UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE TECNOLOGÍA COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA Y MECANICAS DE LA PRODUCCION UNIDAD CURRICULAR: LABORTORIO DE ELECTROTECNIA
PRACTICA #4
SISTEMAS TRIFASICO EQUILIBRADOS EQUILIBRADOS
BACHILLERES ANDRES PEREZ C.I 22099486 NALYI MALDONADO C.I 22316973 JENNYFER MUÑOZ C.I 20795932 LAB. ELECTROTECNIA SEC: 03 PROF: ING. ALEXANDER URDANETA
SEPTIEMBRE DE 2012
INTRODUCCION Un sistema polifásico está constituido por dos o más tensiones semejantes con diferencias de fase invariables que proveen energía a las cargas conectadas a las líneas. En un sistema de dos fases, o bifásico como también se le llama, la discrepancia de fase entre las tensiones es de 90º, entre tanto en los trifásicos dicha discrepancia es de 120º. Los sistemas de seis o más fases se emplean a veces en rectificadores polifásicos para lograr obtener una tensión rectificada poco ondulada, pero los sistemas trifásicos son los usualmente utilizados para la generación y transmisión de la energía eléctrica. Aquí, durante la realización de la práctica se estudiará, determinadamente, los circuitos equilibrados trifásicos. Además, se utilizaran correctamente cargas trifásicas equilibradas. E inicialmente, se logrará también, establecer la secuencia del banco de trabajo, que nos permitirá poder realizar los cálculos pertinentes, para así compararlos con los obtenidos en la práctica DATOS EXPERIMENTALES TABLA Nº 1 TENSION DE LINEA (V) (V) VRS VST VTR
MEDIDO
TEORICO
214.8 209.3 214.7
220 220 220
CORRIENTE DE LINEA (A) (mA) IR IS IT
MEDIDO
TEORICO
85.5 85.5 85.5
90.71 90.71 90.71
TENSION DE FASE (V) (V) VRN VSN VTN
MEDIDO
TEORICO
123.9 121.8 121.8
127 127 127
TABLA Nº 2 TENSION DE LINEA (V) (V) VRS VST VTR
MEDIDO
TEORICO
214.4 208.4 213.4
220 220 220
CORRIENTE DE LINEA (A) (mA) IR IS IT
MEDIDO
TEORICO
266.8 260.3 254.7
CORRIENTE DE FASE (V) (V) VRN VSN VTN
MEDIDO
TEORICO
157.2 146.0 150.4
APENDICE Experiencia Nº1. Determinación de la Secuencia del banco de trabajo, utilizando el método del osciloscopio. Al conectar los terminales R y S se pudo observar en la pantalla del osci loscopio que el ángulo de fase era de . Como lo muestra en la figura numero 1.
Figura Nº 1
Al conectar los terminales S y T, se pudo observar en la pantalla del osciloscopio que el número de espacios que conformaban un ciclo era de 2.6. Como lo muestra en la figura numero 2.
Figura Nº2 Y haciendo uso de la siguiente relación pudimos calcular el ángulo de fase con respecto al de los terminales R y S
→
→
.
Y en consecuencia los siguientes terminales T y R se encontraban a 234 con respecto a RS.
Lo que indica que la secuencia del banco de trabajo tiene una secuencia RST, es decir positiva .
Experiencia Nº 2. Conexión en estrella
Valor de las resistencias Valor del Voltaje de línea 220V Tomamos como referencia a Calculando el Voltaje de Línea
Calculo del Voltaje de Fase
√
En consecuencia
Calculo de la Corriente de Línea
Entonces la Corriente de Línea será igual a la Corriente de Fase. Experiencia Nº 3. Conexión Delta.
