Conexión de receptores en un sistema trifásico 1. Conexión de receptores en estrella 1.1 Conexión de cargas equilibradas en estrella 1.2 Conexión de cargas desequilibradas en estrella 2. Conexión Conexión de receptores en triángulo 2.1 Conexión de cargas equilibradas en triángulo 2.2 Conexión de cargas desequilibradas en triángulo La conexión de los receptores en e n un un sistema trifásico trifásico se puede real re alizar: izar: •
Entre fase y neutro (co (conexió nexión n en estrella)
•
Entre dos fases (co (conexió nexión n en triángu triángulo) lo)
La elección de un tipo u otro de conexión se hará teniendo en cuenta la tensión de red y la tensión nominal de los receptores. En ambos tipos de conexión co nexión debemos de distingu distinguir ir dos casos: •
Sistema Si stema de cargas equilibrado equilibrado,, cuan cuando do las tensiones y las intensidades en cada fase son
iguales debido a que las impedancias y el factor de potencia de cada uno de los receptores son idénticos. • Siste Sistema ma de cargas deseq desequilibrado, uilibrado, cuando las las impe impedancias dancias de las las cargas cargas son son distintas y hacen que por el receptor circulen intensidades de fase distintas.
1. Conexión de receptores en estrella La tensión nomi nominal nal de los rece receptore ptoress será la la misma que que la tensión de fase de la la red.
1.1. Conexión de cargas equilibradas en estrella Las impe impedancias dancias de los tres rece receptore ptoress serán idé idénticas: nticas:
La relación entre las generadores en estrella:
Por lo que obtendremos que las tensiones de fase valdrán:
Y las intensidades que recorren cada carga:
Como el sistema es equilibrado y Ua= Ub = Uc con un desfase entre ellas de 120º,
las
intensidades de línea y de fase serán por tanto iguales en módulo y estarán desfasadas entre sí 120º:
Por tanto, la intensidad que recorre el hilo neutro será:
Siendo:
Y el ángulo ϕ de desfase entre las tensiones y las intensidades se calcula a partir de la impedancia. Siendo :
Figura 4: Diagrama vectorial de tensiones e intensidades para un sistemas de cargas equilibradas conectadas en estrella.
1.2. Conexión de cargas desequilibradas en estrella En este caso las impedancias de cada fase son distintas entre sí, por lo que las intensidades que circulan por cada fase también serán distintas. En la conexión en triángulo, como cada impedancia queda conectada entre dos fases, las tensiones de fase y las de línea son iguales: En este caso, la intensidad que recorre el hilo neutro será:
Las intensidades que circulan por cada fase son iguales a las intensidades de línea y se calcularán para cada fase teniendo en cuenta la impedancia de dicha fase, es decir:
Figura 5: Diagrama vectorial de tensiones e intensidades para un sistemas de cargas desequilibradas conectadas en estrella.
Como los sistemas son casi siempre equilibrados en origen:
Y el ángulo de desfase entre cada una de las tensiones y la intensidad correspondiente se calcula a partir de la impedancia. Siendo:
2. Conexión de receptores en triángulo En este caso, la tensión nominal de los receptores coincidirá con la tensión de línea de la red.
2.1. Conexión de cargas equilibradas en triángulo En la conexión en triángulo, como cada impedancia queda conectada entre dos fases, las tensiones de fase y las de línea son iguales:
Las intensidades de fase, al ser un sistema equilibrado:
Las intensidades de fase están desfasadas entre sí 120º, como se puede en el diagrama de la figura 6. El ángulo
ϕ
de desfase entre cada la tensión y la intensidad, siendo
, será
Las intensidades de línea se obtienen se calculan aplicando la primera ley de Kirchhoff en cada nudo:
La suma de las intensidades de línea es cero:
Figura 6: Diagrama vectorial de tensiones e intensidades para un sistemas de cargas equilibradas conectadas en triángulo
Si la secuencia es directa, las intensidades de línea están retrasadas 30º con respecto a las intensidades de fase correspondientes. Si dividimos el triángulo isósceles que forman la tensión de línea y las dos tensiones de fase a partir de las cuales se calcula dicha tensión en dos triángulos rectángulos iguales, comprobaremos que:
2.2. Conexión de cargas desequilibradas en triángulo La tensión de fase y la de línea son iguales por ser un sistema en triángulo:
Por
ser desequilibrado, las impedancias de las tres cargas son distintas, por lo tanto las intensidades de fase que las atraviesan serán distintas, siendo su valor :
Los ángulos de desfase de cada intensidad de fase respecto a la tensión de fase se pueden calcular a partir del valor de las impedancias Z 1, Z 2 y Z 3, siendo:
También pueden obtenerse directamente si utilizamos la notación compleja para calcular las intensidades de fase. Las intensidades de línea se obtienen, el igual que en el triángulo equilibrado, aplicando la primera ley de Kirchhoff en cada nudo:
Manteniéndose que la suma de las intensidades de línea es cero:
Figura 7: Diagrama vectorial de tensiones e intensidades para un sistemas de cargas desequilibradas conectadas en triángulo
