ANALISIS FASORIAL EN CIRCUITOS ELÉCTRICOS TRIFASICOS

INTRODUCCIÓN.

El presente informe tiene como objetivo: detallar paso a paso lo realizado durante la primera sesión de laboratorio de Medidas Eléctricas.

El tema abordado en este laboratorio es de mucha importancia ya que nos ayuda a comprender el comportamiento de las tensiones y corrientes, tanto de línea como de fase y con ello poder analizar los diagramas fasoriales.

En la actualidad el hombre depende de la energía eléctrica, es por este motivo el estudio de este tema.

En la gran mayoría de sistemas eléctricos de potencia están concebidos como sistemas de corriente alterna trifásica, fundamentalmente por razones económicas, pero también por razones de índole técnica. La complejidad del estudio del sistema trifásico es mucho mayor que para el sistema monofásico, y de hecho es así ya que en un sistema trifásico no existen condiciones de simetría y equilibrio. A pesar de ello, en condiciones de operación normal los sistemas trifásicos si presentan condiciones de simetría y equilibrio, en cuyo caso su estudio puede efectuarse por medio de un ficticio sistema monofásico equivalente cuya dificultad es prácticamente la misma que la de los sistemas monofásicos reales.

OBJETIVOS.

Medir parámetros eléctricos trifásicos, equilibrados utilizando la interfaz de adquisición de datos.

Utilizar el cálculo fasorial en el análisis de sistemas eléctricos trifásicos.

Construir diagramas fasoriales, determinando los errores relativos porcentuales de las mediciones.

MARCO TEÓRICO.

SISTEMA TRIFÁSICO

Se denomina sistema trifásico al que se compone de tres tensiones.

Si las tres tensiones tienen el mismo modulo y están desfasadas entre si 120º, se dice que el sistema es trifásico equilibrado en tensiones, cuando no se cumple un de las dos condiciones entonces decimos que el sistema es desequilibrado.

En una carga equilibrada conectada en estrella las corrientes de línea y de fase son iguales. La corriente en el neutro es cero y la tensión compuesta entre líneas es √3 veces mayor que la tensión simple de fase, es decir: 〖 U〗_Línea=√3 U_Fase

En una carga conectada en triángulo la tensión compuesta entre líneas y la simple son iguales y la corriente en la línea es √3 veces mayor que la corriente en la fase , es decir: 〖 I〗_Línea=√3 I_Fase

En una carga desequilibrada conectada en estrella, con 4 conductores, circulará corriente por el neutro; la tensión en cada una de las impedancias permanecerá constante con el valor de la tensión simple de fase o línea a neutro. Las corrientes de línea serán diferentes y no estarán desfasadas 120° entre ellas como en el caso de las cargas equilibradas.

Para resolver problemas de circuito trifásico, conectados en triángulo y con cargas desequilibradas, primero se calculan las corrientes de fase y luego se aplica la 1° ley de Kirchhoff (ley de nodos o ley de corrientes) a los nodos del circuito para obtener las tres corrientes de línea. Estas tres corrientes no tendrán la misma magnitud ni estarán desfasadas 120° entre ellas como en el caso de las cargas equilibradas.

EQUIPOS Y MATERIALES.

Cantidad Descripción Marca Modelo

01 Fuente de alimentación variable Lab-Volt 8133-00

01 Computadora LENOVO M58e - 9.9

01 Módulo de resistencia Lab-Volt 8311-07

01 Módulo de inductancia Lab-Volt 8321-07

01 Multímetro digital FLUKE 115

01 Interfaz de comunicación Lab-Volt 9062-17

01 Pinza amperimétrica AMPROVE AC50A

Varios Conductores de conexión --------- -----------

PROCEDIMIENTO.

CONEXIÓN DE CARGAS EQUILIBRADA CONECTADA EN TRIÁNGULO.

En primer lugar seleccionamos tres módulos: resistivo e inductivo. Seguidamente solicitamos los valores de resistencia y reactancia con los que trabajaremos, según la tabla 1.1.

Resistencia ( Ω) Reactancia inductiva ( Ω)

R= 4400 XL=5277.87

Tabla 1.1 Valores de resistencia y reactancia.

Conectamos los módulos resistivo e inductivo en triángulo, como se muestra en la figura 1.1.

Figura 1.1 Conexión triángulo de cargas resistivas e inductivas.

En este paso conectamos la carga equilibrada en triángulo a la fuente de alimentación variable, con los instrumentos correspondientes, pero no lo encendemos la fuente.

Figura 1.2 Fuente de alimentación conectada a la carga en triángulo equilibrada.

En este paso sin encender la fuente de alimentación. Tomamos como referencia la figura 1.2, y calculamos las tensiones de línea y las corrientes de línea en la carga conectada en triángulo, asumiendo que la tensión de la fuente es 220 V (tensión compuesta de alimentación). Luego anotamos los resultados en la tabla 1.2:

Encendemos la fuente de alimentación y aumentamos la tensión de salida a 120 V (tensión compuesta de alimentación)

Medimos las tensiones y corrientes que están indicadas en la figura 1.2 y anotamos estos valores en la tabla 1.3.

Reducimos la tensión a cero y desconectamos la fuente de alimentación.

Luego

...