Sistemas trifsicos diapos

Sistemas Trifásicos de Potencia

v  an 

v  bn 

v  cn 

Time

 Introducción a los los Sistemas Trifásicos • Definición de una red trifásica  – 3  –  3 fuentes de voltage  – magnitudes  –  magnitudes iguales  – 120  –  120 º de diferencia entre fases

• ¿Por que utilizar 3 fases AC?  – AC  –  AC permite una sencilla transformación de voltages  – Máquinas  –  Máquinas trifásicas tiene un par (torque) menos ondulado que las monofásicas  – Mayor  –  Mayor potencia de salida para una cantidad de

 Introducción a los Sistemas Trifásicos

Phase A

VA

= V   P ∠0°

Three phase Phase B

network  VB

Phase C

VC

= V   P ∠ − 120°

= V   P ∠120°

 Nota: 3 conductores de retorno

 Introducción a los Sistemas Trifásicos

Phase A  Neutral Conductor 

Three phase network 

Phase C Phase B Utiliza 1 solo conductor de retorno El Conductor Neutro

 Introducción a los Sistemas Trifásicos Voltajes trifásicos Equilibrados  (Balanced Three Phase Voltages)

V  P ∠120°

v  an 

C Phase

V  P ∠0°

A Phase

v  cn 

v  bn  ο

120

ο

240

Time

B Phase

V  P ∠ − 120° • 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

Voltaje de Fase a ( R  R ) 

vcn van

n

b ( S  S ) 

 Reference

vbn

c ( T  T )  vcn n

vbn

van

V an

= V a = V ∠0°V 

V bn

= V b = V ∠ − 120°V 

V cn

= V c = V ∠120°V 

Conexiones Trifásicas

• Dos maneras de conectar fuentes/cargas trifásicas B

C

n

C A B

Conexión en Estrella (Y o “wye” connection)

A

Conexión en Polígono (D or “delta” connection)

Conexi ón Estr ella  • Relaciones de Voltaje n

C

VC

A B

VA

VA

= V  p ∠0°

VB

= V  p ∠ − 120°

VC

= V  p ∠120°

Voltajes Fase o Fase-a-Neutro  Fase-a-Neutro (Voltajes simples)

VB

VBC

C

VCA

n A

B

VAB

VAB

=

VA

− VB

VBC

=

VB

− VC

VCA

=

VC − VA

Voltajes de Linea o   Linea-a-Linea (Voltajes compuestos)

Conexi ón Estr ella  Consideram os VAB

=

VA

−

VB

= V  p ∠0° − V  p ∠ − 120 ° ==

VAB

Similarmen te

3V  p

300

3V P ∠30°

VA

VBC

=

VB

−

VC

= V  p ∠ − 90°

VCA

=

VC

−

VA

= V  p ∠150°

1200 VB

VAB

=

VA

− VB

VCA

VAB VC

a

300

vab

b c

VA VB

vca

1200

vbc V

Conexi ón Estr ella  • Relaciones de Corriente

I LINE IC

n

C

In

= I A + IB + IC

IA A

IB

I LINE

B

Corrientes de Fase y de línea son iguales I LINE

Phase current C -Y C onexión onexiónY

Line current

V a

Ia

Par a un Sistema Equi li brado 

 Z a

=  Z b =  Z c

V an

= V a = V ∠0°

V bn

= V b = V ∠ − 120°

 I a

=

 I b

=

 I 

V a

=

 Z a V b

 Z a ∠θ ° =

 Z b =

V c

V ∠0°

=  I ∠ − θ

V ∠ − 120°  Z b ∠θ °

=

V ∠120°

o

= I ∠( − 120 − θ

=  I ∠( 120 − θ

o

)

o

)

Conexi ón Estr ella  V cn

V an

= V a = V ∠0°

V bn

= V b = V ∠ − 120°

V cn

= V c = V ∠120°

θ

 I c V an

n

 I b

θ

 I a θ

 Reference

V bn

 I a = I ∠ − θ o  I b = I ∠( − 120 − θ o )  I c

=  I ∠( 120 − θ

• La corriente del neutro es nula para un sistema equilibrado con la carga conectada en Y  –  no se necesitaría conexión con el netro

o

 )

