CIRCUITOS TRIFASICOS
Tipos
Definición
Características
Formulas
Ejemplos
UNIVERSIDAD TECNICA DE COTOPAXI
Facultad de ciencias de la ingeniería
y aplicadas.
INGENIERIA EN ELECTRICIDAD
Paneluisa Brayan
Tercero "A" Grupo 2
Circuitos Trifasicos
En ingeniería eléctrica, un sistema trifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud, que presentan una diferencia de fase entre ellas de 120° eléctricos, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase.
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Un sistema trifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energíaeléctrica formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia yamplitud (y por consiguiente valor eficaz), que presentan una diferencia de faseentre ellas de 120° eléctricos, y están dadas en un orden determinado.
Un sistema trifásico presenta las siguientes características:
- Voltaje de las fases de un sistema trifásico equilibrado. Entre cada una de lasfases hay un desfase de 120°.
- Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando suscorrientes son iguales y están desfasados simétricamente.
- Cuando alguna de las condiciones anteriores no se cumple (corrientesdiferentes o distintos desfases entre ellas), el sistema de tensiones estádesequilibrado o más comúnmente llamado un sistema desbalanceado.
- El sistema trifásico presenta una serie de ventajas, como son la economía desus líneas de transporte de energía (hilos de menor sección que en una líneamonofásica equivalente).
- Los generadores utilizados en centrales eléctricas son trifásicos, dado que laconexión a la red eléctrica debe ser trifásica (salvo para centrales de pocapotencia).
- La trifásica se usa masivamente en industrias, donde las máquinasfuncionan con motores trifásicos
- Existen dos tipos principales de conexión; en triángulo y en estrella. Enestrella, el neutro es el punto de unión de las fases.
- Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designacon el nombre de fase.
Ejercicio 1
Una fuente conectada en Δ suministra potencia a una carga conectada en Y en un sistema trifásico balanceado. Dado que la impedancia de línea es 2 + j1 Ω por fase mientras que la impedancia de carga es 6 + j4 Ω por fase, halle la magnitud de la tensión de línea en la carga. Suponga la tensión de fase de la fuente Vab = 208 /0° V rms.
Zy = Zl+Ze = 2+j1+6+j4 = 8+j5Ω → 9,43 ∠32° Ia = vp/_30°/ √ 3(9.43∠32°) Vl=Zl*Ia=(7.21∠33.69°)(12.73∠-62°)=91.78∠-28.31° V ZL=6+ j4= 7.21∠33.69°
|VL|=91.78 V
Ejercicio 2
Las tensiones línea-línea en una carga en Y tienen una magnitud de 440 V y están en secuencia positiva a 60 Hz. Si las cargas están balanceadas con Z1 = Z2 = Z3 = 25 /30°, halle todas las corrientes de línea y las tensiones de fase.
VL=|Vab|=440=√ 3Vp
Vp=440/√ 3 =254,03 V
Van=254.03∠-120° V Vcn=254.03∠120°V
Corrientes de linea
Ia=VAN/ZY = 254.03∠0°/25∠30° → Ia=10,16∠-30° A.
Ib=Ia∠-120° → Ib=10,16∠-150° A.
Ic=Ia∠-120° → Ic=10,16∠90° A.
Los tipos de circuitos trifasicos son
Circuitos trifasicos balanceados
Un sistema trifásico balanceado es aquel cuyas fuentes se encuentran desfasadas 120 grados entre sí, tienen la misma magnitud y operan a la misma frecuencia angular. Además, sus impedancias de carga y línea son las mismas para todas las fases.
Conexión en Y (Estrella): Una conexión en estrella es una conexión trifásica donde existe
un punto de conexión común, tal como se muestra a continuación
Conexión en Δ (Delta): Una conexión en triangulo o delta, es una conexión trifásica
donde no existe un punto común, a continuación se ilustra una conexión de este tipo.
Circuitos trifasicos desbalanceados
Los sistemas trifásicos desbalanceados también conocidos como sistemastrifásicos desequilibrados, suelen tener fases desequilibradas o desbalanceadas.
Un sistema desbalanceado es producto de dos posibles situaciones:
1) Las tensiones de fuente no son iguales en magnitud y o difieren en fase enángulos desiguales.
2) Las impedancias de carga son desiguales.
Un sistema desbalanceado se debe a fuentes de tensión desbalanceadas o a una carga desbalanceada.
La principal causa son las cargas monofásicas sobre el sistema trifásico, debido a una distribución no homogénea, en especial la de consumidores de baja tensión de índole monofásicos.
Para igual dispersión de cargas monofásicas, la configuración del tipo de red de distribución y transmisión incide sobre la propagación del desbalance. Las impedancias propias y mutuas entre fases no balanceadas presentarán desbalances en las caídas de tensión aún con cargas simétricas.
CIRCUITOS TRIFASICOS BALANCEADOS
Equivalente Y de una carga Delta.
CIRCUITOS TRIFASICOS DESBALANCEADOS
[1] G. L. Ferro, «dtoelectrica,» s.f s.f 2016. [En línea]. Available: http://www3.fi.mdp.edu.ar/dtoelectrica/files/electrotecnia/e_im_8_circuitos_trifasicos.pdf. [Último acceso: 02 Enero 2022].
[2] I. M. CAMPDESUÑER, «dspace.uclv.edu.cu,» s.f s.f 2019. [En línea]. Available: https://dspace.uclv.edu.cu/bitstream/handle/123456789/12489/An%C3%A1lisis%20Circuitos%20Trif%C3%A1sicos.pdf?sequence=1&isAllowed=y. [Último acceso: 02 enero 2022].
[3] H. M. S. Manzano, «scribd.com,» 26 julio 2013. [En línea]. Available: https://es.scribd.com/doc/156101375/SISTEMAS-TRIFASICOS-DESBALANCEADOS. [Último acceso: 02 enero 2022].
[4] Departamento de Automatización y Control Industrial , «scribd.com,» 13 agosto 2012. [En línea]. Available: https://es.scribd.com/doc/102714573/Ejercicios-Resueltos-Circuitos-Trifasicos-pdf. [Último acceso: 02 enero 2022].
Para el caso de un sistema trifásico balanceado las ecuaciones se pueden reescribir como
sigue:
Voltaje de linea
El voltaje de línea o línea-línea, es el voltaje medido entre dos fases diferentes, Vab, Vbc,
Vca
Ia=Van/Za , Ib= Vbn/Zb , Ic= Vcn/Zc
In= -(Ia+Ib+Ic)
Si dentro de un imán fijo existe un rotor que gira a velocidad angular constante w (rad/s) y sobre él tres juegos de bobinas formadas por los devanados AA’, BB’ y CC’ que forman un angulo entre sí de 120º. Se genera una f.e.m en cada devanado de igual amplitud y frecuencia y defasadas 120º en el tiempo.