DETERMINACION EXPERIMENTAL Y ANALITICA
DETERMINACION EXPERIMENTAL Y ANALITICA
DEL DESPLAZAMIENTO DEL NEUTRO7.1 OBJETIVOS
Determinacin en forma grafica y analtica el desplazamiento del
neutro en redes desequilibradas conectadas en estrella.
Objetivos Especficos.-
Resonancia
Transformacin de energa
Sobretencin
Sobrecorriente
Subtencin
Accesibilidad del neutro
7.2 PUNTUALIZACIONES TEORICASEn ocasiones se achacan a la
interrupcin del neutro ciertas averas que se producen en las
instalaciones elctricas. Para contribuir a aclarar las
consecuencias que sobre la carga provoca el corte del conductor
neutro de las lneas de distribucin, se cuantifican en este artculo
las sobretensiones producidas por esta causa. Se particulariza el
anlisis para instalaciones de alumbrado.
La energa elctrica se distribuye por medio de lneas trifsicas de
cuatro conductores: las fases R, S y T, y el conductor neutro N.
Habitualmente los receptores monofsicos se conectan entre las fases
y el neutro. La recomendacin de distribuir la carga por igual entre
las fases[1] debera entenderse en el sentido de procurar que, en
todo momento, las intensidades de las fases estuvieran
equilibradas. Esto es lo que llamaremos equilibrio real. Sin
embargo lo habitual es que la carga se distribuya sin tener en
cuenta la simultaneidad de funcionamiento de los receptores, por lo
que, aunque se tienda a igualar las potencias instaladas en las
tres fases, las intensidades pueden resultar fuertemente
desequilibradas si no se ha procurado repartir los receptores que
funcionan simultneamente. En [2] expusimos el ahorro de energa como
razn para intentar el mayor equilibrio real posible de las cargas,
pues el funcionamiento desequilibrado produce mayores prdidas de
potencia en los conductores de la instalacin que si la carga est
equilibrada. En este artculo se ver que el equilibrio real de las
cargas tiene, adems, la ventaja de eliminar las sobretensiones que
pueda producir un eventual corte del conductor neutro.
Las tensiones permanecen aproximadamente equilibradas en la
salida de los transformadores de la ltima etapa de la distribucin,
cuyo secundario est conectado en estrella; por eso, en los clculos
que siguen, el centro de esa estrella ser el punto neutro N de
referencia de potenciales, que llamaremos punto neutro del
transformador o punto neutro de la fuente. Adems, para nuestros
propsitos, influye poco la impedancia equivalente de cada devanado
del secundario del transformador y de cada fase de la lnea, por ser
pequeos sus mdulos comparados con los de la impedancia resultante
de los receptores conectados entre cada fase y el neutro; por eso
representaremos el secundario del transformador solo por tres
fuentes de tensin conectadas en estrella (fig.1).
Por tanto, si se toma como origen de fases la tensin entre la
fase R y el neutro del transformador, los fasores de las tensiones
simples del transformador son[3]
Desplazamiento del neutro
Con las hiptesis expresadas, en la figura 1a) se representa una
lnea trifsica de tres hilos que alimenta receptores pasivos en
estrella. Esta es la situacin que se crea cuando se interrumpe la
conexin con el punto neutro del transformador. Designaremos el
centro de la estrella en la parte de los receptores con la letra n.
Llamaremos a n punto neutro de la carga. Materialmente n es la
porcin de conductor neutro al que quedan conectados todos los
receptores cuando se interrumpe el conductor neutro comn. Entonces
n y N no estn unidos directamente por ningn conductor. Se indican
las admitancias resultantes de los receptores conectados a las
fases por resultar ms simples las frmulas que si se utilizan las
impedancias. YR es la admitancia resultante de todos los receptores
conectados entre la fase R y el neutro de la carga, o sea, es la
suma de las admitancias de todos los receptores conectados entre
esa fase y el neutro n. De forma similar para el resto de las
fases.
