UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE ELECTRICIDAD
LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA BÁSICA EXPERIENCIA No. 3
SISTEMAS TRIFÁSICOS GRUPO: H1
SUBGRUPO: 04
CÁRDENAS SOLANO LEIDY JOHANNA
2071978
BERNAL HERRERA ANDREA MILENA
2071974
RICO JAIMES KATHERINE
2051871
PROFESOR WILSON GIRALDO PICON
REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA: ENTREGA DEL INFORME:
22 DE FEBRERO DE 2010 01 DE MARZO DE 2010
BUCARAMANGA, II SEMESTRE DE 2009
INTRODUCCIÓN
A diferencia de los sistemas monofásicos de CA, estudiados hasta ahora, que utilizan dos conductores eléctricos para su distribución y consumo, los sistemas trifásicos utilizan tres o cuatro conductores. En la práctica, no existen alternadores monofásicos para la producción de grandes cantidades de energía. Las centrales eléctricas se valen de alternadores trifásicos para la generación de la electricidad que posteriormente se consume en el sector industrial y doméstico, tanto en forma trifásica como monofásica, ya que, las líneas monofásicas se obtienen a partir de un sistema trifásico. En consecuencia, en nuestra práctica de laboratorio, nos enfocamos en estudiar las características de los circuitos de conexión delta y los circuitos de conexión estrella, sus respectivas conversiones , y su aplicación como parte integral a un previo análisis teórico-práctico.
OBJETIVOS: 1. Se distinguió los sistemas trifásicos de los monofásicos, describiendo los procesos de generación de la energía eléctrica en los primeros. 2. Se comprobó experimentalmente las equivalencias de las transformaciones Delta estrella – Estrella delta. 3. Se enumeraron las ventajas de los sistemas trifásicos de CA frente a otro tipo de sistemas de producción, transporte y consumo de electricidad. 4. Se observó de manera detallada la configuración de cada una de las conexiones mencionadas en el laboratorio y de esa manera se lograron identificar fácilmente las características de los sistemas trifásicos en general. 5. Se resolvió teóricamente el problema planteado en el laboratorio y conjuntamente se lograron desarrollar habilidades en la solución de otros problemas prácticos ya planteados previamente sobre instalaciones eléctricas con redes trifásicas de CA. 6. Se identificaron los factores que no permitieron tener errores porcentuales nulos y se siguió un procedimiento adecuado para el logro exitoso de la práctica.
MARCO TEÓRICO 1. SISTEMAS TRIFÁSICOS: Un sistema equilibrado de corrientes trifásicas es el conjunto de tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y, por consiguiente, valor eficaz) que presentan una cierta diferencia de fase entre ellas (120°) y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de Fase. Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus frecuencias y valores eficaces son iguales y están desfasados simétricamente y dados en un cierto orden. Cuando alguna de las condiciones anteriores no se cumple (tensiones diferentes o distintos desfases entre ellas), el sistema de tensiones es desequilibrado. El sistema trifásico presenta una serie de ventajas tales como: La sencillez de sus líneas de transporte de energía y de los transformadores utilizados. Su elevado rendimiento de los receptores (especialmente motores). Presenta dos tensiones diferentes debido a que cada línea utiliza tres o cuatro hilos (tres fases más el neutro). Entre cualquiera de las fases y el neutro. Entre fases. La tensión entre fases es neutro.
veces mayor que la que aparece entre las fases y el
2. TENSIÓN SIMPLE O TENSIÓN DE FASE
:
Es la tensión que existe entre un hilo o terminal de fase y el punto neutro. Para las fases RN, SN y TN, las correspondientes tensiones de fase son: 3. TENSIÓN DE LÍNEA
:
Es la tensión que existe entre dos fases, es decir, entre dos conductores de línea: 4. INTENSIDAD DE LÍNEA
:
Es cada una de las intensidades que circulan por los conductores que unen el generador y la carga. Es decir, corriente por la línea que sale de la fuente o corriente solicitada por la carga. 5. INTENSIDAD DE FASE
:
Es la intensidad que suministra uno de los generadores o la que consume uno de los receptores de la carga. Es decir, es la corriente que pasa por la fuente o por la impedancia de cada rama.
6. GENERACIÓN DE UN SISTEMA DE C.A. TRIFÁSICO: -
Para conseguir una CA monofásica se hace girar una espira en el seno de un campo magnético fijo.
-
En un sistema trifásico se hacen girar tres espiras en torno a un eje común en el seno de un campo magnético. Estas espiras se sitúan repartidas equivalentemente sobre un núcleo cilíndrico de chapas de hierro, es decir, cada , la corriente puede pasar desde las espiras al circuito exterior por medio de un sistema de anillos colectores y escobillas frotantes. Al moverse cada una de las espiras en el seno del campo magnético se inducirá en cada una de ellas una f.e.m. senoidal del mismo valor eficaz y frecuencia. Al estar situadas cada espira 120° en el rotor, cada una de las f.e.m. inducidas quedan desfasadas temporalmente entre sí también 120° eléctricos. El valor instantáneo de cada una de éstas f.e.m. tendrá la siguiente forma:
Y la suma de las tres f.e.m. es cero en cualquier momento. Esto constituye una de las características principales del sistema trifásico.
