MEDICIÓN DE POTENCIA EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS
Articulo de Idelfonso Aguilar
Teorema de Blondell
En un circuito n-filar la potencia activa puede medirse como suma algebraica de las lecturas de n-1 vatímetros. Este enunciado es evidente en el caso de un circuito tetrafilar en que tenemos acceso al neutro de la carga.
En este caso particular cada vatímetro indica la potencia de la fase a la que está conectado. De este modo, la potencia trifásica resulta igual a:
P=W1+W2+W3
o sea que la potencia total es suma de las tres lecturas.
Método de Aron - Caso general.
En un circuito trifilar se intercalan dos vatímetros en sendos conductores de línea, conectando los sistemas voltimétricos a un punto comun sobre el tercer conductor.
No se requiere condición de simetría alguna en el generador o la carga, no existiendo restricciones al esquema de conexión (estrella o triángulo). De hecho, por medio de la transformación de Kennely, siempre es posible obtener una carga equivalente en estrella.
La indicación de un vatímetro es igual al producto de los valores eficaces de la tensión aplicada a su sistema voltimétrico, por la corriente que circula por su sistema amperimétrico, por el coseno del ángulo de defasaje entre ambas. Si consideramos las magnitudes como fasores (vectores), la indicación resulta igual al producto escalar de la tensión por la corriente.
De acuerdo con el teorema de Blondell, la potencia activa es igual a la suma algebráica de las dos lecturas. En efecto:
W1=Urs · Ir W3=Uts · It
W1+W3 = (Ur-Us) · Ir + (Ut-Us) · It = Ur · Ir + Ut · It - Us · (Ir+It) [1]
Siendo
Ir+ Is + It = 0 &rArr Ir + It = -Is
y reemplazando en [1] resulta
P=W1+W3= Ur · Ir + Us · Is + Ut · It
La indicación de cada vatímetro no corresponde con la potencia de una fase en particular, pero su suma algebráica es igual a la potencia trifásica.
MÉTODO DE ARON CON GENERADOR PERFECTO Y CARGA SIMÉTRICA
Esta condición es la que se encuentra, por ejemplo, en los motores trifásicos. El diagrama vectorial para la conexión mostrada resulta:
siendo las lecturas de los instrumentos
Calculemos la suma de las lecturas:
que es igual a la potencia trifásica.
En este caso particular también resulta útil la diferencia de las lecturas:
Si la impedancia se mantiene constante, pero su argumento varía desde la condición capacitiva a la inductiva pura, las lecturas de los vatímetros y las potencias activa y reactiva, por unidad, resultan:
MÉTODO DE LOS TRES VATÍMETROS
EN UN SISTEMA TRIFÁSICO A 4 HILOS
Articulo Realizado por Jose Romero
Un sistema trifásico a 4 hilos es aquel en que además de las líneas correspondientes a las tres fases, se dispone de una cuarta línea correspondiente al neutro o punto central de la conexión en estrella de la carga, ya que una conexión de ésta en triángulo no lo permite.
Sistema trifásico a tres hilos
En un sistema trifásico a tres hilos no disponemos de la línea correspondiente al neutro. La carga puede estar conectada tanto en estrella como en triángulo. En este caso los vatímetros se conectan de modo que se crea un neutro artificial con una de las conexiones del circuito de tensión en cada vatímetro. Esta forma de medir la potencia requiere que los tres vatímetros sean exactamente iguales en sus características, sobre todo en la resistencia interna del circuito voltimétrico. El sistema ha de estar equilibrado y en el caso de tratarse de un sistema desequilibrado la medida de potencia será aproximada.
Medida de la potencia reactiva
Articulo Realizado Por. Carlos Melendez
Método de los dos vatímetros, utilizando un solo vatímetro
La medida de potencia con el método de los dos vatímetros se puede hacer utilizando solamente un instrumento, midiendo la potencia en una de las lineas, desconectando la carga y midiendo la potencia en la segunda linea. Este procedimiento no es adecuado ya que en el momento de hacer la conexión de la carga a la red, el instrumento es atravesado por la corriente de arranque de la carga, que en el caso de un motor esta es muy elevada. Para evitar este inconveniente se utiliza un conmutador bipolar con una conexión especial para el método de los dos vatímetros. Este conmutador permite conectar la carga a la red manteniendo el vatímetro aislado. Al actuar en el conmutador el vatímetro es conectado en una u otra línea sin abrirlas y por tanto sin desconectar la carga.
