1
U.T.N. Facultad Regional Mendoza Dpto. de Electromecánica
E L E C T R O T E C N I A TRABAJO TRABAJO PRACTICO PRACTICO N° 5
2014
CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICA OBJETO: Utilizando el cálculo complejo, resolver circuitos de corriente alterna trifásica, confeccionando los correspondientes diagramas fasoriales y triángulos de potencia.Ejercicio Nº1 Se conectan en triángulo tres impedancias iguales de 42 /-35º a un un sistema trifásico trifilar de 350 V y secuencia RST con UST=350V/0º =350V/0º . Determine: Determine: a) las intensida intensidades des de corriente corriente de fase fase y de línea; (b) la potencia potencia total; total; (c) dibuje el diagrama fasorial fasorial de tensiones y corrientes; (d) dibuje el triángulo de potencias.
IR
IS
IT Respuestas IR =14,4/ =14,4/125° 125° ; I S= 14,4/ 14,4/5° 5° ; IT= 14,4/-11 14,4/-115° 5° ;P3=7130w
Ejercicio Nº2 Se une a un sistema trifásico trifilar, 208 V y secuencia TSR, una carga equilibrada conectada conectada en estrella de 6 /45º . Considere U R a /-90º y determine determine lo mismo mismo que se solicita solicita en el ejercicio ejercicio 1.-
R
IR Z
N S
IS
T IT
Respuestas I R =20/-13 =20/-135° 5° ; IS= 20/-15 20/-15°° ; IT= 20/10 20/105° 5° ;P3=5095w
Ejercicio Nº3 Un motor de inducción de 18,65kw, con un r endimiento a plena carga del 82% y un f.d.p. 0,75, se conecta a un sistema de 208 V. a) Hallar la impedanci impedanciaa equivalente equivalente en triangulo triangulo y estrella estrella que puede sustituir sustituir a dicho motor motor y determinar determinar las lect lectur uras as con con el méto método do de los dos dos vatím vatímet etros ros.. Z =4,28/4 =4,28/41,4 1,4°° ; W 1=5,58 kW ; W 2=17,15 kW
Ejercicio Nº4 Tres impedancias impedancias idénticas de 27/-25º en triángulo triángulo y tres tres impedancias de 10/30º en estrella estrella se se conectan conectan al al un sistema sistema trifásico de tres conductores, 208V y secuencia RST con U S a /90º. /90º. a) Determ Determine ine las corrien corrientes tes de línea; línea; b) dibu dibuje je el diagrama vectorial de tensiones y corrientes; (c)obtenga las potencias parciales y total;(d) dibuje los triángulos de
1
2 potencias parciales y total; (e)Cual es el factor de potencia del sistema?; f)¿Qué lecturas obtendría en dos vatímetros en conexión Aaron si se conectan W1 en fases RT y W 2 en ST? IS=25,3/117,4° ; IS= 25,3/-122,6° ; IT= 25,3/-2,6° ;P3=8092w
Ejercicio Nº5 Sistema trifásico secuencia positiva. La tensión V2=360(v). La línea tiene una impedancia equilibrada de RL=0,5 (Ohm) y la inductancia L=10/π (mH). La frecuencia de la l ínea f=50 (Hz). Las dos cargas trifásicas son equilibradas y una se conecta en triangulo y otra en estrella. La tensión nominal de cada una son 380v y 220v respectivamente. Encontrar las lecturas de los amperímetros, la lectura del voltímetro V1 y las Z equivalente de las cargas.
