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SISTEMAS TRIFASICOS

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FUNDAMENTO TEÓRICO DE LOS SISTEMAS TRIFÁSICO: Los alternadores de las centrales eléctricas generan sistemas trifásicos equilibrados en tensiones, de frecuencia 60 Hz y donde las tensiones tienen el mismo valor eficaz pero están desfasadas 120º entre si. A lo largo de la red eléctrica este equilibrio se va perdiendo y la calidad del suministro disminuye. Sin embargo los avances técnicos consiguen a través de potentes y precisos filtros eléctricos, que se compense la distorsión de las tensiones y disminuya el grado de desequilibrio. Los técnicos de electrotecnia sobretodo en Baja Tensión, debemos de suponer por tanto que la compañía eléctrica, nos suministra una acometida con un sistema trifásico equilibrado en tensiones

Generación y transporte de tensión trifásica: Para generar tensiones trifásicas es necesario un alternador con tres devanados iguales pero desfasados 120º en el espacio. Normalmente estos devanados se encuentran en la parte no giratoria de la máquina llamada estator.

La variación de flujo magnético necesaria para generar Fem, se consigue al circular corriente continua por un devanado inductor situado en la parte móvil llamada rotor, que se somete a giro mediante una fuerza motriz exterior (turbina). De esta forma, el campo magnético creado por el devanado retórico es constante, pero los devanados del estator lo “ven” variable debido a que el rotor está girando.

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CONEXIONES NORMADAS DEL GENERADOR Y DE LA Conexiones Y-Y: Las redes trifásicas pueden contener CARGA TRIFÁSICA cuatro líneas de conexión entre el generador y la carga, esta cuarta, a parte de las tres de cada fase, es la conexión de un neutro.

Teniendo así, que las tensiones localizadas entre una línea y el neutro son denominas voltajes de fase del generador o la carga, las cuales cumplen de manera fasorial el desfase de 120° eléctricos.

Un punto imaginario no servirá de herramienta para determinar la secuencia, o cambio de fase. Si la secuencia sigue el desfase de 120° se dice que es positiva o abc, si por el contrario, el desfase es de 240°, se dice que la secuencia es negativa o cba.

El grafico representa un diagrama fasorial, el cual permite mostrar el desfase entre los voltajes de línea y de fase, esto proviene de una demostración trigonométrica que indica lo siguiente:

Y esto es aplicable a las corrientes del sistema delta-delta, siempre y cuando se traten con cargas balanceadas, o sea, que las impedancias en cada fase sean idénticas.

Conexiones delta-delta: En estas conexiones, suponiéndose que las cargas son balanceadas, se observa que las corrientes de líneas son distintas a las de la fase, con la diferencia de que los voltajes de línea, son igual al de las fases. Un esquema que permite ver una red delta-delta, es el siguiente:

El diagrama fasorial respectivo de esta conexión establece que las corrientes de línea y de fase presentan un desfase de 30°.

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Otras conexiones normadas para redes trifásicas, son combinaciones de las anteriores, obteniéndose: Combinaciones Y-delta y Delta-Y, para el generador y la carga balanceada, respectivamente.

PROCEDIMIENTOS PARA CALCULAR CORRIENTES, VOLTAJES Y POTENCIAS PARA CADA CONEXIÓN Se adjuntara un grafico donde pueden diferenciarse los modelos a seguir para calcular parámetros de la red en las diferentes conexiones antes mostradas.

A parte de conocer el cálculo de potencias individuales o totales en un sistema trifásico por la definición de cada uno (P,Q y S).

Existen otros métodos para calcular la potencia consumida por una carga trifásica y sigue el mismo principio de la potencia activa o promedio, o sea:

Donde θ es el ángulo entre el voltaje y la corriente. Y V, e I son valores eficaces.

Los métodos son: El método de los dos Vatímetros y el de tres Vatímetros. Estos permiten medir la potencia consumida por cargas balanceadas, y desbalanceadas.

Los parámetros que determinan su cálculo dependerán del tipo de conexión de la red.

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MĂŠtodo de los dos VatĂ­metros: Dado un sistema trifĂĄsico, como el siguiente

La potencia total consumida por la carga es medida de la siguiente

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EJEMPLOS: Carga desbalanceada en delta: Para la red de la figura, determinar la potencia consumida por la carga.

Donde Z1 = 4 + j18, Z2 = 19 – j5, Z3 = 3 + j20. Y el voltaje de línea es V = 208 V. Con una secuencia de fase positiva.

Utilizando el método de dos vatímetros, tenemos:

Por Ley de Ohm tenemos:

Por LCK tenemos:

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Carga desbalanceada en Y: Para la red de la figura, determinar la potencia consumida por la carga.

Donde Z1 = 4 + j18 = Z2 = Z3. Y el voltaje de lĂ­nea es V = 120 V. Con una secuencia de fase positiva.

Para una carga en Y: Vfase = Vlinea/

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Sistema de Información para el Monitoreo de Magnitudes Eléctricas de Sistemas Trifásicos y Monofásicos Es un sistema de información que sirve de apoyo a la industria, ya sean PYMES o Grandes empresas para mejorar u optimizar su consumo de energía eléctrica ya sea de sistemas trifásicos o monofásicos. Mide las variables eléctricas de la planta física (voltaje, corriente, potencia reactiva, potencia activa, potencia aparente, potencia liberada, potencia reactiva capacitiva y factor de potencia), en un tiempo determinado por el usuario.

Las mediciones se hacen por medio de una tarjeta de adquisición de datos son el voltaje, corriente y factor de potencia, y estos datos pasan a través de un canal serial de comunicaciones RS-232 donde llegan a un software que los procesa generando las demás magnitudes eléctricas, gráficas estadísticas, análisis detallado del consumo de energía. • Necesidad que se aspira satisfacer: Que las empresas que utilicen este software puedan mejorar u optimizar el consumo de energía eléctrica, para así evitar pérdidas millonarias en las facturaciones por bajo factor de potencia mediante el uso de una herramienta de medición a tiempo real. A su vez satisface la necesidad de la empresa de apreciar la situación actual y futura. Y futura que pueden tener las instalaciones eléctricas para así tener una proyección de cómo se mejoraría ese consumo de energía utilizando un equipo de corrección.

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