Saludos.
Espero se encuentren muy bien estimados lectores, A continuación les comparto el más reciente escrito en Tecnología Eléctrica, un post que trata sobre: Fundamentos de los Sistemas Trifásicos.
Si eres un lector habitual de este blog y te gusta su contenido quizás quieras y puedas contribuir para su mantenimiento. Cualquier cantidad por pequeña que sea será bien recibida. No olvides marcar el botón (SEGUIR) en el Blog Gracias…
-----------------------------------------------------------------------------
Fundamentos de los Sistemas Trifásicos.
Los sistemas trifásicos
son un sistema operativo y desempeña un
papel fundamental en la distribución, producción y consumo de la energía eléctrica ya que es el método más usado en todo el mundo para transferirla
y fueron creados por Galileo Ferraris, Mikhail Dolivo-Dobrovolsky, Jonas
Wenström, John Hopkinson y Nikola Tesla al final de la década de 1880.
Estos están integrado
por una corriente alterna que posee tres fases monofásicas distintas, que
poseen amplitud y potencias iguales, además de tener un desfasaje entre si de
120° eléctricos entre los polos de cada una de las fases del sistema.
Figura N° 1. Desfasaje
entre fases en un sistema trifásico balanceado.
Este tipo de sistema
divide la potencia total generada entre las tres fases y sus voltajes
generalmente lo podemos encontrar desde los 208, 380 a 400 voltios u otra tensión
eléctrica y dependerá de la maquina y configuración atendiendo las normas del país
y las necesidades en cuestión.
Cabe destacar que los sistemas trifásicos deberían estar constituidos por 6 conductores eléctricos (2 por cada circuito), pero resulta que 3 de estos pueden unirse tal como se puede apreciar en la figura 2 denominando este como NEUTRO y conducir por este la sumatoria vectorial de las corrientes de linea, ya que la suma de corrientes de 'retorno' (el cable que falta) de un sistema trifásico de ser equilibrado es cero. De esa manera solo es necesario conducir los otros tres cables calificados como líneas.
Si se quiere
utilizar un circuito monofásico alterno, solo es necesario tomar del sistema
una línea y la tierra ese cable que falta como se indica en la imagen en la
parte marcada con la letra “C” y se obtiene un voltaje 127 V; si en cambio se
prefiere un mayor voltaje monofásico, es necesario tomar dos de las fases del
sistema, como se puede ver en la imagen marcada con la letra “D”; y si se
quieren utilizar simultáneamente los tres circuitos monofásicos, es decir el
sistema trifásico se pueden unir de nuevo uno de los extremos de cada fase y
llevarlo a tierra, y ya se podrá disponer del triple de potencia que utilizando
un solo circuito monofásico alterno como se ve en las letras “F y G”. Para el
caso de la conexión con letra “E“ se utiliza para cargas especificas que se
necesita el cable tierra.
Figura N° 2. Conexiones posibles con un sistema trifásico.
Sin duda
alguna, esta innovación enriqueció la vida del ser humano al disponer de una
flexibilidad para las conexiones y disposición de diferentes niveles de tensión
con la corriente alterna y es que gracias a esto ciudades enteras han podido
disfrutar de los servicios eléctricos, ya que son tanto utilizados en instalaciones
industriales de media y baja tensión, particularmente para la alimentación de
motores eléctricos y otras cargas de potencia mas elevada. Además con la distribución monofásica esta se emplea cuando
las cargas se refieren a televisión, sonido, iluminación y pequeños motores
eléctricos, entre otras cargas (electrodomésticos).
Conexiones trifásicas.
Existen dos
configuraciones trifásicas básicas: estrella (Y) y delta (Δ). Conforme lo mostrado
en la figura 3, una configuración delta requiere apenas tres hilos para la transmisión,
pero estrella puede tener un cuarto hilo. El cuarto, en su
caso, se suministra como neutro y normalmente es aterrado. Las designaciones de
tres y cuatro hilos no cuentan el hilo de tierra presente por encima de muchas
líneas de transmisión, que es exclusivamente para protección de falla y no
transporta corriente de uso normal.
Figura N° 3. Conexiones trifásicas.
·
Estrella:
Para realizar este tipo de conexión se unen los extremos finales de los
devanados de la carga o generador (U2, V2, W2) en un punto central, en caso de
tener solo un devanado por fase. Esta forma de conexión tiene el aspecto de una
estrella.
