¿Qué causa los voltajes de fase a neutro desiguales en los sistemas de distribución trifásicos?

Un cable de cuatro hilos llega a un edificio de apartamentos para suministrarle corriente alterna trifásica de 380/220V. Cada apartamento está conectado a una fase, diferentes apartamentos están conectados a diferentes fases con intercalación para que las fases se carguen por igual.

Ahora resulta que el voltaje entre la fase 1 y el neutro es algo así como 215 voltios y el voltaje entre las otras dos fases y el neutro es de unos 203 voltios cada una.

Uno de los inquilinos está conectado a una fase que es de 203 voltios con respecto al neutro y tiene problemas con los electrodomésticos que funcionan mal debido a la baja tensión. Llama a un técnico y el técnico afirma que el transformador de la subestación alimenta esos voltajes y lo único que puede hacer es desconectar al inquilino de su fase y conectarlo a la fase con 215 voltios.

¿Qué causa tales voltajes desiguales? ¿Es una carga desigual en diferentes fases o algo más? ¿El técnico de servicio también hizo lo correcto o simplemente puso una carga adicional en la fase de mayor voltaje e indujo el riesgo de falla en la distribución?

No sé de qué país eres, pero hoy en día tenemos sistemas de 230/400 V. Además, según el país, los límites aceptables de desviación de voltaje pueden variar. ¿Y cuál es la precisión de su medida? ¿Está calibrado su instrumento?

Respuestas (2)

Cada apartamento está conectado a una fase, diferentes apartamentos están conectados a diferentes fases con intercalación para que las fases se carguen por igual.

Sí.

Llama a un técnico y el técnico afirma que el transformador de la subestación alimenta esos voltajes y lo único que puede hacer es desconectar al inquilino de su fase y conectarlo a la fase con 215 voltios.

Sí.

¿Es una carga desigual en diferentes fases o algo más? ¿El técnico de servicio también hizo lo correcto o simplemente puso una carga adicional en la fase de mayor voltaje e indujo el riesgo de falla en la distribución?

El técnico hizo lo correcto.*

¡Creo que has respondido la mayor parte de tu propia pregunta!

Se supone que la subestación tiene algún tipo de regulador de voltaje (después de todo, el transformador tiene una impedancia de salida distinta de cero, por lo que los voltajes caen con la carga). Supongo que es teóricamente posible que esto se pueda hacer por fase, pero supongo que solo lo hacen como un conjunto de 3 fases, en cuyo caso el desequilibrio es causado por una carga desigual.

* advertencia: supongo que técnicamente alguien debería medir las corrientes que salen del transformador y asegurarse de que el desequilibrio en las corrientes coincida con la caída en los voltajes. Si las corrientes son casi iguales pero los voltajes no, entonces podría ser una impedancia más alta de lo normal en algún lugar de la red de distribución.

los voltajes de línea de la utilidad deberían ser bastante potentes. Si una fase se carga más que otra, puede causar un desequilibrio, y no se necesita mucho desequilibrio para afectar cosas como los motores. De hecho, un desequilibrio de fase de voltaje del 1% puede causar un desequilibrio de corriente del 6-8%. +1 por el análisis y de acuerdo, el militar hizo lo correcto. Es posible que la empresa de servicios públicos tenga que reequilibrar sus cargas de fase si algo cambia y hay un consumo más alto constante en una de las fases.

Mal diseño.
Sobrecarga.
No debería pasar.
sucede
Muy cerca de "en especificaciones" en el Reino Unido.
Nada raro en muchos países.

El voltaje en la fase más baja bajo las cargas del peor de los casos no debería ser peor que el mínimo garantizado en teoría y quizás algo peor en la práctica.

Los 203 V citados en el sistema de 220 V nominales son 203/220 = 92,3 %.

WIKIPEDIA - ELECTRICIDAD POR PAIS dice para

  • Reino Unido: Tolerancia de tensión de 230 V +10 %/−6 % (216,2 V a 253 V),
    ampliada a 230 V ±10 % (207 V a 253 V) en 2008.
    La tensión de alimentación del sistema permanece centrada en 240 V

  • NZ: Las normas de electricidad (seguridad) de 2010 indican que la tensión de alimentación es de 230 V ±6 %
    ~= 216 - 243.

Entonces, en el Reino Unido, su ejemplo de 203 V está tan cerca del mínimo permitido de 207 V que el dispositivo es esencialmente "no conforme". Ninguna satisfacción para el usuario.

Elegir una fase menos cargada ayudaría, PERO no hay garantía de que esta sea una condición constante y, si lo es, alguien debería reequilibrar las cosas.

Los electrodomésticos que se verán afectados serán los que no sean de calefacción, o no la parte de calefacción. por ejemplo, probablemente, por ejemplo, la televisión y similares. Entonces, una "solución" es un transformador variable o automático, con la comprensión de que si la red eléctrica sube, la salida será muy alta. Una alternativa "más segura" es un SAI o un inversor que funcione de forma permanente, suponiendo que esté clasificado para hacerlo. También puede obtener unidades acondicionadoras de red que ajustan automáticamente el voltaje de salida, generalmente especializadas y costosas.

Descubrí que el uso de un transformador de aislamiento tiende a mejorar la forma de onda y reducir el ruido y puede ser una especie de "solución" en casos marginales.

Los excesivamente entusiastas podrían usar, por ejemplo, un transformador de salida de 12 VCA para agregar voltaje a la red eléctrica. Entonces, digamos un transformador de 10A 12V = 120 VA, podría colocarse en serie con la red y permitir cargas de hasta aproximadamente 2300 vatios para "ver" un aumento de 12V en el voltaje de la red. Esto probablemente sería desaprobado por las autoridades reguladoras.