Cálculo de corrientes de fase y corriente de fase neutra

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Estoy haciendo una tarea que recibí ayer y tiene que ver con calcular las corrientes de fase y una corriente de fase neutral. 3 fase es. Tres cargos individuales, cada uno en su propia fase y un cargo trifásico compartido. La carga de fase L2 tiene un factor de potencia de cosΦ 0,90.

La tarea es así:

  

Tenemos una casa con una red de 400/230 V y en cierto momento tiene cargos como estos:

     

L1 - Iluminación y calefacción 3kW L2 - Iluminación, calefacción y motores 4,5kW, factor de potencia cos 0 = 0,90 L3 - Iluminación y calefacción 1,5kW .

     

Adicional a aquellos tenemos una caldera de 3 fases que carga nuestra red con 6,0kW. Calcule las corrientes de fase y la corriente de fase neutral.

Intenté calcular esto en 10 horas, pero por alguna razón no "entendí" la idea. Esto es lo que he pensado hasta ahora:

P1 = 3kW + 2kW (este último es 1/3 de esa caldera de fase 3) = 5kW

P3 = 1,5kW + 2kW (este último es 1/3 de esa caldera de 3 fases) = 3,5kW

P2 parece la "trampa" de esta tarea. Por lo que tengo entendido, los poderes activos no pueden sumarse en este caso. Volveré a esto más tarde, primero calculo las corrientes de P1 y P3:

I1 = P1 / Uv = 5000W / 230V = 21,74A

I2 = P3 / Uv = 3500W / 230V = 15,22A

Dos de las cuatro corrientes calculadas. Ahora necesitamos el I3, por lo que podríamos hacer vectores en papel y resolver la fase neutra actual In.

Si calculo I2 de esta manera, ¿sería correcto?

Primero nombro ambos cargos, así que no los confundo. P2x es la carga de 4500W y P2y es la carga de 2000W (1/3 de esa potencia de calderas de 3 fases)

I2 = (P2x / Uv * cosΦ 0,9) + (P2y / Uv)

= (4500W / (230V * cosΦ 0,9)) + (2000W / 230V)

= 21,74A + 8,695A

= 30,435A

Ahora tengo las tres corrientes que necesito para resolver la corriente de fase neutral.

I1 = 21,74A

I2 = 30,435A

I3 = 15,22A

Decidí hacer un dibujo vectorial a partir de él.

El primer vector es el I1 y va a lo largo de L1, porque el factor de potencia es 1. El segundo vector se dibujará continuando desde L1 hacia L2.

Si no hubiera diferencia en el factor de potencia, el ángulo sería de 60 °. Esta vez lo tenemos, y es tanto como cosΦ 0,90, como grados, es 25,84 °. Lo restaremos de ese ángulo básico de 60 °.

60 ° - 25,84 ° = 34,16 °

Última corriente izquierda, hasta que podamos medir la corriente de fase neutra. Lo dibujamos en un ángulo de 60 °, porque una vez más el factor de potencia es 1.

Uf ... Ahora mido, con manos temblorosas. Y obtengo 4,5A por una corriente de fase neutral.

De alguna manera, simplemente siento que no obtuve la respuesta correcta. Hay algo que no entiendo y creo que tiene que ver con el cálculo de los poderes activos de la Fase L2.

Al principio, pensé que podía calcular las potencias actuales juntas y resolver las actuales. Así:

P2 = 4500w + 2000w = 6500W

I2 = P2 / (Uv * cosΦ0,90)

= 6500W / (230V * cosΦ0,90)

= 31,4A

Simplemente sentí que no puede ser correcto, porque hay una especie de dos poderes inactivos y activos diferentes y de los que debería obtener el poder aparente. S² = P² + Q² no se aplicaría recto y verdadero. De la potencia aparente combinada, pude resolver la corriente de fase de I2.

Sé que no soy estúpido, sino un aprendiz lento. La mitad de nuestra clase ni siquiera intenta hacer esto, porque se han rendido, incluso si quieren aprender. Nuestro maestro apresura las cosas y no estará interesado en explicar mejor las cosas.

Ayer traté de pensar en esta tarea como 6 horas y aproximadamente la misma cantidad hoy también. Si y cuando aprenda esto, seguramente también se lo enseñaré a otras personas de nuestra clase.

    
pregunta user30776

3 respuestas

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No hay garantías en cuanto a la corrección, pero esto muestra el método general.

  1. Encuentre la potencia real y reactiva que fluye en cada fase.
  2. Determine la corriente que fluye en cada fase, incluido el ángulo entre la corriente de fase y el voltaje de fase.
  3. Añadir todas las corrientes vectorialmente - componentes reales e imaginarios. Un diagrama ayuda.

Por convención, la rotación de fase es en sentido antihorario. Una carga inductiva hará que la corriente se retrase detrás del voltaje. (Recuerde, los inductores resisten los cambios en el voltaje dv / dt.)

Los diagramas a continuación no están a escala.

    
respondido por el Li-aung Yip
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Está bien, creo que lo tengo ...

  • Potencia 1 = 3.0kW + 2kW a 230V significa que la corriente es de 21.74A (5kW dividido por 230V)
  • Potencia 2 = 4.5kW (PF = 0.9) + 2kW significa que la corriente necesita ser agregada vectorialmente
  • Potencia 3 = 1.5kW + 2kW significa que la corriente es 15.22A (3.5kW dividido por 230V)

Corriente en la fase 2: hay una corriente claramente "real" para generar energía y esto es: -

\ $ \ dfrac {4.5kW + 2.5kW} {230V} = 28.26A \ $.

También hay corriente reactiva en la fase 2 debido al factor de potencia 0.9, pero primero, la corriente real de la carga de 4.5kW es 19.57A. Ahora necesitamos calcular la corriente total en la carga reactiva: -

\ $ \ dfrac {4500W} {0.9 \ times 230V} = 21.74A \ $

Si conocemos las corrientes totales y reales, Pythagorus producirá el imaginario en la carga de 4.5kW: -

\ $ \ sqrt {21.74 ^ 2-19.57 ^ 2} = 9.47A \ $

Esto significa que la corriente total en la fase 2 es: -

\ $ \ sqrt {28.26 ^ 2 + 9.47 ^ 2} = 29.80A \ $

Dado que tiene la corriente total en la fase 2, puede calcular el ángulo de fase de la fase 2 que es \ $ \ cos ^ {- 1} (\ frac {28.26} {29.80}) = 18.5º \ $ de la eje real El factor de potencia neta de la fase 2 es \ $ \ frac {28.26} {29.80} = 0.948 \ $ es decir, un poco más cercano a la unidad debido a la carga resistiva de 2kW en la fase 2.

Para calcular la corriente neutra, debe sumar estas tres corrientes hacia arriba vectorialmente, ya que la corriente de la fase 2 no es de 120º a la fase 1 sino de 138.5º a la fase 1.

Probablemente hay formas más rápidas, pero dividiría las 3 corrientes en sus respectivas cantidades vectoriales, como A + jB, y agregaría los términos 3 A y agregaría los términos 3 B.

Espero que esto ayude.

    
respondido por el Andy aka
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> L2 @ 0.9 pf means 25.8 deg lag with Pvar=4.5/0.9= 4.94kVar or 
> L2=4.5kW @120 deg , 0.494kW @ 145.8 deg L1= 3kW @ 0deg L3=1.5kW @ -120
> deg Neutral 4.5 -3-1.5=0 + j0.5kW @ 145.8deg L1,2,3 are straight
> forward.
    
respondido por el user38637

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