Propósito del conductor neutro en sistemas trifásicos.
Uno de los problemas económicos más importantes del suministro eléctrico es reducir el peso de los hilos de la red eléctrica para una determinada potencia transmitida y un determinado porcentaje de pérdidas en la red. Se puede lograr no solo aumentando el voltaje en la red, sino también combinando varias redes independientes, y en algunos de los cables es posible crear corrientes que se compensen entre sí. Esto hace posible reducir el número de hilos o su sección transversal.
Ya en los primeros años del desarrollo de la ingeniería eléctrica, cuando la transmisión de energía se realizaba a tensión constante, esta idea se utilizó en los llamados. sistema de tres hilos, propuesto por Dolivo-Dobrovolski.
Sean dos fuentes idénticas (en términos de voltaje y potencia) de voltaje constante U, cada una de las cuales sirve a sus usuarios.
La red consta de cuatro hilos.Si combina dos cables en el llamado cable de ecualización (neutro), las corrientes en direcciones opuestas se sumarán, por lo que la sección transversal del cable se puede reducir significativamente.
Sistema de tres hilos
Con una carga simétrica (I1 = I2), el cable de ecualización es innecesario y los ahorros en cables alcanzan los 50 °. Cuando las cargas cambian (sin cable de ecualización), el voltaje se redistribuirá entre ellas, lo cual no es deseable.
El conductor de compensación reduce significativamente la distribución asimétrica de tensión. Si es posible ignorar la resistencia interna de las fuentes y la resistencia de la línea, la asimetría se elimina casi por completo. Una idea similar subyace en la construcción de sistemas de corriente alterna multifásicos.
Un sistema simétrico polifásico es un conjunto de varias tensiones alternas de igual amplitud y frecuencia, desfasadas simétricamente en el tiempo. Un sistema trifásico ha ganado predominio práctico (ver - Sistema EMF trifásico).
Un sistema trifásico (y cualquier polifásico) tiene una serie de ventajas en comparación con un sistema monofásico: le permite agregar peso a los cables de la red eléctrica, proporciona una carga más uniforme en el motor, rotando eléctrico trifásico generador de voltaje de fase, y finalmente le permite crear un amplio campo magnético giratorio utilizado en motores eléctricos.
Si se usa un sistema monofásico (con la misma potencia y el mismo voltaje) en lugar de un sistema trifásico, solo se necesitarán dos cables, pero su sección transversal deberá depender de tres veces la corriente.En comparación con un sistema monofásico, un sistema trifásico ahorra entre un 30 y un 40 % en peso de cable.
Ver también aquí: La corriente trifásica es mejor que la monofásica
Independientemente del circuito de conmutación del generador (generalmente desconocido para el usuario), la carga de un sistema trifásico también se puede conectar de dos maneras: delta o estrella.
En el primer caso, el voltaje en cada uno de los usuarios es igual al voltaje de línea y no cambia cuando se rompe la simetría de las cargas.La corriente en el usuario (fase) difiere de la corriente en la línea.
Cuando los consumidores están conectados en estrella, la corriente en cada carga es igual a la corriente de línea correspondiente, pero el voltaje en cada carga (fase) es diferente al de la línea.
Ver también -Valores de tensión, corriente y potencia para conexiones en estrella y triángulo
Cuando las cargas cambian, las corrientes se redistribuyen automáticamente y su sumatoria (obtenida en el punto común de las cargas) siempre desaparece. Al mismo tiempo, hay una redistribución correspondiente de tensiones entre las cargas desiguales.
Esta desventaja se elimina si hay un conductor neutro (conectado al punto común de las cargas), ya que permite que la suma de las corrientes trifásicas permanezca distinta de cero, es decir en una carga desequilibrada, el conductor neutro del sistema trifásico ayuda a mantener una tensión de carga constante.