Circuito Trifásico | Sistema Estrela e Delta
Existem dois tipos de sistemas disponíveis no circuito elétrico, o sistema monofásico e o sistema trifásico. No circuito monofásico, haverá apenas uma fase, ou seja, a corrente fluirá através de apenas um fio e haverá um caminho de retorno chamado linha neutra para completar o circuito. Portanto, no sistema monofásico, a quantidade mínima de energia pode ser transportada. Aqui, a estação geradora e a estação de carga também serão monofásicas. Este é um sistema antigo em uso desde tempos passados.
Em 1882, uma nova invenção foi feita no sistema polifásico, que mais de uma fase pode ser usada para geração, transmissão e para o sistema de carga. O circuito trifásico é o sistema polifásico onde três fases são enviadas juntas do gerador para a carga.
Cada fase possui uma diferença de fase de 120°, ou seja, 120° de ângulo elétrico. Portanto, do total de 360°, as três fases são divididas igualmente em 120° cada. A potência no sistema trifásico é contínua, pois todas as três fases estão envolvidas na geração da potência total. As ondas senoidais para o sistema trifásico são mostradas abaixo-
As três fases podem ser usadas como fases individuais. Portanto, se a carga for monofásica, então uma fase pode ser tomada do circuito trifásico e a neutra pode ser usada como terra para completar o circuito.
Por que o Sistema Trifásico é Preferido ao Monofásico?
Existem várias razões para esta questão, pois há numerosas vantagens sobre o circuito monofásico. O sistema trifásico pode ser usado como três linhas monofásicas, portanto, pode atuar como três sistemas monofásicos. A geração trifásica e a geração monofásica são as mesmas no gerador, exceto pela disposição das bobinas no gerador para obter uma diferença de fase de 120°. O condutor necessário no circuito trifásico é 75% do condutor necessário no circuito monofásico. E também a potência instantânea no sistema monofásico cai para zero, como podemos ver na curva senoidal, mas no sistema trifásico, a potência líquida de todas as fases fornece uma potência contínua à carga.
Até agora, podemos dizer que existem três fontes de tensão conectadas juntas para formar um circuito trifásico e, na verdade, está dentro do gerador. O gerador possui três fontes de tensão que atuam juntas com uma diferença de fase de 120°. Se pudermos arranjar três circuitos monofásicos com uma diferença de fase de 120°, então isso se tornará um circuito trifásico. Portanto, a diferença de fase de 120° é necessária, caso contrário, o circuito não funcionará, a carga trifásica não será capaz de obter energia ativa e isso também pode causar danos ao sistema.
O tamanho ou a quantidade de metal dos dispositivos trifásicos não tem muita diferença. Agora, se considerarmos o transformador, terá quase o mesmo tamanho tanto para o monofásico quanto para o trifásico, porque o transformador fará apenas a ligação do fluxo. Portanto, o sistema trifásico terá maior eficiência em comparação com o monofásico, pois, para a mesma ou pouca diferença na massa do transformador, três linhas trifásicas sairão, enquanto no monofásico será apenas uma. E as perdas serão mínimas no circuito trifásico. Portanto, em conclusão, o sistema trifásico terá melhor e maior eficiência em comparação com o sistema monofásico.
No circuito trifásico, as conexões podem ser dadas em dois tipos:
Conexão estrela
Conexão delta
Menos comumente, existe também uma conexão delta aberta, onde dois transformadores monofásicos são usados para fornecer um suprimento trifásico. Geralmente, esses são usados apenas em condições de emergência, pois sua eficiência é baixa quando comparada aos sistemas delta-delta (delta fechado) (que são usados durante operações padrão).
Conexão Estrela
Na conexão estrela, existem quatro fios, três são fios de fase e o quarto é o neutro, que é retirado do ponto estrela. A conexão estrela é preferida para transmissão de energia a longa distância, pois possui o ponto neutro. Nisso, precisamos chegar ao conceito de corrente equilibrada e desequilibrada no sistema de energia.
Quando a corrente igual fluir por todas as três fases, isso será chamado de corrente equilibrada. E quando a corrente não for igual em qualquer fase, será corrente desequilibrada. Neste caso, nas condições de equilíbrio, não haverá corrente fluindo pelo fio neutro e, portanto, não haverá uso do terminal neutro. Mas quando houver corrente desequilibrada fluindo no circuito trifásico, o neutro tem um papel vital. Ele levará a corrente desequilibrada até o solo e protegerá o transformador. A corrente desequilibrada afeta o transformador e pode causar danos ao transformador, e por isso a conexão estrela é preferida para transmissão a longa distância.
A conexão estrela é mostrada abaixo-
Na conexão estrela, a tensão de linha é √3 vezes a tensão de fase. A tensão de linha é a tensão entre duas fases no circuito trifásico e a tensão de fase é a tensão entre uma fase e o fio neutro. E a corrente é a mesma para a linha e a fase. Isso é mostrado na expressão abaixo
Conexão Delta
Na conexão delta, existem apenas três fios e nenhum terminal neutro é utilizado. Normalmente, a conexão delta é preferida para distâncias curtas devido ao problema de corrente desequilibrada no circuito. A figura abaixo mostra a conexão delta. Na estação de carga, o solo pode ser usado como caminho neutro, se necessário.
Na conexão delta, a tensão de linha é a mesma que a tensão de fase. E a corrente de linha é √3 vezes a corrente de fase. Isso é mostrado na expressão abaixo,
Em um circuito trifásico, as conexões estrela e delta podem ser arranjadas de quatro maneiras diferentes:
Conexão estrela-estrela
Conexão estrela-delta
Conexão delta-estrela
Conexão delta-delta
Mas a potência é independente do arranjo do circuito do sistema trifásico. A potência líquida no circuito será a mesma tanto na conexão estrela quanto na conexão delta. A potência no circuito trifásico pode ser calculada pela equação abaixo,
Como existem três fases, o múltiplo de 3 é feito na equação de potência normal e o FP é fator de potência. O fator de potência é um fator muito importante no sistema trifásico e, às vezes, devido a certos erros, é corrigido usando capacitores.
Fonte: Electrical4u.
Declaração: Respeite o original, artigos bons valem a pena compartilhar, se houver violação de direitos autorais, entre em contato para excluir.
