IE-0416 Laboratorio de Mquinas Elctricas I

Gua de Laboratorio Prctica #2: Circuitos trifsicos en delta y estrella

Escuela de Ingeniera Elctrica. UCR 1 Departamento de Sistemas de Potencia

Circuitos trifsicos en delta y estrella Cargas balanceadas y desbalanceadas

11.. IInnttrroodduucccciinn

Los circuitos y cargas trifsicas son principalmente utilizados en la industria y el comercio. La generacin de potencia trifsica se logra utilizando una mquina elctrica encargada de la conversin de energa electromecnica y entregar en sus terminales tres tensiones elctricas de igual magnitud y con 120 de desfase.

La principal desviacin de los valores de voltaje tericamente entregados por una fuente trifsica, ocurren en la carga conectada al sistema de potencia. Existen desviaciones de voltaje debido a cadas de tensin en el circuito alimentador y debido a desbalances inherentes a la impedancia de la propia carga.

La presencia del neutro en sistemas trifsicos en estrella se encarga de llevar las corrientes de desbalance de una carga trifsica no balanceada. La presencia del camino de retorno permite mantener en equilibrio las tensiones elctricas en la carga.

La potencia que una impedancia consume est claramente relacionada con el tipo de conexin que se realice. En un sistema en delta las tensiones fase-fase son 3 veces las tensiones de fase-neutro.

El objetivo de esta prctica es el de estudiar la medicin de potencia en sistemas trifsicos con el fin de contrastar los resultados experimentales con los simulados mediante un programa adecuado. Las mediciones a realizar deben ser las necesarias para establecer diagramas fasoriales de las tensiones en la fuente, en la carga, as como las cadas de tensin en los conductores de fase y neutro.

22.. EEqquuiippoo

Fuente de Alimentacin. Cables de conexin. Mdulo de resistencias. Mdulo de inductancias. Mdulo de capacitancias. Mdulo de adquisicin de datos (VoltAC, AmpAC, WattAC). Varmetro 3 analgico.

Curso: Laboratorio de Mquinas Elctricas I Sigla: IE-0416 Documento: ie0416.practica #2.2007-2.doc

Elaborado por: Ing. Mauricio Cspedes Moya Revisado por: Ing. Franklin Chinchilla, PhD. Ing. Gustavo Valverde Mora Ing. Oscar Nez Mata

Horas Lectivas 3 Fecha 06 Ago. 07 Versin 2007-2

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Gua de Laboratorio Prctica #2: Circuitos trifsicos en delta y estrella

Escuela de Ingeniera Elctrica. UCR 2 Departamento de Sistemas de Potencia

33.. PPrroocceeddiimmiieennttoo

1) Estudie los valores nominales (valores de operacin normal) de los equipos que le han sido asignados. En todos los puntos de este experimento, asegrese de no exceder estos valores con el fin de evitar el posible deterioro de los mismos. Realice las conexiones de carga indicadas a continuacin, respetando los valores nominales de los instrumentos y elementos.

Carga en estrella balanceada con neutro aterrizado.

Carga en estrella desbalanceada con neutro aterrizado.

Carga en estrella desbalanceada sin cable de neutro.

Carga en delta balanceada.

Carga en delta desbalanceada.

3.1 Investigacin adicional

En la industria de correccin del factor de potencia, los bancos de condensadores estn generalmente compuestos de tres unidades monofsicas diseadas para operar a una tensin normalizada de fase-fase. Qu ventajas/desventajas pueden presentarse al conectar las unidades en estrella o en delta? Justifique.

Impedancia [] Tensin LN [V] Tensin LL [V] I lnea [A] ngulo de I P [W] Q [VAr] S [VA] ngulo de S fp 600//j300 600//-j300

Impedancia [] Tensin LN [V] Tensin LL [V] I lnea [A] ngulo de I P [W] Q [VAr] S [VA] ngulo de S neutroI Za: 300

Zb: 300-j600

Zc: 300-j600

Impedancia [] 'LNV [V] 'NNV [V] I lnea [A] ngulo de I P [W] Q [VAr] S [VA] ngulo de S fp Za: 300

Zb: 300-j600

Zc: 300-j600

Impedancia [] Tensin LN [V] Tensin LL [V] I fase [A] ngulo de I P [W] Q [VAr] S [VA] ngulo de S fp 600//j300 600//-j300

Impedancia [] 'LLV [V] I fase [A] ngulo de I P [W] Q [VAr] S [VA] ngulo de S fp Zab: 300

Zbc: 300-j600

Zca: 300-j600

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Escuela de Ingeniera Elctrica. UCR 3 Departamento de Sistemas de Potencia

44.. AAnneexxooss

Resultados en la herramienta de simulacin de Lab-Volt Impedancia

[] Tensin LN

[V] Tensin LL

[V] I lnea

[A] ngulo

de I P

[W] Q

[VAr] S

[VA] 600//j300 120 208 0,461 -59 28,9 47,2 55,3 600//-j300 120 208 0,446 -297 24 -47,8 53,5 Impedancia

[] Tensin LN

[V] Tensin LL

[V] I lnea

[A] ngulo

de I P

[W] Q

[VAr] S

[VA] Za: 300 1200 0,4 0 48 0 48 Zb: 300-j600 120,5 0,179 -57 9,6 -19,3 21,6 Zc: 300-j600 120,5 0,179 -177 9,6 -19,3 21,6 Impedancia

[] Tensin LN'

[V] Tensin NN'

[V] I lnea

[A] ngulo

de I P

[W] Q

[VAr] S

[VA] Za: 300 99,733 0,332 -327 33,1 0 33,1 Zb: 300-j600 108,7-154 0,161 -90 7,81 -15,7 17,5 Zc: 300-j600 187121

66,78-57 0,278 -176 23,1 -46,5 51,9

Impedancia

[] Tensin LN

[V] Tensin LL

[V] I lnea

[A] ngulo

de I P

[W] Q

[VAr] S

[VA] 600//j300 120 208 1,384 -59 86,7 142 166 600//-j300 120 208 1,337 -297 72 -143 160 Impedancia

[] Tensin LN

[V] Tensin LL

[V] I fase [A]

ngulo de I

P [W]

Q [VAr]

S [VA]

Zab: 300 2080 0,693 0 144 0 144 Zbc: 300-j600 209,6 0,311 -57 29,1 -58,4 65,3 Zca: 300-j600 208,9 0,31 -177 28,9 -58 64,8

55.. RReeffeerreenncciiaass

[1] Hayt, W.; Anlisis de Circuitos en Ingeniera. Sexta Edicin, Editorial McGraw-Hill, Mxico, 2002.