Tema I. Conceptos Generales de Sistemas Trifásicos

(1)

Dpto. de Ingeniería Eléctrica –Universidad Politécnica de Cartagena – ([email protected])

Universidad Politécnica de Cartagena

D

PTO

.

DE

I

NGENIERÍA

E

LÉCTRICA

–

F

RANCISCO

J

AVIER

C

ÁNOVAS

R

ODRÍGUEZ

Tema I. Conceptos Generales de Sistemas

Trifásicos

1.1. G

ENERACIÓN

2

1.2. S

ECUENCIA DE

F

ASES

3

1.3. T

IPOS DE

C

ONEXIONES

:

E

STRELLA Y

T

RIÁNGULO

3

1.4. R

ELACIONES ENTRE VALORES DE FASE Y DE LÍNEA

.

S

ISTEMA

E

QUILIBRADO

.

4

1.5. C

ONVERSIÓN

E

NTRE

E

STRELLA Y

T

RIÁNGULO Y

V

ICEVERSA

6

1.6. E

QUIVALENTE MONOFÁSICO DE UN SISTEMA TRIFÁSICO EQUILIBRADO

7

1.6.1. C

ONEXIÓN ESTRELLA

-E

STRELLA

1.6.2. C

ONEXIÓN TRIÁNGULO

-T

RIÁNGULO

1.7. P

OTENCIA EN LOS SISTEMAS TRIFÁSICOS

10 C

OMPARACIÓN ENTRE SISTEMAS TRIFÁSICOS Y

M

ONOFÁSICOS

:

D

ISTRIBUCIÓN DE

E

NERGÍA Y

P

OTENCIA INSTANTÁNEA

.

1.8. M

EDIDA DE LA

P

OTENCIA

10

1.8.1. M

EDIDA DE LA

P.

(2)

1.1. G

ENERACIÓN

.

Fuente: “Fundamentos de Electrotecnia para Ingenieros: Corriente alterna monofásica y trífásica”, Marcombo

ωt

E

1

E

2

E

3

E

2

E

3

120º

ω

120º

E

1

E

1

2

3

0 M

3~

Tema I. Conceptos Generales de Sistemas

Trifásicos

(3)

1.2. S

ECUENCIA DE

F

ASES

.

1.3. T

IPOS DE

C

ONEXIONES

:

E

STRELLA Y

T

RIÁNGULO

.

ω

_{𝑈��⃗}

₁

𝑈��⃗

2

𝑈��⃗

3

ω

_{𝑈��⃗}

₁

𝑈��⃗

3

𝑈��⃗

2

𝑈��⃗

1

,

��⃗

𝑈

2

𝑦

𝑈��⃗

3

Secuencia directa

𝑈��⃗

1

,

��⃗

𝑈

3

𝑦

𝑈��⃗

2

Secuencia inversa

(4)

1.4. R

ELACIÓN ENTRE VALORES DE FASE Y DE

L

ÍNEA

.

S

ISTEMAS

EQUILIBRADOS

.

Fuente: Web

(5)

1.4. R

ELACIÓN ENTRE VALORES DE FASE Y DE

L

ÍNEA

.

S

ISTEMAS

EQUILIBRADOS

(II).

I

2

Z

12

I

1

U

12

I

3

1

2

3 U

23

U

31

U

12

U

31

Z

31

Z

23

U

23

I

12

I

23

I

31

(6)

1.5. C

ONVERSIÓN ENTRE

E

STRELLA Y

T

RIÁNGULO Y

V

ICEVERSA

1

Z



3

Z



1

2

3

2

Z



31

Z



Z

12



23

Z



𝑍⃗

𝑔

𝑍⃗

𝑔

1’

2’

3’

+

𝐸�⃗

1

𝐸�⃗

2

𝐸�⃗

3

𝐼⃗

3′2′

𝐼⃗

1′3′

𝑍⃗

𝑔

3 +

+

𝐸�⃗

1

√

3 ∠

30º

1’

O’

3’

2’

𝐸�⃗

2

√

3 ∠

30º

𝐸�⃗

3

√

3 ∠

30º

𝑍⃗

𝑔

3 𝑍⃗

𝑔

3 Triángulo

Estrella

(7)

E

QUILIBRADA

.

