Conexión en estrella trifásica (Y): alimentación trifásica, tensión, corriente

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Conexión en estrella

En las conexiones en estrella, básicamente, conectamos los lados de una misma fase a un punto común (común) llamado punto neutro y alimentamos sus extremos libres que quedan allí como se muestra en la Figura 1. Sobre tensión de línea y tensión de fase, están asociadas con cada. otros como:

${{text{V}}_{text{línea}}}text{=}sqrt{text{3}}{{text{V}}_{text{fase}}}$

Lo que significa que cualquiera que sea el voltaje de suministro que tengamos, tenemos que aislar los devanados por ${}^{1}/{}_{sqrt{3}}$ veces el voltaje de línea solamente. Mientras, i Estrella conexión, las corrientes de línea y de fase siguen siendo las mismas como:

${{text{I}}_{text{línea}}}text{=}{{text{I}}_{text{fase}}}$

Considere la fuente trifásica de la figura 1, que tiene terminales de línea a, b y c y un terminal neutro n. en este caso, se dice que la fuente está conectada en Y.

Fig.1: Fuente conectada en Y

  • También puedes leer: Conexión delta trifásica: fuente de alimentación trifásica, voltaje, corriente

Conexión en estrella Tensiones de línea y de fase

Los voltajes VaVmil millonesy VCAROLINA DEL NORTE entre los terminales de línea y el terminal neutro llamados voltajes de fase y en la mayoría de los casos estaremos pensando en dado por

Tensión de fase para conexión en estrella (estrella)

[begin{matrix}   begin{align}  & {{V}_{an}}={{V}_{p}}angle {{0}^{o}}  & {{V}_{bn}}={{V}_{p}}angle -{{120}^{o}}  & {{V}_{cn}}={{V}_{p}}angle {{120}^{o}} end{align} & cdots  & (1)  end{matrix}]

O

[begin{matrix}   begin{align}  & {{V}_{an}}={{V}_{p}}angle {{0}^{o}}  & {{V}_{bn}}={{V}_{p}}angle {{120}^{o}}  & {{V}_{cn}}={{V}_{p}}angle -{{120}^{o}} end{align} & cdots  & (2)  end{matrix}]

En ambos casos, cada voltaje de fase tiene la misma amplitud RMS Vpagsy los grados se desplazan 120decon Va elegido arbitrariamente como fasor de referencia. Tal serie de tensión es conocida y caracterizada como una serie balanceada.

Lee:  Operación de interruptores automáticos de media tensión.

$begin{matriz} {{V}_{an}}+{{V}_{bn}}+{{V}_{cn}}=0 & cdots & (3) end{matriz ps

Como puede verse en (1) o (2).

La secuencia de voltajes en (1) se denomina secuencia positiva, o secuencia ABC, y la secuencia en (2) se denomina secuencia negativa, o ACB. Los diagramas fasoriales de dos secuencias se muestran en la Figura 2, donde podemos ver por inspección que (3) es verdadera. Por supuesto, la única diferencia entre la secuencia positiva y la secuencia negativa es la elección arbitraria de los marcadores terminales a, b y c. sin pérdida de generalidad, consideraré solo la secuencia positiva.

(a) secuencia positiva y (b) secuencia negativa

Fig.2: (a) Secuencia positiva y (b) negativa

Por (1), los voltajes en secuencia ABC se pueden relacionar con Va. Relaciones que son

$begin{matriz} begin{alineación} & {{V}_{bn}}={{V}_{an}}angle -{{120}^{o}} & {{V} _{cn}}={{V}_{an}}angle {{120}^{o}} end{alineación} & cdots & (4) end{matriz}$

Los voltajes de línea a línea, o simplemente voltajes de línea, son equivalentes en la figura (1).a BVantes de Cristoy VCalifornia, se puede obtener a partir de las tensiones de fase. Por ejemplo

$begin{align} & {{V}_{ab}}={{V}_{an}}+{{V}_{nb}} & ={{V}_{p}} ángulo {{0}^{o}}-{{V}_{p}}ángulo -{{120}^{o}} & =sqrt{3}{{V}_{p}} ángulo {{30}^{o}} fin{alinear}$

De forma lineal,

${{V}_{bc}}=raíz cuadrada{3}{{V}_{p}}ángulo -{{90}^{o}}$

${{V}_{ca}}=sqrt{3}{{V}_{p}}ángulo -{{210}^{o}}$

Si denotamos la amplitud del voltaje de línea por VL, entonces, debemos

$begin{matriz} {{V}_{L}}=sqrt{3}{{V}_{p}} & cdots & (5) end{matriz}$

Y entonces

Tensiones de línea para conexión en estrella (star).

