Diagramas de conexión de circuitos trifásicos en redes eléctricas.

Las ventajas de las redes trifásicas, asegurando su amplia distribución, son obvias:

• la energía se transmite a través de tres hilos a largas distancias de manera más económica que si hubiera menos fases;

• generadores síncronos, motores asíncronos, transformadores trifásicos: fáciles de fabricar, económicos y de funcionamiento fiable;

• Finalmente, un sistema de CA trifásico tiene la capacidad de proporcionar (y tomar) energía instantánea constante durante un período de corriente sinusoidal si la carga del generador trifásico es la misma en todas las fases.

Veamos qué circuitos trifásicos básicos existen en las redes eléctricas.

Los devanados de un alternador trifásico generalmente se pueden conectar a las cargas de varias maneras. Entonces, la forma más económica sería conectar directamente una carga separada a cada fase del generador, extendiendo dos cables para cada carga. Pero con este enfoque, se necesitarán seis cables para conectarse.

Esto es muy derrochador en términos de consumo de material e inconveniente.Para conseguir un ahorro de material, los devanados de un generador trifásico se combinan simplemente en un circuito en «estrella» o «triángulo». Con esta solución de cableado se obtienen un máximo de 4 ("estrella con punto cero" o "triángulo") o un mínimo de 3.

Un generador trifásico se representa en diagramas en forma de tres devanados ubicados en ángulos de 120 ° entre sí. Si la conexión de los devanados del generador se lleva a cabo de acuerdo con el esquema "estrella", entonces los terminales del mismo nombre de los devanados se conectan entre sí en un punto (el llamado "punto cero" del generador ). El punto cero está marcado con la letra «O», y los terminales libres (terminales de fase) de los devanados están marcados con las letras «A», «B» y «C».

Si los devanados del generador están conectados entre sí en un esquema de "triángulo", entonces el final del primer devanado está conectado al comienzo del segundo devanado, el final del segundo devanado, al comienzo del tercero, el final del tercero - al comienzo del primero - el triángulo está cerrado. Geométricamente, la suma de la FEM en dicho triángulo será cero. Y si la carga no está conectada en absoluto a los terminales «A», «B» y «C», la corriente no fluirá a través de los devanados del generador.

Como resultado, obtenemos cinco esquemas básicos para conectar un generador trifásico con una carga trifásica (ver figuras). En solo tres de estas figuras se puede ver una carga trifásica conectada en estrella, donde los tres extremos de la carga se combinan en un solo punto. Este punto en el centro de la estrella de carga se denomina «punto cero de carga» y está marcado como «O'».

El conductor que conecta los puntos neutros de la carga y el generador se denomina conductor neutro en tales circuitos. La corriente del cable neutro se denota como «Io».Para el sentido positivo de la corriente se suele tomar el sentido de la carga al generador, es decir, del punto «O'» al punto «O».

Los cables que conectan los puntos "A", "B" y "C" de los terminales del generador con la carga se denominan cables de línea, y los circuitos respectivamente: estrella-estrella con cable neutro, estrella-estrella, estrella-triángulo, triángulo- delta, delta-star: solo cinco esquemas básicos para conectar circuitos trifásicos en redes eléctricas.

Las corrientes que fluyen a través de conductores lineales se denominan corrientes lineales y se denotan por Ia, Ib, Ic. Para la dirección positiva de la corriente de línea, generalmente se toma la dirección del generador a la carga.Los valores del módulo de las corrientes de línea significan Il, por regla general, sin índices adicionales, ya que a menudo sucede que todas las corrientes de línea del circuito son iguales en magnitud. La tensión entre dos conductores lineales es la tensión lineal, denotada por Uab, Ubc, Uca o, si hablamos de módulo, simplemente escriben Ul.

Cada uno de los devanados del generador se denomina fase del generador, y cada una de las tres partes de una carga trifásica se denomina fase de carga. Las corrientes de las fases del generador y, en consecuencia, de las cargas se denominan corrientes de fase, indicadas por If. Los voltajes internos de las fases del generador y las fases de carga se denominan voltajes de fase, se denotan como Uf.

Si los devanados del generador están conectados en "estrella", entonces los voltajes de línea son 3 veces la raíz (1.73 veces) más altos en valor absoluto que los voltajes de fase. Esto se debe a que los voltajes de línea se convertirán geométricamente en las bases de triángulos isósceles con ángulos agudos en la base de 30°, donde los catetos son los voltajes de fase.Tenga en cuenta que una serie de voltajes trifásicos bajos: 127, 220, 380, 660 simplemente se forma multiplicando el valor anterior por 1,73.

Cuando los devanados del generador están conectados en "estrella", obviamente la corriente de línea es igual a la corriente de fase. Pero, ¿qué sucede con los voltajes cuando los devanados del generador están conectados en triángulo? En este caso, la tensión de red será igual a la tensión de fase para cada fase y para cada parte de la carga: Ul = Uf. Cuando la carga está conectada en estrella, la corriente de línea será igual a la corriente de fase: Il = If.

Cuando la carga está conectada de acuerdo con el esquema "delta", para la dirección positiva de las corrientes, seleccione la dirección en el sentido de las agujas del reloj del bypass delta. La determinación se realiza mediante los índices relevantes: desde qué punto fluye la corriente y hacia qué punto fluye, por ejemplo, Iab es la designación de la corriente desde el punto "A" hasta el punto "B".

Si una carga trifásica está conectada en triángulo, entonces las corrientes de línea y las corrientes de fase no serán iguales entre sí. Las corrientes de línea son luego detectadas por corrientes de fase. según la primera ley de Kirchhoff: Ia = Iab-Ica, Ib = Ibc-Iab, Ic = Ica-Ibc.