ciencia

TEMA 8.
SISTEMAS TRIFÁSICOS
8.1.- Ventajas de los sistemas trifásicos.
8.2.- Generación de tensiones trifásicas.
8.3.- Receptores en los sistemas trifásicos.
A) Receptor equilibrado en triángulo.
B) Receptor desequilibrado en triángulo.
C) Receptor equilibrado en estrella con neutro.
D) Receptor equilibrado en estrella sin neutro.
E) Receptor desequilibrado en estrella con neutro
F)Receptor desequilibrado en estrella sin neutro
8.4.- Fuentes trifásicas reales.
8.4.1.- Conversión de fuentes trifásicas reales.
8.4.1.1.- Conversión Triángulo-Estrella.
8.4.1.2.- Conversión Estrella-Triángulo.
8.5.- Estudio generalizado de los sistemas trifásicos.
8.5.1.- Sistemas Estrella-Estrella.
8.5.2.- Sistemas Estrella-Triángulo.
8.5.3.- Sistemas Triángulo-Estrella.
8.5.4.- SistemasTriángulo-Triángulo.

Fr. Casares /2011 / 11

TEMA 8
SISTEMAS TRIFÁSICOS
Anteriormente se ha tratado los circuitos monofásicos, y cómo se puede generar una
tensión alterna senoidal cuando una bobina se mueve dentro de un campo magnético. La
aparición de esta única onda alterna, hace que se denomine esta máquina: GENERADOR
MONOFÁSICO.
Si el número de bobinas en el rotor se incrementa deuna forma especial, el resultado es
un generador polifásico que produce más de una onda alterna en cada revolución.
1
RECEPTOR
G
2'

2

MONOFASICO

Generador
Monofásico
1
G

R

2

1'

Fase

S

Fase

T

RECEPTOR
2'

Fase

3

3'

TRIFASICO

N'

Neutro
Generador

En este capítulo se estudiará únicamente los sistemas trifásicos que son los que con másfrecuencia se utilizan en la generación, transporte y distribución de energía eléctrica.

8.1.- VENTAJAS DE LOS SISTEMAS TRIFÁSICOS
a)

Una línea monofásica sometida a una tensión U y recorrida por una intensidad I con un
factor de potencia cos n, transmite una potencia media dada por P = U I Cos n. Si a esta
línea le añadimos un tercer hilo tendremos una línea trifásica que transmite entoncesuna

8-1

potencia PT '

3 U IT cos n (según se vera posteriormente). Es decir, con un

incrementó de solo el 50 % en el coste de los conductores de la línea, se aumenta la
capacidad de transmisión de potencia en un 73 %.
Ahora bien, si lo que se pretende es transportar una determinada energía a una
cierta tensión el sistema trifásico es más económico que el sistema monofásico aigualdad
de potencia a transmitir e igualdad en las pérdidas por efecto Joule en la línea, ya que se
obtiene un ahorro en peso de material conductor de un 25%.
R

2'

2
Generador

1'

S

2

2'

3

3'

RECEPTOR

RECEPTOR
G

1

T

1'

1

G

CENTRO DE
CONSUMO

Generador

Linea de Transporte

Linea de Transporte

L metros
RM

XM

1

L metros
RT

1'U
2

XM

XT

1

IM

RM

CENTRO DE
CONSUMO

RT

cos ϕ

XT

RT

2

RECEPTOR

XT

1'
IT

U
RECEPTOR

I T 2'

cos ϕ

3

I M 2'

I T 3'
P = U I cos ϕ

P = 3 U I M cos ϕ

M

Ciertamente, si yo quiero alimentar a un receptor que consume una potencia P,
que tiene un factor de potencia fijo, cos n, a una tensión dada, las pérdidas de energía
(PP) en lalínea por efecto Joule serán:
2

Para el sistema monofásico: PP,M ' 2 RM IM '
Para el sistema trifásico:

2

PP,T ' 3 RT IT '

2ρL 2
IM
SM

3ρL 2
IT
ST

Esto es debido a que la resistencia total de un hilo conductor de resistividad ρ,
longitud L y sección S, vale: R = ρ L /S.
Para una potencia consumida determinada, lógicamente si yo quiero sustituir un
tipo de línea por otro,será considerando que las pérdidas son iguales:
2ρL 2
3ρL 2
IM '
IT
SM
ST

—>

8-2

2 2
3 2
IM '
IT
SM
ST

(1)

debido a que se ha supuesto que estamos transportando la misma energía, de las formulas
de la potencia monofásica y trifásica igualandolas se obtendrá que IM ' 3 IT , la cual
sustituyendola en (1) se obtendrá que:

ST '

SM
2

con lo cual el volumen de...