Sobre parámetros y conceptos básicos eléctricos

1. Magnitudes eléctricas y conceptos usados en alta y baja tensión

Son usuales una serie de expresiones y conceptos que se utilizan habitualmente en el argot de las instalaciones de A.T., como son:

• Tensión (V). Voltios, Kilovoltios.
• Intensidad o corriente (I). Amperios, Kiloamperios.
• Frecuencia (f). Hercios.
• Factor de potencia (Cos φ). S/unidades.
• Coseno de fí (Cos φ). S/unidades.
• Resistencia (R). Ohmios.
• Impedancia (Z). Ohmios inductivos o capacitivos.
• Reactancia (X). Ohmios.
• Caída de tensión (?U). Voltios, Milivoltios.
• Potencia activa (W) (KW). Watios, Kilowatios, Megawatios.
• Potencia aparente (VA). Voltamperios o KVA´S.
• Potencia reactiva (KVAr). Voltamperios o KVA reactivos inductivos o capacitivos.
• (R) Resistencia: Impedimento al paso de la corriente motivada por la naturaleza de los metales conductores.
  • (X) Reactancia: Impedimento al paso de la corriente motivada por la presencia de tensiones autoinducidas o fuerzas contra-electromotrices, siendo su naturaleza:
  • (XL) a) Reactancia inductiva, bobinas y campos magnéticos.
• (XC) b) Reactancia capacitiva, almacenamiento y descarga de condensadores.
• (Z) Impedancia: Es la resultante de la suma geométrica de las resistencia y reactancias.

Energía eléctrica (Consumo)

Una lámpara de 300 W. encendida durante 1 hora habrá consumido 300 W/h., que es lo mismo que 0,3 KWh.

Energía activa (KWh.)

Es la que produce trabajo, calor, iluminación (Se transforma en otra forma de energía).

Energía reactiva (KVArh.)

No produce trabajo, pero es necesaria para crear los campos magnéticos o efectos capacitivos.

Da lugar a corrientes que ocupan las líneas, ocasionan pérdidas en calor (rI2) y reducen la disponibilidad de transformadores e instalaciones, por ello se debe compensar.

Con la compensación, lo que se pretende es reducir al máximo, el consumo de energía reactiva y como consecuencia la corriente resultante en las líneas, descargándose los transformadores.

En el ejemplo anterior con 8 KW. de energía efectiva aprovechable en trabajo, teniendo una reactiva equivalente a 14 KVAr, la potencia aparente en transformadores de 16 KVA y unas pérdidas en líneas equivalente a 2,56 Ud. de referencia.

Con el circuito compensado con 8 KW. y 4 KVAr de reactiva la demanda al transformador es de 9 KVA (56,3%) y las pérdidas en línea se habrán reducido a 0,81 Ud. de referencia equivalente a un (31,6%).

2. Diagramas de impedancias

Formas de representación

3. Diagramas de potencias

En corriente continua o en circuitos de corriente alterna que alimentan resistencias puras. La tensión e intensidad se dice que están en fase.

• Potencia = V · I --> En corriente continua.
• Potencia = V · I Cos φ --> En corriente alterna monofásica.
• Potencia = √3 V · I Cos φ --> En corriente alterna trifásica.

4. Conexiones trifásicas usuales

Conexión en triángulo

Conexión en estrella

5. Principio de composiciones de tensiones simples (de fase) y compuestas (o de línea)

Las tensiones simples, en un sistema trifásico, están desfasadas entre ellas 120º.

Las tensiones de línea se forman por la composición vectorial de las tensiones simples, dando como resultante otro sistema 30º en retraso pero igualmente desfasadas entre ellas 120º.

(VTR) La tensión compuesta = 2 h.

Aplicado a los circuitos en estrella:

Por el mismo razonamiento para los circuitos conexión en TRIANGULO lo tendremos para las intensidades

6. Sistemas trifásicos desequilibrados

Las intensidades dependen de las potencias y naturaleza de los receptores.

La representación corresponde a una línea y que están desequilibradas sus intensidades.

El ángulo de fase o factor de potencia depende de la naturaleza de la carga.

La corriente resultante de la composición de las tres intensidades de cada fase da lugar a la corriente de circulación por el neutro.

En el sistema de tensiones los desequilibrios suelen ser de valores muy pequeños y de existir suelen ser consecuencia de las diferencias de caída de tensión en las líneas de cada una de las fases.

7. Composición vectorial corriente del neutro

La corriente que circula por el neutro se puede determinar de forma gráfica, entre otros de los sistemas por el de coordenadas cartesianas, que es uno de los más sencillos de comprensión.

Lo que se pretende con este diagrama es intentar materializar, si cabe, el fenómeno eléctrico, para su mejor interpretación.

Este es un supuesto teórico para un instante determinado, ya que la corriente varía continuamente dependiendo de los receptores que estén en servicio.