Sistemas Trifásicos

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Sistemas Trifásicos de Potencia Sistemas Trifásicos de Potencia Sistemas Trifásicos de Potencia Sistemas Trifásicos de Potencia
Ingeniería Técnica de Telecomunicación (Sistemas Electrónicos)Ingeniería Técnica de Telecomunicación (Sistemas Electrónicos)Ingeniería Técnica de Telecomunicación (Sistemas Electrónicos)Ingeniería Técnica de Telecomunicación (Sistemas Electrónicos) Universitat de ValènciaUniversitat de ValènciaUniversitat de ValènciaUniversitat de València
vbnvan vcn
Time
Introducción a los Sistemas TrifásicosIntroducción a los Sistemas Trifásicos
• Definición de una red trifásica
– 3 fuentes de voltage
– magnitudes iguales
– 120 º de diferencia entre fases
• ¿Por que utilizar 3 fases AC?
– AC permite una sencilla transformación de
voltages
– Máquinas trifásicas tiene un par (torque) menos
ondulado que las monofásicas
– Mayor potencia de salida para una cantidad de
cobre dada
Three phase
network
Phase A
Phase B
Phase C
°∠= 0PVAV
°−∠= 120PVBV
°∠= 120PVCV
Nota: 3 conductores de retorno
Introducción a los Sistemas TrifásicosIntroducción a los Sistemas Trifásicos
Phase C
Three phase
network
Phase A
Phase B
Neutral Conductor
Utiliza 1 solo conductor de retorno -
El Conductor Neutro
Introducción a los Sistemas TrifásicosIntroducción a los Sistemas Trifásicos
Voltajes trifásicos Equilibrados
 (Balanced Three Phase Voltages)
Introducción a los Sistemas TrifásicosIntroducción a los Sistemas Trifásicos
• Las tres fuentes de Voltaje se conocen como FASES
• Solo se necesita 1 conductor de retorno: El NEUTRO.
• En un sistema Equilibrado:
– Todos los voltajes son de igual magnitud
– Todos los fasores están separados +/- 1200
120ο
vbnvan vcn
Time
240ο
°∠0PV
°−∠ 120PV
°∠120PV
A 
Phase
B Phase
C Phase
n
V120VVV
V120VVV
V0VVV
ccn
bbn
aan
°∠==
°−∠==
°∠==
van
vbn
vcn
Reference
vcn
vbn
van
n
c (TT)
b (SS)
a (RR)
Voltaje de Fase
Conexiones TrifásicasConexiones Trifásicas
• Dos maneras de conectar fuentes/cargas
trifásicas
A 
B
C n
A 
B
C
Conexión en Estrella
(Y o “wye” connection)
Conexión en Polígono
(D or “delta” connection) 
Conexión Estrella
• Relaciones de Voltaje
A 
B
C n
AV
BV
CV
°∠=
°−∠=
°∠=
120
120
0
p
p
p
V
V
V
C
B
A
V
V
V Voltajes FaseVoltajes Fase 
oo
 Fase-a-NeutroFase-a-Neutro
(Voltajes simples)
ACCA
CBBC
BAAB
VVV
VVV
VVV
−=
−=
−= Voltajes de Linea Voltajes de Linea 
oo
 Linea-a-LineaLinea-a-Linea
(Voltajes compuestos)A 
B
C n
ABV
BCV
CAV
°∠==°−∠−°∠=−= 3031200 osConsideram Ppp VVVBAAB VVV
Conexión Estrella
°∠=−=
°−∠=−=
150
90
teSimilarmen
p
p
V
V
ACCA
CBBC
VVV
VVV
300
pV3
AV
BV
ABV
BAAB VVV −=
1200
ABV
BCV
CAV
AV
CV
BV
300
1200
vca vbc
vab
n
c
b
a
Corrientes de Fase y de línea son igualesCorrientes de Fase y de línea son iguales
