SISTEMAS TRIFÁSICOS

TIPOS DE CONEXIONES

CONEXIÓN ESTRELLA O Y CONEXIÓN TRIÁNGULO O ∆

En la conexión estrella las corrientes de lasBobinas y de la línea son iguales

La tensión compuesta entre líneas es veces la tensión simple de la bobina.

En la conexión triángulo la tensión compuesta entre líneas es igual a la tensión simple de bobina.

La corrientes de las bobinas es 1/ vecesla corriente de línea.

El punto neutro (N) de la conexión estrella esEl cuarto conductor del sistema trifásico de cuatroconductores

EQUIVALENCIA ENTRE CONEXIÓN ESTRELLA Y TRIANGULO

Decimos que un receptor conectado en estrella, es equivalente al mismo receptor conectado en triángulo, si producelos mismos efectos.

Conversión de un triángulo en una estrella: Conversión de una estrella en un triángulo:

Si tenemos cargas equilibradas, las impedancias son iguales, por lo que al realizar estas expresiones nosquedará otra mucho más sencilla: ZΔ=3.ZY 

Es decir, las impedancias en triángulo son igual a tres veces las de estrella.

SISTEMA TRIFÁSICOEs un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente, valor eficaz) que presentan una cierta diferencia de fase entre ellas, en torno a 120°, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase.

SECUENCIA DIRECTA

SECUENCIA INVERSA

FACTOR DE POTENCIAEl factor de potencia se define como el cociente de la relación de la potencia activa entre la potencia aparente; esto es:

𝑓 .𝑑 .𝑝=𝑃 /𝑆

El factor de potencia es un término utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica que se ha convertido en trabajo.

El valor ideal del factor de potencia es 1, esto  indica que toda la energía consumida por los aparatos ha sido transformada en trabajo. Por el contrario, un factor de potencia menor a la unidad significa un mayor consumo de energía necesaria para producir un trabajo útil.

La potencia efectiva o real es la que en el proceso de transformación de la energía eléctrica se aprovecha como trabajo: es la potencia activa P:

𝑃=√3 .𝑉 . 𝐼 .cos𝜑

La potencia reactiva Q es la encargada de generar el campo magnético que requieren para su funcionamiento los equipos inductivos  como los motores y transformadores:

Q

La potencia aparente S es la suma geométrica de las potencias activa y reactiva, o también: S

TRIÁNGULO DE PONTENCIA

 Dependiendo del tipo de carga, el factor de potencia puede ser: adelantado, retrasado, igual a 1.En las cargas resistivas como las lámparas incandescentes, la tensión y la corriente están en fase en este caso, se tiene un factor de potencia unitario.En las cargas inductivas como los motores y transformadores, la intensidad se encuentra retrasada respecto a la tensión, en este caso se tiene un factor de potencia retrasado.En las cargas capacitivas como los condensadores, la corriente se encuentra adelantada respecto al voltaje, en este caso se tiene un factor de potencia adelantado.

COMPENSACIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA EN UN CIRCUITO TRIFÁSICO

Las cargas inductivas requieren potencia reactiva para su funcionamiento. Esta demanda de potencia reactiva se puede reducir e incluso anular si se colocan condensadores en PARALELO con la carga.Cuando se reduce la potencia reactiva, se mejora el factor de potencia.

SISTEMA TRIFÁSICO DESEQUILIBRADO

Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes son iguales y están desfasados simétricamente.

Cuando alguna de las condiciones anteriores no se cumple (corrientes diferentes o distintos desfases entre ellas), el sistema de tensiones es un desequilibrado o más comúnmente llamado un sistema desbalanceado. Recibe el nombre de sistema de cargas desequilibradas el conjunto de impedancias distintas que dan lugar a que por el receptor circulen corrientes de amplitudes diferentes o con diferencias de fase entre ellas distintas a 120°, aunque las tensiones del sistema o de la línea sean equilibradas o balanceadas.

POTENCIA EN SISTEMAS DESEQUILIBRADOSPara medir la potencia en sistemas desequilibrados es necesario conocer cada una de las intensidades y tensiones y para ello se pueden utilizar tres vatímetros tal y como se muestra en la imagen.En este caso, nuestro sistema trifásico dispone de neutro y la potencia total será:

En el supuesto de no contar con neutro se puede formar uno artificial conectando las bobinas voltimétricas de los tres vatímetros, siempre que las resistencias de las tres bobinas sean iguales.

En la práctica, cuando el sistema trifásico carece de neutro no se utiliza el método de los tres vatímetros sino que se recurre al método de Aron, que solamente utiliza dos vatímetros. Este sistema es válido tanto para sistemas equilibrados como desequilibrados.Si realizamos la conexión de los vatímetros tal y como se indica en la imagen inferior:

Cada vatímetro toma la intensidad de la fase a la que se ha conectado y la tensión entre su fase y la tercera. Así podremos obtener la potencia total. Veamos como:Sabemos que en cualquier sistema los valores instantáneos de potencia e intensidad son:

Puesto que el valor de i3 no lo medimos, podemos despejarlo en función de las otras dos intensidades:Y al sustituir en la expresión de la potencia nos quedará:

Si ahora agrupamos términos, nos quedará:Es decir, la potencia total del sistema se puede conocer si sabemos la intensidad de dos de sus líneas y la tensión entre esas líneas y la tercera, que es precisamente la lectura que nos están ofreciendo los vatímetros que hemos conectado.