EJERCICIO
DATOS TEORICOS:
C = 28 µf L = 0.255 H R = 97 Ω L significa línea (RS) F significa fase (RN)
RL conexión Y Todas las impedancias tienen el valor de
, porque el sistema esta balanceado.
RC conexión Δ Todas las impedancias tienen el valor de
, porque el sistema esta balanceado.
Pasar de conexión Δ a Y
RL conexión Y
Estas corrientes son iguales en magnitud, pero están desfasadas.
-165.357
Voltajes de fase
Voltaje de línea →
= 220 ∠ 150
RC conexión Δ
La corriente que entra a la inductancia es una corriente de fase, pero en la conexión Y la corriente de línea es igual a la corriente de fase.
Encontramos una (mal llamada corriente de fase; debido a que se encuentra entre RS), esto solo se hace por simbología.
Voltaje de fase (la conexión delta se transformo a Y, para trabajar en un circuito monofásico, por tanto estos voltajes de fase son los de la conexión Y)
Voltaje de línea (voltaje de la conexión Δ)
= 220 ∠ 150
Voltaje de línea Voltaje de fase Corriente de línea (Y) Corriente de fase (Y) Corriente de línea ( ) Corriente de fase ( )
VALORES TEORICOS
VALORES EXPERIMENTALES
220 [V] 127.02 [V] 1.860 [A] 1.860 [A] 5.620 [A] 3.245 [A]
216.60 [V] 125.7 [V] 1.8 [A] 1.8 [A] 4.95 [A] 2.83 [A]
Análisis de datos: = valor teórico = valor experimental Voltaje de línea
Voltaje de fase
Corriente de línea (Y) y Corriente de fase (Y)
Corriente de línea ( )
Corriente de fase ( )
CONCLUSIONES: 1. Al usar las herramientas facilitadas en el laboratorio de máquinas para analizar y observar el respectivo funcionamiento del sistema trifásico, se lograron mejorar nuestras habilidades para identificar las características de las conexiones trifásicas, las cuales son la conexión delta y la conexión estrella. En cada caso se pudo apreciar las variaciones de la corriente y la tensión cuando se tenía el sistema en equilibrio. 2. Se ampliaron los conocimientos previamente obtenidos en la teoría acerca de las diferencias y las características existentes en un circuito delta respecto del circuito estrella. 3. Los errores que se encontraron en la experiencia se deben a las mediciones realizadas con el multímetro, las cuales no son exactamente iguales a las calculadas teóricamente debido a las condiciones del medio y la manipulación del aparato. 4. De acuerdo a la experiencia, las configuraciones delta-estrella no son totalmente equivalentes debido a que varían con cierto porcentaje de error, pero en la teoría si se puede verificar completamente que estas configuraciones son totalmente equivalentes.
5. Se pudo verificar que la tensión de línea en un circuito trifásico corresponde al valor de la tensión entre fases multiplicado por un factor , tal como la teoría lo menciona. 6. En esta experiencia también se pudo comprobar que una la corriente que pasa por la fase de una carga será la misma que la corriente que atraviesa los puntos o conductores de línea. 7. Ya que los voltajes de las tres fases del circuito son iguales en amplitud pero desfasados en el tiempo, y también las tres corrientes del circuito son iguales en amplitud pero desfasadas en el tiempo 120°, en un circuito trifásico balanceado; únicamente se hizo necesario obtener los datos de una sola fase (preferentemente la fase a que es la que comúnmente se toma como referencia) para así poder calcular los datos de las demás fases a partir de esta. 8. En situaciones en donde se tiene un circuito con la fuente, la carga o ambas en forma de delta se pueden utilizar transformaciones de delta a Y para que quede en forma de Y-Y. 9. Pudimos verificar que cuando las cargas están balanceadas es posible simplificar el análisis de un sistema trifásico representando el circuito trifásico con un circuito equivalente por fase. 10. En la práctica, la energía se distribuye a una carga por medio de una línea de tres hilos a partir de una estación generadora trifásica equilibrada. No hay razón para creer que la línea de transmisión de tres hilos del generador a la carga no esté equilibrada.
BIBLIOGRAFIA
1. http://inspeccion-uvmi6.iespana.es/inde9238.pdf 2. http://www.uclm.es/area/gsee/aie/circuitos/to7.pdf 3. http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/electrotec/e1/CircuitosElectricosTrifasicos.pdf 4. http://www.trifasicos.com/conceptos.php
