ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MARÍTIMA
M422 – SISTEMAS E INSTALAÇÕES ELÉCTRICAS DE
NAVIOS
TRABALHO LABORATORIAL Nº2
ENSAIO DE UM CIRCUITO ELÉCTRICO
TRIFÁSICO
(ESTRELA/TRIÂNGULO)
Elementos coligidos por:
Prof. José Dores Costa
Prof. Luis Filipe Baptista
E.N.I.D.H. - 2011/2012
SISTEMAS E INSTALAÇÕES ELÉCTRICAS DE NAVIOS
TRABALHO PRÁTICO Nº2
ÍNDICE
ENSAIO DE UM CIRCUITO ELÉCTRICO TRIFÁSICO ............................................................... 2
(ESTRELA-TRIÂNGULO) ............................................................................................................ 2
1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................................... 2
2. MEDIÇÕES INICIAIS ............................................................................................................... 2
3. ENSAIO EXPERIMENTAL COM CARGAS RESISTIVAS (MONTAGEM EM ESTRELA) ....... 3
3.1. ENSAIO Nº 1 – COM CONDUTOR DO NEUTRO ............................................................. 3
3.2. ENSAIO Nº 2 – SEM CONDUTOR DO NEUTRO .............................................................. 3
3.3. ENSAIO Nº 3 – SEM NEUTRO E SEM UMA DAS FASES LIGADAS ............................... 4
3.4. ENSAIO Nº 4 – CONDUTOR DO NEUTRO LIGADO E SEM UMA DAS FASES.............. 4
4. ENSAIO EXPERIMENTAL COM CARGAS INDUTIVAS (MONTAGEM EM ESTRELA) ......... 5
4.1. ENSAIO Nº 1 – COM CONDUTOR DO NEUTRO ............................................................. 5
4.2. ENSAIO Nº 2 – SEM CONDUTOR DO NEUTRO .............................................................. 5
5. ENSAIO EXPERIMENTAL COM CARGAS RESISTIVAS (MONTAGEM EM TRIÂNGULO) ... 6
6. RELATÓRIO FINAL ................................................................................................................. 7
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TRABALHO PRÁTICO Nº2
TRABALHO LABORATORIAL Nº 2
ENSAIO DE UM CIRCUITO ELÉCTRICO TRIFÁSICO
(ESTRELA-TRIÂNGULO)
1. INTRODUÇÃO
Neste trabalho prático pretende-se que o aluno analise o comportamento de um circuito eléctrico
trifásico montado em estrela e em triângulo, no qual são utilizadas cargas puramente resistivas e
indutivas. O circuito a implementar no laboratório (estrela) está representado na Fig.1.
Fig.1. Circuito resistivo montado em estrela.
2. MEDIÇÕES INICIAIS
Antes de iniciar o trabalho prático, verifique as ligações da montagem implementada no
laboratório. Neste trabalho, iremos utilizar um auto-transformador trifásico (Pmax= 5 kW) e uma
caixa de resistências, com três conjuntos de cargas que poderão ser ligadas em paralelo. Deste
modo, ligue a caixa de resistências e meça com um multímetro os valores das resistências de
carga. Preencha a Tabela I:
Tabela I
Resistências
1
1+2
1+2+3
R
S
T
Seguidamente, realize os seguintes procedimentos:
•
Ajuste o auto-transformador em V= 100 Vef;
•
Ligue o osciloscópio digital WAVETEK;
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•
Efectue as ligações do analisador de redes trifásicas (ligações das tensões e pinças
amperimétricas);
•
Coloque o amperímetro analógico AVOMETER no circuito do neutro, de modo a ler IN.
3. ENSAIO EXPERIMENTAL COM CARGAS RESISTIVAS (MONTAGEM
EM ESTRELA)
3.1. ENSAIO Nº 1 – COM CONDUTOR DO NEUTRO
Neste ensaio inicial, pretende-se utilizar as 3 fases com cargas resistivas ligadas de acordo com o
esquema representado na Fig.1. Deste modo, os alunos deverão medir as seguintes grandezas:
•
IR, IS , IT – intensidade de corrente em cada fase;
•
VR,VS,VT - tensões simples (entre cada fase e o neutro);
•
VRS, VRT, VST - tensões compostas (entre fases);
•
IN - intensidade de corrente no neutro (Nota: este valor não deverá ser nulo devido ao
ligeiro desequilíbrio existente nas cargas).
Este ensaio deverá ser realizado para dois conjuntos de cargas (Ex: carga 1 e cargas 1+2).
Preencha a Tabela II com os valores obtidos nas leituras anteriores.
Resistências
IR
(A)
IS
(A)
IT
(A)
VR
(V)
Tabela II
VS VT VRS VRT VST IN
S
P
Q
(V) (V) (V) (V) (V) (A) (VA) (W) (VAr)
1
1+2
Utilizando o analisador de redes trifásicas, leia os valores de potência activa, reactiva e aparente
postas em jogo pela carga trifásica. Registe os valores obtidos na Tabela I.
3.2. ENSAIO Nº 2 – SEM CONDUTOR DO NEUTRO
Seguidamente, retire o condutor do neutro do circuito em estrela e meça as seguintes grandezas:
•
IR, IS , IT – intensidade de corrente em cada fase;
•
VR,VS,VT - tensões simples;
•
VRS, VRT, VST - tensões compostas;
•
VCN – tensão entre o ponto neutro das cargas e o neutro da alimentação.
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TRABALHO PRÁTICO Nº2
Este ensaio deverá ser realizado apenas para um tipo de cargas (Ex: carga 1). Preencha a Tabela
III com os valores obtidos nas leituras efectuadas.
