Una línea de transmisión que tiene una longitud inferior a 80 km se considera una línea de transmisión corta. En resumen, la capacitancia de la línea de transmisión se desprecia debido a la pequeña corriente de fuga y otros parámetros (resistencia e inductancia) se agrupan en la línea de transmisión.
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Línea de transmisión corta monofásica y trifásica
La línea monofásica suele ser de corta longitud y de baja tensión. Tiene dos conductores. Cada conductor tiene resistencia R y reactancia inductiva X. Por conveniencia, se considera que los parámetros de los conductores están agrupados en un solo conductor, y se supone que el conductor de retorno no tiene resistencia ni reactancia inductiva.
La línea monofásica y el modelo de circuito equivalente de la línea de transmisión corta se muestran a continuación en la figura. La resistencia R y la reactancia inductiva X representan la resistencia de bucle y la inductancia de bucle de la línea de transmisión corta. Por lo tanto,
R = resistencia de bucle de la línea = resistencia de los conductores de salida y de retorno
= 2 × resistencia de un conductor = 2R1
y X = reactancia de bucle de las líneas = reactancia de los conductores de entrada y de retorno
= 2 × reactancia inductiva a un conductor a neutro = 2X1
El extremo de la línea donde se conecta la carga se denomina extremo receptor. El extremo donde se conecta la fuente de suministro se conoce como extremo emisor.
Sea Vr = voltaje en el extremo receptor
Vs = voltaje en el extremo de envío
Ir = corriente en el extremo receptor
Is = actual en el extremo de envío
cos∅r= factor de potencia de la carga
cos∅s = factor de potencia en el extremo de envío
La impedancia en serie de las líneas se da como,
En líneas de transmisión cortas, se desprecian la conductancia y la capacitancia en derivación de la línea; por lo tanto, la corriente permanece igual en todos los puntos de la línea.
Prácticamente, decimos que,
La línea trifásica se realiza utilizando tres conductores monofásicos. Por lo tanto, el cálculo sigue siendo el mismo que el explicado para la línea monofásica, con la diferencia de que se adopta la base por fase. Cuando se trabaja con una línea trifásica balanceada, se asume que todos los voltajes dados son valores de línea a línea y todas las corrientes son corrientes de línea. Por lo tanto, para cálculos de líneas trifásicas,
potencia por fase = (1/3) × (potencia total)
voltios-amperios reactivos por fase = ( 1/3) × (total de voltios-amperios reactivos)
Para una línea trifásica balanceada conectada en estrella,
tensión de fase = 1/√3 × tensión de línea
diagrama fasorial
El diagrama fasorial para una carga con factor de potencia atrasado se muestra a continuación. Deje que el voltaje del extremo receptor Vr se tome como fasor de referencia, y está representado por OA en el diagrama fasorial. Para el factor de potencia atrasado, me atraso con respecto a Vr en un ángulo ∅r que se muestra en el diagrama, donde OB = I.
La caída de tensión en la resistencia de la línea = IR. Ir está representado por el fasor AC. Está en fase con la corriente y, por lo tanto, paralelo a OB. La caída de tensión en la reactancia de la línea es IX y el fasor CD la representaba.
La reactancia está adelantada 90 grados y, por lo tanto, CD se dibuja perpendicular a OB. La caída de voltaje de impedancia total IZ es la suma fasorial de las caídas de voltaje resistivo y reactivo, y AD lo da en el diagrama.
OD es el voltaje final de envío Vs, y ∅s es el ángulo del factor de potencia entre el voltaje final de envío y la corriente. δ es el ángulo de desplazamiento de fase entre los voltajes en los dos extremos.
La magnitud de Vs se puede encontrar a partir del triángulo rectángulo OGD.
El factor de potencia de la carga medido en el extremo de envío es
Si Vr es el fasor de referencia entonces,
Para el factor de potencia en atraso cosΦr, I = I <−Φr = IcosΦr −jIsinΦr
Para factor de potencia líder cosΦr, I = I<+Φr = IcosΦr + jIsinΦr
Para factor de potencia unitario, I = I<0° = I + j0°
La impedancia de línea está dada por
El voltaje final de envío es
Para el factor de potencia en atraso,
ABCD constantes de una línea corta
A continuación se muestra la ecuación general de las líneas para representar el voltaje y la corriente en el terminal de salida de las líneas;
Al comparar el voltaje y la corriente de salida de la línea corta con las ecuaciones anteriores, la constante ABCD de la línea corta se muestra a continuación.
Las constantes ABCD para una línea corta están dadas por
Regulación de tensión para líneas cortas
Es el cambio en el voltaje en el extremo receptor cuando se elimina la carga completa en un factor de potencia dado y el voltaje en el extremo emisor es constante. Se puede escribir como;
A plena carga,
Sin carga,
Por lo tanto, la regulación de voltaje se da como;
La regulación de tensión o línea depende del factor de potencia. Si la línea tiene un factor de potencia adelantado, entonces el voltaje final de recepción es mayor y para los factores de potencia retrasados, el voltaje final de envío es mayor.
Eficiencia de línea
Se calcula con la fórmula que se da a continuación.