[begin{matrix}   begin{align}  & {{V}_{ab}}={{V}_{L}}angle {{30}^{o}}  & {{V}_{bc}}={{V}_{L}}angle -{{90}^{o}}  & {{V}_{ca}}={{V}_{L}}angle -{{210}^{o}} end{align} & cdots  & (6)  end{matrix}]

Estos resultados también se pueden obtener gráficamente del diagrama de fase que se muestra en la Figura (3).

Diagrama fasorial de tensión de fase y tensión de línea

Figura 3: Diagrama fasorial que muestra los voltajes de fase y los voltajes de línea

Lee:  Tierra monofásica y trifásica

Conexión en estrella Corrientes de línea y de fase

Considere el sistema de la figura (4), cuyo BB es un sistema trifásico plano de cuatro hilos si los voltajes de la fuente están dados por (1). El término YY se aplica ya que la fuente y la carga están conectadas en Y. Se dice que el sistema está balanceado ya que los voltajes de la fuente en su conjunto son iguales y la carga está balanceada ( bloquee cada paso Zpags es igual). El cuarto cable es la línea neutra nN, que se puede omitir para formar un sistema trifásico de tres cables.

sistema conectado en estrella equilibrado

Higo. 4: sistema BB equilibrado

Está claro que las corrientes de línea en la Figura 4

$begin{matriz} begin{alineación} & {{I}_{aA}}=frac{{{V}_{an}}}{{{Z}_{p}}} & { {I}_{bB}}=frac{{{V}_{bn}}}{{{Z}_{p}}}=frac{{{V}_{an}}ángulo -{ {120}^{o}}}{{{Z}_{p}}}={{I}_{aA}}ángulo -{{120}^{o}} & {{I}_ {cC}}=frac{{{V}_{cn}}}{{{Z}_{p}}}=frac{{{V}_{an}}ángulo {{120}^{ o}}}{{{Z}_{p}}}={{I}_{aA}}angle {{120}^{o}} end{align} & cdots & (7) end{matriz}$

Los dos últimos resultados son consecuencia de (4) y muestran que las corrientes de línea también forman conjuntos equilibrados. Su suma es así

$-{{I}_{nN}}={{I}_{aA}}+{{I}_{bB}}+{{I}_{cC}}=0$

Por lo tanto, el neutro no lleva corriente en un sistema BB balanceado de cuatro hilos.

Para cargas conectadas en Y, las corrientes en las líneas aA, bB y cC también son las corrientes de fase (las corrientes transportadas por las impedancias de fase). Si I son las amplitudes de las corrientes de fase y de líneapags y yo mismoLrespectivamente, entonces yoL= yopagsy (7) se convierte en

Corrientes de línea y fase en una conexión en estrella (estrella).

[begin{matrix}   begin{align}  & {{I}_{aA}}={{I}_{L}}angle -theta ={{I}_{p}}angle -theta   & {{I}_{bB}}={{I}_{L}}angle -theta -{{120}^{o}}={{I}_{p}}angle -theta -{{120}^{o}}  & {{I}_{cC}}={{I}_{L}}angle -theta +{{120}^{o}}={{I}_{p}}angle -theta +{{120}^{o}} end{align} & cdots  & (8)  end{matrix}]

Donde θ es el ángulo de Zpags.

Lee:  Cálculo de potencia de CA trifásica

Conexión en estrella Alimentación trifásica

La potencia media Ppags entregado en cada etapa de la Figura 4

$begin{matriz} begin{alineación} & {{P}_{p}}={{V}_{p}}{{I}_{p}}cos theta & =I_{ p}^{2}nombre del operador{Re}({{Z}_{p}}) end{align} & cdots & (9) end{matriz}$

Y es la potencia total suministrada a la carga.

${{P}_{p}}=3{{P}_{p}}$

Entonces, el ángulo θ de la impedancia de fase es el ángulo del factor de potencia de la carga trifásica, así como el ángulo monofásico.

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