Se llama desplazamiento del neutro a VnN , es decir, al fasor de
la tensin entre el punto neutro de la carga y el neutro del
transformador. Conocido el desplazamiento del neutro, se ve en la
figura 1a) que los fasores de las tensiones de los receptores de
las fases son respectivamente
Por eso, para estudiar los desequilibrios de las tensiones, lo
mejor es hallar el desplazamiento del neutro. Se ve de inmediato en
(2) que si el desplazamiento del neutro es cero, las tensiones de
los receptores permanecen equilibradas si lo estn en el secundario
del transformador.
En cualquier caso, conocidas las admitancias complejas de los
receptores, el desplazamiento del neutro se halla muy fcilmente
aplicando el mtodo de los nudos con referencia de potenciales en N.
Del nico nudo restante, n, se obtiene la ecuacin [3][4]:
Con las (2) y este valor hallado de VnN se pueden hallar ya las
tensiones de los receptores. Dependiendo de las admitancias, o sea,
de la distribucin de los receptores en las fases, estas tensiones
pueden resultar muy alejadas de las tensiones nominales.
Si la carga est totalmente equilibrada las admitancias complejas
son iguales,
y el desplazamiento del neutro vale entonces
Si, adems, como se ha supuesto, las tensiones en el
transformador estn equilibradas, la suma de sus fasores vale cero
[3]:
y el desplazamiento del neutro tambin resulta nulo, por lo que,
segn las (2), las tensiones de los receptores siguen equilibradas
aunque el neutro no exista.
Es decir, si el neutro se interrumpe, no se produce ninguna
sobretencin si la carga est realmente equilibrada.7.3 MATERIAL Y
EQUIPO A UTILIZAR
Lmparas incandescentes: Potencia 200 [W], voltaje 220 [V]
Cables de conexin
ampermetros Fuente de alimentacin 3 hilos Condensadores 40 Uf
380 [V] 50 Hz Condensadores 24 Uf 380 [V] 50 Hz Voltmetros
(Tensiones de lnea [V]).7.4 CIRCUITOS DE ANALISIS
2)
3)
4)
5)
6)
7)
7.5 REGISTRO DE DATOSCIRCUITO 1
VVI
R-S223R-N248R0.61
S-T222S-N129S0.88
T-R223T-N116T0.43
CIRCUITO 2
VVI
R-S222R-N93R0.37
S-T221S-N189S0.08
T-R222T-N127T0.45
CIRCUITO 3
VVI
R-S221R-N149R2.47
S-T220S-N71S3.04
T-R223T-N199T0.56
CIRCUITO 4
VVI
R-S222R-N108R1.32
S-T222S-N111S0.76
T-R222T-N193T0.56
CIRCUITO 5
VVI
R-S219R-N500R5.32
S-T221S-N300S5.05
T-R220T-N500T0.64
CIRCUITO 6
VVI
R-S220R-N360R4.38
S-T222S-N160S6.62
T-R222T-N380T2.53
CIRCUITO 7
VVI
R-S220R-N175R2.84
S-T222S-N225S1.52
T-R221T-N60T2.3
7.6 CUESTIONARIO1) Determinar grficamente la magnitud del
desplazamiento del neutro en cada uno de los circuitos
experimentados CIRCUITO 1
CIRCUITO 2
CIRCUITO 3
CIRCUITO 4
CIRCUITO 5
CIRCUITO 6
CIRCUITO 7
2) Determinar analticamente el desplazamiento del neutro en los
circuitos analizados
CIRCUITO 1
Datos experimentales con lo desfases supuestos:
Valores Analticos:
CIRCUITO 2
Datos experimentales con lo desfases supuestos:
EMBED Equation.3
Valores Analticos:
CIRCUITO 3
Datos experimentales con lo desfases supuestos:
EMBED Equation.3
Valores Analticos:
CIRCUITO 4
Datos experimentales con lo desfases supuestos:
EMBED Equation.3
Valores Analticos:
CIRCUITO 5Datos experimentales con lo desfases supuestos:
EMBED Equation.3
Valores Analticos:
CIRCUITO 6
Datos experimentales con lo desfases supuestos:
EMBED Equation.3
Valores Analticos:
CIRCUITO 7
Datos experimentales con lo desfases supuestos:
EMBED Equation.3
Valores Analticos:
3) explique la aparicin de Sobretencin y Subtencin en funcin a
los parmetros R-L-C usados y conectados en estrella
Realizada la siguiente prctica podemos puntualizar lo siguiente
entre otras cosas
Importancia de la prctica.
