Ingeniería eléctrica

Medición de energía. Demanda y factor de potencia en un sistema estrella. Medidor polifásico de dos y medio elementos

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I N S T I T U T O T E C N O L O G I C O D E

D U R A N G O

LABORATORIO DE ING. ELECTRICA

C I R C U I T O S II

P R A C T I C A # 7

``MEDICION DE ENERGIA, DEMANDA Y FACTOR DE

POTENCIA EN UN SISTEMA 30-4H ESTRELLA

MÉTODO DE 2 ½ ELEMENTOS``

18 NOVIEMBRE `88

P R A C T I C A # 7

`` MEDICION DE ENERGIA, DEMANDA Y FACTOR DE POTENCIA

EN UN SISTEMA 30-4H ESTRELLA``

METODO DE 2 ½ ELEMENTOS

OBJETIVO: Que el alumno mediante el método de utilización de un medidor polifásico de 2 ½ elementos, mida la potencia en un circuito trifásico ( balanceando en

las fuentes de alimentación de voltaje) y con carga balanceada o desbalanceada ( corriente de línea ).

MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO:

CANTIDAD: DESCRIPCION:

  • Maqueta didáctica para medir potencia y demanda en un

sistema 30-4H estrella o delta.

  • Wattmetro

  • Factorimetro

  • Amperímetro

  • V.O.M

  • Fuente 220 v.c.a

  • Banco de capacitores

  • Banco de inductancias

  • Banco de resistencias

  • Dedos tonos

- Cables de conexión

TEORIA BASICA:

CIRCUITO 30-4H ESTRELLA.- La potencia en este circuito puede ser medida con un solo aparato ( watthorimetro polifásico ) o con dos ( watthorimetros monofasicos).

Para el método de un solo medidor, se tiene para la potencia:

Pot. carga = 3Vfn I L cos  = "3 VLIL cos 

Pot. Reg. E1 = VanIaCosa + Van(-Ib)Cos(60-b)

Pot. Reg. E1 = VcnIcCosc + Vcn(-Ib)Cos(60+b)

Pot. Total = VanIaCosa + VanIb(cos60cos b+sen60sen b)

+VcnIcCos c + VcnIb(cos60cos b-sen60sen b)

Si el sistema es balanceado, suponer que Van, Vbn, Vcn, Vfn

son exactamente iguales en magnitud, y que a= b= c=  y

Vab=Vbc=Vca.

Pot. Total = 2 VfnILcos  + 2 VfnIL/2 cos 

Pot. Total = 3 VfnILcos  = "3 VLILCos 

DEMANDA.- Para analizar la demanda, primero tenemos que definir lo

que es la energía. La energía ( los KWH) se puede definir como la carga

eléctrica expresada en watts multiplicados por el tiempo en horas que se

utilizo la energía.

Un Kilowatt-hora, consiste en una carga de 1000 watts conectada durante

una hora o una carga de 100 watts conectada 10 horas, etc.

La demanda en KW, se define como el promedio de carga eléctrica en un intervalo especifico de tiempo, pero generalmente se mide en 15, 20 o 30 minutos. En vez de un intervalo de tiempo la carga puede ser promedia instantáneamente. Esto como quiera no da una base real para facturación de la energía eléctrica, con este aparato no se trata de perjudicar al consumidor por los picos instantáneos provocados por el arranque de los motores, los cuales, provocan pequeños problemas en todo el sistema eléctrico.

La demanda máxima es la medición del promedio de potencia requerida en un intervalo de tiempo, consecuentemente; la facturación de la demanda, consiste en medirle a un consumidor el máximo promedio de carga durante cualquier intervalo de la demanda en el periodo de facturación.

Para esto, existe dos métodos para obtener la medición de esa demanda máxima: Mecánica y térmica.

El método de medición de demanda del tipo mecánica debe ser realizado por el conteo directo de las revoluciones del disco del watthorimetro con un registro mecánico durante un intervalo mecánicamente marcado, y por el conteo de las revoluciones a través de los cuales son totalizados durante un intervalo mecánicamente marcado en un indicador separado o un indicador tipo grafico.

El método térmico de medición de hacer por medio de un dispositivo de dos bobinas bimetalicas y un calentador o resistencia eléctrica, que tiene un intervalo de tiempo basado en el efecto de la carga. La lectura de la demanda por medio de la demanda térmica se realiza por:

-Indicadores de demanda con un indicador de la demanda máxima

-Por medio de medidores gráficos de demanda.

La relación entre demanda y energía, se muestra en la siguiente grafica, la que muestra en las ordenadas la potencia y en las absisas el tiempo de la carga consumida por el cliente en cualquier momento. La línea sólida indica la demanda o el promedio de la carga eléctrica durante cada intervalo. El área bajo la línea punteada representa la energía o KWH consumidos. Se notara que en cualquier intervalo de tiempo, el área bajo la línea sólida es igual al área bajo la línea punteada, Asi, la energía será el producto de la potencia por el tiempo.

Cada área representa la energía (KWH ) consumida en cada intervalo. El hecho de que las áreas sean iguales, muestra que la demanda para el intervalo es ese valor promedio de la potencia que se presenta para el mismo consumo de energía (KWH) como la potencia actual.

En la grafica:

----Potencia (Carga eléctrica utilizada)

//// Área igual a KWH consumida

____Promedio carga eléctrica.

____Demanda registrada por el medidor en un minuto.

DESARROLLO:

1.- Arma el circuito de la figura e que se muestra el método.

2.- Verificar la secuencia de fases.

3.- Conecte la carga resistiva balanceada.

4.- Conecte los interruptores para energizar la maqueta didáctica y la

carga.

5.- Tome lecturas de V e I y watts por fase.

6.- Mida el f.p con un factorimetro.

7.- Conecte el reactor y cierre el interruptor de la carga y repita los

puntos 5 y 6.

8.- Conecte los capacitores y cierre el interruptor de la carga y repita

los puntos 5 y 6.

9.- Varié las cargas para observar y verificar la variación en las

corrientes y en el giro del disco.


CASO

VAN

VBN

VCN

IA

IB

IC

IN

WA

WB

WC

FPA

FPB