GRUPO ELECTROGENO MONOFÁSICO Y TRIFÁSICO

En artículos anteriores hemos visto diferentes características de los grupos electrógenos, en el artículo de hoy vamos a tratar de explicar las diferencias entre un generador monofásico y trifásico, así como las ventajas e inconvenientes que aportan cada una de estas opciones.

Una vez vistas las ventajas e inconvenientes que nos aportan estas dos opciones. Veremos porque opción nos debemos decantar en función de uso que le vayamos a dar al generador.

Empecemos entonces.

SISTEMAS MONOFÁSICO Y TRIFÁSICO.

Comencemos con un poco de teoría sobre el funcionamiento básico sobre sistemas monofásicos y trifásicos, antes de incidir en las ventajas e inconvenientes de ambos sistemas.

Sistemas Monofásicos

Un sistema monofásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por una única corriente alterna o fase y por lo tanto todo el voltaje varía de la misma forma.

La distribución monofásica de la electricidad se suele usar cuando las cargas son principalmente de iluminación y de calefacción, y para pequeños motores eléctricos. Un suministro monofásico conectado a un motor eléctrico de corriente alterna no producirá un campo magnético giratorio, por lo que los motores monofásicos necesitan circuitos adicionales para su arranque, y son poco usuales para potencias por encima de los 10 kW.

El voltaje y la frecuencia de esta corriente dependen del país o región, siendo 230 y 115 Voltios los valores más extendidos para el voltaje y 50 o 60 Hercios para la frecuencia.

Sistemas Trifásico

Un sistema trifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud, que presentan una diferencia de fase entre ellas de 120° eléctricos, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase.

Voltaje de las fases de un sistema trifásico equilibrado. Entre cada una de las fases hay un desfase de 120°.

Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes son iguales y están desfasados simétricamente.

Cuando alguna de las condiciones anteriores no se cumple (corrientes diferentes o distintos desfases entre ellas), el sistema de tensiones está desequilibrado o más comúnmente llamado un sistema desbalanceado. Recibe el nombre de sistema de cargas desequilibradas, el conjunto de impedancias distintas que dan lugar a que por el receptor circulen corrientes de amplitudes diferentes o con diferencias de fase entre ellas distintas a 120°, aunque las tensiones del sistema o de la línea sean equilibradas o balanceadas.

Existen dos tipos principales de conexión trifásica; en triángulo y en estrella. Veamos un poco más a fondo estos sistemas de conexión.

Conexión en estrella (del generador o de la carga)

Si se conectan entre sí las fases del generador o de la carga, conectando el principio de cada fase con el final de la siguiente, se obtiene la configuración triángulo.

En un generador en configuración estrella, las intensidades de fase coinciden con las correspondientes de línea

Conexión en triángulo (del generador o de la carga)

Si se conectan entre sí las fases del generador o de la carga, conectando el principio de cada fase con el final de la siguiente, se obtiene la configuración triángulo.

Las tensiones de fase y de línea en configuración triángulo coinciden, lo que es evidente porque cada rama de fase conecta dos líneas entre sí.

Ventajas e Inconvenientes.

Como se ha comentado en el funcionamiento de los sistemas trifásico y monofásico, descartando la parte mecánica, la principal diferencia de ambos sistemas es el número de fases.

  • Una fase para los generadores monofásicos.
  • Tres fases para los generadores trifásicos.

Esto implica ciertas ventajas e inconvenientes.

En un grupo electrogeno monofásico al contar con una única fase, la potencia total del grupo se aplica a esta única fase. Esto implica que  un único equipo o maquina podría consumir hasta el 100% de la potencia total del grupo electrógeno. Además al contar con una única fase resulta sencillo controlar la carga que esta soportando el generador para evitar sobre cargas del equipo, evitando así posibles problemas o averias.

En un grupo electrógeno trifasico al contar con tres fases, la potencia total del grupo se divide entre las tres fases. Esto implica que un único equipo o maquina podría consumir hasta un 1/3 de la potencia total del grupo electrógeno. Si cualquier equipo conectado superara 1/3 de la potencia causaría problemas graves al generador. Por ello conviene controlar minuciosamente la carga que soporta cada fase, para evitar problemas y averías.

Tener en cuenta la carga que ha de soportar el grupo monofásico o trifásico es importante para ajustar la potencia del grupo a la hora de realizar una compra, para evitar pagar por más potencia de la que vamos a necesitar. Hay que tener en cuenta que un generador resulta más rentable en cuanto eficiencia/consumo se refiere, cuando esta trabajando entre un 75% y 80% de su potencia máxima.

En los grupos electrógenos trifásicos se une un nuevo factor, el equilibrado de cargas de las fases. Este factor es importante por los motivos anteriores, que las 3 fases posean un volumen de carga muy similar para poder reducir al máximo la potencia del grupo e intentar que trabaje siempre a rozando el máximo rendimiento.

El sistema trifásico tiene una ventaja frente al sistema monofásico, en cuanto a instalación eléctrica se refiere, dado que al disponer de tres fases de menor potencia como vimos anteriormente, se necesita un cable menor sección para transportar la energía, transformadores de menor potencia, etc., todo ello repercute económicamente en el abaratamiento de los costes de la instalación eléctrica.

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Centrándonos un poco en el tema económico, por regla general, aunque pueden existir excepciones, un grupo electrógeno monofásico suele ser un poco más caro que un trifásico de la misma potencia.

Principalmente por el incremento de coste del alternador. Dado que para obtener la misma potencia en el generador, es necesario que el alternador monofásico sea de mayor potencia que el trifásico, al contar con un desarrollo de potencia mucho menor que su versión trifásica, encareciendo así el grupo electrógeno. 

Ademas de factores que ya se han comentado con anterioridad, los componentes, sobre todo de seguridad son de menor potencia, y resultan más económicos. Aunque estos componentes tienen un menor impacto en el precio final del generador.

Si nos centramos en temas de mantenimiento, son exactamente los mismos, independientemente de si se trata de un grupo electrógeno trifásico o monofásico.

En cuanto averías se refiere ninguno de ellos tiene un índice de averías mayor, aunque como se indicó anteriormente es posible que algunos componentes resulten más económicos de reemplazar en un modelo trifásico que monofásico.

Conclusiones

Los grupos electrógenos monofásicos son recomendados principalmente para instalaciones eléctricas con cargas de potencia inferiores a 10 kW, y siempre y cuando los equipos o maquinas conectados sean monofásicos.

Estos generadores monofásicos son principalmente utilizados a nivel de particulares, en casas de campo, o pequeñas instalaciones.

Para potencias superiores a 10 kW o cuando se desee conectar equipos trifásicos es recomendable adquirir un grupo electrógeno trifásico.

Hay que tener en cuenta que la mayoría de maquinas y equipos de gran potencia que se ofrecen en el mercado actual, trabajan con motores trifásicos.

Los generadores trifásicos se recomiendan en industria e instalaciones con grandes demandas de energía.

Como ultimas observaciones indicaremos que los actualmente los grupos electrógenos trifásicos suelen contar ya de fabrica con alguna toma monofásica, lo cual puede resultar muy útil para ciertas ocasiones.

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