Efecto del espaciado asimétrico de los conductores de línea trifásicos

Cuando la distancia entre los conductores de línea trifásicos no es la misma, es decir, no están espaciados por igual entre sí, se dice que tienen un espaciado asimétrico. El espaciado asimétrico de los conductores de líneas aéreas da lugar a un voltaje desigual en las fases individuales en el extremo receptor, aunque el flujo de corriente en cada fase sea el mismo. Este voltaje desigual se debe a la diferencia en la inductancia de cada conductor de fase. Por lo tanto, es muy importante comprender la inductancia de las líneas aéreas trifásicas.

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Inductancia de líneas aéreas trifásicas
Efecto del espaciado asimétrico de los conductores

Inductancia de líneas aéreas trifásicas

Supongamos que los tres conductores, cada uno de radio r, de la línea trifásica se colocan a lo largo de las esquinas del triángulo, como se muestra en la figura a continuación. Suponga que los conductores de fase colocados en las esquinas A, B y C transportan corriente IA, IB e IC respectivamente. Si se supone que la carga está equilibrada, entonces IA+IB+IC = 0.

Ahora, calcularemos la inductancia del conductor de fase colocado en la esquina A. Obviamente, para eso, necesitamos calcular el enlace de flujo total del conductor A. Si observa la figura cuidadosamente, notará que el conductor de fase colocado en la esquina A se conectará al flujo magnético del conductor B y del conductor C. ¿Lo es? Nos perdimos una cosa. El conductor de fase A también se vinculará a su propio flujo magnético. ¿Correcto? Definitivamente dirás, SÍ.

Enlace de flujo del conductor A debido a su propia corriente Ø1 =

= (µ0IA / 2π) [0.25 – logr]

Enlace de flujo del conductor A debido a la corriente IB Ø2 =

= -(µ0IB / 2π) logd1 Enlace de flujo del conductor A debido a la corriente IC Ø3 =

= -(µ0IC / 2π)logd3

Por lo tanto, enlace de flujo total Ø = Ø1 + Ø2 + Ø3

= (µ0 / 2π)[(0.25-logr)IA – IBlogd1 – IClogd3]

La ecuación anterior da el enlace de flujo total del conductor de fase A. De manera similar, se puede calcular el enlace de flujo de los conductores de fase B y C.

Ahora asumimos que los tres conductores están espaciados simétricamente como se muestra en la figura a continuación.

El enlace de flujo total del conductor A

Ø = (µ0 / 2π)[(0.25-logr)IA – IBlogd1 – IClogd3]

Pero d1 = d2 = d3 = d, por lo tanto

Ø = (µ0 / 2π)[(0.25-logr)IA – IBlogd – IClogd]

= (µ0 / 2π)[(0.25-logr)IA – logd(IB + IC)]

Pero IB + IC = -IA

Ø = (µ0 / 2π)[(0.25-logr)IA + IAlogd]

= (µ0IA / 2π)[0.25 + log (d / r)]

Por lo tanto Inductancia del Conductor A, LA

= Ø / AI H/m

= (µ0 / 2π)[0.25 + log (d / r)]

Como los conductores están espaciados simétricamente entre sí, el enlace de flujo de cada conductor será el mismo. Debido a esto, la inductancia de cada conductor de fase será la misma. Por lo tanto, para la separación simétrica de conductores de línea trifásicos,

LA = LB = LC

Efecto del espaciado asimétrico de los conductores

El enlace de flujo de cada conductor de fase para el espaciado asimétrico no es el mismo. Debido a esto, la inductancia de los conductores trifásicos será diferente. Debido a esto, habrá una caída de voltaje desigual en las tres fases aunque las corrientes en los conductores de fase estén balanceadas. Por lo tanto, el voltaje en el extremo receptor no será el mismo para las tres fases. Para tener la misma caída de voltaje en los conductores de fase, normalmente intercambiamos las posiciones de los conductores en el mismo intervalo a lo largo de la línea. Este intercambio se conoce como transposición de línea.