UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEAR - UFC

CENTRO DE TECNOLOGIA - CT

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELTRICA - DEE

Relatrio da Prtica 12

CIRCUITOS TRIFSICOS DESEQUILIBRADOS

Bancada: Equipe:Professor: Turma:

Fortaleza, CE(11/06/2015)

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SUMRIO

1.Objetivos32.Introduo Terica33.Material Utilizado64.Procedimento Prtico75.Concluso106.Referencias Bibliogrficas10

1.

1. OBJETIVOS - Verificar os valores de linha e de fase das tenses e correntes em circuitos trifsicos desequilibrados;- Determinar fator de potncia equivalente de um circuito trifsico desequilibrado;- Medir fator de potncia ativa trifsica.

2. INTRODUO TERICAOs sistemas trifsicos podem ser classificados como sistemas equilibrados e desequilibrados. Nesta prtica, analisaremos os circuitos trifsicos desequilibrados.Os circuitos trifsicos desequilibrados so aqueles no qual a tenso ou a corrente em qualquer uma das cargas trifsicas so diferentes sejam em magnitude ou em ngulo de fase, apresentando defasamentos diferentes de 120. Este desequilbrio pode estar associado a diferena de impedncia em pelo menos uma das cargas ou ao desequilbrio do prprio sistema de fornecimento.Em circuitos desequilibrados j no mais vlido as relaes apresentadas em circuitos trifsicos equilibrados como: tenso (ou corrente) de linha vezes maior que a tenso (ou corrente) de fase e a potncia total do sistema 3 vezes a potncia monofsica em qualquer das cargas. A anlise desses circuitos variam de acordo com a configurao do gerador e da carga, no qual deve-se aplicar as tcnicas de anlise CA com base nos dados iniciais disponveis.Considerando as tenses de fornecimento trifsicas equilibradas, a seguir sero apresentadas algumas anlises de configurao de cargas desequilibradas.Cargas desequilibradas em Figura 1 Carga em desequilibrada

Fonte: [1]Conhecida as tenses de fase (iguais as tenses de linha), pode-se determinar a impedncia da carga ou as correntes nas cargas diretamente (desde que o outro parmetro tambm seja fornecido) aplicando-se a Lei de Ohm.Observando a figura 1, as correntes de linha podem ser determinadas atravs da aplicao da Lei de Kirchhoff: ; ;

Cargas desequilibradas em YAs cargas em Y podem ser a trs fios, onde no se utiliza o neutro, ou a 4 fios, onde o condutor neutro utilizado e h corrente circulando pelo mesmo.Y trs fiosFigura 2 Carga em Y desequilibrada trs fios

Fonte: [1]Conhecida as tenses de linha, pode-se determinar o equivalente em das impedncias em Y e analisar semelhante ao explicado anteriormente para o circuito em . As formulas necessrias para a transformao -Y esto apresentadas abaixo.

Aps determinar as corrente de linha, pode-se determinar as tenses de fase aplicando-se a lei de ohm para a ligao em estrela. ; ; Figura 3 Diagrama fasorial de tenso para uma carga trifsica desequilibrada.

Fonte: [1]Na figura 3 possvel observar que h um deslocamento entre o centro-estrela da carga o e o centro-estrela n da fonte equilibrada, indicando uma diferena de potencial entre esses pontos que pode ser determinada da seguinte maneira. :.

Y quatro fiosNa carga desequilibrada em Y 4 fio os centro-estrela da carga e da fonte so conectados por um condutor denominado neutro pelo qual haver circulao de corrente.

Como dito anteriormente, para estes circuitos cada fase apresentar uma potncia distinta e a potncia total resultante do somatrio das potncias em todas as cargas. Logo, nos circuitos trifsicos desequilibrados cada fase apresentar um fator de potncia distinto, de modo que o fator de potncia resultante obtido por meio da razo entre o somatria das potncias ativas em cada fase e o somatrio das potncia aparentes em cada fase.A medio da potncia trifsica total de um circuito trifsico desequilibrado pode ser feita atravs de dois wattmetros (utilizados em circuitos dois fios) ou de trs wattmetros (utilizados em circuitos quatro fio), conforme apresentam as imagens a seguir.

Figura 4 Mtodo dos dois wattmetros na medio de circuitos trifsicos

Fonte: [1]Figura 5 Mtodo dos trs wattmetros na medio de circuitos trifsicos

Fonte: [1]Em ambos os mtodos a potncia trifsica total obtida atravs do somatrio das leituras dos wattmetros.