Valor de las resistencias Valor del Voltaje de línea 220V Tomamos como referencia a Para este caso el voltaje de línea es igual al voltaje de fase. Por consiguiente
Calculo de la Corriente de Fase
Calculo de la Corriente de Línea
√ √ √ √ ANALISIS DE LOS RESULTADOS En el experimento N°1 se logró determinar a través del desfasaje entre los tres voltajes de línea del circuito polifásico (trifásico) construido que los resultados obtenidos demuestran que existe un desfasaje de aproximadamente 120°, con una secuencia negativa RST. En el experimento N° 2 se corroboro que son iguales en magnitud las tensiones de línea (VRS = VST = VTR); las corrientes de línea (IR = IS = IT) y las tensiones de fase (VRN = VSN = VTN). Sin embargo, las desviaciones que se obtuvieron en cuanto a los valores teóricos fueron aceptables, esto quizás fue consecuencia de la mala calibración de los aparatos utilizados, así como también debido a los errores de medición y visualización de los datos. En el experimento N° 3 se siguieron los mismos pasos que en el experimento anterior, solo que en él se utilizo una conexión en delta o en triangulo. El comportamiento de las tensiones de fase, las tensiones de línea y las corrientes de línea en un circuito equilibrado obtienen el mismo valor en magnitud, pero presentan un desfase de aproximadamente 120°, lo cual les da esa estabilidad que permite utilizar dichos sistemas en distintas tareas como es la de generación y transmisión de la energía eléctrica. Una desventaja es que uno de los factores que influyeron directamente en los resultados obtenidos hubiesen podido ser las condiciones del cableado (Conectores) las cuales no son las más adecuadas para la realización de los procedimientos de manera eficaz. CONCLUSIONES A través del desfasaje entre los tres voltajes de línea de un circuito polifásico (trifásico) construido, que los resultados obtenidos demostraron que existe un desfasaje de aproximadamente 120°, con una secuencia negativa TSR. Son iguales en magnitud las tensiones de línea ; las corrientes de línea y las tensiones de fase , en un circuito en conexión en estrella.
El comportamiento de las tensiones de fase, las tensiones de línea y las corrientes de línea en un circuito equilibrado obtienen el mismo valor en magnitud. La estabilidad que permite utilizar estos sistemas (conexión delta, en estrella, etc.) en distintas tareas es la de generación y transmisión de la energía eléctrica. CUESTIONARIO 1.
Demuestre que la suma de la suma de las corrientes de línea en un sistema trifásico
equilibrado es igual a cero. Hágalo en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia. Dominio del Tiempo:
Asumiendo una secuencia positiva:
La sumatoria de todas las intensidades en línea, deberá ser igual a cero.
En el dominio de la Frecuencia: Asumiendo, nuevamente, secuencia RST: Sean,
2.
Indicar algunas causas por las cuales se prefiere el suministro de energía en forma
trifásica sobre la forma monofásica.
Es preferible el suministro de energía en forma trifásica ya que este sistema presenta una serie de ventajas como son la economía de sus líneas de transporte de energía, hilos más finos que en una línea monofásica, así como su elevado rendimiento de los receptores, especialmente motores, a los que la línea trifásica alimenta con potencia constante y no pulsada, como en el caso de la línea monofásica.
3.
¿Por qué es conveniente, a veces, emplear la notación con doble subíndice para la
resolución de problemas? ¿Por qué se aplica especialmente esta notación a los sistemas polifásicos? Exponer brevemente los principios en que se basa dicho sistema de notación.
Para describir corrientes y voltajes polifásicos se utiliza una notación de doble subíndice. Con esta notación, un voltaje o una corriente, como tiene más significado que si se indican simplemente como . Por definición, es el voltaje del punto R con respecto al punto S. También se aplica la notación de doble subíndice a las corrientes. La corriente se define como la corriente que circula de R hacia S a través de la trayectoria directa. De hecho, cuando se hace referencia a esta corriente no se necesita la flecha de dirección; los subíndices indican la dirección. 4.
Describir un generador trifásico elemental, ¿qué relaciones existen entre las tres
tensiones generadas? ¿Cómo pueden obtenerse tres circuitos monofásicos independientes mediante dicho generador trifásico?
Es un dispositivo que genera corriente A y consta de un magneto giratorio y un devanado fijo. Las vueltas del devanado se distribuyen por la periferia de la mezcla en tres secciones específicas produciendo tres circuitos separados que entregan corriente a unos terminales a medida que la máquina gira.
5.
Ventajas del método de medición de potencia trifásica Aarón sobre el de tres
vatímetros.
Es efectivo ante la inaccesibilidad de la corriente la tensión de fase, como en el caso del motor trifásico, y en muchas configuraciones de la carga. Requiere cálculos menos complejos y es de más fácil interpretación y comprendimiento. El método de medición de potencia trifásica Aarón es aplicable a circuitos trifásicos, tanto de tres como de cuatro hilos. 6.
Diferencias básicas sobre el método de Aarón y el método de los tres vatímetros.
La más resaltante, a simple vista, es la diferencia en el número de vatímetros empleados. El método de Aarón mide magnitudes lineales, en cambio, el de los tres vatímetros mide magnitudes en fase. El método de Aarón es aplicable a mediciones de potencia de motores trifásicos
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