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) menosondulado que las monofásicas

– Mayor potencia de salida para una cantidad decobre 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

vcnvbn

van

n

c (TT)

b (SS)

a (RR)

Voltaje de Fase

Conexiones TrifásicasConexiones Trifásicas

• Dos maneras de conectar fuentes/cargastrifásicas

A

B

C n

A

BC

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

VVV300

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

IaLine current

Phase current

)120(120

)120(120

0

o

cc

cc

o

bb

bb

o

aa

aa

IZ

V

Z

VI

IZ

V

Z

VI

IZ

V

Z

VI

θθ

θθ

θθ

−∠=°∠°∠

==

−−∠=°∠°−∠

==

−∠=°∠

°∠==

Conexión-YConexiónConexión-Y-Y

cba ZZZ ==Para un Sistema Equilibrado

Ib Ia

nV

an

Vbn

Vcn

Reference

Ic

θ

θ

θ

°∠==

°−∠==

°∠==

120VVV

120VVV

0VVV

ccn

bbn

aan

)120(II

)120(II

II

oc

ob

oa

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 dela 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 impedanciasconectadas en Delta

C

B

A

IA

IB

IC

IAB ICA

IBCVL

VP

iguales son fase de y linea de voltajes→= LP VV

Conexión Delta

Vab

Vbc

Vca

a

bc

Ia

Ib

Ic

Iba

Iac

Icb

+

_

+_

+

_Ia corriente de líneaIba corriente de fase

Conexión Delta (∆)

Vab

Vbc

Vca

a

bc

Ia

Ib

Ic

IbaIac

Icb

+

_

+_

+

_

Conexión Delta (∆)

Ia

IcbIba

nV

ab Refere

Iac

θ

-Iac

300

acbaa

acaba

III

III

−=

+=

)30(I3I

30I3III

obaa

obaacbaa

+−∠=

−∠=−=

θ

Conexión Delta (∆)

•Intensidades de línea son mayores que las de fase en:

3•Corrientes de línea se retrasan a la intensidad de la faseen : 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

IIIAB

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

bc

Ia

Ib

Ic

ZY

ZY ZY

a

bc

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 potenciaentregada a la carga = suma de laspotencias suministradas por cada fase

θIfase

VfasePara monofásicos

)(cos θphasephase IVP =

Para trifásicos

)(cos3 θphasephase IVP =θθ is el ángulo entre el voltaje de fase y lacorriente 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 ∆