Circuíto Trifásico | Sistema Estrela e Triángulo
Existen dous tipos de sistema dispoñibles en circuito eléctrico, monofásico e sistema trifásico. No circuito monofásico, só hai unha fase, é dicir, a corrente fluirá só por un cable e haverá unha via de retorno chamada liña neutra para completar o circuito. Polo tanto, no circuito monofásico, pode transportarse unha cantidade mínima de enerxía. Aquí, a estación xeradora e a estación de carga tamén serán monofásicas. Este é un sistema antigo que se usa desde hai moito tempo.
No ano 1882, fixéronse novas invencións no sistema polifásico, onde podían usarse máis dunha fase para xerar, transmitir e para o sistema de carga. O circuito trifásico é o sistema polifásico onde tres fases son enviadas xuntas do xerador á carga.
Cada fase ten unha diferenza de fase de 120o, é dicir, un ángulo eléctrico de 120o. Polo tanto, das 360o totais, as tres fases divídense igualmente en 120o cada unha. A potencia no sistema trifásico é continua xa que as tres fases están implicadas na xeración da potencia total. As ondas sinusoidais para o sistema trifásico amósanse a continuación-
As tres fases poden usarse como monofásicas cada unha. Polo tanto, se a carga é monofásica, entón pode tomarse unha fase do circuito trifásico e a neutra pode usarse como tierra para completar o circuito.
Por que se prefere o sistema trifásico sobre o monofásico?
Hai varias razóns para esta pregunta, xa que hai numerosas vantaxes sobre o circuito monofásico. O sistema trifásico pode usarse como tres liñas monofásicas, polo que pode actuar como tres sistemas monofásicos. A xeración trifásica e a xeración monofásica son as mesmas no xerador, agás a disposición dos bobinados no xerador para obter unha diferenza de fase de 120o. O conductor necesario no circuito trifásico é o 75% do condutor necesario no circuito monofásico. E tamén a potencia instantánea no sistema monofásico cae a cero, como podemos ver na curva sinusoidal, pero no sistema trifásico a potencia neta de todas as fases proporciona unha potencia continua á carga.
Ata agora, podemos dicir que hai tres fontes de tensión conectadas xuntas para formar un circuito trifásico e realmente está dentro do xerador. O xerador ten tres fontes de tensión que actúan xuntas con unha diferenza de fase de 120o. Se puidésemos dispor tres circuitos monofásicos con unha diferenza de fase de 120o, converteuse nun circuito trifásico. Polo tanto, a diferenza de fase de 120o é necesaria, caso contrario, o circuito non funcionará, a carga trifásica non poderá obter actividade e tamén pode causar danos no sistema.
O tamaño ou a cantidade de metal dos dispositivos trifásicos non ten moita diferenza. Agora, se consideramos o transformador, será case do mesmo tamaño tanto para monofásico como para trifásico porque o transformador fará só a ligazón do fluxo. Polo tanto, o sistema trifásico terá maior eficiencia comparado co monofásico porque, para a mesma ou pequena diferenza de masa do transformador, sairá unha liña trifásica, mentres que no monofásico só sairá unha. E as perdas serán mínimas no circuito trifásico. Polo tanto, en conclusión, o sistema trifásico terá mellor e maior eficiencia comparado co sistema monofásico.
Nos circuitos trifásicos, as conexións poden darse en dous tipos:
Conexión en estrela
Conexión en delta
Menos comúnmente, tamén existe unha conexión en delta aberta onde se usan dous transformadores monofásicos para proporcionar unha alimentación trifásica. Xeralmente, só se usan en condicións de emerxencia, xa que a súa eficiencia é baixa en comparación cos sistemas delta-delta (delta pechado) (que se usan durante as operacións estándar).
Conexión en estrela
Na conexión en estrela, hai catro cables, tres son cables de fase e o cuarto é neutro que se toma do punto de estrela. A conexión en estrela preférrese para a transmisión de enerxía a longa distancia porque ten o punto neutro. Neste caso, temos que chegar ao concepto de corrente equilibrada e desequilibrada no sistema de enerxía.
Cando a mesma corrente fluirá por as tres fases, chámase corrente equilibrada. E cando a corrente non será igual en calquera das fases, chámase corrente desequilibrada. Neste caso, durante a condición equilibrada, non fluirá corrente polo cable neutro e, polo tanto, non se usa o terminal neutro. Pero cando fluirá corrente desequilibrada no circuito trifásico, o neutro ten un papel vital. Levará a corrente desequilibrada ao terra e protexerá o transformador. A corrente desequilibrada afecta ao transformador e tamén pode causar danos no transformador, polo que a conexión en estrela preférrese para a transmisión a longa distancia.
A conexión en estrela amóusase a continuación-
Na conexión en estrela, a tensión de liña é √3 veces a tensión de fase. A tensión de liña é a tensión entre dúas fases no circuito trifásico e a tensión de fase é a tensión entre unha fase e a liña neutra. E a corrente é a mesma para liña e fase. Amóusase como expresión a continuación
Conexión en delta
Na conexión en delta, hai só tres cables e non se toma ningún terminal neutro. Normalmente, a conexión en delta preférrese para distancias curtas debido ao problema de corrente desequilibrada no circuito. A figura amóusase a continuación para a conexión en delta. Na estación de carga, pode usarse o terra como vía neutra se é necesario.
Na conexión en delta, a tensión de liña é a mesma que a tensión de fase. E a corrente de liña é √3 veces a corrente de fase. Amóusase como expresión a continuación,
Nun circuito trifásico, a conexión en estrela e en delta pode arranjarse de catro formas diferentes:
Conexión en estrela-estrela
Conexión en estrela-delta
Conexión en delta-estrela
Conexión en delta-delta
Pero a potencia é independente da disposición do circuito do sistema trifásico. A potencia neta no circuito será a mesma tanto en conexión en estrela como en delta. A potencia no circuito trifásico pode calcularse a partir da ecuación a seguir,
Dado que hai tres fases, fágese un múltiplo de 3 na ecuación normal de potencia e o FP é factor de potencia. O factor de potencia é un factor moi importante no sistema trifásico e, ás veces, debido a certos erros, corrígese usando