Conexi ón Estr ella 

RESUMEN:  VA

=

V P  ∠ 0 °

VB

=

V P  ∠

VC

=

V P  ∠ 120

−

120 °

°

then

n

C

If  V AB

=

3V P  ∠ 30

V BC

=

3V P  ∠

V CA

=

−

°

A

90 °

3V P  ∠ 150

°

B

•Voltaj es linea-l inea son mayor es que los de fase en: 

3

• Voltajes compuestos a line-linea adelantan al voltaj e de  la fase en : 

30 • Cor r ientes de línea son iguales a las de fase 

0

Conexi ón Delta  • Considermos un conjunto de impedancias conectadas en Delta A

IA

VP IAB

ICA

VL

IBC

B

IB C

IC

VP

=

VL

→

voltajes de linea y de fase son iguales

Conexi ón Delta ( ∆ ) Ia a  _ 

Iac

+

Vca

Vab

 _   b

+ c

 _ 

I ba

V bc

I b

+ Icb

Ic

I a  cor r iente de línea  I ba corr iente de fase 

Conexi ón Delta ( ∆ )  I ba  I a

Iac

=  I ba −  I ac

+ c

Ia

a  _ 

=  I a +  I ac

+ I Vab  _  ba

Vca

 _  V bc

+

 b Ic

Icb

 I ac V ab

n

θ

 I cb

300

 I a

I b

 Refere

 I ba -I ac

 I a

=  I ba −  I ac =

 I a

=

3  I ba

3  I ba

∠ − ( θ + 30

o

∠ − 30

 )

o

Conexi ón Delta ( ∆ ) IC

RESUMEN:  o ICA 30

Si I AB

=

I P  ∠ 0 °

I BC

=

I P  ∠

I CA

=

I P  ∠ 120

−

120 °

°

⇒

IA

=

3 I P  ∠

−

30 °

IB

=

3 I P  ∠

−

150

IC

=

3 I P  ∠ 90 °

°

IB

30o IAB 30o IBC

IA

 que las de fase en:  •I ntensidades de línea son  mayores 

3 •Cor r ientes de línea se retrasan  a la intensidad de la fase  en : 

30

 a l as de fase  • Vol taj es de línea son iguales 

0

Secuencia de las Fases

C

B

A

Secuencia Negativa

B Secuencia Positiva

C

ABC 1 0.8 0.6 0.4

A Phase

0.2 0

B Phase C Phase

A

-0.2 -0.4 -0.6

ACB

Transformaci   ón Y- ∆  Z∆

 Z ab

=  Z ∆

 Z ab

=

c

I b

 b

c Z∆

Ic

Ia

 Z ab

ZY ZY

Z∆

// 2 Z ∆

2  Z ∆ 3 a

Ia

a

ZY

I b

 b Ic

 Z Y 

=

2 Z Y 

=

1  Z ∆ 3

Potencia en Sistemas   Tr ifásicos  • En un sistema trifásico la potencia entregada a la carga = suma de las  potencias suministradas por cada fase

V fase  θ I fase 

Par a monof ásicos 

 P  = V  phase  I  phase cos (θ ) Par a trifásicos 

θ  is el ángulo entre el voltaj e de fase   y la i te de f

 P  = 3 V  phase  I  phase cos (θ )

Potencia en Sistemas   Trifásicos  • Conexión Y

P 

=

P 

=

3V  p I  p cos φ 3

(

)

3V  p I  p cos φ

como

V L

∴ P  =

3V L I L cos φ

=

3V  p & I L

= I  p

• Conexión ∆ Potencia total P  = 3V  pI  p cosφ como V L ∴ P  =

= V  p ,I L =

3V LI L cosφ

3I  p

=

3V  p

3I  p cosφ