Diagrama de una sola línea

En ingeniería eléctrica , un diagrama unifilar ( SLD ), también llamado a veces diagrama de una línea , es la representación simbólica más simple de un sistema de energía eléctrica. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Una sola línea en el diagrama generalmente corresponde a más de un conductor físico : en un sistema de corriente continua, la línea incluye las trayectorias de suministro y retorno; en un sistema trifásico , la línea representa las tres fases (los conductores son tanto de suministro como de retorno debido a la naturaleza de los circuitos de corriente alterna ). ^{[ 1 ]}

El diagrama unifilar tiene su mayor aplicación en estudios de flujo de potencia . Los elementos eléctricos como interruptores automáticos, transformadores, condensadores, barras colectoras y conductores se muestran mediante símbolos esquemáticos estandarizados. ^{[ 2 ]} En lugar de representar cada una de las tres fases con una línea o terminal separada, solo se representa un conductor.

Se trata de un diagrama de bloques que representa gráficamente las rutas de flujo de energía entre los componentes del sistema. Los elementos del diagrama no representan el tamaño físico ni la ubicación del equipo eléctrico, pero es habitual organizarlo siguiendo la misma secuencia de izquierda a derecha y de arriba abajo que la de los interruptores u otros aparatos representados. Un diagrama unifilar también puede utilizarse para mostrar una vista general del recorrido de los conductos en un sistema de control PLC .

Las líneas en el diagrama unifilar conectan nodos : puntos del sistema que son "eléctricamente distintos" (es decir, existe una impedancia eléctrica distinta de cero entre ellos). Para sistemas suficientemente grandes, estos puntos representan barras colectoras físicas , por lo que los nodos del diagrama se denominan frecuentemente buses . Un bus corresponde a una ubicación donde la energía se inyecta en el sistema (por ejemplo, un generador) o se consume (una carga eléctrica ). ^{[ 3 ]} El estado estacionario de cada bus se puede caracterizar por su fasor de voltaje ; el estado del sistema se define mediante un vector ^{[ 4 ]} de fasores de voltaje para todos los buses. ^{[ 5 ]} En un sistema físico, el estado se calcula mediante la estimación del estado del sistema de potencia ; desde finales del siglo XX, este proceso implica mediciones simultáneas directas ( sincrofasor ) utilizando las unidades de medición fasorial . ^{[ 6 ]}

La teoría de los sistemas de potencia trifásicos nos dice que, siempre que las cargas en cada una de las tres fases estén equilibradas, el sistema está completamente representado por (y por lo tanto se pueden realizar cálculos para) cualquier fase individual (el llamado análisis por fase ). ^{[ 7 ] [ 8 ]} En ingeniería de potencia, esta suposición suele ser útil, y considerar las tres fases requiere más esfuerzo con muy poca ventaja potencial. ^{[ 9 ]} Una excepción importante y frecuente es una falla asimétrica en solo una o dos fases del sistema.

Un diagrama de una sola línea se suele utilizar junto con otras simplificaciones de notación, como el sistema por unidad .

Una ventaja secundaria de utilizar un diagrama unifilar es que el diagrama más simple deja más espacio para incluir información no eléctrica, como información económica .

Al utilizar el método de componentes simétricas , se generan diagramas unifilares independientes para cada uno de los sistemas de secuencia positiva, negativa y cero. Esto simplifica el análisis de las condiciones de desequilibrio en un sistema polifásico. En los diagramas se identifican los elementos con impedancias diferentes para las distintas secuencias de fase . Por ejemplo, un generador generalmente tendrá impedancias diferentes para las secuencias positiva y negativa, y ciertas conexiones de los devanados de un transformador bloquean las corrientes de secuencia cero. El sistema desequilibrado se puede representar mediante tres diagramas unifilares para cada secuencia, interconectados para mostrar cómo se suman los componentes desequilibrados en cada parte del sistema.

• Dibujo eléctrico

• Oliver, Kenneth G. (1991). "Diagramas de un solo cable" . Electricidad industrial básica: Manual de capacitación y mantenimiento . Industrial Press Inc. págs. 38–41 . ISBN  978-0-8311-3006-0OCLC 1000410657​​ 
• Meier, Alexandra von (30 de junio de 2006). Sistemas de energía eléctrica: una introducción conceptual . John Wiley & Sons. pág.  197. ISBN 978-0-470-03640-2OCLC 1039149555​​