DETERMINACION EXPERIMENTAL Y ANALITICA

DETERMINACION EXPERIMENTAL Y ANALITICA

DEL DESPLAZAMIENTO DEL NEUTRO7.1 OBJETIVOS

Determinacin en forma grafica y analtica el desplazamiento del neutro en redes desequilibradas conectadas en estrella.

Objetivos Especficos.-

Resonancia

Transformacin de energa

Sobretencin

Sobrecorriente

Subtencin

Accesibilidad del neutro

7.2 PUNTUALIZACIONES TEORICASEn ocasiones se achacan a la interrupcin del neutro ciertas averas que se producen en las instalaciones elctricas. Para contribuir a aclarar las consecuencias que sobre la carga provoca el corte del conductor neutro de las lneas de distribucin, se cuantifican en este artculo las sobretensiones producidas por esta causa. Se particulariza el anlisis para instalaciones de alumbrado.

La energa elctrica se distribuye por medio de lneas trifsicas de cuatro conductores: las fases R, S y T, y el conductor neutro N. Habitualmente los receptores monofsicos se conectan entre las fases y el neutro. La recomendacin de distribuir la carga por igual entre las fases[1] debera entenderse en el sentido de procurar que, en todo momento, las intensidades de las fases estuvieran equilibradas. Esto es lo que llamaremos equilibrio real. Sin embargo lo habitual es que la carga se distribuya sin tener en cuenta la simultaneidad de funcionamiento de los receptores, por lo que, aunque se tienda a igualar las potencias instaladas en las tres fases, las intensidades pueden resultar fuertemente desequilibradas si no se ha procurado repartir los receptores que funcionan simultneamente. En [2] expusimos el ahorro de energa como razn para intentar el mayor equilibrio real posible de las cargas, pues el funcionamiento desequilibrado produce mayores prdidas de potencia en los conductores de la instalacin que si la carga est equilibrada. En este artculo se ver que el equilibrio real de las cargas tiene, adems, la ventaja de eliminar las sobretensiones que pueda producir un eventual corte del conductor neutro.

Las tensiones permanecen aproximadamente equilibradas en la salida de los transformadores de la ltima etapa de la distribucin, cuyo secundario est conectado en estrella; por eso, en los clculos que siguen, el centro de esa estrella ser el punto neutro N de referencia de potenciales, que llamaremos punto neutro del transformador o punto neutro de la fuente. Adems, para nuestros propsitos, influye poco la impedancia equivalente de cada devanado del secundario del transformador y de cada fase de la lnea, por ser pequeos sus mdulos comparados con los de la impedancia resultante de los receptores conectados entre cada fase y el neutro; por eso representaremos el secundario del transformador solo por tres fuentes de tensin conectadas en estrella (fig.1).

Por tanto, si se toma como origen de fases la tensin entre la fase R y el neutro del transformador, los fasores de las tensiones simples del transformador son[3]

Desplazamiento del neutro

Con las hiptesis expresadas, en la figura 1a) se representa una lnea trifsica de tres hilos que alimenta receptores pasivos en estrella. Esta es la situacin que se crea cuando se interrumpe la conexin con el punto neutro del transformador. Designaremos el centro de la estrella en la parte de los receptores con la letra n. Llamaremos a n punto neutro de la carga. Materialmente n es la porcin de conductor neutro al que quedan conectados todos los receptores cuando se interrumpe el conductor neutro comn. Entonces n y N no estn unidos directamente por ningn conductor. Se indican las admitancias resultantes de los receptores conectados a las fases por resultar ms simples las frmulas que si se utilizan las impedancias. YR es la admitancia resultante de todos los receptores conectados entre la fase R y el neutro de la carga, o sea, es la suma de las admitancias de todos los receptores conectados entre esa fase y el neutro n. De forma similar para el resto de las fases.

Se llama desplazamiento del neutro a VnN , es decir, al fasor de la tensin entre el punto neutro de la carga y el neutro del transformador. Conocido el desplazamiento del neutro, se ve en la figura 1a) que los fasores de las tensiones de los receptores de las fases son respectivamente

Por eso, para estudiar los desequilibrios de las tensiones, lo mejor es hallar el desplazamiento del neutro. Se ve de inmediato en (2) que si el desplazamiento del neutro es cero, las tensiones de los receptores permanecen equilibradas si lo estn en el secundario del transformador.

En cualquier caso, conocidas las admitancias complejas de los receptores, el desplazamiento del neutro se halla muy fcilmente aplicando el mtodo de los nudos con referencia de potenciales en N. Del nico nudo restante, n, se obtiene la ecuacin [3][4]:

Con las (2) y este valor hallado de VnN se pueden hallar ya las tensiones de los receptores. Dependiendo de las admitancias, o sea, de la distribucin de los receptores en las fases, estas tensiones pueden resultar muy alejadas de las tensiones nominales.

Si la carga est totalmente equilibrada las admitancias complejas son iguales,

y el desplazamiento del neutro vale entonces

Si, adems, como se ha supuesto, las tensiones en el transformador estn equilibradas, la suma de sus fasores vale cero [3]:

y el desplazamiento del neutro tambin resulta nulo, por lo que, segn las (2), las tensiones de los receptores siguen equilibradas aunque el neutro no exista.

