Los sistemas de transmisión
y distribución de mayor utilización son los sistemas trifásicos, los cuales
están constituidos por tres tensiones de igual magnitud, desfasadas 120° entre
sí.
Las ventajas de usar este tipo de distribución son las siguientes:
-Para alimentar una carga
de igual potencia eléctrica, las corrientes en los conductores son menores que
las que se presentan en un sistema monofásico.
-Para una misma potencia,
las maquinas eléctricas son de menor tamaño que las maquinas eléctricas monofásicas.
Se puede ver que en un sistema
trifásico es posible conectar cargas monofásicas y trifásicas simultáneamente.
Configuraciones de los
circuitos trifásicos.
Los circuitos trifásicos
presentan dos configuraciones básicas en función de la conexión del generador.
En ambos sistemas se requiere
de las 3 líneas activas, denominadas R,S y T, para la alimentación de las cargas
trifásicas, la conexión interna de las cargas puede ser en estrella o triángulo
indistintamente.
la línea
neutra N nos indica que la fuente trifásica del sistema de distribución es un
generador conectado en estrella, sin embargo no se requiere para alimentar las
cargas trifásicas. Si la línea neutra "N", no existiera como es el
caso de un sistema de distribución alimentado por un generador conectado en
triángulo, las cargas trifásicas seguirían funcionando.
Las variables eléctricas
de un sistema trifásico.
El estudio del consumo de
energía eléctrica en un sistema trifásico requiere estudiar las variables eléctricas
que se presentan en este tipo de circuito, las variables trifásicas más importantes
son:
La corriente en las líneas.
Si las tres corrientes de línea son iguales, se dice que el sistema esta balanceado,
como ocurre con un motor eléctrico, en caso contrario se dice que esta desbalanceado.
IR, IS,
IT (denominadas actualmente IL1, IL2, IL3
según la IEC)
Las tensiones entre las
líneas.
URS, UST,
UTR (denominadas actualmente U12 ,U23 , U31
según IEC)
Las corrientes de línea
y tensiones entre líneas son mostradas en la figura No.7 Observe que las corrientes
de línea pueden ser medidas para cada carga; así como para todo el sistema.
En el análisis del consumo
de energía eléctrica de una carga balanceada, se requiere conocer el voltaje
entre líneas, las corrientes de línea y el factor de potencia de la carga trifásica.
Las potencias eléctricas
trifásicas que para una carga balanceada se puede calcular mediante las expresiones
siguientes:
Donde:
P3f _ = Potencia
trifásica, en kW
Q3f = Potencia
reactiva trifásica, en kVAR
S3f = Potencia
aparente trifásica, en kVA
Ulinea = Tensión
entre líneas, en Voltios (V)
Ilinea = Corriente
de línea, en Ampere (A)
cosf = Coseno del ángulo
de desfase o factor de potencia de la carga trifásica.
Si la carga es desbalanceada,
se requiere el factor de potencia por fase. Aunque en estos casos, se trata
de manejar un factor de potencia promedio, especialmente cuando se diseña sistemas
de compensación de energía reactiva.
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