¿Por qué le llama alimentación monofásica, si es bifásica?

Hola, amigos.

En la alimentación a la catenaria en corriente alterna (por ejemplo, en el AVE es 25KVAC), leo en muchas fuentes (incluso en libros universitarios o de destacados ingenieros ferroviarios), que la alimentación es monofásica. Yo discrepo en llamar "monofásica" a esta alimentación. En la Subestación Eléctrica de Tracción (SET), tenemos al menos un transformador de potencia, que en su primario recibe alta tensión (AT), en el caso de ADIF, de Red Eléctrica Española (REE), en una tensión que puede ser de 220KV, 110KV (o incluso menos), y el trafo se alimenta entre dos fases. Vale que en este caso, al trafo se le llama "monofásico" (tiene solo una bobina en primario), en contraposición al trafo trifásico (que tiene tres bobinas en primario).

En la subestación de tracción contigua, otro transformador de potencia seguramente igual, estará alimentado de otras dos fases.

Para mí una alimentación monofásica , es la que resulta de coger una sola fase y el neutro. Por ejemplo, en las subestaciones eléctricas de distribución para uso doméstico o industrial, en el secundario del transformador tenemos un devanado trifásico en estrella, con el neutro accesible, y cada vivienda se va conectando, entre una fase y el neutro. Lógicamente cada vivienda se conecta a una de las tres fases, para intentar que la carga esté equilibrada. Ahí sí, se puede decir con propiedad que la alimentación es monofásica. Pero si cogiéramos dos fases cualesquiera (no fase y neutro), la alimentación sería bifásica, no monofásica.

Por ello, no entiendo que en el ámbito ferroviario, se hable de "alimentación monofásica", cuando las SET se alimenta entre dos fases (no entre una fase y un neutro).

Saludos.

Dvorak.

Hasta donde yo sé, la línea de Madrid a Sevilla és del tipo 1x25 kV, es decir Monofásica, y el resto de las líneas es del tipo 2x25 kV, es decir Bifásica. Las líneas tipo 2x25 kV necesitan de un "feeder de retorno negativo" y que cada 15 km aprox. necesitan de una "estación de regulación" que conmutan una u otra fase por cada tramo.
Todo esto lo informo tras haber estudiado el tema ante unas oposiciones y no puedo profundizar más.

Una alimentación bifásica es cuando tenemos dos tensiones eléctricas alternas desfasadas pi/2 radianes (o 90 grados). Que creo que no es el caso habitual.

No es el ámbito de mi especialidad, así que puedo decir alguna burrada en el siguiente post, y acepto collejas de la gente del foro que sí se dedica a estos temas en el foro. Hablo todo el rato, como se pregunta en el primer post, de alimentación en alterna.

Creo que la denominación de "monofásica" no viene desde la perspectiva de cómo se alimenta la subestación (SET) desde la red pública (REE), que es efectivamente como tu comentas, desde dos fases y alternando sucesivamente entre las fases disponibles para equilibrar la carga; si no desde el punto de vista del material rodante, que tanto en 1x25 como 2x25 al final lo que percibe es la diferencia de potencial entre una fase con carga (la catenaria en este caso) y el carril (neutro, retorno a la subestación).

a) En 1x25, la fase con carga es la catenaria y/o feeders de acompañamiento si existen; y el neutro en carril.

b) En 2x25 hay dos fases con carga:
- Catenaria (y feeder de acompañamiento si existen) "+25kV"
- Feeder negativo "-25kV"
y el neutro vuelve a ser el carril.

Las dos fases con carga (catenaria y feeder negativo) son completamente opuestas entre sí en voltaje, por lo que su diferencia de potencial es de 50kV realmente. Pero el material rodante NUNCA se conecta a ambas fases, si no a una de ellas (conjunto catenaria y feeder acomp.) y al neutro, por lo que la diferencia de potencial sigue siendo de 25kV aunque "realmente" estemos alimentando a 50kV.

Espero que sirva de ayuda. O si he soltado alguna burrada, para que pueda aprender qué he aprendido mal.
Un saludo!

