En enginyeria elèctrica, un sistema trifàsic indica un sistema combinat de 3 circuits de corrent altern (per a un sistema de producció, distribució i consum d'electricitat) que tenen la mateixa freqüència.
En comparació amb les instal·lacions monofàsiques, en una instal·lació trifàsica el cost de materials i cables elèctrics es redueix en un 25% per a la mateixa quantitat d'energia elèctrica transformada i generada.
El corrent trifàsica és el flux d'energia elèctrica formada per tres corrents alterns monofàsiques de la mateixa freqüència i amplitud (i per tant, valor eficaç) que presenten una certa diferència de fase entre elles, al voltant de 120 °, i estan donades en un ordre determinat.
Per saber si la teva instal·lació és monofàsica o trifàsica ho pots fer de dues maneres:
- Observant l'ICP (Interruptor de potència elèctrica), es poden distingir pel nombre de palanques, si té tres o més palanques es tracta d'un sistema trifàsic. Si té només 2, és un sistema monofàsic.
- Observant la factura de llum. Si la potència contractada se situa entre els 380 a 400 volts (V), es tracta d'una instal·lació trifàsica.
Característiques del corrent trifàsica
Cadascun dels corrents monofàsics que formen el sistema es designa amb el nom de fase.
Un sistema trifàsic de tensions es diu que és equilibrat quan els seus corrents són iguals i estan desfasats simètricament. Quan alguna de les condicions anteriors no es compleix, el sistema de tensions és un sistema desequilibrat o sistema desequilibrat. Aquest seria el cas de tensions diferents en les diferents fases o diferents desfasaments entre elles.
Un sistema de càrregues desequilibrades és el conjunt d'impedàncies diferents que fan que pel receptor circulin corrents d'amplituds diferents o amb diferències de fase entre elles diferents de 120 °, encara que les tensions de sistema o de la línia siguin equilibrades o balancejades.
Hi ha dos tipus de connexió, en triangle i en estrella. En estrella, el neutre és el punt d'unió de les fases.
Avantatges del corrent trifàsica
El sistema de corrent trifàsica presenta una sèrie d'avantatges com són la reducció de l'consum d'energia elèctrica en les línies de transport d'energia (fils més fins que en una línia monofàsica equivalent) i dels transformadors utilitzats.
El sistema trifàsic també presenta un elevat rendiment dels receptors, especialment motors elèctrics, als quals la línia trifàsica alimenta amb potència constant i no polsada, com en el cas de la línia monofàsica.
Resumidament podríem enumerar els següents avantatges dels sistemes de corrent trifàsica.
- La producció de les màquines trifàsiques és sempre més gran que les de les màquines monofàsiques de la mateixa mida, aproximadament 1,5 més. Així per a una mida i voltatge donat un alternador trifàsic ocupa menys espai i és menys costós també que els monofàsics de la mateixa mida.
- Per a una transmissió i distribució, els sistemes trifàsics necessiten menys coure o menys material conductor que un sistema monofàsic simple donat en volts amperes i voltatge de manera que la transmissió és molt més econòmica.
- És possible produir camps magnètics rotatoris amb bobinats estacionaris usant el sistema trifàsic. Per això els motors trifàsics són de autoarrencada.
- En un sistema monofàsic, la potència instantània és una funció de el temps i fluctua. Aquesta fluctuació de potència causa vibracions considerables en els motors monofàsics. Per això el rendiment dels sistemes monofàsics és pobre. No obstant això, la potència instantània en els sistemes trifàsics és constant.
- Els sistemes trifàsics donen una sortida estable.
- Una alimentació monofàsica pot obtenir-se dels circuits trifàsics però trifàsica no pot obtenir-se d'un motor monofàsic.
- El factor de potència dels motors monofàsics és pobre en relació als motors trifàsics equivalents.
- Per a màquines convertidors com els rectificadors, el voltatge de sortida en corrent continu és més uniforme si el nombre de fases s'incrementa.
En què aplicacions s'utilitzen els sistemes trifàsics?
Els generadors utilitzats en centrals elèctriques són trifàsics, ja que la connexió a la xarxa elèctrica ha de ser trifàsica (excepte per a centrals de poca potència). La trifàsica s'usa molt en indústries, on les màquines funcionen amb motors per a aquesta tensió.
En una instal·lació d'energia solar fotovoltaica domèstica el més habitual és que estiguin connectades amb un sistema monofàsic. No obstant això, hi ha kits solars que proporcionen un corrent trifàsica.
Les grances centrals solars són trifàsics pel fet que la connexió a la xarxa elèctrica ha de ser trifàsica.
Diagrames de tipus de connexió en sistemes trifàsics
La connexió de càrregues en la pràctica diària, per exemple els debanats d'un motor elèctric o un transformador, es pot realitzar de dues maneres. Generalment, en les màquines hi ha una caixa (bloc de terminals) en la qual és possible configurar el circuit mitjançant jumpers, per tal d'adaptar el funcionament a tensions fase a fase d'400 o 230 volts.
Diagrama de connexió en estrella (símbol: I)
Diagrama de connexió triangle o delta (símbol: Δ)
En alguns grans motors asíncrons trifàsics dissenyats per treballar amb els enrotllaments connectats en triangle (per tant sotmesos a tensió entre fases) es poden fer una arrencada en estrella.
La configuració delta presenta entre dues línies (fases) una impedància equivalent igual a el valor de les impedàncies utilitzades (I), mentre que en la configuració estrella el valor és més gran que un factor arrel de 3.
Què és el punt neutre d'un sistema trifàsic?
En la configuració en estrella hi ha un punt central en el qual convergeix un terminal de cada impedància. Aquest punt es diu neutral. El potencial elèctric present en el punt neutre és la suma vectorial dels voltatges de fase, que en un sistema simètric i equilibrat té valor zero.
Si el sistema es desequilibra o els voltatges es tornen asimètrics, el punt neutre s'allunya de centre de l'estrella. En aquest cas, els voltatges fase-neutre no seran iguals entre si.
Què és el codi de color CEI?
La norma EN 60446 (Identificació de conductors mitjançant colors o codis numèrics) creada per l'ECI estableix un codi de color precís per a cables elèctrics:
-
Fase R o L1: marrón
-
Fase S o L2: negro
-
Fase T o L3: gris
-
N neutre: blau
-
Protecció / sòl / pantalla: groc - verd
Les indústries manufactureres han de complir amb aquest codi. Si una línia és trifàsica sense neutre, es permet (però no es recomana) utilitzar el color blau per a les fases. Els cables trifàsics amb un conductor gris, un marró i un de negre (per exemple) es troben normalment en el mercat, que s'uneixen per a usar en una línia trifàsica sense neutre.
En sistemes monofàsics, a l'formar part d'un sistema trifàsic, el neutre és blau, la fase pot ser negra, marró o gris i la protecció / terra groc-verd.
Aquesta distinció ha estat en vigor des de 1990; per tant, en sistemes anteriors pot ser que no es respectin els colors.
