Fallas en un sistema trifásico
¿Qué ocurre en un sistema trifásico en caso de que se funda un fusible, se rompa un cable, se desgaste un contacto o se queme una resistencia debido a una sobrecarga?
Analizamos estos posibles fallos para conexiones en estrella y en triángulo con una tensión de línea normal de 480 V. Todas las resistencias tienen el mismo valor, por lo que se trata de una carga simétrica. Para simplificar el cálculo, todas las resistencias de las cadenas tienen un valor de 10 Ω.
Fallas en un sistema trifásico
Conoce mejor la conexión en estrella
En general, en la conexión en estrella se aplica lo siguiente: da igual si se quema una resistencia de la carga o un fusible de la línea de alimentación; el resultado es el mismo, ya que, en la conexión en estrella, la corriente de la línea es igual a la corriente que pasa por la resistencia (corriente de la línea ILinea = corriente de la resistencia Icarga).
Fallo trifásico: conexión en estrella y pérdida de una fase
Fallo trifásico - conexión en estrella y pérdida de una fase
Si rehace el esquema de la conexión en estrella, verá que se trata básicamente de una conexión en paralelo de dos resistencias, cada una conectada a 480 V/√3 = 277 V.
En el caso de esta falta de fase, la potencia nueva se reduce a:
Pnueva = 2/3 POriginal
Como las dos corrientes restantes ya no se anulan en el punto de estrella, la carga queda ahora desequilibrada; es decir, pasa una corriente por el conductor neutro.
Fallo trifásico: conexión en estrella con pérdida de dos fases
Fallo trifásico - conexión en estrella con pérdida de dos fases
Ahora que han desaparecido dos de las tres resistencias, solo queda un tercio de la potencia original. El conductor neutro transporta ahora la misma corriente que la fase restante.
Pnuevo = 1/3 Poriginal
Fallo trifásico: conexión en estrella con pérdida de fase y pérdida del neutro
Fallo trifásico - conexión en estrella con pérdida de fase y pérdida del neutro
En el circuito equivalente se puede observar que ahora el circuito se ha convertido en una conexión en serie de dos resistencias, que están conectadas a una tensión común de 480 V. La potencia total se calcula ahora de la siguiente forma:
Porginal = 3 × (480V)2 / 10Ω = 23.04 kW
Pnuevo = V2 / Rtot = (480V)2 / 20Ω = 11.52 kW
Por lo tanto: Pnuevo = 0.5 Porginal
Conoce mejor la conexión en delta (o conexión en triángulo)
En esta conexión no hay neutro y la tensión entre fases es igual a la tensión de cada fase por separado, pero la corriente de línea es √3 veces mayor. Analicemos algunos posibles fallos.
Fallo trifásico – Conexión en triángulo – fallo de una resistencia
Fallo trifásico – Conexión en triángulo – Falta de una resistencia
Las resistencias de carga son independientes entre sí; es decir, si una resistencia falla, las demás no se ven afectadas.
Por lo tanto, se aplica lo siguiente:
Pnueva = 2/3 Poriginal
Conexión en triángulo: fallo de fase y resistencia defectuosa
Conexión en triángulo fallo de fase y resistencia defectuosa
La resistencia restante sigue conectada a la tensión de red de 480 V. Esto significa que la corriente que pasa por dicha resistencia también sigue siendo la misma.
Por lo tanto, se aplica lo siguiente:
: Pnuevo = 1/3 Poriginal
Fallo trifásico – conexión en triángulo – falta de una fase
Fallo trifásico – conexión en triángulo – falta de una fase
El circuito equivalente muestra que tres resistencias están conectadas a una tensión de fase, en este caso de 480 V. Hacemos el cálculo:
Rtot = (R1 + R2) II R3 = 20Ω x 10Ω / (20Ω + 10Ω) = 6.67 Ω
Por lo tanto, la potencia total: P = V2/Rtot = (480V)2 / 6,67 Ω = 34.54 kW
Por lo tanto, la potencia total: Porginal = 3 x V2/R = 3 x (480V)2 / 10Ω = 69.12 kW
Por eso: Pnew = 1/2 Poriginal
Fallo trifásico – conexión en triángulo – falta de una resistencia
Fallo trifásico – conexión en triángulo – falta de una resistencia
Dos resistencias en serie están conectadas a una tensión de 480 V. Esto da como resultado una potencia total de:
Pnuevo = V2 / Rnew = 4802V2 / 20Ω = 11.52 kW
Rnuevo = R1 + R2 = 10Ω + 10Ω = 20Ω
=> Pnuevo= 1/6 Poriginal