Laboratorio Nº 2 Sistema trifásico desequilibrado – Desplazamiento del neutro
1. Introducción En este laboratorio se conectaron tres cargas: dos resistivas puras de diferente impedancia y una capacitiva pura. Se conectaron dichas cargas en estrella, y se midió la corriente en cada fase y la corriente de neutro. Luego se desconecto este último y se midieron las tensiones para determinar el desplazamiento de neutro.
2. Mediciones Obtenidas
Medición de VON
Medición de IN
Selector entre POS1 y POS2
Medición de IA e IA`
Medición de VAO, VBO y VCO
Medición de IC e IC`
Medición de IB e IB`
Cargas desequilibradas con dos lámparas de 60W conectadas en serie, dos de 100W conectadas en serie y dos capacitares de 2,2µ F conectados en paralelo. Posición 1 I A
= 0,3A
I B
= 0,18A
I C
= 0,31A
V AO
I N
= 218V
= 0,48A
Posición 2 I A I B
I C
= 0,47A = 0,26A = 0,22A
V ON
= 210V
V AO
= 297V
V BO
= 414V
V CO
= 117V
3. Cálculos Posición 1 Cálculo de la corriente de neutro: IN = -(IA + IB + IC) IN = -(0,3 <180º+0,18 <330º+0,31<210º) A IN = 0,479 <30,70º A Cálculo de impedancias: ZA =VAN /IA= 726,66 <-90º Ω ZB =VBN /IB= 1211,11 Ω ZC =VCN /IC= 703,22 Ω Potencia activa de la carga: PA = 218 V . 0,3A .. cos(-90º)= 0W PB = 218 V . 0,18A.. cos(0º)= 39,24W PC = 218 V . 0,31A.. cos(0º)= 67,58 W PT = PA + PB PC = 106,82 W Diagramas fasoriales: De tensiones VA0=VAN y VON = 0
V CA , V AB
,
V BC , V AO , V BO , V CO , V ON ,
donde, en este caso,
De corrientes
I A , I B , I C , I N
Posición 2 Impedancias: Evidentemente si utilizamos las impedancias calculadas anteriormente, se generará un error. A pesar de que la frecuencia no varía, el valor de impedancia de las lámparas varía con la temperatura, que será directamente proporcional a la corriente que circula. Si esta variación no se tiene en cuenta se induce un error de cálculo de las admitancias para el método. Calculamos entonces las nuevas impedancias. ZA = VAO / IA = 446,81 <-90º Ω ZB = VBO / IB = 1592,31 Ω ZC = VCO / IC = 531,82 Ω Las admitancias son: YA =1/ZA YB =1/ZB YC =1/ZC
Desplazamiento de neutro: Primer método: VON = (VAN YA + VBN YB + VCN YC) / (YA +YB +YC) VON = 230.30 <158,94º V
Segundo método: Definimos dos corrientes de malla: I1 y I2 que recorren ZA, ZB y ZB ZC respectivamente. VAB = I1 (ZA+ZB) - I2 ZB VBC = -I1 ZB + I2 (ZA+ZC) IA = I1 IB = I 2-I1 IC = -I2
Obtenemos VON = VAN-VAO Siendo: VOA = 253 < 32º V VAN = 218 <90º V Resultando: VON = 230 < 158º V
Diagramas fasoriales: De tensiones:
De corrientes (Corrientes en escala *100):
Como vemos, la suma de corrientes entrantes al nodo O, da 0. Potencia activa de la carga trifásica por el método de los vatímetros Si suponemos que los vatímetros están aplicados a A y C, del método obtenemos: WA = |VAB| . |IA| . Cos (
Donde: |VAB| = |VCB| = 377.58 V IA = 0.47 A IC = 0.22 A
