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Circuitos trifásicos equilibrados




Enviado por Pablo Turmero



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    1 1 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 momento, en vez de
    ser pulsatoria como en los sistemas monofásicos. Una carga
    balanceada consume la misma cantidad de potencia en cada una de
    sus tres fases.

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    2 Generación, Transmisión y Distribución de
    Energía Eléctrica.

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    3 Descripción sistema eléctrico desde los puntos de
    producción de la energía hasta los de consumo.
    CENTRALES GENERADAS: – Plantas
    Hidroeléctricas     – Plantas
    GeoTérmicas y Térmicas (combustibles
    líquidos, vapor) – Plantas Eólicas – Nucleares
    ESTACIONES ELEVADORA: Elevan la tensión desde el valor de
    generación hasta el de transporte a grandes distancias.
    Típico, Generación de 20KV se eleva a niveles de
    138KV – 550KV para la transmisión. SISTEMA DE
    TRANSMISIÓN: Transporte de energía eléctrica
    a grandes distancias. SUBESTACIONES DE TRANSFORMACIÓN:
    (Plantas de producción industriales) Reducen la
    tensión del transporte para interconexión, a
    tensiones de reparto, en los grandes centros de consumo.
    SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN Transforman la
    tensión desde el nivel de la red de transmisión
    hasta el de la red de distribución en media tensión
    para centros de consumo industriales, comercial y
    población. Tensiones típicas de 13,800 V y 34,500V.
    RED DE DISTRIBUCIÓN DE BAJA TENSIÓN Alimentan
    directamente los distintos receptores, siendo, el último
    escalón en la distribución de la energía
    eléctrica. Tensiones típicas de 120/220V,
    480/240V.

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    4 Fuentes de Tensión Trifásicas.

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    5 Secuencia de fase en tensiones Trifásicas.

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    6 Conexiones básicas en Sistema Trifásico.

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    7 Representación fuentes de Voltajeen Circuitos
    Trifásicos.

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    8 Sistema Trifásico Equilibrado.

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    9 2 Conexiones en Y (estrella) y ? (delta).

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    10 La Conexión en Y (estrella).Circuito con carga
    resistiva equilibrada.

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    11 Conexión en Y , secuencia de fase.

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    12 La Conexión en ? (delta).Circuito con carga resistiva
    equilibrada.

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    13 Conexión en ?, secuencia de fase.

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    14 3 Relaciones de Potencia en Circuitos Trifásicos.

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    15 Relaciones de Potencia en Circuitos Trifásicos.

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    16 Expresiones de Potencia en términos de magnitudes de
    Línea para cargas trifásicas balanceadas.

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    17 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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    18 Solución: Circuito trifásico en Y-Y.

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    19 4 Medida de la Potencia Media 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.

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    20 Medición de Potencia en un sistema trifásico.
    Para medir la potencia total en un sistema de n líneas
    conductoras es necesario conocer n-1 corrientes y tensiones. Esto
    es así, dado que uno de los terminales es seleccionado
    como referencia, quedando sólo n-1 tensiones y corrientes
    independientes en los n conductores. La potencia total es la suma
    de n-1 términos producto, es decir, p=v1i1 + v2i2 +
    … + vn-1in-1.

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    21 Medición de Potencia en un sistema trifásico.
    Para el circuito trifásico en Y, con carga balanceada, la
    medida de la potencia media, utilizando el método de los
    dos vatímetros, puede expresarse como: Donde: ?1:
    ángulo de fase entre VAB e IaA. ?2: ángulo de fase
    entre VCB e IcC. Para calcular W1 y W2 se expresa ?1 y ?2 por
    medio del ángulo de la impedancia de fase, |Z|??°, que
    es igual al ángulo entre la tensión y la corriente
    de fase. Para una secuencia de fase positiva: ?1 = ? + 30° =
    ?fase+ 30°. ?2 = ? ? 30° = ?fase ? 30°.

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    22 Medición de Potencia en un sistema trifásico.
    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.

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