SISTEMAS TRIFASICOS

SISTEMAS TRIFASICOS

A diferencia de los sistemas monofásicos de C.A., estudiados hasta ahora, que utilizan dos conductores eléctricos para su distribución y consumo, los sistemas trifásicos utilizan tres o cuatro conductores. En la practica, no existen alternadores monofásicos para la producción de grandes cantidades de energía. Las centrales eléctricas se valen de alternadores trifásicos para la generación de la electricidad que posteriormente se consume en el sector industrial y domestico, tanto en forma trifásica como en monofásica.

*Las líneas monofásicas se obtienen de redes trifásicas

VENTAJAS DEL USO DE SISTEMAS TRIFASICOS

Lo más característico de los sistemas trifásicos es que las líneas tienen tres o cuatro conductores, con ellos se pueden obtener dos tensiones diferentes.Entre dos conductores activos 400 v. y entre un activo y neutro 230 v.Es importante saber que la relación de tensiones es:

Tanto los alternadores como los transformadores y motores trifásicos poseen mayor rendimiento, son más económicos y baratos que los monofásicos, y en especial los motores tienen mejor par de arranque y mejor factor de potencia.Los sistemas trifásicos consiguen transportar la energía eléctrica con un ahorro considerable en la sección de los conductores.

VENTAJAS DEL USO DE SISTEMAS TRIFASICOS

GENERACION DE UN SISTEMA DE C.A. TRIFASICA

Para conseguir una C.A. monofásica se hacia girar una espira en el seno de un campo magnético fijo. En un sistema trifásico se hacen girar tres espiras en torno a un eje común en el seno de un campo magnético. Las espiras están repartidas equitativamente dentro del núcleo distanciadas 120º.

GENERACION DE UN SISTEMA DE C.A. TRIFASICA

Al moverse cada espira en el seno del campo magnético se inducirá en cada una de ellas una f.e.m. que quedarán desfasadas 120º eléctricos entre ellas.

GENERACION DE UN SISTEMA DE C.A. TRIFASICA

De las tres bobinas del alternador se consiguen seis terminales.Existen dos formas básicas de conexión de estas bobinas: conexión en estrella y conexión en triángulo.La conexión en estrella es utilizada para poder usar el sistema de dos tensiones diferentes. El neutro además se conecta a tierra junto con el chasis del alternador para garantizar la seguridad eléctrica de las instalaciones.

CARACTERISTICAS CONEXIÓN EN ESTRELLA DEL ALTERNADOR

Tensiones de fase o simples: Cada bobina del alternador se comporta como un generador monofásico, que genera entre sus terminales una tensión denominada simple.Tensiones de línea o compuestas: Son las tensiones que aparecen entre cada una de las fases.

La relación entre un tensión y la otra es:

CARACTERISTICAS CONEXIÓN EN ESTRELLA

Intensidades de línea: La suma de las corrientes de cada fase darácomo resultado la corriente de retorno por el neutro. En un principio podría parecer que el conductor del neutro debe transportar una gran corriente, pero si las cargas que se conectan al generador son iguales o lo que es lo mismo están equilibradas, podríamos prescindir de este conductor.

EJERCICIO

Determinar la tensión de línea que corresponde a un sistema trifásico que posee una tensión de:

A) 125 V.B) 133 V.C) 230 V.D) 400 V.E) 700 V.

CONEXIÓN DE RECEPTORES

Una vez que disponemos de un sistema trifásico, podemos conectarle cargas trifásicas en triángulo, en estrella, o incluso cargas monofásicas conectadas entre fases o entre fase y neutro.En el caso de receptores trifásicos las cargas que provocan a la red estarán equilibradas de por sí pero con los receptores monofásicos hay que tener especial cuidado para repartir la potencia por todas las fases para no desestabilizar notablemente el sistema.

POTENCIA EN SISTEMAS TRIFÁSICOS ESTRELLA

Para calcular la potencia que desarrolla la carga bastará con sumar la potencia que aparece en cada una de las tres cargas monofásicas, es decir:

En un sistema equilibrado, tanto las tensiones de fase, como lascorrientes de fase, como los factores de potencia son iguales:

*La intensidad de fase y la intensidad de línea en una conexión estrella son la misma.

POTENCIA EN SISTEMAS TRIFÁSICOS ESTRELLA

Para utilizar valores de línea en ambos términos se sustituye la tensión de fase por su correspondiente de línea, quedando la formula:

POTENCIA EN SISTEMAS TRIFÁSICOS ESTRELLA

Para el cálculo de la potencia reactiva y aparente, el procedimiento de demostración sería el mismo, cumpliéndose que:

EJERCICIO

Un motor trifásico posee sus bobinas conectadas en estrella. Determinar la corriente eléctrica que absorberá de la línea si al conectarlo a una red con 400 v. de tensión desarrolla 10 Kw. con un FP de 0,8.

EJERCICIO

Un motor trifásico posee sus bobinas conectadas en estrella. Determinar la corriente eléctrica que absorberá de la línea si al conectarlo a una red con 400 v. de tensión desarrolla 10 Kw. con un FP de 0,8.

EJERCICIO

¿Qué tensión y que corriente aparecen en cada una de las bobinas del motor?

EJERCICIO

Se conectan en estrella tres bobinas iguales de, 10 Ω de resistencia ohmica y 30 Ω de reactancia inductiva, a una red trifásica de 230 v. y 50 Hz. Calcular los parámetros de la instalación.

EJERCICIO

CONEXIÓN DE RECEPTORES EN TRIANGULO

Al conectar las cargas en triángulo, éstas quedan sometidas a cada una de las respectivas tensiones de línea. Por cada una de las cargas aparece una corriente que llamamos corriente de fase.

POTENCIA EN SISTEMAS TRIFÁSICOS TRIANGULO

Para calcular la potencia que desarrolla la carga conectada en triángulo bastará con sumar la potencia que aparece en cada una de las tres cargas monofásicas.

En un sistema equilibrado tanto la corriente como la tensión y el factor de potencia son iguales, por tanto:

CONCLUSIÓN

Conexión Estrella

IL = IF

Conexión triangulo

VL = VF

EJERCICIOS

EJERCICIOS

Calcular las características del circuito.

CORRECIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA

Por las mismas razones por las que se mejora el factor de potencia en las redes de C.A. monofásicas, también se lleva a cabo en las trifásicas. La corrección se lleva acabo mediante baterías de condensadores, conectados en estrella o en triángulo, que se acoplan en derivación a la red eléctrica a compensar.

CORRECIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA

El procedimiento a seguir para el cálculo de la batería de condensadores trifásica es prácticamente igual que el llevado a cabo para las monofásicas. Dependiendo de que conectemos las baterías en estrella o triángulo cambiarán algunas de sus características.

EJEMPLO

Instalamos 60 lámparas fluorescentes de 40w/230v. con FP de 0,6 a una red trifásica de 400v. Diseñar la batería de condensadores en estrella para corregir el FP a 0,97.

EJEMPLO

Instalamos 60 lámparas fluorescentes de 40w/230v. con FP de 0,6 a una red trifásica de 400v. Diseñar la batería de condensadores en estrella para corregir el FP a 0,97.

EJEMPLO

Instalamos 60 lámparas fluorescentes de 40w/230v. con FP de 0,6 a una red trifásica de 400v. Diseñar la batería de condensadores en triángulo para corregir el FP a 0,97.