Es decir, si el neutro se interrumpe, no se produce ninguna sobretencin si la carga est realmente equilibrada.7.3 MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR

Lmparas incandescentes: Potencia 200 [W], voltaje 220 [V]

Cables de conexin

ampermetros Fuente de alimentacin 3 hilos Condensadores 40 Uf 380 [V] 50 Hz Condensadores 24 Uf 380 [V] 50 Hz Voltmetros

(Tensiones de lnea [V]).7.4 CIRCUITOS DE ANALISIS

2)

3)

4)

5)

6)

7)

7.5 REGISTRO DE DATOSCIRCUITO 1

VVI

R-S223R-N248R0.61

S-T222S-N129S0.88

T-R223T-N116T0.43

CIRCUITO 2

VVI

R-S222R-N93R0.37

S-T221S-N189S0.08

T-R222T-N127T0.45

CIRCUITO 3

VVI

R-S221R-N149R2.47

S-T220S-N71S3.04

T-R223T-N199T0.56

CIRCUITO 4

VVI

R-S222R-N108R1.32

S-T222S-N111S0.76

T-R222T-N193T0.56

CIRCUITO 5

VVI

R-S219R-N500R5.32

S-T221S-N300S5.05

T-R220T-N500T0.64

CIRCUITO 6

VVI

R-S220R-N360R4.38

S-T222S-N160S6.62

T-R222T-N380T2.53

CIRCUITO 7

VVI

R-S220R-N175R2.84

S-T222S-N225S1.52

T-R221T-N60T2.3

7.6 CUESTIONARIO1) Determinar grficamente la magnitud del desplazamiento del neutro en cada uno de los circuitos experimentados CIRCUITO 1

CIRCUITO 2

CIRCUITO 3

CIRCUITO 4

CIRCUITO 5

CIRCUITO 6

CIRCUITO 7

2) Determinar analticamente el desplazamiento del neutro en los circuitos analizados

CIRCUITO 1

Datos experimentales con lo desfases supuestos:

Valores Analticos:

CIRCUITO 2

Datos experimentales con lo desfases supuestos:

EMBED Equation.3

Valores Analticos:

CIRCUITO 3

Datos experimentales con lo desfases supuestos:

EMBED Equation.3

Valores Analticos:

CIRCUITO 4

Datos experimentales con lo desfases supuestos:

EMBED Equation.3

Valores Analticos:

CIRCUITO 5Datos experimentales con lo desfases supuestos:

EMBED Equation.3

Valores Analticos:

CIRCUITO 6

Datos experimentales con lo desfases supuestos:

EMBED Equation.3

Valores Analticos:

CIRCUITO 7

Datos experimentales con lo desfases supuestos:

EMBED Equation.3

Valores Analticos:

3) explique la aparicin de Sobretencin y Subtencin en funcin a los parmetros R-L-C usados y conectados en estrella

Realizada la siguiente prctica podemos puntualizar lo siguiente entre otras cosas

Importancia de la prctica.

1. Los circuitos usados en cada caso me permiten identificar operaciones de sistemas elctricas en cualquier empresa industrial primero por la forma de onda aqu existe el factor de potencia, corriente en cada rama, potencia, etc.

2. Analizar el comportamiento de sistemas elctricos reales con ayuda del comportamiento de cada uno de los arreglos aqu experimentndose base siempre a diagramas fasoriales, senodiales y caractersticas de ecuaciones segn los parmetros involucrados.

R-L-C, en base siempre a admitancias o impedancias, corrientes, tensiones, potencias, etc.

3. Evaluar parmetros en exceso en defecto ventajas y desventajas tcnicas de sistemas elctricos reales de acuerdo a las caractersticas de uno de otro sistema real, esta evaluacin, se dar en base a lo experimentado a cada uno de los circuitos, es decir, caracterstica en una carga con exceso de campo magntico o campo elctrico senodial; ventajas tcnicas econmicas de cargas con exceso de campo magntico, campo elctrico o carga puramente activa.

Concluir realmente, eficazmente competentemente sobre el estado de operacin de una determinada carga industrial. Esto se logra a un enlace profundo de fenmenos presentes en los comportamientos de parmetros R-L-C y con ayuda de anlisis econmico estaremos en condiciones de concluir verazmente.

Encarar solventemente cualquier sistema elctrico que tenga que ver con los conceptos aqu practicados y analizados profundamente.

Comportamiento de cada circuito

_1258580648.unknown

_1258599957.unknown

_1258600924.unknown

_1258601509.unknown

_1258601748.unknown

_1258602122.unknown

_1258602319.unknown

_1258602478.unknown

_1258602677.unknown

_1258602376.unknown

_1258602145.unknown

_1258602016.unknown

_1258601638.unknown

_1258601676.unknown

_1258601533.unknown

_1258601082.unknown

_1258601339.unknown

_1258600927.unknown

_1258600319.unknown

_1258600725.unknown

_1258600843.unknown

_1258600581.unknown

_1258600184.unknown

_1258600193.unknown

_1258599997.unknown

_1258581671.unknown

_1258581852.unknown

_1258582594.unknown

_1258581719.unknown

_1258581492.unknown

_1258581581.unknown

_1258580940.unknown

_1258575233.unknown

_1258580197.unknown

_1258580376.unknown

_1258580534.unknown

_1258580270.unknown

_1258579802.unknown

_1258579967.unknown

_1258580099.unknown

_1258579514.unknown

_1258575768.unknown

_1258576422.unknown

_1258571052.vsd

V

V

V

V

V

V

A

A

A

R

XC

XC

_1258571240.vsd

V

V

V

V

V

V

A

A

A

XC

XL

XC

_1258571351.vsd

V

V

V

V

V

V

A

A

A

XL

XL

XC

_1258574887.unknown

_1258571122.vsd

V

V

V

V

V

V

A

A

A

R

XL

XC

_1258570734.vsd

V

V

V

V

V

V

A

A

A

R

R

XC

_1258570905.vsd

V

V

V

V

V

V

A

A

A

R

XL

XL

_1258570566.vsd

V

V

V

V

V

V

A

A

A

R

R

XL