ELT 2510 CIRCUITOS ELCTRICOS II

INDICE

1.- OBJETIVO.

1.1.- OBJETIVOS ESPECFICOS.

2.- PUNTUALIZACIN TERICA.

Secuencia Cero:Secuencia Uno

Secuencia DosSecuencia K-sima.

3.- MATERIALES Y EQUIPO UTILIZADO.

4.- CIRCUTIO DE ANALISIS.

5.- EJECUCIN.

6.- LECTURA DE DATOS

7.- CUESTIONARIO.

LABORATORIO N 4DETERMINACIN EXPERIMENTAL DE LAS COMPONENTES DE SECUENCIA1.- OBJETIVO.

Al finalizar el presente laboratorio estaremos en condiciones tcnicas para identificar, analizar evaluar y concluir la determinacin experimental de componentes simtricas de un sistema electrico de potencia.

1.1.- OBJETIVOS ESPECFICOS.

Para alcanzar el objetivo general, debemos previamente conocer y usar eficientemente los siguientes parmetros elctricos involucrados en sistemas electricos de potencia:

Secuencia positiva y secuencia negativa

Condicion de desequilibrio

Fallas en sistemas electricos

Esquema matricial de componentes simetricas

Diagrama fasorial de componentes simetricas

Prueba de corto circuito de maquinas y transformadores

Alimentacin monofasica de una maquina y transformador trifasico

2.- PUNTUALIZACIN TERICA.

Los defectos y fallas como los corto circuitos en los sistemas elctricos de potencia siempre han sido de caracterstica desbalanceada, dificultando los clculos y simulaciones; como no se conoca una herramienta analtica que pueda simular estas fallas tanto estticas como dinmicas, se recurra a la simulacin de tipo prctico que significaba tambin problemtico.

En 1895 cuando se estudia los motores monofsicos surge una idea de descomponer el campo magntico esttico pulsatorio que hace que el rotor pueda girar en dos sentidos dependiendo del impulso inicial.

En 1915 Leblank imagin descomponer las corrientes trifsicas desequilibradas en tres grupos que serian producidos por tres campos magnticos.

Un campo magntico girando en una direccin.

Un campo magntico girando en una direccin opuesta.

Un campo magntico esttico pulsatorio.

Estas ideas ya tenan cuerpo y en 1915 a travs del Dr. C. L. Fortescue, quien consigue formular una herramienta analtica muy poderosa, formulando de manera general la descomposicin de cualquier sistema de n-fases desequilibradas en sus respectivas componentes simtricas equilibradas. Fue a travs de su teorema titulado mtodo de componentes simtricas aplicado a la solucin de circuitos polifsicos, que formul que un sistema de n favores desequilibrados pueden ser descompuestos en n sistemas de favores equilibrados, denominados componentes simtricas de favores originales. La expresin analtica general para un sistema desequilibrado en n fases esta dado por:

el sistema desequilibrado original de secuencia de fase a, b, c,, n, representados por sus n favores ; los n sistemas equilibrados de secuencia que forman por la superposicin del teorema de Fortescue son denominados de secuencia 0,1,2,...,k,...,n-1, todos girando en el mismo sentido y a la misma velocidad sncrona del sistema de n fases originales desbalanceado, cada secuencia est compuesto de n favores equilibrados, esto es, del mismo modulo e igualmente desfasados. El desfase k de dos favores consecutivos del sistema de secuencia k-sima est dado por:

Secuencia Cero: (secuencia homopolar).- Es el conjunto de n-fasores del mismo modulo y fase, girando en el mismo sentido y a la velocidad sncrona del sistema original de n fases. Secuencia Uno: (secuencia positiva).- Es el conjunto de n-fasores del mismo mdulo, con desfasamiento de girando en el mismo sentido y a la velocidad del sistema polifsico original.Secuencia Dos: (secuencia negativa).- Es el conjunto de n-fasores del mismo mdulo, con desfasamiento de girando en el mismo sentido y a la velocidad sncrona del sistema original, observe que el sentido de la secuencia dos y de todas las secuencias de orden par tiene sus conjuntos de secuencia girando contrario al de secuencia uno o de orden impar. Esta es una real interpretacin fsica, vale decir que las secuencias de orden par generan campos giratorios contrarios a la del sistema original. En el teorema de Fortescue todas las secuencias pares giran en el mismo sentido, esto es hecho a propsito cambiando dos corrientes. Secuencia K-sima.- Es el conjunto de n-fasores del mismo modulo con desfase entre girando en mismo sentido en la velocidad sncrona del sistema original.

La formulacin de Fortescue dice: un sistema trifsico de tres fasores desbalanceados, puede ser descompuesto en tres sistemas trifsicos de tres fasores balanceados llamados componentes simtricas de secuencia positiva, negativo y cero.Secuencia Cero: (secuencia homopolar).- Es el conjunto de n-fasores

3.- MATERIALES Y EQUIPO UTILIZADO.

Maleta de medicin

3 voltmetros.

Escala 110-500V

Potencia activa tres hilos

100-500V

Potencia reactiva tres hilos

100-500V

3 ampermetros

Escala 5- 100

Vatmetros 3 f, 3 hilos y 2 elementos

Secuencmetro3 Restato 5A-220V-39Ohm

3 trafos

4.- CIRCUTIO DE ANALISIS.

