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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

INFORME N°07: CIRCUITOS TRIFASICOS DESBALANCEADOS

CURSO:

Laboratorio de circuitos eléctricos II

ESTUDIANTES:- Campos Valenzuela, Julio- Carhuatanta Chilcon, Wolfran- Alvarez - Rafael Maynasa, Anthony Williams. 20130217D- Toledo Yana, Genaro Junior

PROFESOR: ING. TARAZONA BERMUDEZ BERNABE

UNI – 2015-II


INTRODUCCION

En la parte anterior del curso se realizó el ensayo de circuitos trifásicos balanceados, a diferencia de ese

laboratorio las cargas utilizadas en eran iguales, sin embargo ahora se trabajaron con cargas diferentes,

dando un circuito trifásico desbalanceado, donde se la realizaron las medidas para poder determinar la

potencia, voltaje del circuito.

Este tema es importante ya que no siempre se trabajará con cargas iguales es por eso que es de gran

importancia tener conocimiento de este tipo de circuitos.


OBJETIVOS

- Analizar y evaluar en forma experimental la medida de las magnitudes eléctricas existentes en

los circuitos trifásicos desbalanceados.


FUNDAMENTO TEORICO

CIRCUITOS TRIFÁSICOS DESBALANCEADOS

El cálculo de un circuito trifásico desbalanceado se lleva a cabo mediante un análisis de

nodos o de mallas, porque la simetría espacial, que permite reemplazar un problema

trifásico equilibrado por otro monofásico representativo, ya no existe. También es

evidente que las ventajas del trifásico sobre el monofásico desaparecen si el circuito

está muy desequilibrado. También es posible calcular este tipo de circuitos usando el

método de las componentes trifásicas.

Conexión en delta (Δ) abierta: para estudiar la carga trifásica desequilibrada se

emplea la de la figura 10.1., la cual es una carga en conexión delta desbalanceada, ya

que la tercera impedancia que cierra el triángulo se omite. La tercera impedancia se

puede considerar como si fuera demasiado grande (infinita): se trata como un circuito

abierto.

Circuito desbalanceado en conexión Δ abierta

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


El diagrama fasorial que representa el análisis anterior se muestra en la figura 10.2.

Diagrama fasorial del circuito desbalanceado en conexión abierta

Puesto que las tres corrientes de línea no son iguales, si esta carga se conectará a una

fuente por medio de conductores, la potencia perdida en el conductor C sería el triple de

la perdida en A o en B. Además las tensiones en las impedancias de los conductores

serian desiguales y desequilibrados.

Puesto que las tres corrientes de línea no son iguales, si esta carga se conectará a una

fuente por medio de conductores, la potencia perdida en el conductor C sería el triple de

la perdida en A o en B. Además las tensiones en las impedancias de los conductores

serian desiguales y desequilibrados.

Conexión en Y desequilibrada: en el estudio de la conexión en Y desequilibrada se

emplea el circuito de la figura 10.3.


Circuito trifásico en conexión Y desequilibrado

Suponiendo conocidas las tensiones de la fuente, puede calcularse la corriente de línea

si se conocen también las tensiones de A, B y C con respecto al punto neutro de la

carga. La tensión (VNN’) se calcula empleando el método de los nodos. Puede obtenerse

un circuito equivalente con respecto a los terminales N y N’

Equivalente de fuentes de corriente, con respecto a N-N’

La aplicación de la ley de corrientes de Kirchhoff a la unión da:

Si los neutros N y N’ se unen por medio de una impedancia nula (admitancia infinita),

VNN’ será cero y la tensión en cada impedancia de fase no dependerá de las otras


impedancias. Si, por el contrario ZNN’ es apreciable, la tensión en cada

impedancia de fase influirá en las otras.


INSTRUMENTOS Y MATERIALES

Multímetro digital Pinza amperimétrica

3 Condensadores de 20µf Conductores para conexiones

Interruptor tripolar Motor trifásico


Vatímetro analógico trifásico Secuencímetro

Panel de lámparas incandescentes ddddddddddddddd


PROCEDIMIENTO1) Anotar las especificaciones técnicas que presentan el vatímetro, cosfimetro, medidor

de energía y secuencimetro, asimismo observar el diagrama de conexión que presentan los mismos..

2) Verificar la escala de los instrumentos para evitar posibles daños.

3) Con el sistema eléctrico trifásico desenergizado, implementar de circuito de la figura 01, la carga estará formada por :-Caso I: Lamparas incandescentes (conectadas en delta )

Figura 01:lámparas en delta desbalanceado

-Caso II: 1 bobina, 1 lampara y un condensador (conectados en estrella)

Figura02

-Caso III:Condensadores de diferente capacitancia (conectados en delta ).


Figuira 03Caso IV:Todas las cargas anteriores + motor eléctrico trifásico

Figura 04

Caso V : Motor eléctrico trifásico.