Una carga monofásica (como la mayoría de los trenes) necesita dos puntos de conexión, una carga bifásica "pura" cuatro puntos de conexión y una carga trifásica "compensada" (casi todo lo trifásico hoy en día) solo tres puntos. Los sistemas bifásicos "puros" son muy raros y solo usados en los principios de la historia de la electricidad. Si alimentamos una carga monofásica con dos fases, esta no verá mas que la diferencia de potencial entre esa dos fases. Así que básicamente podemos decir que hay sistemas monofásicos, trifásicos y de ahí en adelante n-fásicos (todos estos equilibrados normalmente para ahorrarnos el cable del neutro).

Espero haberme explicado bien

Saludos

Fantito escribió:

Hasta donde yo sé, la línea de Madrid a Sevilla és del tipo 1x25 kV, es decir Monofásica, y el resto de las líneas es del tipo 2x25 kV, es decir Bifásica. Las líneas tipo 2x25 kV necesitan de un "feeder de retorno negativo" y que cada 15 km aprox. necesitan de una "estación de regulación" que conmutan una u otra fase por cada tramo.
Todo esto lo informo tras haber estudiado el tema ante unas oposiciones y no puedo profundizar más.

2x25kV no es una lineal bifásica pues las fases están desfasadas de 180º (están en contra fase) y no de 90º, por lo tanto estamos hablando de un sistema de "fase partida" (https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_fase_partida) que tanto usan los americanos para utilizar grandes potencias en sus domicilios con sus 120V.

Saludos

Fantito escribió:

Hasta donde yo sé, la línea de Madrid a Sevilla és del tipo 1x25 kV, es decir Monofásica, y el resto de las líneas es del tipo 2x25 kV, es decir Bifásica. Las líneas tipo 2x25 kV necesitan de un "feeder de retorno negativo" y que cada 15 km aprox. necesitan de una "estación de regulación" que conmutan una u otra fase por cada tramo.
Todo esto lo informo tras haber estudiado el tema ante unas oposiciones y no puedo profundizar más.

Fantito:
Una cosa es las denominaciones que se emplean, y otra la realidad, y a mí me está confundiendo las denominaciones empleadas.

Las redes actuales de AC, se pueden alimentar según:
- 1x25KV, mediante un trafo monofásico, que se alimenta entre dos fases de Red Eléctrica Española. Es decir, la alimentación es bifásica, porque coge dos fases, no una fase y un neutro.

- 2x25KV, mediante un trafo monofásico, que se alimenta entre dos fases de Red Eléctrica Española. Pero, en el secundario tenemos un devanado de 50KV, con un punto intermedio conectado al rail y tierra. Un "borne" del trafo se lleva a la catenaria, y el otro "borne" del trafo se lleva a lo que se llama "feeder negativo" (es un cable). Cada pocos kilómetros hay un autotransformador, de forma que la corriente de retorno de la vía, vuelve por el autotransformador, y de ahí al "feeder negativo". Esto es complicado de ver sin un esquema eléctrico (y aún así, es complicado). La ventaja de este sistema, es que el transporte de la energía se hace a 50KV (en lugar de a 25KV), pero a los trenes les llega 25KV. Pero la alimentación al primario del trafo sigue siendo bifásica.

GMG escribió:

No es el ámbito de mi especialidad, así que puedo decir alguna burrada en el siguiente post, y acepto collejas de la gente del foro que sí se dedica a estos temas en el foro. Hablo todo el rato, como se pregunta en el primer post, de alimentación en alterna.

Creo que la denominación de "monofásica" no viene desde la perspectiva de cómo se alimenta la subestación (SET) desde la red pública (REE), que es efectivamente como tu comentas, desde dos fases y alternando sucesivamente entre las fases disponibles para equilibrar la carga; si no desde el punto de vista del material rodante, que tanto en 1x25 como 2x25 al final lo que percibe es la diferencia de potencial entre una fase con carga (la catenaria en este caso) y el carril (neutro, retorno a la subestación).

a) En 1x25, la fase con carga es la catenaria y/o feeders de acompañamiento si existen; y el neutro en carril.

b) En 2x25 hay dos fases con carga:
- Catenaria (y feeder de acompañamiento si existen) "+25kV"
- Feeder negativo "-25kV"
y el neutro vuelve a ser el carril.

