CIRCUITOS TRIFÁSICOS DESEQUILIBRADO

República Bolivariana de Venezuela Universidad Nacional Experimental ³Antonio José de Sucre´ Unexpo Núcleo Carora Departamento de Ing. Mecatrónica

Sistemas Trifásicos Desequilibrados

Jesús Rodríguez Exp: 20101-C100 C.I: 19.921.977 Circuitos Eléctricos II

CIRCUITOS TRIFÁSICOS DESEQUILIBRADO

El cálculo de un circuito trifásico desequilibrado se lleva a cabo mediante un análisis de nodos o de mallas, porque la simetría espacial, que permite reemplazar  un problema trifásico equilibrado por otro monofásico representativo, ya no existe. También es evidente que las ventajas del trifásico sobre el monofásico desaparecen si el circuito está muy desequilibrado. También es posible calcular  este tipo de circuitos usando el método de las componentes trifásicas. Conexión en Y desequilibrada en el estudio de la conexión en Y desequilibrada se emplea el circuito de la figura

Circuito trifásico en conexión Y desequilibrado Suponiendo conocidas las tensiones de la fuente, puede calcularse la corriente de línea si se conocen también las tensiones de A, B y C con respecto al punto neutro de la carga. La tensión (V NN¶) se calcula empleando el método de los nodos. Puede obtenerse un circuito equivalente con respecto a los terminales N y N. CARGA DESEQUILIBRADA CONECTADA EN ESTRELLA

Los sistemas desequilibrados con carga en estrella de 4 hilos que obviamente tienen el conductor del neutro, transporta la corriente de desbalance y mantiene la magnitud del voltaje de línea a neutro a través de las fases de la carga. Lo anterior lo estudiaremos considerando el siguiente ejemplo: Un sistema trifásico de cuatro hilos tiene una carga trifásica desbalanceada conectada en estrella, con: Za = 60Û

Zb = 630Û

Zc = 545Û

La fuente generadora presenta secuencia ABC y voltaje de fase de 120 Vrms, se desea conocer todas las corrientes de línea considerando el voltaje Van como referencia a cero grados, véase la figura 1.

Para el cálculo de las corrientes de línea consideramos los voltajes de fase y sus correspondientes impedancias, por tanto. Ia = ((Van/Za)) = ((1200Û/60Û)) = 200ÛArms Ib = ((Vbn/Zb)) = ((120-120Û)/ (630Û)) = 20 -150Û Arms Ic = ((Vcn/Zc)) = ((120120Û)/ (545)) = 24 75Û Arms La corriente por el hilo neutro, se obtiene aplicando la ley de corrientes de Kirchhoff en el punto común de la estrella, donde In vale: In = Ia + Ib + Ic = 2 00Û + 20-150Û + 2475Û = 15.956Û

Es importante anotar que en este caso el desequilibrio de las corrientes determina que el circule por el hilo neutro una corriente definida por las fases. En los sistemas trifásicos desequilibrados con cargas conectadas en estrella de tres hilos, el análisis considera los voltajes de la fuente que suministra la energía como equilibrada y establece directamente las ecuaciones de malla para determinar las corrientes de fase.

Metodo de los dos vatímetros Para ver la aplicación del método de los dos vatímetros a cargas equilibradas consideremos la conexión en estrella de tres impedancias iguales

Con los vatimeros en las líneas A y C sus lecturas son AB

WA =VAB I A cos(

)

y

CB

WC =VCB IC cos( )

Del diagrama fasorial AB = (30° -)

CB = (30° -)

Sustituyendo WA =VAB I A cos(30° -) Ahora

W1 + W2 = VL IL cos

y

WC =VCB IC cos(30° -)