·
Triángulo
o Delta: Para realizar este tipo de conexión se unen los principios y
finales de las fases de los devanados, (W2-U1, U2-V1, V2-W1), dando lugar a una
forma que tiene el aspecto de un triángulo.
Uso de las conexiones.
El sistema
estrella de cuatro hilos tal como se explico anteriormente es usado cuando una
mezcla de cargas monofásicas y trifásicas deben ser servidas, como iluminación mezclas
de cargas del motor.
Como ejemplo
de aplicación esta la distribución local en Europa (y otros lugares), donde
cada cliente puede ser alimentado apenas por una fase y el neutro (Es el común de
las tres fases). Cuando un grupo de clientes que comparta el neutro consume
corrientes de fase desiguales, el hilo neutro carga las corrientes resultantes
de esos desequilibrios.
Los ingenieros electricistas intentan proyectar el sistema de energía trifásico para que en cualquier ubicación la energía tomada de cada
una de las tres fases sea la misma tanto como sea posible para las cargas. Así como
también intentan organizar la red de distribución de modo que las cargas sean lo
más equilibradas como sea posible, una vez que los mismos principios aplicados a
las instalaciones individuales también
se aplican al sistema de distribución de energía a gran escala.
Con base en la conexión estrella (Y) y delta (Δ). Generalmente, existen cuatro tipos de conexiones para el fin de transmisión y distribución.
· Estrella (Y) - estrella (Y) es usado para baja y alta tensión.
· Delta (Δ) - Delta (Δ) es usado para grandes y bajas tensiones.
· Delta (Δ) - estrella (Y) es usado para transformadores elevadores, o sea, en estaciones generadoras.
· Estrella (Y) - Delta (Δ) es usado para transformadores reductores, o sea, la final de la transmisión.
En comparación
con una fuente de alimentación CA monofásica que usa dos conductores (fase y
neutro), una fuente trifásica sin neutro y la misma tensión de fase-tierra y la capacidad
de corriente por fase esta puede transmitir tres veces mas energía usando apenas
1,5 veces mas hilos (o sea, tres en vez de dos). Así, la relación entre la capacidad
y el material conductor es duplicada. La relación entre la capacidad y el material conductor
aumenta para 3: 1 con un sistema trifásico no aterrado y un sistema monofásico
con aterramiento central (o 2,25: 1 si ambos emplean la misma medida
de los conductores).
Es decir este
tipo de instalación es generalmente más económico que un circuito monofásico de
dos hilos equivalentes a la misma línea para la tensión de aterramiento porque
usa menos material conductor para transmitir una determinada cantidad de energía
eléctrica.
La mayoría de
las cargas residenciales son monofásicas y los circuitos residenciales en América del Norte, la energía trifásica puede
alimentar bloques de apartamentos, sin embargo cada carga residencial es conectada
como monofásica.
Para las áreas
de baja densidad de carga, se puede distribuir con única fase.
Con el empleo
de los sistemas trifásicos, los motores 3ф pueden operar sin utilizar devanado
o capacitores auxiliares. Esto es algo que no ocurre con los motores
monofásicos, ya que estos motores forzosamente necesitan devanado y capacitores
auxiliares para poder funcionar.
Con el sistema
trifásico se produce un alto rendimiento de los receptores, específicamente
motores, los cuales son alimentados con potencia constante por la línea
trifásica.
Características de las conexiones trifásicas.
Donde: VL es Voltaje de Linea.
Vf es Voltaje de fase.
IL es Intensidad de línea
If Intensidad de fase.
Ayúdanos a crecer
Por último, si estas decido aprender en los conocimientos de tu carrera profesional, es probable que los enlaces te ayuden con información sobre diversos temas de la misma, consúltalos y sigue mi blog.
Si tienes alguna duda contáctenos vía Correo electrónico.
Hasta la próxima. ¡COMENTA Y COMPARTE! Estaré atento a tus consultas y comentarios.
Referencias:
https://industriasgsl.com/blogs/automatizacion/fuente-trifasica
https://altatecnologia.com.mx/la-importancia-de-los-transformadores-para-la-industria-electrica/
http://energia.renovetec.com/117-por-qu%C3%A9-se-distribuye-corriente-
https://stringfixer.com/pt/Phase_sequence
http://universolambda.com.br/fundamentos-de-sistemas-trifasicos/
https://www.desterroeletricidade.com.br/blog/eletrica/1660/
https://siemetrafo.com.br/diferencas-entre-sistema-trifasico-bifasico-e-monofasico/
Buen post!
ResponderEliminar