Figura 05Caso VI:motor eléctrico + condensadores conectados en delta y estrella)


Figura 06:4) Para cada caso:carrar el interruptor trifásico “S” y alimkentar el circuito de la figura

“1” a 220 voltios. Medir los valores de “V” y “A” en cada una de las fases(tensiones de línea y de fase, asi como las corrientes correspondientes),utilizando el multímetro

digital y la pinza amperimetrica respectivamente.Tomar la lectura vatímetro y el cosfimetro(utilizarlo solo en el caso de corrección del factor de potencia),asimismo, observar lo indicado en el secuenciometro y anotar el N° de veces que se enciende

la luz indicadora(impulsos) del medidor de energía en un tiempo de 60 segundo

5) Para cada caso desenergizar la alimentación,cambie la secunecia de fases (intercambiando 2bornes cualesquiera) y reoita el paso 4).


CUESTIONARIO1. Tabular los valores de las magnitudes medidas para cada caso, compara la potencia leí-

da por el vatímetro con la potencia:

Caso 1VALORES DE FASE VALORES DE LINEA POTENCIA ERROR

C (uF) X (ohms) I (A) V (V) I (A) P (Watts) %RS 20.3 130.666005 1.713 R 230.5 3.015 CALCULADA 0.00 100ST 9.62 275.729719 0.81 S 231.1 2.243 MEDIDOR 122.00 75.4098361TR 20.3 130.666005 1.72 T 232.4 2.254 VATIMETRO 30.00 -

CASO 2

VALORES DE FASE VALORES DE LINEA POTENCIA ERROR R (ohms) I (A) V (V) I (A) P (Watts) %RS 20 1.273 R 228.8 2.219 CALCULADA 865.14 21.8507606ST 50 0.421 S 230.9 1.548 MEDIDOR 727.00 2.33837689TR 20 1.267 T 234.6 1.538 VATIMETRO 710.00 -

CASO 3VALORES DE LINEA POTENCIA ERROR

V (V) I (A) R (ohms) X (ohms) cosϕ P (Watts) %R 230.5 0.4 50 0 1 CALCULADA 472.03 96.8531106S 231.1 1.85 0 130.67 0 MEDIDOR 417.00 64.028777T 232.4 2.22 9.72 8.93 0.736214 VATIMETRO 150.00 -

CASO 4

VALORES DE LINEA POTENCIA ERROR V (V) I (A) P (Watts) %R 234.2 2.78 CALCULADA - -S 232.4 3.89 MEDIDOR 741.00 29.8245614T 235.6 1.83 VATIMETRO 520.00 -

CASO 5

VALORES DE LINEA POTENCIA ERROR V (V) I (A) P (Watts) %R 230 2.679 CALCULADA - -S 230.8 0.396 MEDIDOR 425.00 3.52941176T 233.2 2.873 VATIMETRO 410.00 -

CASO 6



CASO 7


2. Muestra para cada caso un diagrama fasorial, indicando las tensiones de línea, de fase y las corrientes, a partir de los cálculos.


OBSERVACIONES:

- El valor de la resistencia se halló por ley de Ohm, ya que dicho valor varía con la

temperatura, por eso tomamos datos del valor del voltaje con la corriente y lo

determinamos.

- Utilizando como base las resistencias halladas se realizaron los demás cálculos, sin

tomar en cuenta alguna variación nueva en la resistencia.

- El secuencímetro indicaba una secuencia negativa, por lo que tomamos la secuencia

RTS, sin varias ningún borne de entrada.

- Para la utilización del software los valores de voltajes fueron los voltajes de fase

considerando el sistema balanceado, se divieron los voltajes de línea entre raíz de

tres, para facilitar los cálculos.

- Para el caso del condensador no se midió la resistencia interna, por lo que su

potencia activa se consideró despreciable, pero al momento de conectar el vatímetro

este marcaba un valor, que podría ser el valor de la potencia consumida por los

conectores, pérdidas y por la resistencia interna del capacitor.

- Se consideró el fdp nominal del motor, siendo este su valor de 0.7


CONCLUSIONES

- Se determinaron los valores de las medidas de las

corrientes de fase y línea, así como de los voltajes.

- Se determinó gracias al vatímetro trifásico las potencias consumidas por los circuitos.

- Determinando analíticamente y gracias al software de

WEB Aulamoisan se determinaron las potencias teóricas,

activas y reactivas de los circuitos, dándonos un error máximo

de 5.18 %.

- Los valores de las corrientes, al ser un circuito trifásico

desbalanceado son diferentes en magnitud y en ángulo

respecto a los valores de un trifásico balanceado, esto hace

que las potencias activas y reactivas también sean diferentes.


III. BIBLIOGRAFÍA

Fundamentos de circuitos eléctricos. Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku. Tercera edición. Mc Graw Hill

Circuitos Eléctricos (Dorf-Svoboda) 6º Edición

Física Universitaria (Sears-Zemansky) Undécima Edición Vol.2.

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