A 
B
C n
AI
BI
CI
LINEI
LINEI
LINEI
Conexión Estrella
• Relaciones de Corriente
CBAn IIII ++=
Va
°∠==
°−∠==
°∠==
120VVV
120VVV
0VVV
ccn
bbn
aan
Ia
Line current
Phase current
)120(
120
)120(
120
0
o
cc
c
c
o
bb
b
b
o
aa
a
a
I
Z
V
Z
V
I
I
Z
V
Z
V
I
I
Z
V
Z
V
I
θ
θ
θ
θ
θ
θ
−∠=
°∠
°∠
==
−−∠=
°∠
°−∠
==
−∠=
°∠
°∠
==
Conexión-YConexiónConexión-Y-Y
cba ZZZ ==
Para un Sistema Equilibrado
Ib Ia
n
V
an
V
bn
V
cn
Reference
Ic
θ
θ
θ
°∠==
°−∠==
°∠==
120VVV
120VVV
0VVV
ccn
bbn
aan
)120(II
)120(II
II
o
c
o
b
o
a
θ
θ
θ
−∠=
−−∠=
−∠=
Conexión Estrella
• La corriente del neutro es nula para
 un sistema equilibrado con la carga conectada en Y
– no se necesitaría conexión con el netro
– normalmente es dificil verificar si la carga es equilibrada
•Voltajes linea-linea son mayores que los de fase en:
3
• Voltajes compuestos a line-linea adelantan al voltaje de
la fase en :
030
• Corrientes de línea son iguales a las de fase
Conexión Estrella
RESUMEN:RESUMEN:
A 
B
C n
°∠=°∠=
°−∠=°−∠=
°∠=°∠=
1503 120
903 then 120
303 0
 If
PP
PP
PP
VV
VV
VV
CAC
BCB
ABA
VV
VV
VV
• Considermos un conjunto de impedancias
conectadas en Delta
C 
B
A
IA
IB
IC
IAB ICA
IBC
VL
VP
iguales son fase de y linea de voltajes→= LP VV
Conexión Delta
Vab
Vbc
Vca
a
b
c
Ia
Ib
Ic
Iba
Iac
Icb
+
_
+_
+
_
Ia corriente de línea
Iba corriente de fase
Conexión Delta (∆)
Vab
Vbc
Vca
a
b
c
Ia
Ib
Ic
Iba
Iac
Icb
+
_
+
_
+
_
Conexión Delta (∆)
Ia
Icb
Iba
n
V
ab Refere
Iac
θ
-Iac
300
acbaa
acaba
III
III
−=
+=
)30(I3I
30I3III
o
baa
o
baacbaa
+−∠=
−∠=−=
θ
Conexión Delta (∆)
•Intensidades de línea son mayores que las de fase en:
3
•Corrientes de línea se retrasan a la intensidad de la fase
en : 030
• Voltajes de línea son iguales a las de fase
RESUMEN:RESUMEN:
°∠=°∠=
°−∠=⇒°−∠=
°−∠=°∠=
903 120
1503 120
 303 0
 Si
PP
PP
PP
II
II
II
CCA
BBC
AAB
II
II
II
IAB
IBC
ICA
IA
IB
IC
30o
30o
30o
Secuencia de las Fases
A
B
C
Secuencia Positiva
ABC 
Secuencia Negativa
ACB 
A
C
B
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Time - seconds
A Phase
B Phase
C Phase
a
b
c
Ia
Ib
Ic
ZY
ZY ZY
a
b
c
Ia
Ib
Ic
Z∆
Z∆
Z∆
∆
∆∆
=
=
ZZ
ZZZ
ab
ab
3
2
2//
Yab ZZ 2=
∆= ZZY 3
1
TransformaciTransformacióónn Y-Y-∆∆∆∆
PotenciaPotencia en en SistemasSistemas Trifásicos Trifásicos
• En un sistema trifásico la potencia
entregada a la carga = suma de las
potencias suministradas por cada fase
θ
Ifase
Vfase
Para monofásicos
)(cos θphasephase IVP =
Para trifásicos
)(cos3 θphasephase IVP =θθ is el ángulo entre el 
voltaje de fase y la
corriente de fase
• Conexión Y
( )
φ
φ
φ
cos3
&3 como
cos33
cos3
LL
pLpL
pp
pp
IVP
IIVV
IVP
IVP
=∴
==
=
=
PotenciaPotencia en en SistemasSistemas Trifásicos Trifásicos
( )( )
φ
φφ
cos3
3, como
cos33cos3 total Potencia
LL
pLpL
pppp
IVP
IIVV
IVIVP
=∴
==
==
• Conexión ∆