Hay dos tipos de sistemas disponibles en El circuito eléctrico……monofásica y… sistema trifásico. En el circuito monofásico, sólo habrá una fase, es decir, la actual fluirá a través de un solo cable y habrá una vía de retorno llamada línea neutral para completar el circuito. Así que en la fase única se puede transportar una cantidad mínima de energía. Aquí la estación generadora y la estación de carga también serán monofásicas. Este es un sistema antiguo que se utiliza desde la época anterior.
En 1882, se ha hecho un nuevo invento sobre el sistema polifásico, que puede utilizarse más de una fase para la generación, la transmisión y el sistema de carga. Circuito trifásico es el sistema polifásico en el que se envían tres fases juntas desde el generador a la carga.
Cada fase tiene una diferencia de fase de 120oes decir, 120o ángulo eléctricamente. Así que del total de 360otres fases se dividen por igual en 120o cada uno. El poder en sistema trifásico es continua ya que las tres fases están involucradas en la generación de la energía total. Las ondas sinusoidales para el sistema trifásico se muestran a continuación…
Las tres fases pueden utilizarse como una sola fase cada una. Así que si la carga es monofásica, entonces se puede tomar una fase de la circuito trifásico y el neutro puede ser usado como tierra para completar el circuito.
¿Por qué se prefiere la trifásica a la monofásica?
Hay varias razones para esta pregunta porque hay muchas ventajas sobre el circuito monofásico. El sistema trifásico puede utilizarse como línea trifásica monofásica, por lo que puede actuar como sistema trifásico monofásico. La generación trifásica y la monofásica son iguales en el generador, excepto por la disposición de la bobina en el generador para obtener 120o diferencia de fase. El director que se necesita en un circuito trifásico es el 75% del conductor que se necesita en un circuito monofásico. Y también la potencia instantánea en el sistema monofásico cae a cero como en el monofásico podemos ver en la curva sinusoidal pero en el sistema trifásico la potencia neta de todas las fases da una potencia continua a la carga.
Hasta ahora podemos decir que hay tres fuente de tensión conectados entre sí para formar un circuito trifásico y en realidad está dentro del generador. El generador tiene tres fuentes de voltaje que están actuando juntas en 120o diferencia de fase. Si podemos arreglar tres circuitos monofásicos con 120o diferencia de fase, entonces se convertirá en un circuito trifásico. Así que 120o diferencia de fase es debe de lo contrario el circuito no funcionará, la carga trifásica no podrá activarse y también puede causar daños al sistema.
El tamaño o la cantidad de metal de los dispositivos trifásicos no tiene mucha diferencia. Ahora bien, si consideramos el transformador, será casi del mismo tamaño tanto para los monofásicos como para los trifásicos porque transformador hará sólo la vinculación de flujo. Así que el sistema trifásico tendrá una mayor eficiencia en comparación con el monofásico porque para la misma o poca diferencia de masa del transformador, la línea trifásica estará fuera mientras que en la monofásica será sólo una. Y las pérdidas serán mínimas en el circuito trifásico. Así que, en conclusión, el sistema trifásico tendrá una eficiencia mejor y más alta que el monofásico.
En un circuito trifásico, las conexiones pueden darse en dos tipos:
- Conexión estelar
- Conexión Delta
Menos comúnmente, también hay un conexión delta abierta donde se utilizan dos transformadores monofásicos para proporcionar un suministro trifásico. Por lo general, éstos sólo se utilizan en condiciones de emergencia, ya que su eficiencia es baja en comparación con los sistemas delta-triángulo (delta cerrado) (que se utilizan durante las operaciones estándar).
Conexión estelar
En conexión en estrellahay cuatro cables, tres cables son de fase y el cuarto es neutro, que se toma del punto estelar. La conexión estelar es preferible para las largas distancias transmisión de energía porque tiene el punto neutral. En esto tenemos que llegar al concepto de equilibrado y desequilibrado actual en el sistema de energía.
Cuando una corriente igual fluye a través de las tres fases, entonces se llama corriente equilibrada. Y cuando la corriente no será igual en ninguna de las fases, entonces es una corriente desequilibrada. En este caso, durante la condición equilibrada no habrá corriente que fluya a través de la línea del neutro y por lo tanto no hay uso del terminal del neutro. Pero cuando habrá corriente desequilibrada fluyendo en el circuito trifásico, el neutro tiene un papel vital. Llevará la corriente desequilibrada a través de la tierra y protegerá el transformador. La corriente desequilibrada afecta al transformador y también puede causarle daños y para ello se prefiere la conexión estelar para la transmisión a larga distancia.
La conexión estelar se muestra abajo…
En la conexión estelar, el voltaje de línea es 3 veces el voltaje de fase. El voltaje de línea es el voltaje entre dos fases en un circuito trifásico y el voltaje de fase es el voltaje entre una fase y la línea neutral. Y la corriente es la misma tanto para la línea como para la fase. Se muestra como expresión a continuación
Conexión Delta
En conexión delta…hay tres cables solos y no se toma ningún terminal neutro. Normalmente se prefiere la conexión delta para distancias cortas debido al problema de la corriente desequilibrada en el circuito. La figura se muestra a continuación para la conexión delta. En la estación de carga, la tierra puede utilizarse como camino neutral si es necesario.
En la conexión delta, el voltaje de la línea es el mismo que el de la fase. Y la corriente de línea es 3 veces la corriente de fase. Se muestra como la expresión a continuación,
En un circuito trifásico, la conexión de la estrella y el delta se puede organizar de cuatro maneras diferentes:
- Conexión Estrella-Estrella
- Conexión Estrella-Delta
- Conexión Delta-Estrella
- Conexión Delta-Delta
Pero la energía es independiente de la disposición de los circuitos del sistema trifásico. La potencia neta del circuito será la misma en la conexión de la estrella y el delta. La potencia en el circuito trifásico puede calcularse a partir de la siguiente ecuación,
Dado que hay tres fases, el múltiplo de 3 se hace en la ecuación de potencia normal y el FP es factor de potencia. El factor de potencia es un factor muy importante en el sistema trifásico y algunas veces debido a ciertos errores, se corrige usando condensadores.
