INSTITUTO TECNOLOGICO DE MEXICALI

PEREZ RENDON CARLOS ALBERTO

CIRCUITOS TRIFASICOS

M.I Miguel A. Muoz

Mexicali B,C a 22 de Mayo de 201INTRODUCCION

La generacin, transmisin y distribucin de energa elctrica se efecta a travs de sistemas trifsicos de corriente alterna.Las ventajas que se obtienen en los sistemas trifsicos con respecto a los monofsicosson:

Ahorro de materiales en equipos, lneas de transmisin y distribucin.

Generacin de campos magnticos rotantes (Principio de funcionamiento de los motores)

Potencia instantnea constante.

FUENTES TRIFASICASYa que en un circuito trifsico balanceado las tres fases tienen voltajes con la misma magnitud pero desfasados, y las tres lneas de transmisin, as como las tres cargas son idnticas, lo que ocurre en una fase del circuito ocurre exactamente igual en las otras dos fases pero con un ngulo desfasado. Gracias a esto, si conocemos la secuencia de fase del circuito, para resolverlo (encontrar sus voltajes y corrientes) basta con encontrar el voltaje de una sola fase y despus encontrar las de las otras fases a partir de esta.

La suma de los voltajes de un sistema trifsico balanceado es cero.Va + Vb + Vc = 0

Corrientes de lneaLas frmulas para obtener las tres corrientes de lnea son:

donde

Circuito equivalente monofsicoYa que los voltajes de las tres fases del circuito son iguales en amplitud pero desfasados en el tiempo y tambin las tres corrientes del circuito son iguales en amplitud pero desfasadas en el tiempo 120 en un circuito trifsico balanceado nicamente necesitamos obtener los datos de una sola fase (preferentemente la fase a que es la que comnmente se toma como referencia) para as poder calcular los datos de las dems fases a partir de esta.Como se explic en el grfico de partes de un circuito trifsico, la lnea neutra no transporta ninguna corriente y tampoco tiene ningn voltaje por lo que se puede quitar del circuito Y-Y o se puede remplazar por un corto circuito.Utilizando esta propiedad podemos obtener a partir de un circuito trifsico un circuito equivalente monofsico (una sola fase) que nos simplifica nuestro anlisis.

Relacin de voltajes de lnea a lnea y de lnea a neutroEs importante conocer la manera de obtener un voltaje de lnea a lnea a partir de los voltajes de lnea a neutro y viceversa.Ya se haba explicado anteriormente en la animacin sobre las partes de los circuitos trifsicos cuales eran los voltajes de lnea a lnea y cuales los de lnea a neutro, a continuacin se muestran de nuevo por separado los voltajes del lado de la carga y los del lado de la fuente.En dondees la magnitud del voltaje de lnea a neutro del lado de la carga, los voltajesson los fasores de voltaje de lnea a lnea del lado de la carga yes elfasorde voltaje de lnea a neutro del lado de la carga.Las frmulas para relacionar los voltajes de lnea a lnea con los de lnea a neutro del lado de la fuente son las mismas pero substituyendo cada voltaje de lnea a lnea de la carga por cada voltaje de lnea a lnea de la fuente y los voltajes de lnea a neutro de la carga por los voltajes de lnea a neutro de la fuente.

Transformaciones delta Y

Normalmente es mejor tener el circuito en forma de Y-Y ya que de esta manera se tiene una lnea neutra conectando los dos neutros n y N y por lo tanto se puede obtener un equivalente monofsico.

En situaciones en donde se tiene un circuito con la fuente, la carga o ambas en forma de delta se pueden utilizar transformaciones de delta a Y para que quede en forma de Y-Y.Si el circuito trifsico tiene la carga balanceada, es decir, todas las impedancias de la carga son exactamente iguales, entonces podemos obtener la impedancia equivalente para cada una de las ramas de la Y con la frmula:

en donde Zy es una de las tres impedancias de la carga en forma de Y. Como la carga est balanceada entonces todas las impedancias de la carga valen lo mismo.Relacin entre las corrientes de lnea y las corrientes de fase en un circuito en forma de deltaEn las siguientes imgenes se muestra cuales son las corrientes de lnea y las corrientes de fase para una carga en forma de delta:

Es de mucha utilidad el poder obtener las corrientes de fase a partir de las corrientes de lnea y viceversa en problemas que involucren cargas o fuentes en forma de delta. La razn es que cuando en un circuito trifsico tenemos una carga en forma de delta no podemos obtener un circuito monofsico equivalente ya que no hay lnea neutra. Como un circuito monofsico es ms fcil de resolver que uno trifsico lo mejor en este caso es transformar la delta utilizando transformaciones delta-Y a una Y, posteriormente ya que se tiene la carga y la fuente en forma de Y se puede obtener el circuito equivalente monofsico como se explic anteriormente y as obtener la corriente de lnea. Una vez que obtenemos esta corriente de lnea es posible saber en base a esta cunto vale la corriente en cada una de las ramas de la delta y por lo tanto se da respuesta al problema inicial.Observando las figuras podemos notar lo siguiente:- La corriente en cada brazo de la delta es la corriente de fase- El voltaje en cada brazo de la delta es el voltaje de fase.- El voltaje de fase es igual al voltaje de lnea.En un circuito trifsico con secuencia de fase positiva en dondees la magnitud de la corriente de fase y la corriente de fase AB es la corriente de referencia, las frmulas para obtener las corrientes de lnea a partir de las corrientes de fase son:

Para el circuito de la figura calcular para secuencia directa y una tensin de alimentacin de 3 x 380 V - 50 Hz :

La tensin de corrimiento de neutro. Las corrientes de lnea. La indicacin de los vatmetros. La potencia activa y reactiva trifsica.

a) YR = 1/ZR = 1/38 90 = 0,0263 - 90 [S]

YS = 1/ZS = 1/38- 90 = 0,0263 90 [S]

YT = 1/ZT = 1/22 0 = 0,0455 0 [S]

UOO

220 90 0,0263 - 90 220 330 0,0263 90 220 210 0,0455 0 00,0263 - 90 0,0263 90 0,0455 0

b) IR = URO . YR = URO . YR = 220 90 . 0,0263- 90 = 5,79 0 [A]

IS = USO . YS = USO . YS = 220 330 . 0,0263 90 = 5,79 60 [A]IT = UTO . YT = UTO . YT = 220 210 . 0,0455 0 = 10 210 [A]

c) WRT = 380 . 5,79 . cos 60 = 1100

WST = 380 . 5,79 . cos 60 = 1100

PTRIF. = WRT + WST = 1100 + 1100 = 2200 W

d)PR = 0QR = 220 . 5,79 . sen 90 = 1273,8 VAr (Inductivo)

PS = 0QS = 220 . 5,79 . sen (- 90) = - 1273,8 VAr (Capacitivo)

PT = 220 . 10 . cos 0 = 2200 W QT =

PTRIF. = PR + PS + PT = 0 + 0 + 2200 = 2200 W QTRIF. = QR + QS + QT = 1273,8 - 1273,8 + 0 = 0STRIF. = 2200