Ensayo_potencia_Monofasica

5/13/2018 Ensayo_potencia_Monofasica - slidepdf.com

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Universidad Nacional de Mar del Plata.

Facultad de Ingeniería.Departamento de Ingeniería Eléctrica.

Práctica de Laboratorio

Tema:

Medición de Potencia Monofásica.



UNMDP.Facultad de Ingeniería.Departamento de Ingeniería Eléctrica.

Objetivos del Ensayo.

En esta práctica se va a analizar el comportamiento de la potencia activa, reactiva,aparente y el correspondiente factor de potencia de un receptor monofásico ante distintosvalores de carga. Se dibujará el triángulo de potencias, comprobándose como varían losparámetros anteriores y la intensidad del circuito, al compensar la energía reactiva.

Además, al tratarse de magnitudes de corriente alterna, se podrán visualizar enel osciloscopio las formas de onda de la tensión y la corriente para distintos estados de

carga. Adicionalmente se aprovechará las funciones del osciloscopio digital Fluke ’97,utilizando las funciones en la opción “Scope” para la medición de corriente, potenciaactiva, y factor de potencia. Estos valores serán comparados con los registrados con losinstrumentos analógicos para evaluar el grado de exactitud obtenido.

Desarrollo del Ensayo.

Este ensayo consta de tres experiencias basadas en la siguiente disposicióncircuital:

Figura 1. Circuito a construir

Conexionado:

Del cofímetro y watímetro:

A

Z

I

W

~ V f

Cos

Fluke

A B

Fluke

A B

Pinza transductora




En cuanto a la bobina voltimétrica tiene dos conexiones posibles 240/480 Volts.

Importante:Para la conexión del watímetro o del cofímetro se deberá tener siempre la

precaución de que la corriente de carga no supere el valor de la intensidad nominal deaquél. En caso de tener incertidumbre sobre el valor de la corriente de carga deberáncortocircuitarse sus bornes. Si se verifica que la corriente es menor que la nominal del

instrumento se levanta el puente de la bobina amperométrica.Si la indicación del watímetro es en sentido contrario se invierten las conexionesde la bobina voltimétrica o bien de la amperométrica.

De la pinza transductora

La pinza transductora disponible en el laboratorio es un sensor decorriente AC/DC con rangos de 2A, 20A y 200A, que entrega en

su salida 100mV/A, 10mV/A y 1mV/A respectivamente.

Estos dispositivos asociados a un multímetro digital permitentransformar estos últimos en amperímetros.

De la conexión de las sondas al osciloscopio FLUKE:La sonda roja del Fluke´97 se conectará para obtener la caída de tensión sobre la

carga, teniendo la referencia (pinza cocodrilo) sobre el conductor de neutro y la puntaretráctil sobre la fase.

La sonda gris que obtiene una señal proporcional a la corriente de carga seconectará a la pinza transductora. Para obtener el valor de la intensidad de corriente encada estado de la carga se dividirá la tensión eficaz obtenida en el Fluke por el valor

elegido de la relación de transformación de la pinza.

NOTA

E d di d i t d t d i t i (R




Figura 3. Circuito alternativo

ENSAYO Nº 1: CARGA RESISTIVA.

Armar el circuito como indica la Figura 1 y con la carga resistiva conectada segúnla secuencia indicada en el dibujo siguiente (cuatro resistencias conectadas –ON-).

Nota: Precaución en el uso del cofímetro encuanto a la corriente que circula por subobina amperométrica, hasta 2.5 A., losbornes deben están dispuestos para laconexión serie. Para 5 A. la conexión esparalelo.

Ajustar la tensión con el variac hasta un

valor igual a 120 V y realizar las medidasde corriente, potencia y factor de potencia

.

Uso del Fluke en modo SCOPE.

