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• Miguel Valzania Plummer

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

LICENCIATURA EN INGENIERIA INDUSTRIAL

LABORATORIO DE SISTEMAS ELÉCTRICOS

3.2 EXP. N° 46 EXPERIEMENTO DE LABORATORIO

WATTS, VARS Y VOLTAMPERES TRIFASICOS (EXPER.)

Est. MIGUEL VALZANIA

8-927-1669

1II-121

Prof. ANGEL HERNÁNDEZ

LUNES 20 DE NOVIEMBRE DEL 2017 HORA: 8:00 – 10:15 AM

INTRODUCCIÓN

un sistema trifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente valor eficaz), que presentan una diferencia de fase entre ellas de 120° eléctricos, 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 corrientes son iguales y están desfasados simétricamente. Cuando alguna de las condiciones anteriores no se cumple (corrientes diferentes o distintos desfases entre ellas), el sistema de tensiones está desequilibrado o más comúnmente llamado un sistema desbalanceado. Recibe el nombre de sistema de cargas desequilibradas, el conjunto de impedancias distintas que dan lugar a que por el receptor circulen corrientes de amplitudes diferentes o con diferencias de fase entre ellas distintas a 120°, aunque las tensiones del sistema o de la línea sean equilibradas o balanceadas.

ANEXO #1

a) Use los Módulos EMS de inductancia, fuente de alimentación, y medición c-a, para conectar el circuito en ESTRELLA que se ilustra en la figura 1. Use una sección sencilla de inductancia para cada una de las cargas L1 , L2 y L3 . No conecte al neutro de la inductancia al neutro de la fuente de alimentación.

Figura1. b) Ajuste cada sección de inductancia a una reactancia a 400 ohms. c) Conecte la fuente de alimentación y ajústela a 150V c-a. d) Mida y anote los voltajes y las corrientes de las tres cargas inductivas L1 , L2 y L3 . E1 = 88 V

c−d

I1 = 0.2 A

c−d

E2 = 88 V

c−d

I2 = 0.18 A

c−d

E3 = 88 V c − d I3 = 0.19 A c − d e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. f) ¿Están más o menos bien balanceados los voltajes y las corrientes? Si. g) ¿Cuál es el valor medio de la corriente de línea?

Ilinea =

0.2A + 0.18A + 0.19A 3 Ilinea = 0.19 A

h) ¿Cuál es el valor del voltaje de línea a línea? Elinea a linea = voltaje de fuente de alimentacion = 150 V i) Calcule la potencia reactiva de cada una de las cargas inductivas. E1 x I1 = 17.6 var (L1 ) E2 x I2 = 15.84 var (L2 ) E3 x I3 = 16.72 var (L3 ) j) Calcule la potencia reactiva total trifásica, usando la suma de (i). varL1 + varL2 + varL3 = 50.16 var k) Calcule la potencia reactiva total trifásica, utilizando los valores de línea tomados de (g) y (h). Elinea a linea x Ilinea x 1.73 = 49.36 var l) ¿Coincide la potencia reactiva total encontrada en (j) con la potencia total encontrada en (k)? Sí, porque son cargas balanceadas. a) Use las secciones individuales del módulo EMS de Resistencia para agregar una resistencia en serie con cada uno de las cargas inductivas, como se indica en la figura 2. No conecte el neutro del Módulo de resistencia con el neutro de la fuente de alimentación.

Figura2. b) Ajuste la sección de resistencia a 400 ohms, cuidado que cada sección de inductancia se mantenga a una reactancia de 400 ohms. c) Conecte a la fuente de alimentación y ajústela a 150V c-a. d) Mida y anote las corrientes de líneas y los voltajes aplicados a cada una de las cargas inductivas L1 , L2 y L3

E1 = 55 V

c−d

E2 = 55 V

c−d

E3 = 55 V

c−d

I1 = 0.14 A

c−d

I2 = 0.12 A

c−d

I3 = 0.14 A

c−d

e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. Vuelva a conectar cada uno de los voltímetros, como se indica en la figura 3.

Figura 3.

f) Conecte la fuente de alimentación y ajústela a 208V c-a. g) Mida y anote el voltaje aplicado a cada carga resistiva 𝑅1 , R 2 y R 3 . E4 = 55 V c − d E5 = 55 V c − d E6 = 55 V c − d h) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. i) Calcule la potencia real total disipada en las tres resistencias utilizando los resultados de (d) y (g). E4 55 x I1 0.14 = 7.7 W E5 55 x I2 0.12 = 6.6 W E6 55 x I3 0.14 = 7.7 W Total de potencia trifasica real = 22 W j) Calcule la potencia reactiva total en los tres inductores, utilizando los resultados de (d). E1 55 x I1 0.14 = 7.7 var E2 55 x I2 0.12 = 6.6 var E3 55 x I3 0.14 = 7.7 var Total de potencia trifasica real = 22 var k) Calcule el total de la potencia aparente trifásica utilizando los resultados de (i) y (j). (22 W)2 + (22 var)2 = 968 (VA)2 Total de potencia aparente trifasica 3ϕ = 31.11 VA l) Calcule la potencia aparente trifásica total, mediante la fórmula: Elinea a linea x Ilinea x 1.73 = 31.14 var m) ¿Concuerdan bastante bien el valor de la potencia aparente total encontrado en (k), con el total determinado en (l)? Si. n) Calcule el factor de potencia utilizando las potencias totales real y aparente trifásicas: fp =

22 W = 0.71 31.14 VA

ANEXO #2

PRUEBA DE CONOCIMIENTOS 1. Un motor trifásico toma una corriente de 10 amperes en una línea de 440 volts, siendo su factor de potencia del 80 por ciento. a) Calcule la potencia aparente: S3ϕ = √3 ∗ VL ∗ IL S3ϕ = √3(440V)(10A) S3ϕ = 7621.02 VA b) Calcule la potencia real: fp =

P S

P = S ∗ fp P = (7621.02 VA)(0.8) P = 6096.82 W

c) Calcule la potencia reactiva

2. Un transformador trifásico entrega 120kVA a una carga trifásica, siendo 2400V el voltaje de línea a línea. a) Calcule la corriente por línea: S3ϕ = √3 ∗ VL ∗ IL IL = IL =

S3ϕ √3 ∗ VL 120kVA

√3(2400V)

IL = 28.87 A

CONCLUSIÓN Como se trata de un sistema trifásico y se quiere calcular su potencia se puede utilizar las fórmulas del sistema monofásico con la diferencia de que se le agregara a la formula la raíz cuadrada de tres. Como se trata de un sistema trifásico y se quiere calcular su potencia se puede utilizar las fórmulas del sistema monofásico con la diferencia de que se le agregara a la formula la raíz cuadrada de tres. Como se trata de un sistema equilibrado el cálculo de la potencia se simplifica bastante al ser iguales las tensiones e intensidades.

BIBLIOGRAFÍA EXPERIMENTO CON EQUIPOS ELÉCTRICOS DE WILDI Y DE VITO