Republica Bolivariana de VenezuelaUniversidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”

Vice-Rectorado “Luís Caballero Mejía” – CaracasCátedra: Electrotecnia

Sistemas TrifásicosImportancias Técnicas y Económicas

Profesor:Luis Martínez

Estudiante:Carlos J. Sosa Tirado – 2007203056

Marzo de 2011Índice

Introducción 3

Principio de los Sistemas Trifásicos 4DefinicionesTipos de conexiones

Aplicación en la Vida Diaria de los Sistemas Trifásicos 6Ventajas y Desventajas de la Utilización de Sistemas Trifásicos 7

VentajasDesventajas

Conclusiones 8

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Introducción

Es tan común la aplicación del circuito eléctrico en nuestros días que tal vez no le damos la importancia que tiene. El automóvil, la televisión, la radio, el teléfono, la aspiradora, las computadoras, entre muchos y otros son aparatos que requieren para su funcionamiento, de circuitos eléctricos simples, combinados y complejos.

Un sistema eléctrico es el recorrido de la electricidad a través de un conductor, desde la fuente de energía hasta su lugar de consumo. Todo circuito eléctrico requiere, para su funcionamiento, de una fuente de energía, en este caso, de una corriente eléctrica.

Existen diferentes tipos de sistemas eléctricos, según sea su clasificación, pero normalmente, para las corrientes alternas, se clasifica según el numero de fases con las que el sistema funciona; existen las monofásicas, bifásicas y polifásicas. En esta última, la de más importancia es la trifásica, utilizada comúnmente en la industria.

Nikola Tesla, un inventor Serbio-Americano fue quien descubrió el principio del campo magnético rotatorio en 1882, el cual es la base de la maquinaria de corriente alterna.

Él inventó el sistema de motores y generadores de corriente alterna polifásica que da energía al planeta. Sin sus inventos el día de hoy no sería posible la electrificación que impulsa al crecimiento de la industria y al desarrollo de las comunidades.

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Principios de los Sistemas Trifásicos

Una fuente trifásica de tensión está constituida por tres fuentes monofásicas de igual valor eficaz pero desfasadas 120º entre ellas. La siguiente figura ilustra lo expuesto.

Analíticamente se puede expresar:

Fasorialmente:

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- Definiciones

o Tensión de línea ó compuesta: tensión entre dos líneas del sistema (UAB, UBC, UCA).

o Tensión de fase: tensión de cada fuente del sistema o tensión sobre la impedancia de cada rama.

o Corriente de línea: corriente por la línea que sale de la fuente o corriente solicitada por la carga.

o Corriente de fase: corriente por la fuente o por la impedancia de cada rama.

o La secuencia de fases: Nos referimos al orden en que están colocadas las fases. Es importante conocer la secuencia de fases porque de ello dependerá el sentido de giro de un motor, por ejemplo.

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 (tensiones 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.

Existen dos tipos de conexión; en triángulo y en estrella. En estrella, el neutro es el punto de unión de las fases.

Configuración Triangulo Configuración Estrella

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Aplicación en la Vida Diaria de los Sistemas Trifásicos

La principal aplicación para los circuitos trifásicos se encuentra en la distribución de la energía eléctrica por parte de la compañía de luz a la población. Nikola Tesla probó que la mejor manera de producir, transmitir y consumir energía eléctrica era usando circuitos trifásicos.

Algunas de las razones por las que la energía trifásica es superior a la monofásica son:

- La potencia en KVA (Kilo Volts Ampere) de un motor trifásico es aproximadamente 150% mayor que la de un motor monofásico.

- En un sistema trifásico balanceado los conductores necesitan ser el 75% del tamaño que necesitarían para un sistema monofásico con la misma potencia en VA por lo que esto ayuda a disminuir los costos y por lo tanto a justificar el tercer cable requerido.

- La potencia proporcionada por un sistema monofásico cae tres veces por ciclo.

- La potencia proporcionada por un sistema trifásico nunca cae a cero por lo que la potencia enviada a la carga es siempre la misma.

En Venezuela la energía trifásica se genera en unos sitios específicos llamados plantas generadoras de tipo hidroeléctrico (generación por aprovechamiento del agua). El funcionamiento de la centrales hidroeléctricas o hidráulicos se basa en el aprovechamiento de la energía cinética proporcionada por el agua que, al caer sobre los alabes (hélices) de una turbina, da a ésta última un movimiento mecánico de rotación que se transmite a un generador eléctrico. La planta hidroeléctrica, utiliza la fuerza de ríos, cascadas y artificialmente mediante presas.

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Ventajas y Desventajas de la Utilización de Sistemas Trifásicos

- Ventajas

o Permite crear un campo magnético giratorio.o Potencia trifásica constante: Reduce las vibraciones en máquinas.o La potencia transportada representa el triple de la transportada

en monofásico.o Mayor capacidad de transmisión de potencia al disminuir las

caídas de tensión y las pérdidas respecto a una línea monofásica.o La intensidad que circula por la línea en el caso monofásico es

mayor que en el caso trifásico. Esto provoca mayores pérdidas en el sistema y caídas de tensión.

o Permite el empleo de la tensión fase-fase o de la tensión fase-neutro.

o El uso de transformadores permite elevar la tensión para realizar el transporte a grandes distancias.

o La línea trifásica pesa menos que la línea monofásica; la economía del peso de los conductores se traduce en una economía mucho más grande todavía en el costo de la instalación, por cuanto, al ser más livianos los conductores, podrán ser más livianas las torres que habrán de sostener estas líneas y toda la consecuente instalación.

- Desventajas

o Distribución con tres o más conductores.o La interrupción de corriente requiere tres interruptores, uno en

cada fase.o La regulación de velocidad de máquinas rotativas no es tan simple

como en las de corriente continua.o Más peligrosa que la corriente continua.o Más dificultad a la hora de realizar cálculos.

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Conclusiones

Una fuente trifásica de tensión está constituida por tres fuentes monofásicas de igual valor eficaz pero desfasadas 120º entre ellas. De esto deducimos que un sistema trifásico consta de tres líneas, o cuatro contando la neutra, que se traduce en tres o cuatro cables necesarios para su transporte.

La diferencia con los sistemas monofásicos, donde solo existen dos líneas, es que el tamaño del los conductores requeridos son el 75% menores a los anteriormente mencionados, esto ayuda a reducir los costos de la línea y, evidentemente, el peso de la misma. A demás de esto, la instalación se hace más fácil y barata.

En la parte energética de los sistemas trifásicos encontramos ventajas como la cantidad de energía generada, en comparación con los monofásicos, que es alrededor del 150% mayor. En cuanto a la potencia transportada, los sistemas trifásicos triplican la cantidad de potencia en relación a la de sistemas monofásicos.

Sumado a lo anterior, la potencia es constante, por lo que se reduce las vibraciones en las maquinas alimentadas con esta corriente, evitando el maltrato y posterior avería en los aparatos industriales, que es donde más se utilizan los sistemas trifásicos.

Según lo anterior, se concluye que los sistemas trifásicos son los mejores colocados para producir y conducir energía desde las plantas generadoras hasta la industria ya que abarata costos, eleva la cantidad de energía generada y disminuye el deterioro de las maquinas que se alimentan de estas corrientes. Debido a esto son los más utilizados desde su creación hasta la actualidad.

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