SISTEMAS TRIFÁSICOS UNIDAD III.

Sistemas Polifásicos: Un sistema polifásico consiste simplemente en la interconexión de varios sistemas monofásicos cuyos voltajes (ondas senoidales) están desplazados en el tiempo unos de otros. El sistema polifásicos de mas amplia aplicación es el sistema trifásicos . La interconexión de esos sistemas monofásicos se caracterizan por: Las tensiones son de igual magnitud. Las frecuencias son de igual magnitud. Están desfasadas entre si a 1/3 de periodo.

FUENTE TRIFÁSICA ELEMENTOS ACTIVOS

Generador trifásico conectado en estrella Y Elementos activos de un sist. trifásico: Fuente trifásica: Partiendo de las características descritas tenemos que: a a´ Eaa´ b b´ Ebb´ c c´ Ecc´ Cuando se conectan c c´ Ecc´ a Eaa´ a´ b Ebb´ b´ Generador trifásico conectado en estrella Y De esta figura se puede observar lo siguiente:

Existen cuatro puntos de conexión que son: .- b .- c .- a´,b´,c´ Por lo cual podemos tener generadores trifásicos en estrella de 3 hilos Fuente trifásica de 3 hilos Fuente trifásica de 4 hilos

Punto donde se unen las fuentes monofásicas 2. Considerando que las tensiones están desfasadas entre si 120° podemos construir el diagrama Fasorial de la fuente de acuerdo a las leyes de kirchhoff. a´, b´, c´ = n = neutro Punto donde se unen las fuentes monofásicas Ecn   Eab Eca 30° 120° 30° 120° Ebn 120° Ean 30° Ebc

Voltaje de línea y de fase: En el diagrama fasorial se observan dos conjuntos de fasores: Ean , Ebn , Ecn -------------------------- Tensiones de fase Eab , Ebc , Eca -------------------------- Tensiones de línea Tensión de fase: caída de tensión entre la fase y el neutro. Tensión de línea: caída de tensión entre dos fases distintas. Observando el diagrama fasorial podemos ver lo siguiente

CARGA TRIFÁSICA ELEMENTOS PASIVOS

Elementos pasivos-carga trifásica. Conexión en estrella. - Tensiones - Corrientes 3. Conexión en triangulo. Tensiones Corrientes 4. Carga trifásica balanceada. 5. Carga trifásica desbalanceada. 6. Transformación Δ-Y ; Y-Δ

Carga trifásica: Existen dos tipos de cargas trifásicas de acuerdo a como se Interconecten los elementos que las constituyen y pueden Ser en Y o en Δ . La carga en estrella admite dos tipos de conexión De tres hilos o de cuatro hilos . En estrella En delta

Conexión en estrella: Tensiones: Se cumple igual que en la fuente. Vab = Van – Vbn Vbc = Vbn – Vcn Vca = Vcn – Van Tensiones de línea   Van , Vbn , Vcn Tensiones de Fase Corrientes: Se observa un conjunto de corrientes llamados Corrientes de linea Ia, Ib, Ic. En sistemas de tres hilos se cumple: Ia + Ib + Ic = 0 Con sistemas de cuatro hilos se cumple: Ia + Ib + Ic = In

Conexión en triangulo: Con la conexión en Δ las tensiones de fase son Iguales a las de línea. Tensiones: Vab , Vbc , Vca Tensiones de línea y de fase  

Carga trifásica Balanceada: Cuando los tres elementos que conforman una Carga trifásica, son idénticos entre si, se dice que Las cargas están balanceadas. Carga trifásica Balanceada: Se dice que las cargas trifásicas son Desbalanceadas cuando los tres elementos Que constituyen no son idénticos entre si. Teorema: Se dice que dos redes de dos fuentes son equivalentes Cuando sus parámetros impedancia z o admitancia ( Y = 1/Z )

Transformación Δ-Y y Y-Δ : Cualquier carga, equilibrada o no, puede transformarse de conexión Δ a Y o viceversa. Z3 Za Zc Z2 Z1 Zb siguiendo las siguientes ecuaciones:

Transformación Δ-Y: Conocemos Za, Zb, Zc y vamos hallar Z1, Z2, Z3      

2. Transformación Y - Δ: Conocemos Z1, Z2, Z3 y vamos hallar Za, Zb, Zc      

POTENCIA TRIFÁSICA

sistemas trifásicos (elementos act + pasivos). -- Balanceados --Desbalanceados 2. Potencia aparente trifásica. 3. Potencia activa trifásica. 4. Potencia reactiva trifásica. 5.Ventajas de la operación trifásica. 6.Banco de transformadores.

Sistemas trifásicos: El sistema trifásico es la combinación de la Fuente 3Ǿ y la carga 3Ǿ. Se dice que un sistema trifásico es balanceado Cuando se cumple que las tensiones de línea, de fase y corrientes de línea y de fase son iguales en modulo y desfasados 120º entre si. b)Si lo anterior no sucede entonces el sistema esta desbalanceado.

línea Generador carga 1) Sistema Y 2) Sistema Y con neutro 3) Sistema Y con carga Δ 21

En el caso (1) : tenemos Solo aplica en sistemas balanceados. La carga Z = Za = Zb = Zc. La línea Zl es igual para las 3 fases Ia + Ib + Ic = 0 Las tensiones y corrientes están desfasadas 120º entre si. En el caso (2): tenemos Se presente en sistemas balanceados y desbalanceados. Si es desbalanceados : a) Una o mas Z son diferentes. b) Ia + Ib + Ic = In ≠ 0 c) Las tensiones tienen el mismo modulo desfasadas 120º entre si. d) Las corrientes son vectores con diferentes modulo desfasadas 120º entre si. El vector resultante de la suma es igual a In. En sistemas balanceados se cumple lo mismo que en (1).

Potencia trifásica: Partiendo que el sistema trifásico es la unión de tres fuentes monofásicas: v Z v Z v Z Si cada una alimenta una carga, en cada sistema la potencia es: S = Vf × If = (Vf^2)/Z Y la potencia total es la suma de las potencias consumidas en cada sistema, entonces S3Ǿ = S1 + S2 + S3 Si el sistema esta equilibrado S1 = S2= S3 ---- S3Ǿ = 3SǾ

Si esta equilibrado en Δ Vf = Vl ; If = Il ÷ √3 S3Ǿ = 3 Vf × If = 3 Vl × Il ÷ √3 = √3 Vl × Il Si esta equilibrado en Y Vf = Vl ÷ √3 ; If = Il S3Ǿ = 3 Vf × If = 3 Vl ÷ √3 × Il = √3 Vl × Il En resumen independientemente de que la carga sea en Δ o en Y la potencia aparente total de la carga es S3Ǿ = 3 Vl × Il

Potencia activa trifásica: De igual manera P3Ǿ = 3PǾ PǾ = Vf × If × Cosθ P3Ǿ = √3 Vl × Il × Cosθ Potencia reactiva trifásica Q3Ǿ = √3 Vl × Il × Senθ Transformador trifásico: Para elevar o reducir los niveles de voltaje en un sistema trifásico, se usan tres transformadores idénticos entre si. Los seis terminales pueden conectarse en Δ o Y dando la posibilidad de cuatro formas de conexión: YY ; YΔ ; ΔΔ ; ΔY

CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA Se agrega carga de condensadores en paralelo a la carga trifásica a compensar. Se calcula la potencia reactiva trifásica con: La reactancia capacitiva de la carga es: Los condensadores se determinan por: Q3Ф = P3Ф.(tan θi - tan θf) Xc = V2/(Q3Ф/3) C=1/ω.Xc