1

CIRCUITOS TRIFÁSICOS

EQUILIBRADOS.

Angel Mendoza P.

2

SISTEMAS TRIFÁSICOS.

La mayor parte de la generación y transmisión de energía eléctrica de potencia se realiza a través de circuitos trifásicos de c.a.

La potencia entregada a una carga trifásica es constante en todo momentoconstante en todo momento, en vez de ser pulsatoria como en los sistemas monofásicos.

Una carga balanceadacarga balanceada consume la misma cantidad de potencia en cada una de sus tres fases.

Angel Mendoza P.

SISTEMAS TRIFÁSICOS.

3

secuencia CBA (rotación en sentido opuesto)

secuencia de fases ABC

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SISTEMAS TRIFÁSICOS.

4

Si unimos A´,B´ y C´

Alternador en estrella (Y)

Alternador en delta (∆) o triangulo

0

3

N

FL

FL

I

VV

IIFL

FL

II

VV

3

El campo magnético es el que gira, mientras el devanado trifásico, permanece

fijo Angel Mendoza P.

TENSIONES EN EL SISTEMA TRIFÁSICO

5

secuencia de fases ABC

secuencia de fases CBA

º240

º0

º120

LCA

LBC

LAB

VV

VV

VV

º120

º0

º240

LCA

LBC

LAB

VV

VV

VV

º1503

º303

º903

LCN

LBN

LAN

VV

VV

VV

º1503

º303

º903

LCN

LBN

LAN

VV

VV

VV

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6

CARGAS EQUILIBRADAS EN UN SISTEMA TRIFÁSICO ( 3ɸ )

Un sistema trifásico ABC alimenta a una carga de tres impedancias iguales de Ω en conexión delta. Determine las intensidades de corriente de línea IA, IB e IC y dibuje el diagrama fasorial

º455

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7

CARGAS EQUILIBRADAS EN UN SISTEMA TRIFÁSICO ( 3ɸ )

7,52,21º19522455

º240110

55,1555,15º4522455

º0110

2,217,5º7522455

º120110

jZV

I

jZV

I

jZV

I

CACA

BCBC

ABAB

Ley de Kirchoff en cada vértice del ∆ de carga:

º1651,38º4522º19522

º751,38º7522º4522

º451,38º19522º7522

CBCAC

BABCB

ACABA

III

III

III

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8

CARGAS EQUILIBRADAS EN UN SISTEMA TRIFÁSICO ( 3ɸ )

Angel Mendoza P.

9

CARGAS EQUILIBRADAS EN UN SISTEMA TRIFÁSICO ( 3ɸ )

Un sistema trifásico CBA de 4 conductores y 208 V alimenta a una carga equilibrada en conexión estrella con impedancias de Ω. Determine las intensidades de corriente de línea IA, IB e IC y dibuje el diagrama fasorial

º3020

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10

CARGAS EQUILIBRADAS EN UN SISTEMA TRIFÁSICO ( 3ɸ )

º1806º3020º150120

º606º3020º30120

º606º3020º90120

ZV

I

ZV

I

ZV

I

CNC

BNB

ANA

Suponiendo positivo el sentido de la corriente en el neutro hacia la carga, se tiene: 0)º1806º606º606()( CBAN IIII

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11

CIRCUITO EQUIVALENTE MONOFÁSICO

3

ZZ

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12

PROB: Calcule las corrientes de línea del ejplo 1 por el método del equivalente monofásico

º4535

3

Z

Z

5,633

110

3 L

LN

VV

º451,38º45

35

º05,63

ZV

I LNL

Como IL se retrasa 45º respecto a V, IA, IB e IC , retrasan 45º respecto a sus correspondientes tensiones VAN, VBN y BCN

CIRCUITO EQUIVALENTE MONOFÁSICO

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13

Del triangulo de la secuencia ABC

º1505,63

º305,63

º905,63

CN

BN

AN

V

V

V

º1951,38)º45º150(1,38

º751,38)º45º30(1,38

º451,38)º45º90(1,38

C

B

A

I

I

I

Si se desean las corrientes de fase en las impedancias conectadas en delta:

º240110

º0110

º120110

CA

BC

AB

V

V

V

º19522)º45º240(22

º4522)º45º0(22

º7522)º45º120(22

223

1,38

3

CA

BC

AB

LF

I

I

I

II

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14

RELACIONES DE POTENCIA EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS.

COSIVP

IIEn

COSIVP

COSIVP

LLT

FL

FLT

FLF

3

3 :

3

COSIVP

VVEn

COSIVP

COSIVP

LLT

FL

LFT

LFF

3

3 :

3

SenIVQ

IVS

LLT

LLT

3

3

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15

Ejemplo: Circuito trifásico en Y-Y.

Dado un sistema trifásico conectado en Y–Y, con un voltaje por fase de Vfase=120 Vrms, La impedancia por fase tiene una valor |Z|=15 , y = 35°.Obtenga:

La magnitud del Voltaje y la Corriente de Línea.La Potencia Aparente, Media y Reactiva, consumida por la carga trifásica.El factor de Potencia.

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16

Solución: Circuito trifásico en Y-Y.

Angel Mendoza P.

17

MEDIDA DE LA POTENCIA EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS.

Para la medición de Potencia, se utiliza un instrumento denominado Vatímetro (Wattímetro). Proporciona el valor medio de la potencia del circuito.El Vatímetro contiene dos bobinas independientes:

Bobina de Corriente: elaborada con alambre grueso y muy baja resistencia. Conexión en serie con uno de los conductores conectados a la carga. Conduce una corriente proporcional a la corriente de carga.Bobina de Potencial: número elevado de espiras de alambre delgado, con resistencia relativa alta. Conexión entre los conductores hacia la carga. Conduce una corriente proporcional a la tensión de la carga.

Angel Mendoza P.

MEDICIÓN DE POTENCIA (método de los dos vatímetros)

18

Las lecturas de los vatímetros serán:WA= VAB.IACos(ϴ+300) WC= VCB.ICCos(ϴ-300)

Angel Mendoza P.

MEDICIÓN DE POTENCIA (método de los dos vatímetros)

19

Como en general no se conoce la secuencia:W1= VL.ILCos(ϴ+300) W2= VL.ILCos(ϴ-300)

Por tanto la suma vale: W1+ W2 =Y la diferencia: W2- W1 =

COSIV LL3

SenIV LL

12

123WWWW

tg

De la lectura de los dos vatímetros se puede obtener el valor de ϴ de la carga. El signo de la tgϴ no es significativo ya que los subíndices 1 y 2 podrían haber sido tomados al revés (son arbitrarios).

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20

MEDICIÓN DE POTENCIA EN UN SISTEMA TRIFÁSICO.

faseLLTotalfaseLLTotal

faseLLfaseLL

IVPIVWWP

IVWIVW

cos330coscos2

30cos,30cos

21

21

Así, la Potencia Media Total del circuito trifásico será:

La suma de las lecturas indica la potencia media total, independientemente del desbalance de la carga y/o el desbalance de la fuente, trifásicos.

Consideraciones:a) Lecturas iguales de los vatímetros indica una carga de FP unitario. b) Si el FP es superior a 0.5, ambos vatímetros darán una lectura positiva.c) Lecturas iguales y opuestas señalan una carga puramente reactiva.d) Si el FP es igual a 0.5, uno de los dos vatímeros dará un valor cero.e) Si el FP es inferior a 0.5, uno de los dos vatímeros dará un valor negativo.f) Una lectura W2 mayor que W1 indica una impedancia Inductiva. g) Una lectura W2 menor que W1 significa una carga Capacitiva.

Angel Mendoza P.