Potencia trifásica con vatímetros

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

INFORME PRACTICA Nº8

MEDICIÓN DE POTENCIA POR MEDIO DE VATÍMETROS

CONEXIONES ESTRELLA Y DELTA

OBJETIVOS

• Realizar las mediciones de potencias en circuitos Y y ∆, tanto balanceados como desbalanceados.
• Comprobar experimentalmente la medición de las potencias activa, reactiva y aparente (según cada conexión) mediante las dosdiferentes conexiones con vatímetros, Blondell y Aaron.
• Comparar las mediciones tomadas con los obtenidos en las simulaciones, además de comprobar los teoremas generados por las conexiones Blondell y Aaron.

MARCO TEÓRICO

Teorema de Blondell

En un circuito n-filar la potencia activa puede medirse como suma algebraica de las lecturas de n-1 vatímetros. Este enunciado esevidente en el caso de un circuito tetra-filar en que tenemos acceso al neutro de la carga.

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Figura 1

En este caso particular cada vatímetro indica la potencia de la fase a la que
está conectado. De este modo, la potencia trifásica resulta igual a:

P = W1 + W2 + W3

Es decir, la potencia total es suma de las tres lecturas.

Método de Aron

En un circuito tri-filar seintercalan dos vatímetros en sendos conductores de línea, conectando los sistemas volti-métricos a un punto común sobre el tercer conductor.

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Figura 2

No se requiere condición de simetría alguna en el generador o la carga, no existiendo restricciones al esquema de conexión (estrella o triángulo). De hecho, por medio de la transformación de Kennely, siempre es posible obtener una cargaequivalente en estrella.
La indicación de un vatímetro es igual al producto de los valores eficaces de la tensión aplicada a su sistema volti-métrico, por la corriente que circula por su sistema amperimétrico, por el coseno del ángulo de desfase entre ambas. Si consideramos las magnitudes como fasores (vectores), la indicación resulta igual al producto escalar de la tensión por la corriente.

De acuerdocon el teorema de Blondell, la potencia activa es igual a la suma algebraica de las dos lecturas. En efecto:

W1 = Urs · Ir
W3 = Uts · It
W1 + W3 = (Ur - Us) · Ir + (Ut - Us) · It = Ur · Ir + Ut · It - Us · (Ir + It) [1]

Siendo
Ir + Is + It = 0→ Ir + It = -Is

Y reemplazando en [1] resulta

P = W1 + W3 = Ur · Ir + Us · Is + Ut · It

La indicación de cada vatímetro no correspondecon la potencia de una fase en particular, pero su suma algebraica es igual a la potencia trifásica.

SIMULACIONES

Método Blondell Balanceado Y

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Método Blondell Desbalanceado Y

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Método Aron Balanceado Y

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Método Aron Desbalanceado Y

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Delta Balanceado

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Delta Desbalanceado

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RESULTADOS
Circuito balanceado conexión Y:|(con neutro) |Fase 1 |Fase 2 |Fase 3 |
|Voltaje |117.3 V |111 V |110.9 V |
|Corriente |0.73 A |0.75 A |0.75 A |
|Potencia aparente (lSl) |85.62 VA |83.25 VA|83.175 VA |

|(sin neutro) |Fase 1 |Fase 2 |Fase 3 |
|Voltaje |111.8 V |109.8 V |109.8 V |
|Corriente |0.74 A |0.75 A |0.78 A |
|Potencia aparente (lSl) |82.732 VA|82.35 VA |85.644 VA |

Conexión Blondell:
Pa= 84 W
Pb= 88 W

Pc= 85 W

PT= 257 W

Conexión Aaron:

Entre C-A ( W1= 132 W

Entre B-A ( W2= 128 W

W1+W2= 260 W ( Potencia Activa

√3.(W1-W2)= 4.√3 VAR ( Potencia Reactiva

Circuito desbalanceado conexión Y:

|(con neutro) |Fase 1 |Fase 2 |Fase 3...