidas las tensiones de la fuente, puede calcularse la corriente de lnea si se conocen tambin las tensiones de A, B y C con respecto al punto neutro de la carga. La tensin (VNN) se calcula empleando el mtodo de los nodos. Puede obtenerse un circuito equivalente con respecto a los terminales N y N, convirtiendo cada fuente de tensin en fuente de corriente, este circuito se muestra en la figura 4.

Figura .4. Equivalente de fuentes de corriente, con respecto a N-N

La aplicacin de la ley de corrientes de Kirchhoff a la unin da:

Si los neutros N y N se unen por medio de una impedancia nula (admitancia infinita), VNN ser cero y la tensin en cada impedancia de fase no depender de las otras impedancias. Si, por el contrario ZNN es apreciable, la tensin en cada impedancia de fase influir en las otras.

ESQUEMA DE UN CIRCUITO TRIFASICO TOMANDO EN CUENTA SUS PARTES MAS IMPORTANTES

En la siguiente figura se han remplazado los inductores y las resistencias por cajas representando las impedancias para simplificar el esquema:

CONEXIONES POSIBLES ENTRE EL GENERADOR Y LAS CARGASTanto la fuente como las cargas pueden estar conectadas en Y o en delta por lo que existen 4 configuraciones posibles:

Para poder resolver circuitos trifsicos basta con entender primero cmo resolver un circuito YY ya que cualquier otra configuracin se puede reducir a un circuito Y-Y utilizando transformaciones-Y.CORRIENTES DE LINEA

Donde:

Sin embargo, en un circuito trifsico balanceado en donde sabemos la secuencia de fase basta con calcular una de las corrientes de lnea para obtener las otras dos ya que las dems tienen la misma amplitud pero estn desfasadas en el tiempo por 120.

IV. MaterialesUniversidad Nacional de IngenieraFacultad de Ingeniera MecnicaLaboratorio de Circuitos Elctricos II

Grupo 21 | Laboratorio de Electricidad y Electrnica de Potencia

PANEL DE LAMPARAS INCANDESCENTES

PANEL DE CONDENSADORES

ANALIZADOR DE CALIDAD

MULTIMETRO DIGITAL

BOBINA

MOTOR TRIFASICO

SECUENCIOMETRO

INTERRUPTOR TRIPOLAR

CABLES DE CONEXIN

V. VI. Procedimiento

1) Medir las resistencias de las lmparas incandescentes utilizadas, para ello deber encender las lmparas, luego medir voltaje y la intensidad de corriente que circula por las mismas.

2) Medir las resistencias internas y la impedancia de la bobina a utilizar y anote sus caractersticas.

3) Anotar las especificaciones tcnicas que presenta el analizador de calidad y dibujar el diagrama de conexin que presenta.4) Con el sistema trifsico desenergizado, implementar el circuito de la figura , armar 3 cargas desbalanceadas, una resistiva, una R-L-C y una capacitiva (en y/o Y, segn lo indica el profesor).

5) Verificar la escala de los instrumentos para evitar posibles daos.

6) Cerrar el interruptor trifsico S y alimentar el circuito de la figura a 220V, utilizando la carga desbalanceada resistiva, medir con el analizador de calidad y tomar los datos de las corrien