Práctica “Potencia media y reactiva trifásicas en un circuito RLC”

INSTITUTO TECNOLOGICO DE AGUASCALIENTES[pic 1]

Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Ingeniería Eléctrica

Mediciones Eléctricas

“Grupo 2”

Práctica 9

“Potencia media y reactiva trifásicas en un circuito RLC”

Alumnos:

Aguilar Soriano Octavio 16151688

                De Lira Rodríguez Javier Eduardo  16150638

Loera Ibarra Héctor Ulises 16150652

Pérez Mier Iram Neftali 16150660

Quiroz Rivera Geovani de Jesús 16150661

        Profesor:

M.C. José Alejandro Morones Alba

Lugar y fecha de realización:  

                Aguascalientes, Ags. De 04 mayo de 2017

Fecha de entrega:

Aguascalientes, Ags. 09 mayo de 2017

Introducción

Un sistema trifásico está compuesto por  tres líneas las cuales se pueden nombrar por línea; “(1, 2,3), (A, B, C) o (R, S, T)” y un cable neutro. La tensión entre las líneas puede ser o no de igual magnitud, cuando esta es de igual magnitud en las tres líneas existe un desfasamiento entre cada una de 120° y se le denomina circuito trifásico balanceado. Éste sistema se conoce como el más eficiente al momento de distribuir la energía eléctrica.

Debe de recordarse que un sistema trifásico puede ser conectado de dos maneras diferentes, en conexión delta o conexión estrella, sin importar que el sistema sea o no balanceado.

En el sistema trifásico desbalanceado los ángulos de las fases son diferentes. En cambio en el sistema balanceado los ángulos de fase son iguales.

En este tipo de sistemas la potencia es la suma total es la suma de las potencias de fus tres fases. Puesto que se analiza un sistema balanceado la potencia activa, reactiva, aparente y compleja de las tres fases son iguales, las potencias activa, reactiva, aparente y compleja totales son iguales a tres veces las respectivas potencias de una fase.

Se debe de tomar en cuenta que dentro de un circuito RLC trifásico es posible conectar a o no el neutro a la tierra física, puesto que el voltaje que pasa por el cable neutro es cero. A esta técnica en donde se elimina la conexión del neutro se le denomina como neutro flotante.

Objetivos:

1. Conectar un circuito RLC trifásico balanceado y desbalanceado que cuente con una resistencia de 300 Ω, una inductancia de 1.6 Henrios y una capacitancia de 8.8 mF.
2. Conectar un circuito RC trifásico balanceado y desbalanceado eliminando la bobina. Contando con una resistencia de 300 Ω y una capacitancia de 8.8 Mf.
3. Demostrar la raíz de tres.
4. Elaboración de la herramienta computacional.

Marco Teórico

Objetivos 1: Conectar un circuito RLC y  RC trifásico que cuente con una resistencia de 300 Ω, una inductancia de 1.6 Henrios y una capacitancia de 8.8 mF.

Un sistema monofásico de tres conductores contiene una fuente que produce dos voltajes sinuidales con la misma amplitud y la misma fase. Un sistema que contiene una fuente que produce voltajes (sinuidales) con diferentes fases se denomina sistema polifásico. La importancia de este concepto reside con el hecho de que casi toda la generación y distribución de energía eléctrica en el mundo se realiza con sistemas polifásicos. El sistema polifásico más común es el sistema trifásico balanceado, el cual tiene la propiedad de que suministra potencia instantánea constante. Esto da por resultado menor vibración de la maquinaria giratoria que se emplea para generar la potencia eléctrica. En la práctica solo existen dos configuraciones posibles para los circuitos trifásicos, estrella a estrella y estrella a delta, y esta última puede convertirse a la forma estrella a estrella. Es más sencillo el análisis de los circuitos balanceados que el de los no balanceados, puesto que los circuitos trifásicos balanceados estrella a estrella pueden analizarse utilizando un circuito equivalente por fase. En este tipo de sistema las fases difieren entre sí en 120°.

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En la imagen anterior se muestra una fuente trifásica balanceada conectada en estrella en el dominio de la frecuencia. Las terminales a, b y c se determinan terminales de línea y la n se denomina terminal neutra. Se dice que la fuente es balanceada si los voltajes de fase a, b y c tienen la misma amplitud y suman cero.

La corriente en el cable neutro de una conexión estrella a estrella balanceada es cero; por tanto, el cable puede eliminarse si se desea. La clave para el análisis del circuito estrella a estrella es el cálculo de las corrientes de línea. Cuando el circuito no está balanceado el primer paso en el análisis del mismo es calcular el voltaje en el nodo neutro de la carga trifásica con respecto al voltaje del nodo neutro de la fuente trifásica. Cuando el circuito esta balanceado, este paso no es necesario, ya que el voltaje del nodo neutro es igual a cero.

Este tipo de circuitos eléctricos no son recomendables cuando las tensiones en las tres fases son altas (normalmente 13.2 Kv) ya que al existir un corto circuito en una de ellas no existe referencia de tierra para la corriente de falla.

Ya sea que este balanceada o no, una carga trifásica se compone de tres ramas capaces de consumir potencia. Perecería, por lo tanto, que se requieren tres mediciones distintas para determinar la potencia total suministrada a la carga. De hecho esto es cierto para sistemas estrella a estrella desbalanceados, porque tales sistemas disponen de cuatro conductores por los que fluye una corriente no cero. Pero cualquier otro sistema trifásico tiene solo tres alambres conductores por los que fluye corriente. Asi es cómo podemos elegir uno de los conductores para la referencia de voltaje y medir la potencia que fluye por los otros dos conductores, y de este modo dos mediciones serían suficientes.

Objetivo 2: Demostrar la raíz de tres.

Las potencias suministradas por las tres fases de un generador equilibrado a tres impedancias idénticas con argumento θ son:

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Pero:

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La potencia instantánea es igual a la potencia media total. Se puede escribir en función de la tensión de línea VL y de la intensidad de línea IL, quedando

En el sistema en Δ (delta), . Entonces, .[pic 10][pic 11]

En el sistema en Y (estrella),  Entonces, .[pic 12][pic 13]

La expresión  da la potencia en un sistema trifásico equilibarado, independientemente de la forma de conexión. El factor de potencia del sistema trifásico es cos la tensión de línea VL En los sistemas industriales es siempre conocido. Si la carga esta equilibrada, la potencia total se puede calcular a partir de la intensidad de línea y el factor de potencia.[pic 14][pic 15]

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