Sistema trifásico desequilibrado

8/6/2019 Sistema trifásico desequilibrado

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Laboratorio Nº 2

Sistema trifásico desequilibrado – Desplazamiento del neutro

1. Introducción

En este laboratorio se conectaron tres cargas: dos resistivas puras de diferenteimpedancia 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

Selector entre

POS1 y POS2

Medición de VON

Medición

de IN



Cargas desequilibradas con dos lámparas de 60W conectadas en serie, dos de

100W conectadas en serie y dos capacitares de 2,2µF conectados en paralelo.

Posición 1

A I = 0,3A

B I = 0,18A

C I = 0,31A

AOV = 218V

N I = 0,48A

Posición 2

A I = 0,47A

B I = 0,26A

C

I = 0,22A

ON V = 210V

AOV = 297V

BOV = 414V

COV = 117V

Medición deVAO, VBO

y VCO

Medición deIC e IC`

Medición deIB e IB`

Medición deIA e IA`



3. Cálculos

Posición 1

Cálculo de la corriente de neutro:

IN = -(IA + IB + IC)

IN = -(0,3 <180º+0,18 <330º+0,31<210º) AIN = 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 tensionesCA

V , AB

V , BC

V , AO

V , BO

V ,CO

V ,ON

V , donde, en este caso,

VA0=VAN y VON = 0



De corrientes A I ,

B I ,

C I ,

N I

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 quecircula. 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 (<AB-A)

WC = |VCB| . |IC| . Cos (<CB-C)



Donde:

|VAB| = |VCB| = 377.58 V

IA = 0.47 A

IC = 0.22 A

<AB-A = -2.35º<CB-C = 69.58º

Resultando:

WA = 177.31W

WC = 28,982 W

La potencia en total puede calcular

WT=WA+WC

WT = 200,29 W

Desplazamiento del neutro obtenido gráficamente: Hay que determinar

gráficamente el punto de desplazamiento del neutro utilizando una escala de 380V =15,2cm.

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