UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECANICA CURSO: CIRCUITOS ELECTRICOS II
TEMA:
MEDIDA DE LA POTENCIA ELÉCTRICA EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS – PARTE 2 INTEGRANTE: Mendoza Velásquez Alexander
GRUPO 02 HORA 10:00 – 12:00 12:00 FECHA 04/12/16 AREQUIPA – PERÚ PERÚ 2016
SESION 10: MEDIDA DE LA POTENCIA ELÉCTRICA EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS – PARTE 1 1. OBJETIVO: Analizar y verificar en forma experimental la medida de potencia en circuitos trifásicos utilizando el método de los tres vatímetros y el vatímetro trifásico en conexión Aron.
2. MARCO TEORICO: Un sistema trifásico es una combinación de tres sistemas monofásicos, cuyas ondas senoidales están desfasadas 120º. Como consecuencia la Potencia suministrada es igual a las potencias absorbidas por cada una de las fases, sin importar que conexión tengan, sea en estrella o triángulo, en todos los casos la potencia total del sistema es igual a la suma de las potencias correspondientes a cada fase del sistema trifásico considerado. PT = PR + PS + PT Sin embargo un sistema trifásico puede tener dos tipos de cargas: cargas equilibradas y desequilibradas, que van a variar las características del sistema trifásico y por ende el método en que se debe efectuar la medición de potencia.
Mediciones de Potencia Activa en corriente alterna trifásica. Cargas Equilibradas En muchas ocasiones, por ejemplo, en motores eléctricos grandes, en aparatos de calefacción, etc. Las tres fases están igualmente cargadas, se dice que se trata de cargas equilibradas. Es decir que por cada fase va a circular la misma corriente, y los ángulos de desfase son tambien iguales. En este caso entonces la potencia total va a ser: PT = 3 Pf = 3Vf If cos Es decir que para la medición de la potencia trifásica es un sistema equilibrado, se puede utilizar un solo vatimetro monofásico y multiplicar los valores obtenidos por tres.
Mediciones de Potencia Activa en corriente alterna trifásica. Cargas Desequilibradas Este es el caso más general que puede presentarse. En este caso se emplea la expresión general de la potencia: PT = Pf1 + Pf2 +Pf3 = VR IR cos R + VS IS cos S + VT IT cos T
Método de tres vatímetros Por lo tanto deben de utilizarse tres vatímetros. Cada vatímetro leerá entonces una corriente de línea y un voltaje de fase. El sistema de los tres vatímetros permite medir y observar separadamente los procesos eléctricos en cada una de las fases de un sistema trifásico desequilibrado. Resulta particularmente apropiado en el caso de pequeñas potencias y grandes desfases. Sin embargo para la medición de potencias en sistemas trifásicos desequilibrados se utiliza principalmente el sistema de los dos vatímetros o sistema Aron.
Método de dos vatímetros o Método de Aron Permite las mediciones de potencia en circuitos de corriente alterna trifásica de tres conductores, equilibrados o desequilibrados. Respecto al método anterior presenta las siguientes ventajas: · Resulta mucho más fácil y económico efectuar lecturas simultaneas de dos vatímetros que de tres. · Permite el empleo de un solo aparato de medida, con dos sistemas de medida y cuya escala indica directamente la potencia a medir . En el sistema Aron las tensiones aplicadas a las bobinas voltimétricas son las tensiones de línea, el principio de la bobina Voltimétrica (+- ó *) debe estar conectado a la misma fase en la cual esta intercalada la bobina amperimétrica, y al final de la bobina Voltimétrica, debe conectarse a la fase que no tiene ninguna bobina amperimétrica intercalada (es decir a la fase libre).
3. ELEMENTOS A UTILIZAR: - 01 fuente de alimentación trifásica variable (Váriac trifásico) - 03 vatímetros monofásicos 220V 5A - 01 vatímetro trifásico 220V, 5A - 03 resistencias variables 0-44 ohmios 4A - 03 amperímetros iguales de 0-5A - 02 voltímetro 0-250V - 03 condensadores de 50uf – 300V, - conductores para conexiones
4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: 1. Colocar las escalas de los instrumentos en su máximo valor como primera precauci ón. 2. Calibrar la tensión de salida a 220 V, tensión trifásica. 3. Energizar el circuito y utilizar las resistencias de 88 ohmios (02 resistencias de 44 en serie), medir los valores en los instrumentos para cada variación de las resistencias R, 4. Medir los valores de los condensadores. 5. Armar el circuito de la figura adjunta y Registrar los siguientes valores.