A

Z

I W

~ V f

Cos

Fluke

A B

Fluke

A B

R1

ONOFFTablero




• Para la medición de potencia, aplicamos la función “MATH” del SCOPE,seleccionamos “FUNCTION MUTIPLY”, “SOURCE 1” A, “SOURCE 2” B,“DESTIN” “TEMP.3”, para multiplicar las señales ua y ub. La señal productose almacenará en destino, la memoria temporal 3. Presionando “WAVE

FORM”, “ON/OFF”, activamos la señal resultante en Temporal 3 y con“CURSOR DATA” seleccionamos “MEAN”, si es que no está ya seleccionada,proporcionando el valor medio de la onda producto de u(t) e i(t). Este valordividido por la relación de transformación de la pinza (o por R1) será finalmente

el valor de potencia activa.

Figura 5

Registrar los valores leídos en los instrumentos y Fluke en la tabla I.




jQPS += [VA]

I

UZeq = [Ω]

Req = Zeq cos ϕ [Ω]

Xeq = Zeq sen ϕ [Ω]

El carácter inductivo o capacitivo, se conocerá por el valor cos ϕϕϕϕ entregado por elcofímetro. Si la aguja se orienta hacia la derecha “LAG” la carga es inductiva, la corrienteatrasa respecto a la tensión, a la izquierda “LEAD” capacitiva, corriente adelanta respectoa la tensión.

ENSAYO Nº 2 : CARGA INDUCTIVA.

Repetir el mismo ensayo anterior ahora conectando en paralelo con el banco deresistores, el banco de inductores. El banco de resistores con la siguiente disposición : ON– ON – OFF – OFF y el banco de inductores con ON – ON- OFF – OFF. Complete conlos datos leídos la Tabla 1.

Determinar en este ensayo el valor de la capacidad necesaria para mejorar el factorde potencia llevándolo a cosϕ = 0,92. Calcular los valores de potencias reactiva y aparente.

deseadof tg.PQ ϕ=

f existenteC QQQ −=

C

2

C X

UQ =

[ ] CQ

P

Qf

∆Q = Qexist – Q3

S

Sf

φdeseado

φ




Si el sistema eléctrico debe atender a usuarios con factor de potencia bajo, debeincrementar la corriente y por ende la potencia aparente, esto representa másgeneradores en funcionamiento.

Al imponer la central eléctrica la mejora en el factor de potencia, la corriente y lapotencia aparente disminuyen para una misma potencia activa (P1, Sf y Qf en la figura).

Do no ser así, la sección de las líneas de transmisión y las máquinas generadoras

de las usinas estarían sobredimensionadas para obtener el mismo aprovechamiento en lapotencia activa.

ENSAYO Nº 3 : MEJORA DEL FACTOR DE POTENCIA.

Continuando con el ensayo anterior conectar el banco de capacitares en paralelocon la carga resistiva-inductiva.

Alcanzar en la práctica con el banco de capacitares un valor próximo al obtenidoteóricamente con los cálculos realizados en el ensayo anterior. Recalcular las potenciasreactivas, aparente e impedancias equivalente. Dibujar los triángulos de potenciassuperpuesto con el obtenido en el Ensayo Nº 2.

Se comprobará que si en la experiencia anterior se desconecta parte de la cargaresistiva el factor de potencia baja, y que aumenta con el aumento de aquella.

Informe a cargo del alumno:

Cada comisión deberá presentar un informe que contenga la siguienteinformación como mínimo:

1.

Detallar los instrumentos utilizados: marca, posición, número de divisiones,alcances , etc.2. Dibujar los circuitos reales utilizados de acuerdo al equipamiento disponible.3. Completar las tablas indicadas, y trazar los diagramas y gráficos

correspondientes.4. Anotar los pasos realizados y cualquier circunstancia no prevista en este



TABLA 1.

W

Cw=

Fluke 97

Ensayo U [V] I [A]

αααα [div] P [W]

Cos ϕϕϕϕ Ua

[V]

F

[Hz]

I

[A]

Ub

[V]ϕϕϕϕ Cos ϕϕϕϕ

P

[W]

Nº 1

Carga

Resistiva

Nº 2Con carga

Inductiva

Nº 3

Mejora Factor

de Potencia

(carga

capacitiva)

C á t e d r a

M e d i d a s E l é c t r i c a s

I

3 º a ñ o

d e I n g e ni e r í a E l é c t r i c

a

M e d i c i ó n d e P o t e n c i a M on of á s i c a

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