Las dos fases con carga (catenaria y feeder negativo) son completamente opuestas entre sí en voltaje, por lo que su diferencia de potencial es de 50kV realmente. Pero el material rodante NUNCA se conecta a ambas fases, si no a una de ellas (conjunto catenaria y feeder acomp.) y al neutro, por lo que la diferencia de potencial sigue siendo de 25kV aunque "realmente" estemos alimentando a 50kV.

Espero que sirva de ayuda. O si he soltado alguna burrada, para que pueda aprender qué he aprendido mal.
Un saludo!

GMG:
No has dicho ninguna burrada, y pienso que vas muy bien encaminado, y controlas mucho el tema, para no ser tu especialidad.
Ojo, porque empleas el término "neutro", pero aquí en ningún momento tenemos tres fases, ni estrella, ni neutro.
En el 2x25KV, sí tenemos el "punto central" del transformador, conectado al raíl, tanto en la subestación eléctrica transformadora, como en los autotransformadores repartidos por la línea. Un "borne" del trafo está conectado a la catenaria, el "punto central" a la vía, y el otro "borne" del trafo, al feeder negativo (es otro cable), que discurre paralelo al trazado, sujeto por los postes de catenaria, pero sin tener contacto con el tren. Si consideramos que entre la vía y catenaria tenemos +25KV, entre la vía y el feeder negativo tenemos -25KV.

luisma2494 escribió:

Fantito escribió:

Hasta donde yo sé, la línea de Madrid a Sevilla és del tipo 1x25 kV, es decir Monofásica, y el resto de las líneas es del tipo 2x25 kV, es decir Bifásica. Las líneas tipo 2x25 kV necesitan de un "feeder de retorno negativo" y que cada 15 km aprox. necesitan de una "estación de regulación" que conmutan una u otra fase por cada tramo.
Todo esto lo informo tras haber estudiado el tema ante unas oposiciones y no puedo profundizar más.

2x25kV no es una lineal bifásica pues las fases están desfasadas de 180º (están en contra fase) y no de 90º, por lo tanto estamos hablando de un sistema de "fase partida" (https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_fase_partida) que tanto usan los americanos para utilizar grandes potencias en sus domicilios con sus 120V.

Saludos

Luisma2494:
Estoy de acuerdo con tu apreciación.
El sistema de 2x25KV le están llamando "bifásico", pero realmente es una "fase partida": cogen el punto intermedio, como referencia de potencial, pero no sería un sistema bifásico como tal.

Para mí, el resumen, de todo esto esto, sería el siguiente:
- Tanto el sistema de 1x25KV, como 2x25KV, se alimentan siempre de dos fases de la red de Alta Tensión. En la red de AT no hay neutro, por tanto no tiene sentido hablar de red monofásica, como podemos tener en nuestras viviendas, donde sí nos llega una fase cualquiera y el neutro.
- El hecho de llamar alimentación monofásica, responde más bien al tipo de trafo.
- A un trafo monofásico (con un único devanado en el primario) le da igual recibir una tensión "monofásica" (la que hay entre fase y neutro, en una red trifásica), que "bifásica" (la presente entre dos fases de una red trifásica)


Gracias a todos por vuestro soporte.

Un saludo.

Dvorak

Dvorak escribió:

- A un trafo monofásico (con un único devanado en el primario) le da igual recibir una tensión "monofásica" (la que hay entre fase y neutro, en una red trifásica), que "bifásica" (la presente entre dos fases de una red trifásica)



Dvorak

Lo que te refieres como "tensión monofásica" es conocida como la tensión simple y la "tensión bifásica" es conocida como la tensión compuesta

Saludos

luisma2494 escribió:

Dvorak escribió:

- A un trafo monofásico (con un único devanado en el primario) le da igual recibir una tensión "monofásica" (la que hay entre fase y neutro, en una red trifásica), que "bifásica" (la presente entre dos fases de una red trifásica)



Dvorak

Lo que te refieres como "tensión monofásica" es conocida como la tensión simple y la "tensión bifásica" es conocida como la tensión compuesta

Saludos

Sí, en efecto, así es.

