desvalance de tension

Septiembre 2009

Desbalance de Tensiones en sistemas trifásicos

Introducción
El desbalance trifásico es el fenómeno que ocurre en sistemas
trifásicos donde las tensiones y/o ángulos entre fases consecutivas no son iguales.
El balance perfecto de tensiones es técnicamente inalcanzable.
El continuo cambio de cargas presentes en la red, causan una
magnitud de desbalance en permanentevariación.
La mera conexión de cargas residenciales, de naturaleza monofásica, provocan un estado de carga en el sistema trifásico
que no es equilibrado entre fases, de allí las caídas de tensión del
sistema tampoco serán equilibradas dando por resultado niveles
de tensión desiguales.
A modo de recordar, un sistema de generación simétrico, es
aquel donde las tres tensiones tienen igual magnitudde tensión
y sus fasores están a 120º entre sí. Una carga trifásica simétrica,
es aquella que genera tres corrientes de magnitudes y fases iguales respecto a la tensión.

Los sistemas desbalanceados pueden analizarse a partir de la
representación por medio de tres sistemas trifásicos compuestos
como lo indica la figura, por dos ternas (trifásicas) simétricas y
una tercera compuesta por unaterna de igual magnitud, pero de
igual fase.
• La terna de secuencia positiva corresponde al flujo de potencia que proviene de la red hacia la carga, es decir, desde el generador hacia aguas abajo. La potencia suministrada o energía
eléctrica generada tiene únicamente representación de secuencia
positiva, o sea, no existe generación de secuencia negativa u
homopolar, en los sistemas degeneración simétricos.
• La terna de secuencia negativa, la componente negativa, es una
indicación de la medida de desbalance existente en el sistema
(trifásico), o sea, de la falta de simetría entre los fasores de tensión en el punto de conexión.
• La presencia de componentes de secuencia homopolar se vincula a la conexión respecto de tierra. Las corrientes homopolares son aquellas que no cierran elcircuito por las fases activas,
sino que lo hacen por el neutro, o por tierra, si existiera vinculación galvánica con el circuito. Las tensiones homopolares en un
sistema estrella se encuentran en el centro de estrella de cargas,
cuya magnitud se mide respecto de tierra o del centro estrella de
generación.
A continuación, en la siguiente figura, vemos un sistema simétrico con cargadesbalanceada, en donde se generan corrientes
y caídas de tensión desbalanceadas. Cada corriente de línea se
descompone en sus tres componentes de secuencia. Las componentes positivas y negativas, pertenecen solo a las fases activas,
en cambio, la componente homopolar cierra por en nodo común
de las cargas a través del neutro o tierra. La corriente de neutro,
sumatoria de corrientes de fase, esequivalente a tres veces la
homopolar existente en cada una de las fases (recordar que tanto
la tensión como la corriente homopolar son iguales en magnitud
y fase).

Septiembre 2009

• IEC 61000-4-30 – IEEE P1159.1, Desbalance
de Secuencia Negativa
El cociente de la componente de tensión de secuencia negativa
con la secuencia positiva.

• IEC 61000-2-1 – IEC 61000-4-27 – NEMA ANSI C84.1
Elcociente entre la máxima diferencia entre las tensiones de
fase y la tensión promedio, con la tensión promedio

Representación gráfica de la descomposición en componentes simétricas
En la siguiente gráfica vemos una terna desbalanceada con tensión de neutro (respecto de tierra). Ésta coincide en módulo con
la tensión homopolar del sistema de tensiones de fase. La secuencia positiva guarda elmismo orden de giro de los fasores,
secuencia A-B-C. En cambio, la secuencia negativa tiene el sentido fasorial invertido A-C-B. La suma (respetando la fase) de
cada fasor de secuencia, es igual a la tensión de fase de la terna
presente en las cargas.

• IEC 61000-2-12
Se representa mediante la siguiente expresión

Requerimientos de la IEC 61000-4-30
La medición de desbalance considera...