3. MATERIAL UTILIZADO- Variac 0-240VCA.- Banco de Resistores Mod. 111A432Valor Nominal 12010%Tenso de Alimentao 80V- Voltmetro CA:0-250V- Multmetro- Wattmetro Mod. MS 300

4. PROCEDIMENTO1- Durante esta prtica foi montado o circuito de acordo com a Figura 6 com uma tenso de linha de 50 V e considerando Ra, Rb e Rc de acordo com a Tabela 1 ligando-se tambm o neutro da fonte ao centro estrela da carga. Em seguida foram medidos e anotados na Tabela 1 os valores das tenses Vab, Vbc, Vca, Vao, Vbo, Vco e Von e das correntes Ia, Ib e Ic.Figura 6 Carga resistiva desequilibrada em Y para ensaio em laboratrio.

Fonte: [1]Tabela 1 -Tenses e correntes da carga trifsica desequilibrada em Y.

(*) nR Resistores em paralelo

1.1 Para a condio de carga equilibrada as tenses de fase apresentaram valores prximos ao esperado . Para a condio de carga desequilibrada 3R//2R//1R e 3R//2R// os valores dos mdulos das tenses foram alterados, pois os valores das impedncias so diferentes.

1.2 A corrente de neutro a soma vetorial das correntes de linha. Para a condio de carga desequilibrada os valores da corrente de linha sero diferentes, e por isso no se anularo. Como pode ser verificado na Tabela 1 para a condio de carga desequilibrada a corrente de neutro diferente de zero.

1.3 Podemos calcular a tenso Von a partir da seguinte frmula:

Onde Y a admitncia e Vxn a tenso de fase da fonte. Antes da montagem do circuito foi medido a o valor de carga 3R igual a 42 ohms. Como a os resistores esto ligados em paralelo possvel determinar o valor das cargas utilizadas: 3R = 42 , 2R = 63 , 1R = 126 .Para a condio equilibrada, como as correntes nas cargas apresentam o mesmo mdulo, e esto defasadas de 120 temos que a corrente de neutro igual a zero e consequentemente a tenso de neutro ser nula.Para a condio de carga 3R//2R//1R, segue o clculo a baixo:

Para a condio de carga 3R//2R//, segue o clculo a baixo:

Todos os valores medidos ficaram muito prximos dos valores calculados.

1.4 Para a condio equilibrada, como as correntes nas cargas apresentam o mesmo mdulo, e esto defasadas de 120 temos que a corrente de neutro igual a zero.Para a condio de carga 3R//2R//1R, segue o clculo a baixo:

Para a condio de carga 3R//2R//, segue o clculo a baixo:

Todos os valores medidos ficaram muito prximos dos valores calculados.

Figura 7 Carga trifsica em delta desequilibrada.

Fonte: [1]

2. Nesta segunda parte foi montado o circuito da figura 7 com as cargas individuais alimentadas com uma tenso fase-fase de 80 V. No entanto, os valores de corrente e potncia medidos, no corresponderam a teoria. Sendo assim os valores foram descartados e seguindo instrues do monitor foi feito apenas a anlise terica do circuito.2.1 Como o circuito em delta a tenso de linha igual a tenso de fase, independente de qual fase seja aberta, teremos sempre uma tenso de fase sobre as duas impedncias remanescentes. Logo, as correntes de linha sero diferentes de zero.

3. Devido aos problemas encontrados na parte 2 do procedimento, no foi possvel realizar as medies solicitadas neste item, bem como os subitens.

5. CONCLUSOO estudo de circuitos trifsicos desequilibrados tem grande importncia para o curso de engenharia eltrica, visto que, dificilmente as cargas de um circuito trifsico so equilibradas. Os objetivos da prtica no todos alcanados devido aos problemas encontrados na parte 2 e 3 do procedimento. Apesar disso, a parte 1 do procedimento foi realizada com sucesso, tendo em vista que os valores de linha e de fase das corrente e tenses puderam ser determinados com exatido e os valores de corrente e tenso de neutro medidas ficaram prximo ao esperado.

6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS[1] LEO, R. P. S. Roteiro de Aulas Prticas N 12 Circuitos Trifsicos Desequilibrados. Fortaleza: DEE-UFC, 2014.