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Laboratorio de Electricidad – Lab.

“POTENCIA TRIFÁSICA” PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

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OBJETIVOS: 1. Determinar la potencia activa, reactiva, aparente, así como el factor de potencia de un sistema trifásico. 2. Medir potencias y compensar la potencia reactiva en circuitos trifásicos con cargas inductivas conectadas en triángulo. INTRODUCCIÓN TEÓRICA: En los circuitos trifásicos, al igual que los monofásicos, encontramos los tres tipos de potencia alterna es decir potencia activa, reactiva y aparente. Como las cargas pueden estar conectadas en estrella o triángulo, veamos el cálculo de estas potencias en ambas conexiones:

Esto nos indica que la potencia aparente de una carga trifásica, para cualquier conexión estrella o triángulo, se puede evaluar del siguiente modo:

Luego si deseamos calcular la potencia activa y reactiva trifásica, podemos recurrir al triángulo de potencias:

Así mismo, si queremos evaluar el factor de potencia del sistema trifásico lo obtenemos del mismo triángulo: PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

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La mejora del factor de potencia de un sistema trifásico también se logra mediante condensadores, los cuales pueden ser conectados en estrella o triángulo. La conexión más empleada en la industria para corregir este factor, es la conexión triángulo dado que en ella empleamos una capacidad por fase menor que en la conexión estrella.

La capacidad por fase necesaria para esta corrección trifásica se calcula del siguiente modo:

C FASE 

PFASE (tan INICIAL  tan FINAL ) 2 2fUFASE

Donde: PFASE : Potencia activa de una fase de la carga (P TOTAL /3) en vatios (W) INICIAL : Ángulo del factor de potencia de la carga sin condensadores FINAL : Ángulo del factor de potencia de la carga con los condensadores UFASE : Tensión de fase de cada condensador (V) f : frecuencia de la red (Hz) CFASE : Capacidad por fase de cada condensador (F) Para complementar el aprendizaje de este tema se sugiere que lea:

“Electrotecnia de Potencia – Curso Superior” de H. Hübscher y otros. Ed. Reverté / GTZ. De la página 61 a la 65. PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

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EQUIPOS Y MATERIALES: Cantidad

Descripción

Marca

01 01 01 01 01 01 01 03

Fuente de tensión AC regulable. Motor de inducción trifásico. Módulo de resistencias. Módulo de inductancias. Módulo de capacitancias Vatímetro trifásico. Voltímetro Amperímetros. Cables para conexión.

Modelo

Observación

PROCEDIMENTO: 1. POTENCIA EN CIRCUITOS RESISTIVOS. Conectar el circuito de la figura 1: R1 R 0 - 220 V

R2

S 0 - 220 V T

V

R3 A

*I

I

*

V1 V2 V3

W

A

V

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Figura 1. Conexión del vatímetro trifásico.

Para: R1 = R2 = R3 =4400  Ajuste la tensión de línea a 220 V y tome la lectura de los instrumentos. URS = 220.6 v

IR=0.132 A

P=286.8 w

Calcule: Cos  =0.99

S =502.98 (va)

4. POTENCIA EN MOTORES ELECTRICOS 

Arme el circuito mostrado:

R 0 - 120 V

V

1

4

2

5

3

6

S 0 - 120 V T

A1

A2 A3

*0 5A V1 * V2 V3

MOTOR  3

W c

c

c A

V

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Figura 2. Circuito para medición de potencia a un motor trifásico.

     

Manteniendo los interruptores "s" abiertos, energizar el sistema. Graduar la tensión de la fuente hasta 120 V. Tomar la lectura de los instrumentos. Conectar los tres interruptores “s”, anotando la capacidad del condensador por fase. Tomar la lectura de los instrumentos. Reducir la tensión a cero y apagar.

MOTOR P (W) EN  Sin 260.3 Capacitores C  229.4

VALORES MEDIDOS A1 A2 A3 (A) (A) (A) 0.22 0.22 0.20 0.22

0.22

0.23

V (V) 121 121.3

VALORES CALCULADOS S Q Cos   ( VA ) ( VAR ) 270.7 79.2 0.96 15.93 274

152

0.87

29.01

Tabla 1. Valores medidos y calculados

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C (F)

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CUESTIONARIO 1. Un motor trifásico toma una corriente de 20 A en una línea de 440 V, siendo su

factor de potencia de 0,85. Calcule: a) La potencia aparente S = 15242.047118VA b) La potencia real P = 12955.74004W c) La potencia reactiva Q = 8029.246562VAR 2. Un transformador trifásico entrega 120 kVA a una carga trifásica, siendo 2 400 V

la tensión de línea, calcule la corriente de línea. IL = 50 3 = 86.6025A 3. Se tiene un motor trifásico con las siguientes características: 100 HP; 440 V; 60

Hz; Cos = 0,75 en atraso;  = 90%. Calcule la capacidad por fase de un banco de condensadores conectados en delta para que el factor de potencia sea 0,95. CF = 74600F

CONCLUSIONES Anote sus conclusiones por cada una de las experiencias realizadas. Aplicación de circuitos eléctricos Esto nos ayuda a poder diferenciar las potencias en un motor eléctrico que potencia nos favorece o nos perjudica y como hay que solucionarlo

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