Ejercicio Nº6 Una carga conectada en triángulo, con Z RS = 10/30º , ZST = 25/0º y ZTR = 2/-30º, se une a un sistema trifásico de tres conductores, 500 V y secuencia RST. a) Hallar las intensidades de corriente por fase y de línea; (b)dibuje el diagrama fasorial considerando U TR = 500V/180º; (c)obtenga las potencias parciales y total; (d)dibuje los triángulos de potencias parciales y el total; e) Repita (a) y (b) para secuencia TSR; f)obtenga las lecturas de dos vatímetros conectados en las fases T y S. R IR ZRS
ZST
S IS
ZTR
T IT
Ejercicio Nº7 Una carga en estrella con Z R =3 + j0, ZS = 2 + j3 y ZT = 2 - j1 ohm, se conecta a un sistema trifásico tetrafilar, 100 V y secuencia TSR. Determinar: a) las intensidades de corriente en las líneas, incluido el neutro, suponiendo positivo el sentido hacia la carga. (b) las potencias parciales y total; c) dibuje los triángulos de potencias parciales y el total. Considere UR /-90º R IR
ZR
N IS S
ZS ZT
2
3 T
IT
Ejercicio Nº8 Un sistema trifásico trifilar, TSR, de 208 V, tiene una carga en estrella con Z R =6/0º , ZS =6/30º y ZT =5/45º. Obtener: a)las corrientes de línea; (b)la tensión en cada impedancia; (c) construir el triángulo de tensiones y determinar la tensión de desplazamiento del neutro V ON; d) las lecturas de dos vatímetros en conexión Aaron colocados en R y T. Considere UST = 208V/0º .R IR
ZR
N IS
ZS
S
ZT IT
Ejercicio Nº9 Las intensidades de corriente de línea en un sistema trifásico de tres conductores, 440 V y secuencia RST son IR =19,72A/90°, I S=57,3A/-9,9°, IT=57,3A/189,9°. Hallar las lecturas de los vatímetros en las líneas sabiendo que UST=440V/0º: a) R y S; (b) S y T. a) 7,52 kW – 24;8 kW; b) 16,15 kW – 16,15 kW.-
Ejercicio Nº10 Resolver el siguiente circuito trifásico a) con la llave S1 y S2 cerradas b) con S1 cerrada y S2 abierta y c) con S1 abierta y S2 cerrada. Calcular cuánto miden el a mperímetro y voltímetro. Calcular potencias. ER RL
L1
RR
CR
RS
LS
40
130mH
RT
CT
60
80UF
S2
+88.8
1
2mH
RL
L2
1
2mH
AC Amps
220V
ES
A
220V +88.8 AC Volts
ET RL
L3
1
2mH B
220V
S1
3
4
Ejercicio Nº11 Se realizan las siguientes mediciones en el circuito. Encontrar el valor de impedancia y potencia de las cargas. Hacer los diagramas fasoriales y compensar a cos φ= 0.9 Cargas equilibradas y con conexión estrella F=50 hz
Ejercicio Nº12 Resolver el circuito trifásico de la figura: Encontrar la tensión de alimentación, las corrientes y el valor de la carga capacitiva para llevar el factor de potencia a 0,95. Hacer el diagrama de fasores y calcular las potencias totales del circuito con y sin compensación. La potencia de la carga trifásica esta referenciada a una tensión nominal de 380v
4
5
Ejercicio Nº13 Se desea mejorar el factor de potencia del ejercicio anterior a 0,85. a)Cual es la potencia necesaria en capacitores para lograrlo?; (b)¿dónde debería ser colocada la batería?; (c)¿Cómo conviene conectar los capacitores?, ¿en estrella o en triángulo?, ¿por qué?; (d)¿Cuál es la capacidad por fase?.-
Ejercicio Nº14 Una línea trifásica alimenta a través de un transformador de tensión de 13200V/380V, una propiedad rural que utiliza la energía eléctrica para abastecer dos electro bombas accionadas por motores eléctricos asíncronos trifásicos uno de 18 HP380V y otro de 12 CV-380 V, cuyos rendimientos son 1=0,82 y 2=0,76 ambos de cos=0,8 en atraso más 10,5 kw en iluminación con lámparas incandescentes y estufas de calefacción. El circuito de medición de U L, IL y Potencia activa total se conecta al lado de B.T. mediante transformadores de tensión e intensidad. Se dispone de transformadores de intensidad 80A/5A y de 40A/5A y de transformadores de tensión 400V/100V y de 250V/100V (a) Calcule las potencias totales absorbidas de la red, por la propiedad rural (activa, reactiva y aparente); (b) ¿Qué corriente absorbe cada carga?; (c)¿qué corriente total de línea absorbe la finca? Se dispone de voltímetros de 0 110 V (110 div.); amperímetros de 0 5 A(50 div.) y dos vatímetros monofásicos cuyos alcances son 0 5 A y 0 110 V ( 110 div.)Conectados en sistema Aarón en las fases RT y ST. (d)Elija las relaciones de los transformadores necesarios para el circuito de medición y calcule las constantes de lectura de los instrumentos, considerando los transformadores.(e) Con los transformadores por Ud. adoptados indique el nº de divisiones que acusan el amperímetro, el voltímetro y cada uno de los vatímetros.(f) Verifique la Potencia reactiva con las lecturas de los vatímetros y (g)dibuje el circuito esquemático con los instrumentos y los transformadores de medida. Considere UTR = 380V/60º y sec. RST-.
5
