Sistema trifásico desequilibrado
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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
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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`
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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
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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
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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
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Diagramas fasoriales:
De tensiones:
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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)
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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.