Un saludo.

Dvorak.

Hola Dvorak, veo que estas en la chispa, me alegro y un saludo.

Buenos días.
Como bien ha explicado el compañero, no recuerdo quien fue, pido disculpas, el sistema de corriente bifásica son 2 corrientes monofásicas defasadas 90º que se empleaba en los principios del uso de la energía eléctrica con 4 conductores.
Mi opinión es que el conductor que se conecte a la vía, ya sea una fase activa (del secundario del trafo, o neutro si lo hubiere), es considerado como neutro al estar a tierra, o sea a potencial cero y el conectado a la catenaria se llamaría fase, de ahí el sistema monofásico. En el caso del esquema 4 con autotrafos, se ve en el secundario del trafo principal y las tomas centrales de los autotrafos, que hay una toma intermedia que se conecta al rail. Esta toma intermedia lo consideraría como neutro ya que sería lo equivalente al neutro de la conexión estrella en el caso de que el trafo fuera trifásico.
Resumiendo, entiendo que se llama ''monofásico'' porque una fase al estar a tierra a través del rail se considera como potencial cero, del mismo modo que los neutros de los secundarios de los trafos de las distribuciones de baja tensión domésticas o industriales se conectan a tierra y a las viviendas llegan a las tomas de corriente fase y neutro, (monofásico).
Pero como he dicho, es mi opinión personal, puedo estar equivocado obviamente.
Saludos.

El sistema de alimentación en corriente alterna 1X25 kV, es la adoptada cuando se dispone de una línea de alta tensión independiente o suficientes puntos de alimentación para la línea ferroviaria.
Los transformadores, con entrada en alta tensión monofásica (132 ó 220 kV) y salida también en monofásica (25 kV), van conectados lado alta tensión en paralelo entre las mismas fases, de esta manera , todo el tramo de la subestación está consumiendo de la misma fase eléctrica, de modo que no es necesario colocar o tener una zona neutra de separación de fases.
En el lado de salida, los transformadores son acoplados a las barras de 25 kV por interruptores que permiten la conexión o desconexión sin interrupción del suministro eléctrico.

Entre dos subestaciones sucesivas, las conexiones a la red se realizan con rotación cíclica de fases, con el fin de disminuir el desequilibrio de tensiones.
Para que dicha rotación sea efectiva las cargas monofásicas (los trenes) deben estar lo más uniformemente distribuidas.

Esta solución es sencilla, económica y fácil de explotar y mantener, lo negativo es que se ha de disponer de una elevada potencia de cortocircuito
La energía se transmite desde la subestación de tracción a los trenes a través de la línea aérea de contacto (formada por el hilo de contacto, cable sustentador, feeder de refuerzo, si hiciera falta).
El otro conductor (línea de retorno) está formado por cable de guarda, carriles de rodadura y el terreno circundante.

Este sistema es el instalado en la línea de Madrid - Sevilla, cada subestación dispone de dos transformadores con una potencia unitaria de 20 MVA conectados en paralelo.
Entre subestaciones sucesivas hay una rotación cíclica en la conexión de los transformadores a la red, siendo la distancia entre las mismas de aproximadamente 40 kilómetros.

Croquis de alimentación 1X25 kV.
De todo lo escrito no hagas caso, simplemente mira el croquis y verás la alimentación de cada tramo por la sucesión de fases y una sola fase. R - S - T - R - S - T -......
Un saludo, chispa.

Para liar un poco más, no sé si conocéis los transformadores tri-monofásicos, es un trafo con el primario trifásico, el bobinado del secundario es por construcción trifásico, y con un simple cambio de conexionado de los devanados , se consigue 1 unica tensión monofásica, ventaja: no desequilibra las corrientes del primario.

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