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Risoluzione esercizio trifase

Circuiti, campi elettromagnetici e teoria delle linee di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica

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[1] Risoluzione esercizio trifase

Messaggioda Foto Utentedaymos » 25 giu 2013, 11:56



V= 380 V
f=50 Hz
R= 20 mOHM
Potenza persa in linea per effetto Joule P = 20 kW
Il fattore di potenza ai morsetti di ingresso è 0.78.

Calcolare l'impedenza del carico e le indicazioni dei due watmetri
qual è la tensione sul carico e il suo sfasameto rispetto alla tensione di alimentazione?
Ai morsetti del carico vengono disposte in parallelo al carico tre capacita a stella C=2.8 mF. La tensione e mantenuta costante
Calcolare i nuovi valori della tensione sul carico e della potenza persa in linea.

Ciao a tutti. Ho fato il seguente:

I_{linea}=\sqrt{P/3 \over 0.020}= 577 A
V_R=I_{linea} R = 11.54 V
Questa è la caduta di tensione della line quindi mi calcolo la tensione sul carico (tensione di fase):
V_{fase}= V- 2 V_R= 356 V
P_{carico}= \sqrt{3} V_{fase} I_{linea} cos{\phi} = \sqrt{3}* 356*577*0.78 = 277 kW = 3 R_z I_{fase}^2
R_z = 0.832 \Omega
Risultato corretto.

Adesso faccio lo stesso con la potenza apparente per ricavare l'induttanza del carico:
Q_{carico}= \sqrt{3} V_{fase} I_{linea} sin{\phi} = \sqrt{3} * 356 * 577 * 0.62 = 220 kW = 3 X I_f^2
X = {220000 \over 3* 333^2}= 0.661 \Omega
Questo risultato è sbagliato. Dovrebbe venire 0.713 OHM.

Ho visto la soluzione di questo esercizio fatta dal prof e lui calcola la Q usando la tensione V di 380 V. Ma non è sbagliato questo? Cioè il valore del voltmetro V e 380 perche si trova a monte delle due resistenze di linea. Ma la tensione di linea ( = alla tensione di fase in questo caso) che raggiunge l'impedenza e minore di due volte la caduta di tensione sulla singola linea. Qualcuno mi puo aiutare a capire?
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[2] Re: Risoluzione esercizio trifase

Messaggioda Foto Utenteadmin » 25 giu 2013, 12:38

daymos ha scritto:[..]
Risultato corretto.
[..]

Peccato che sia completamente errato il procedimento.
1-La potenza reattiva sul carico è la stessa di quella in ingresso, in quanto la linea assorbe solo potenza attiva
2- Non siamo in continua per calcolare la caduta di tensione come fai tu. Nei due fili non c'è la stessa corrente: le due correnti non sono in fase con la tensione concatenata.
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[3] Re: Risoluzione esercizio trifase

Messaggioda Foto Utentedaymos » 25 giu 2013, 12:48

ma non ce la stessa corrente neanche in valore efficace?

Come potrei risolvere questo esercizio ?
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[4] Re: Risoluzione esercizio trifase

Messaggioda Foto Utenteadmin » 25 giu 2013, 12:55

In valore efficace si, perché il carico è equilibrato, ma in fase no. Le due correnti sono sfasate di 120°.
Per risolverlo usa i teoremi sulle potenze (Boucherot).
\[\begin{array}{l}
{I_L} = \sqrt {\frac{{{P_J}}}{{3{R_L}}}}  = \sqrt {\frac{{20 \times {{10}^3}}}{{3 \times 20 \times {{10}^{ - 3}}}}}  = \frac{{{{10}^3}}}{{\sqrt 3 }} = 577{\rm{A}}\\
\\
{P_i} = \sqrt 3 V{I_L}\cos \varphi  = \sqrt 3  \times 380 \times 577 \times 0,78 = 296{\rm{kW}}\\
\\
{Q_i} = {Q_Z} = \sqrt 3 V{I_L}\sin \varphi  = \sqrt 3  \times 380 \times 577 \times 0,626 = 238{\rm{kvar}}\\
\\
{P_Z} = {P_i} - {P_L} = 296 - 20 = 276{\rm{kW}}\\
\\
{S_Z} = \sqrt {P_Z^2 + Q_Z^2}  = \sqrt {{{276}^2} + {{238}^2}}  = 364{\rm{kVA}}\\
\\
{V_Z} = \frac{{{S_Z}}}{{\sqrt 3 {I_L}}} = \frac{{364 \times {{10}^3}}}{{\sqrt 3  \times 577}} = 365{\rm{V}}
\end{array}\]
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[5] Re: Risoluzione esercizio trifase

Messaggioda Foto Utentedaymos » 25 giu 2013, 13:43

ok grazie. Ho dei problemi con Boucherot nei trifase a capire quale V e quale I usare nelle formule.