1.6.1. E

STRELLA

-E

STRELLA

𝑍⃗

𝐿

𝑍⃗

𝐿

𝑍⃗

𝑁

𝑍⃗

𝐿

𝑍⃗

𝑔

𝑍⃗

𝑔

𝑍⃗

𝑔

+

𝐸∠

0º

𝐸∠ −

240º

𝐸∠ −

120º

1’

O’

3’

2’

1

2

3 𝐼⃗

1

𝐼⃗

1

+

𝐼⃗

2

+

𝐼⃗

3

𝐼⃗

2

𝐼⃗

3

O

𝑍⃗

𝑌

𝑍⃗

𝑌

𝑍⃗

𝑁

𝑍⃗

𝑌

+

𝐸∠

0º

𝐸∠ −

240º

𝐸∠ −

120º

1’

O’

3’

2’

1

2

3 𝐼⃗

1

𝐼⃗

1

+

𝐼⃗

2

+

𝐼⃗

3

𝐼⃗

2

𝐼⃗

3

O

𝐼⃗

1

𝐼⃗

2

𝐼⃗

3

𝑍⃗

𝑌

𝑍⃗

𝑌

𝑍⃗

𝑌

+

𝐸∠

0º

𝐸∠ −

240º

𝐸∠ −

120º

1’

O’

3’

2’

1

2

3 𝐼⃗

1

𝐼⃗

2

𝐼⃗

3

O

(8)

1.6. E

QUIVALENTE

MO

NOFÁSICO DE UN

S

ISTEMA

T

RIFÁSICO

E

QUILIBRADA

.

1.6.1. E

STRELLA

-E

STRELLA

(II)

𝑍⃗

𝑌

𝑍⃗

𝑌

𝑍⃗

𝑌

+

𝐸∠

0º

𝐸∠ −

240º

𝐸∠ −

120º

1’

O’

3’

2’

1

2

3 𝐼⃗

1

𝐼⃗

2

𝐼⃗

3

O

𝑍⃗

𝐿

𝑍⃗

𝑔

+

𝐸∠

0º

1’

N’

1 𝐼⃗

1

N

(9)

1.6. E

QUIVALENTE

MO

NOFÁSICO DE UN

S

ISTEMA

T

RIFÁSICO

E

QUILIBRADA

.

1.6.2. T

RIÁNGULO

-T

RIÁNGULO

𝐼⃗

1

𝐼⃗

2

𝐼⃗

3

𝑍⃗

𝐿

𝑍⃗

𝐿

𝑍⃗

𝐿

𝑍⃗

𝑔

_𝑍⃗

𝑍⃗

𝑔

𝑍⃗

𝑔

1’

1

3

2 2’

3’

+

𝐸�⃗

1

𝐸�⃗

2

𝐸�⃗

3

𝐼⃗

31

𝐼⃗

23

𝐼⃗

12

𝐼⃗

2′1′

𝐼⃗

3′2′

𝐼⃗

1′3′

𝐼⃗

1

𝐼⃗

2

𝐼⃗

3

𝑍⃗

𝐿

𝑍⃗

𝐿

𝑍⃗

𝐿

𝑍⃗

𝑔

_𝑍⃗

𝑍⃗

𝑔

𝑍⃗

𝑔

1’

1

3

2 2’

3’

+

𝐸�⃗

1

𝐸�⃗

2

𝐸�⃗

3

𝐼⃗

31

𝐼⃗

23

𝐼⃗

12

𝐼⃗

2′1′

𝐼⃗

3′2′

𝐼⃗

1′3′

𝐼⃗

1

3 ·

𝑍⃗

𝐿

𝑍⃗

𝑔

+

𝐸∠

0º

1’

2’

1 𝐼⃗

12

2

(10)

1.7. P

OTENCIA EN

S

ISTEMAS

T

RIFÁSICOS

Comparación entre sistemas trifásicos y Monofásicos:

Distribución de Energía y Potencia instantánea.

1.8. M

EDIDA DE LA

P

OTENCIA EN

S

ISTEMAS

T

RIFÁSICOS

.

1.8.1. M

EDIDA DE LA

P

2

3

1 _W

2

W

2

W

1

Z

1

φ

1

W

3

V

20

0 Z

2

φ

2

Z

3

φ

3

V

10

V

30

i

1

i

2

i

3

i

N

P

cos φ

P

3 I

3

U

R

I

1

+

Equivalente monofásico

Equivalente trifásico

+

-

(11)

𝑊

1 =

𝑈

13

· 𝐼

1

· 𝑐𝑜𝑠 �𝑈��⃗

� �

13 ,

𝐼⃗

1 𝑊

2 =

𝑈

23

· 𝐼

2

· 𝑐𝑜𝑠 �𝑈��⃗

� �

23 ,

𝐼⃗

2

3

1 _W

2

W

2

W

1

I

1

Z φ

I

2

I

3

V

12

V

23

V

31

2

3

1 W

2

W

I

L

Z φ

V

S

R

2

R

1

𝑈��⃗

10

𝑈��⃗

20

𝑈��⃗

30

𝐼⃗

1

𝐼⃗

2

𝐼⃗

3

φ

𝑈��⃗

03

𝑈��⃗

13

𝑈��⃗

23

30º

φ

30º

φ

(12)

1.8.2. M

EDIDA DE LA

Q

W

2

Carga

1

2

3 W

1

W

2

Carga

1

2

3 W

1

a)

b)

W

Carga

equilibrada

1

2

3 𝑈��⃗

10

𝑈��⃗

20

𝑈��⃗

30

𝐼⃗

1

φ

𝑈��⃗

03

𝑈��⃗

23

90º-φ

(13)