8.4 : El circuito Y-a-Y

En un sistema equilibrado de cuatro cables estrella a estrella, la disposición involucra fuentes y cargas de voltaje sinusoidales conectadas en estrella, conectadas a través de un cable neutro que conecta los nodos neutros de la fuente y la carga. La impedancia de carga está conectada a través de cada fase de la carga. La fuente conectada en estrella se puede conectar a la carga conectada en estrella en disposiciones de cuatro y tres hilos. Un sistema trifásico se considera equilibrado cuando la carga en cada fase es igual, lo que genera un flujo de corriente y un ángulo de fase uniformes en todas las etapas. Por otro lado, en un sistema desequilibrado, las variaciones en la impedancia de carga o los voltajes de la fuente dan como resultado corrientes de línea desiguales.

El análisis de la configuración del circuito estrella-estrella de cuatro hilos es relativamente sencillo. En esta configuración, cada impedancia de la carga trifásica se conecta directamente a través de su voltaje de fase respectivo desde la fuente trifásica. Suponiendo una secuencia de fases positiva y condiciones equilibradas, los voltajes de fase son fundamentales para analizar el sistema. Estos voltajes de fase influyen directamente en los voltajes a través de cada impedancia de carga.

La corriente en el cable que conecta el nodo neutro de la fuente al nodo neutro de la carga es:

La ley de voltaje de Kirchhoff, cuando se aplica a cada fase de un circuito trifásico equilibrado, confirma que la suma de los voltajes alrededor de cualquier circuito cerrado es cero. Esto conduce a corrientes de línea de igual magnitud pero con cambios de fase de 120 grados entre ellas. Estas corrientes efectivamente suman cero en cualquier punto, lo que justifica por qué el cable neutro no transporta corriente en condiciones de equilibrio.

En un sistema estrella a estrella desequilibrado, las variaciones en la impedancia de carga o los voltajes de la fuente dan como resultado corrientes de línea desiguales. Cada fase del sistema se trata como un circuito monofásico para calcular su corriente de línea. Sin embargo, las corrientes para las fases restantes requieren un análisis individual en lugar de una deducción basada únicamente en la secuencia de fases, ya que cada fase puede verse influenciada de manera única por sus condiciones eléctricas específicas.