1. Los circuitos usados en cada caso me permiten identificar
operaciones de sistemas elctricas en cualquier empresa industrial
primero por la forma de onda aqu existe el factor de potencia,
corriente en cada rama, potencia, etc.
2. Analizar el comportamiento de sistemas elctricos reales con
ayuda del comportamiento de cada uno de los arreglos aqu
experimentndose base siempre a diagramas fasoriales, senodiales y
caractersticas de ecuaciones segn los parmetros involucrados.
R-L-C, en base siempre a admitancias o impedancias, corrientes,
tensiones, potencias, etc.
3. Evaluar parmetros en exceso en defecto ventajas y desventajas
tcnicas de sistemas elctricos reales de acuerdo a las
caractersticas de uno de otro sistema real, esta evaluacin, se dar
en base a lo experimentado a cada uno de los circuitos, es decir,
caracterstica en una carga con exceso de campo magntico o campo
elctrico senodial; ventajas tcnicas econmicas de cargas con exceso
de campo magntico, campo elctrico o carga puramente activa.
Concluir realmente, eficazmente competentemente sobre el estado
de operacin de una determinada carga industrial. Esto se logra a un
enlace profundo de fenmenos presentes en los comportamientos de
parmetros R-L-C y con ayuda de anlisis econmico estaremos en
condiciones de concluir verazmente.
Encarar solventemente cualquier sistema elctrico que tenga que
ver con los conceptos aqu practicados y analizados
profundamente.
Comportamiento de cada circuito
_1258580648.unknown
_1258599957.unknown
_1258600924.unknown
_1258601509.unknown
_1258601748.unknown
_1258602122.unknown
_1258602319.unknown
_1258602478.unknown
_1258602677.unknown
_1258602376.unknown
_1258602145.unknown
_1258602016.unknown
_1258601638.unknown
_1258601676.unknown
_1258601533.unknown
_1258601082.unknown
_1258601339.unknown
_1258600927.unknown
_1258600319.unknown
_1258600725.unknown
_1258600843.unknown
_1258600581.unknown
_1258600184.unknown
_1258600193.unknown
_1258599997.unknown
_1258581671.unknown
_1258581852.unknown
_1258582594.unknown
_1258581719.unknown
_1258581492.unknown
_1258581581.unknown
_1258580940.unknown
_1258575233.unknown
_1258580197.unknown
_1258580376.unknown
_1258580534.unknown
_1258580270.unknown
_1258579802.unknown
_1258579967.unknown
_1258580099.unknown
_1258579514.unknown
_1258575768.unknown
_1258576422.unknown
_1258571052.vsd
V
V
V
V
V
V
A
A
A
R
XC
XC
_1258571240.vsd
V
V
V
V
V
V
A
A
A
XC
XL
XC
_1258571351.vsd
V
V
V
V
V
V
A
A
A
XL
XL
XC
_1258574887.unknown
_1258571122.vsd
V
V
V
V
V
V
A
A
A
R
XL
XC
_1258570734.vsd
V
V
V
V
V
V
A
A
A
R
R
XC
_1258570905.vsd
V
V
V
V
V
V
A
A
A
R
XL
XL
_1258570566.vsd
V
V
V
V
V
V
A
A
A
R
R
XL