Resistências
IR
(A)
IS
(A)
Tabela III
IT VR VS
(A) (V) (V)
VT VRS VRT VST
(V) (V) (V) (V)
1
3.3. ENSAIO Nº 3 – SEM NEUTRO E SEM UMA DAS FASES LIGADAS
Seguidamente, com o condutor de neutro desligado, retire a alimentação de uma das fases (Ex:
retire o condutor da fase R) e meça as seguintes grandezas:
•
IR, IS , IT – intensidade de corrente em cada fase;
•
VR,VS,VT – tensões simples;
•
VRS, VRT, VST – tensões compostas;
•
VCN – tensão entre o neutro das cargas e o neutro da alimentação.
Este ensaio deverá ser realizado apenas para um tipo de cargas (Ex: carga 1). Preencha a Tabela
IV com os valores obtidos nas leituras efectuadas.
Resistências
IR
(A)
IS
(A)
IT
(A)
VR
(V)
Tabela IV
VS VT VRS VRT VST IN
S
P
Q
(V) (V) (V) (V) (V) (A) (VA) (W) (VAr)
1
3.4. ENSAIO Nº 4 – CONDUTOR DO NEUTRO LIGADO E SEM UMA DAS FASES
Recoloque o condutor do neutro, mantendo desligada a fase R. Seguidamente, meça as seguintes
grandezas:
•
IS, IT – intensidades de corrente entre cada uma das fases e o comum do circuito em
estrela.
•
IN – intensidade na linha do neutro.
•
VS,VT – tensões simples;
•
VST – tensão composta.
Este ensaio deverá ser realizado apenas para um tipo de cargas (Ex: carga 1). Preencha a Tabela
IV com os valores obtidos nas leituras efectuadas.
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Resistências
IR
(A)
IS
(A)
IT
(A)
VR
(V)
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Tabela V
VS VT VRS VRT VST IN
S
P
Q
(V) (V) (V) (V) (V) (A) (VA) (W) (VAr)
1
4. ENSAIO EXPERIMENTAL COM CARGAS INDUTIVAS (MONTAGEM
EM ESTRELA)
4.1. ENSAIO Nº 1 – COM CONDUTOR DO NEUTRO
Neste ensaio inicial, pretende-se utilizar as 3 fases com cargas indutivas ligadas de acordo com o
esquema representado na Fig.1. Deste modo, os alunos deverão medir as seguintes grandezas:
•
IR, IS , IT – intensidade de corrente em cada fase;
•
VR,VS,VT - tensões simples (entre cada fase e o neutro);
•
VRS, VRT, VST - tensões compostas (entre fases);
•
IN - intensidade de corrente no neutro (Nota: este valor deverá ser não nulo devido ao
ligeiro desequilíbrio existente nas cargas).
Este ensaio deverá ser realizado para um conjunto de cargas indutivas (Seleccionar das várias
hipóteses disponíveis na caixa de cargas indutivas). Preencha a Tabela VI com os valores obtidos
nas leituras anteriores.
Cargas
indutivas
L1
IR
(A)
IS
(A)
IT
(A)
VR
(V)
Tabela VI
VS VT VRS VRT VST IN
S
P
Q
(V) (V) (V) (V) (V) (A) (VA) (W) (VAr)
Utilizando o analisador de redes trifásicas, leia os valores de potência activa, reactiva e aparente
postas em jogo pela carga trifásica. Registe os valores obtidos na Tabela VI.
4.2. ENSAIO Nº 2 – SEM CONDUTOR DO NEUTRO
Seguidamente, retire o condutor do neutro do circuito em estrela e meça as seguintes grandezas:
•
IR, IS , IT – intensidade de corrente em cada fase;
•
VR,VS,VT - tensões simples;
•
VRS, VRT, VST - tensões compostas;
•
VCN – tensão entre o ponto neutro das cargas e o neutro da alimentação.
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Este ensaio deverá ser realizado apenas para as cargas indutivas utilizadas no ensaio anterior.
Preencha a Tabela VII com os valores obtidos nas leituras efectuadas.
Carga
indutiva
IR
(A)
IS
(A)
Tabela VII
IT VR VS
(A) (V) (V)
VT VRS VRT VST
(V) (V) (V) (V)
5. ENSAIO EXPERIMENTAL COM CARGAS RESISTIVAS (MONTAGEM
EM TRIÂNGULO)
Neste ensaio, deverá ligar as cargas resistivas em triângulo, com um valor tal que se mantenha
a mesma potência do ensaio nº 1 (ponto 3.1). Assim, comece por determinar o valor das
resistências de carga. Seguidamente, alimente as cargas em triângulo e meça:
•
IST, ITR – intensidades de corrente nas fases;
•
IS, IT – intensidades de corrente nas linhas;
•
VST – tensão composta.
Preencha a Tabela VI com os valores obtidos nas leituras anteriores.
Resistências
IST
(A)
ITR
(A)
Tabela VI
IS
IT VST
S
P
Q
(A) (A) (V) (VA) (W) (VAr)
1
1+2
Utilizando o analisador de redes trifásicas, leia os valores de potência activa, reactiva e aparente
postas em jogo pela carga trifásica. Anote os valores obtidos.
Compare os valores obtidos neste ensaio com os obtidos no ensaio nº 1 (ponto 3.1). Extraia
conclusões.
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6. RELATÓRIO FINAL
O relatório a apresentar deverá apresentar os cálculos teóricos de validação dos valores obtidos
experimentalmente para os três ensaios anteriormente descritos. Para além destes valores,
deverão ser igualmente apresentados os valores relativos às potências dissipadas nas resistências
para os três ensaios. Para cada ensaio, deverão ser justificadas as discrepâncias verificadas entre
os valores teóricos e experimentais.
Recomenda-se a realização dos cálculos e gráficos no Matlab. O relatório dever conter em
anexo a listagem do programa em Matlab.
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