Delta de pata alta (también conocido como pata salvaje, pata aguijón, pata bastarda, pata alta, pata naranja, pata roja, delta pata de perro) es un tipo de conexión de servicio eléctrico para instalaciones de energía eléctrica trifásica . Se utiliza cuando se desea suministrar energía tanto monofásica como trifásica desde un transformador (o banco de transformadores) trifásico. La alimentación trifásica se conecta en configuración delta y el punto central de una fase está conectado a tierra. Esto crea un suministro monofásico dividido (L1 o L2 a neutro en el diagrama de la derecha) y trifásico (L1–L2–L3 a la derecha). A veces se le llama pata naranja porque en los Estados Unidos se requiere que el cable L3 tenga un código de color naranja. [1] Por convención, el tramo alto generalmente se coloca en el terminal central (fase B) del panel involucrado, independientemente de la designación L1–L2–L3 en el transformador.
El servicio delta de tramo alto se suministra de dos maneras. Uno es mediante un transformador trifásico (o tres transformadores monofásicos), teniendo cuatro cables que salen del secundario, las tres fases, más un neutro conectado como toma central en uno de los devanados. Otro método (la configuración delta abierta) requiere dos transformadores. Un transformador está conectado a una fase del circuito de distribución primario aéreo para proporcionar el lado de iluminación del circuito (este será el más grande de los dos transformadores), y un segundo transformador está conectado a otra fase del circuito y su secundario está conectado. a un lado del transformador de iluminación secundario, y el otro lado de este transformador se saca como la pata alta . Los voltajes entre las tres fases son iguales en magnitud, sin embargo, las magnitudes de voltaje entre una fase particular y el neutro varían. La tensión entre fase y neutro de dos de las fases será la mitad de la tensión entre fases. La tensión entre fases y neutro restante será √ 3 /2 de la tensión entre fases. Entonces, si A – B, B – C y C – A son todos de 240 voltios, entonces A – N y C – N serán ambos de 120 voltios, pero B – N será de 208 voltios.
Otros tipos de suministros trifásicos son conexiones en estrella, conexiones en triángulo sin conexión a tierra o conexiones en triángulo con conexión a tierra en esquinas [2] ( configuración de pata fantasma ). Estas conexiones no suministran energía monofásica dividida y no tienen un tramo alto.
Considere el lado de bajo voltaje de un transformador conectado en triángulo de pata alta de 120/240 V , donde la fase b es la pata alta . Las magnitudes de voltaje línea a línea son todas iguales:
Debido a que el devanado entre las fases a y c tiene derivación central, los voltajes de línea a neutro para estas fases son los siguientes:
Pero la tensión fase-neutro para la fase b es diferente:
Esto se puede probar escribiendo una ecuación KVL , usando notación de ángulos , comenzando desde el neutro conectado a tierra:
o:
Si no se utiliza el tramo alto, el sistema actúa como un sistema monofásico dividido, que es una configuración de suministro común en los Estados Unidos.
Desde un único banco de transformadores se puede suministrar energía tanto trifásica como monofásica dividida.
Cuando la carga trifásica es pequeña en relación con la carga total, se pueden usar dos transformadores individuales en lugar de los tres de un transformador delta completo o trifásico, proporcionando así una variedad de voltajes a un costo reducido. Esto se llama tramo alto de delta abierto y tiene una capacidad reducida en relación con un delta completo. [3] [4] [5]
En los casos en que la carga monofásica sea mucho mayor que la carga trifásica, el equilibrio de carga será deficiente. Generalmente, estos casos se identifican por tres transformadores que suministran el servicio, dos de los cuales tienen un tamaño significativamente más pequeño que el tercero, y el tercer transformador más grande tendrá una derivación central conectada a tierra.
Una de las tensiones entre fase y neutro (normalmente la fase B ) es mayor que las otras dos. El peligro de esto es que si se conectan cargas monofásicas al tramo superior (sin que la persona que realiza la conexión sepa que el tramo tiene un voltaje más alto), se suministre un exceso de voltaje a esa carga. Esto puede causar fácilmente fallas en la carga.
Comúnmente existe un límite de carga de tramo alto a neutro cuando solo se utilizan dos transformadores. [6] Un fabricante de transformadores sugiere que la carga del tramo alto al neutro no exceda el 5% de la capacidad del transformador. [3]
A menudo se encuentra en instalaciones antiguas y rurales. Este tipo de servicio suele suministrarse mediante 240 V línea a línea y 120 V línea a neutro. En cierto modo, el servicio delta de tramo alto ofrece lo mejor de ambos mundos: un voltaje de línea a línea que es mayor que los 208 V habituales que tienen la mayoría de los servicios trifásicos, y un voltaje de línea a neutro (en dos de las fases) suficiente para conectar electrodomésticos e iluminación. Por lo tanto, los equipos grandes consumirán menos corriente que con 208 V, lo que requerirá cables y disyuntores más pequeños. Las luces y aparatos que requieren 120 V se pueden conectar a las fases A y C sin necesidad de un transformador reductor adicional.
También se utiliza habitualmente en instalaciones en Japón. La salida del transformador de distribución es de 200 V línea a línea y 100 V línea a neutro, mientras que el voltaje del tramo alto a neutro es de 173 V. Esto proporciona 200 V para aparatos trifásicos y bifásicos.
Incluso cuando no está marcado, generalmente es fácil identificar este tipo de sistema, porque la fase B (circuitos 3 y 4) y uno de cada tres circuitos posteriores serán un disyuntor tripolar o un disyuntor ciego.
La práctica actual es brindar servicios separados para cargas monofásicas y trifásicas, por ejemplo, fase dividida de 120 V (iluminación, etc.) y trifásica de 240 V a 600 V (para motores grandes). Sin embargo, muchas jurisdicciones prohíben más de una clase para el servicio de un local, y la elección puede reducirse a 120/240 V fase dividida, 208 V monofásica o trifásica (triángulo), 120/208 V trifásica (estrella), o trifásico de 277/480 V (estrella) (o trifásico de 347/600 V (estrella) en Canadá).