TABLA 1.1
N 1 2 3 4 5 6 7
V1
V2
V3
180,3 180,8 180,5 180,2 180,6 180,4 180,4
180,3 180,5 176,9 179,9 179,9 178,3 179,2
180,3 181,8 181 180,9 180,7 181,2 181,2
A1 (A) A2 (A) A3 (A) W1 1,89 1,88 1,84 1,78 1,71 1,57 1,53
1,85 1,84 1,79 1,76 1,68 1,54 1,50
1,89 1,87 1,83 1,77 1,72 1,56 1,51
220 240 253 259 260 255 250
W2 Pt exp=W1+W2 115 185 55 25 0 40 55
W3fasica (Watts)
105 155 198 234 260 295 305
TABLA 1.2
N R
C1 C2 C3
1
10
50
50
50
2
15
50
50
50
3
20
50
50
50
4
25
50
50
50
5
30
50
50
50
6
40
50
50
50
7
44
50
50
50
Xc1
Xc2
Xc3
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
53,05
5. CUESTIONARIO: 1. Explicar el Método de Medición de los Dos vatímetros para medir potencia trifásica.
108,55 158,96 199,57 235,67 261,98 292,17 301,64
Este método es apropiado para medir factor de potencia KVAR, KW, KVA encargas conectadas en delta o en estrella que estén balanceados. Todos los wattimetros monofásicos están construidos de acuerdo a su principio de operación, con dos bobinas una bobina que es de corriente (B. C) que se conecta en serie y una bobina de potencia (B. P) que se conecta en paralelo, la lectura que nos da un sistema monofásico
2. A partir de los datos experimentales, calcular la potencia activa total, la potencia reactiva total suministrada al circuito, el factor de potencia y la potencia aparente total para cada variación de Z (R-C). V línea
I línea
f.d
P total
180,30
1,88
0,19
180,65
1,86
0,27
178,70
1,82
0,35
180,05
1,77
0,43
180,25
1,70
0,49
179,35
1,56
0,60
179,80
1,51
0,64
Q total
105 155 198 234 260 295 305
S total
575,92
585,41
561,03
582,05
527,11
563,07
499,32
551,43
462,90
530,92
386,12
485,91
362,76
473,94
3. Con los datos de los valores de las impedancias obtenidos obtener la Potencia activa teórica la potencia reactiva total suministrada al circuito, el factor de potencia y la potencia aparente total teórica, y compararlos con los resultados obtenidos de los vatímetros experimentalmente. V linea
I linea
f.d
P total
Q total
S total
180,30 180,65
1,88 1,86
0,19 0,27
108,56 158,63
576,70 581,41
586,82 602,66
178,70 180,05
1,82 1,77
0,35 0,43
198,72 235,30
528,12 498,46
564,27 551,21
180,25
1,70
0,49
261,76
460,54
529,73
179,35 179,80
1,56 1,51
0,60 0,64
291,12 300,86
379,05 349,78
477,94 461,37
4. Dar las divergencias de los valores teóricos y experimentales de la potencia trifásica, dando el error absoluto y relativo porcentual referido al valor teórico en forma tabulada. P.A. (W)teo
P.A (W) exp
585,410
586,824
582,050
602,658
563,070
564,268
551,430
551,205
530,920
529,732
485,910
477,942
473,940
461,370
Error Abs.
Error Relat. %
1,414 20,608 1,198 0,225 1,188 7,968 12,570
0,242 3,541 0,213 0,041 0,224 1,640 2,652
5. Demostrar la fórmula de la potencia total con el Método de Medición de los Dos vatímetros.
6. ¿Qué instrumentos nos permiten medir la potencia eléctrica trifásica? Wattimetro potencia activa Warimetro potencia reactiva Analizador de potencia trifásico Medidor de potencia de tres fases
6. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: 1. Si algo no funciona, desconecte la alimentación y recién actúe sobre el circuito. Utilice todos los elementos que usaría en cualquier instalación definitiva, tales como toma corrientes, conectores, aislaciones. 2. Los amperímetros utilizados para las mediciones han de tener 3. El factor de potencia se puede definir como la relación que existe entre la potencia activa (KW) y la potencia aparente (KVA) y es indicativo de la eficiencia con que se está utilizando la energía eléctrica para producir un trabajo útil. 4. El origen del bajo factor de potencia son las cargas de naturaleza inductiva, entre las que destacan los motores de inducción, los cuales pueden agravarlo si no se operan en las condiciones para las que fueron diseñados. 5. El ángulo de una sola impedancia es igual al cosfi de todo el circuito solo si este es balanceado 6. La corriente de línea es igual a la corriente de fase en circuitos en configuración estrella
7. BIBLIOGRAFIA https://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_potencia http://egresadoselectronicaunc.blogspot.pe/2013/10/medicion-del-coseno-de-conamperimetro.html http://h30467.www3.hp.com/t5/Otros-productos-y-tecnolog%C3%ADas-de-HP/semalogro-mi-Hp-Prime-ya-no-me-enciende/td-p/704999