Comunque mi sono calcolato R e X nel modo corretto.
R = 0.829
X= 0.71

Adesso per W1 e W2, applico le formule W_1 = 1/2(P_z +Q_z/\sqrt{3} = 235 kW
di nuovo sbagliato.... P solo quella del carico e Q è una sola....

Stesso problema per calcolare l'angolo di sfasamento. In ingresso è arcocoseno di 0.78 = 38.78 °
Per calcolarla sul carico applico:

P_z= \sqrt{3} V I cos{\phi}
V ho inserito il valore della tensione sul carico I il valore di linea
\phi = 41°
\Delta\phi = 2.23
Sbagliato..
Presumo siano tutti errori dovuti a quale V e quale I scelgo nelle formule.
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[6] Re: Risoluzione esercizio trifase

Messaggioda Foto Utenteadmin » 25 giu 2013, 16:31

Non si capisce che calcoli fai. Sei troppo agitato, precipitoso e confusionario.
Nella formula delle potenze in cui compare come fattore la radice quadrata di tre, la tensione è sempre la concatenata e la corrente è sempre quella di linea.
Per l'indicazione dei due wattmetri basta risolvere il sistema
\[\left( \begin{array}{l}
{W_1} + {W_2} = {P_Z}\\
\frac{{{W_1} - {W_2}}}{{\sqrt 3 }} = {Q_Z}
\end{array} \right.\]

PS:
1- l'unità di misura delle impedenze si scrive in minuscolo: ohm non OHM
2- nelle formule matematiche non usare l'asterisco per la moltiplicazione.
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[7] Re: Risoluzione esercizio trifase

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 25 giu 2013, 17:31

Giusto per un metodo alternativo a Boucherot; fissando (all'americana) ad argomento zero la stellata della prima fase, analizzando il circuito equivalente monofase,

\begin{align}
  & E=\frac{V}{\sqrt{3}}\angle 0{}^\circ \quad \varphi =\arccos \,(0.78)\approx 38.74{}^\circ \quad I=\sqrt{\frac{P}{R}}\,\,\angle -\varphi \quad  \\ 
 & Z=3\left( \frac{E}{I}-R \right)\approx 0.829+j0.713\approx 1.125\angle 40.71{}^\circ  \\ 
 & \left| {{V}_{Z}} \right|=\sqrt{3}\frac{\left| Z \right|}{3}\left| I \right|=365\,\,\text{V} \\ 
\end{align}

e quindi , ricordando le indicazioni dei due wattmetri in Aron su un sistema simmetrico ed equilibrato,

\begin{align}
  & \Delta \varphi =40.71{}^\circ -38.74{}^\circ \approx 1.97{}^\circ  \\ 
 & {{W}_{1}}={{V}_{Z}}I\cos (40.71{}^\circ -30{}^\circ )\approx 206.85\,\text{kW} \\ 
 & {{W}_{2}}={{V}_{Z}}I\cos (40.71{}^\circ +30{}^\circ )\approx 69.55\,\text{kW} \\ 
 &  \\ 
\end{align}
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[8] Re: Risoluzione esercizio trifase

Messaggioda Foto Utentedaymos » 25 giu 2013, 17:41

ok grazie.
giusto per chiarezza, per usare il circuito equivalente monofase hai trasformato le impedenza da triangolo a stella giusto?
con
Z_\Delta=3Z_Y
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[9] Re: Risoluzione esercizio trifase

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 25 giu 2013, 18:32

daymos ha scritto:...giusto per chiarezza, per usare il circuito equivalente monofase hai trasformato le impedenza da triangolo a stella giusto?

Si, o meglio, ho calcolato con la legge di Ohm quella della stella equivalente relativa al circuito equivalente monofase, per poi ricavare l'impedenza del carico a triangolo moltiplicandola per 3 attaverso

{{Z}_{\Delta }}=3{{Z}_{Y}}=3\left( \frac{E}{I}-R \right)\approx 0.829+j0.713
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[10] Re: Risoluzione esercizio trifase

Messaggioda Foto UtenteAndromedaXX » 3 lug 2013, 15:44

Non quotare tutto, grazie.

Scusate se mi intrometto, ma avrei un dubbio a questo proposito. Ho visto che in molti esercizi con rete trifase, anche se non si conosce la fase iniziale del fasore tensione, la si pone uguale a zero.
Ho notato che spesso si procede allo stesso modo anche con il fasore della corrente di linea, ponendo la fase uguale a zero.. Volevo avere la certezza che questa modalità di operare sia corretta( sia per il fasore della tensione stellata che per quello della corrente di linea) e che mi consenta di arrivare ugualmente al risultato corretto. perché in teoria no fase, no fasori O_/ O_/ ..
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