Secuencia positiva de generadores.-

Xd=

Va1=Ea1-jXd *Ia1Secuencia negativa generadores.-

Secuencia cero generadores.- X2= Va2=-jX2Ia2

X0= Va2=-jX0Ia0

Generador aterrado con impedancia.-

X0= Va2=-j(X0+3Zn)Ia0

Impudencia de secuencia positiva del transformador

Z1=Zcc=

Impedancia de secuencia cero del transformador.-

ZD=

5.- EJECUCIN.

Identificar equipos, dispositivos e instrumentos de medicin en funcin a los circuitos de anlisis propuestos.Para la secuencia cero del transformador:

Familiarizarse con la conexin Y-Y, identificar el neutro del lado de alta y baja tensin.

Unir los terminales U,V,W en el lado de alta y u,v,w en el lado de baja del transformador.

Conectar un restato de 39 en serie con la unin U,V,W existiendo ahora dos terminales accesibles, uno del restato y otro de la estrella el lado de alta y baja tensin del transformador.

Aplicar la fuente de la red, una fase al restato y la otra al neutro de la conexin estrella lado de lata y baja tensin.

Leer la tensin aplicada al transformador as conectado y la corriente demandada por este arreglo.

Para la secuencia positiva del transformador:

Cortocircuitar el lado de alta del transformador, conectar en serie un restato de 39 con el devanado de baja del mismo.

Conectar a la red una fase al restato y la otra a la Terminal accesible del transformador lado de baja tensin.

Tomar lectura de los siguientes datos corriente en el lado de baja y tensin en el mismo lado para una posterior evaluacin.

Para la secuencia cero del generador:

Identificar antes componentes de la maquina sincrnica, inducido e inductor.

Cortocircuitar el inducido del generador y conectar a partir de este nudo a un restato en arreglo serie.

Conectar la red de 220 V una fase con el restato y la otra con el neutro de la conexin estrella del inducido.

Tomar los datos de tensin aplicada al devanado y la corriente demanda por esta red para una posterior evaluacin.

Para la secuencia positiva del generador:

6.- LECTURA DE DATOS

Secuencia 0 en el transformador Y-Y

CORRIENTE I [A]62 [A]

VOLTAJE V [V]0.141 [V]

Secuencia (+)-(-) en el transformador Y-Y

S = 2,5 [KVA]

V= 400/230 [V]

I = 6,25/10,9 [A]

f = 50 Hz

Primario Secundario

Ir = 5,3 * 2 [A]Ir = 3,1 * 2 [A]

Is = 5,4 * 2 [A]Is = 3,1 * 2 [A]

It = 5,5 * 2 [A]It = 3,1 * 2 [A]

V = 8,4 [V]

Secuencia 0 homopolar

I = 7,5 [A]

V = 0,55 [V]

Secuencia (+)

Ir = 4,85 *2 [A]

Is = 4,85 *2 [A]

It = 4,85 *2 [A]

V = 19,3 [V]

Secuencia (-)

Ir = 1,5 *10 [A]

Is = 1,6 *10 [A]

It = 1,6 *10 [A]

V = 123 [V]

7.- CUESTIONARIO.

Impedancia de secuencia positiva.-

Impedancia de secuencia negativa

Impedancia de secuencia cero

Z0=

Determine las componentes simetricas de secuencia positiva, negativa y cero de generadores.

Secuencia positiva del generador.

Z(+)=

Secuencia negativa del generador.

Z(-)=

Secuencia cero del generador.

IT=

Z(0)=

Determine las componentes simetricas de secuencia positiva, negativa y cero de transformadores.

Secuencia positiva de transformadores.

Z01=Z0cc=

Secuencia negativa de transformadores.

La secuencia negativa es independiente de la operacin de un transformador, por lo que:

Z02=Z01Impedancia de secuencia cero de transformadores.

Z0=

8.- CONCLUSIONES

Finalizado la prctica podemos llegar a las siguientes puntualizaciones:

La determinacin de componentes simetricas es muy importante porque nos permite obtener una referencia de operacin bajo condiciones de falla de los alternadores, transformadores y lineas de transmisin. La componente de secuenciacero en equipos electricos solo existe si:

En transformadores, si ambos devanados estan aterrados o si el centro de la estrella se aterra.

En maquinas, si el centro de la estrella se aterra con bobina transformador o directamente o francamente.

En lineas si estas se aterran por alguna razon , por ejemplo las lineas de guardia se aterran y estos tienen componentes de secuencia cero.

respecto a la secuencia positiva se puede concluir que todos los equipos que forman parte de un sistema electrico poseen componentes de secuencia positiva y su determinacin es por via de la prueba de cortocircuito. La secuencia negativa de equipos estaticos es igual a la secuencia positiva, porque una inversin de la secuencia de fases no produce ningun cambio en estos.

La secuencia negativa en equipos, rotatorios es diferente de la secuencia positiva porque una inversin en la secuencia de fase modifica el comportamiento de los mismos.

9.- BIBLIOGRAFIA

- Gua de laboratorio. Ing. Oscar ANAVE LEON.

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_1167620877.unknown

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_1167621809.unknown

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_1167619802.vsdIa1

Ib1

Ic1

Ib1

Ic1

Ia1

Ib1

Ia1

Ic1

a

b

c

a

b

c

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_1131347875.unknown

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