Regulación de voltaje y eficiencia de la línea de transmisión

<p style=”text-align: justify;”>Sabemos que la energía eléctrica se transmite mediante un sistema de transmisión trifásico debido a sus propias ventajas. Pero para cualquier sistema es muy importante definir algunos parámetros para evaluar el rendimiento. Por lo tanto, debe haber algunos parámetros que definan el rendimiento de la línea de transmisión. Sí, hay dos parámetros, a saber, Regulación de voltaje y Eficiencia de transmisión para determinar el rendimiento.

¿Qué es la regulación de voltaje de la línea de transmisión?

Consideremos un circuito equivalente de línea de transmisión corta. Tenga en cuenta que para una línea de transmisión corta, se desprecia la capacitancia de derivación. Esta es la razón; La línea de transmisión corta está representada solo por una combinación en serie de resistencia y reactancia de línea, como se muestra en la figura a continuación.

Vs = Tensión final de envío

VR = Tensión final de recepción

Is = IR = Corriente a través de la línea

Z = Impedancia de línea = R+jX

Cuando la línea de transmisión transporta corriente, hay una caída de voltaje en la impedancia de la línea. Debido a esta caída de voltaje, normalmente el voltaje final de recepción es menor que el voltaje final de envío. Hay una excepción en la que el voltaje final de recepción es mayor que el voltaje final de envío. Esa excepción es el Efecto Ferranti.

Supongamos que la línea está descargada. En este caso, el voltaje final de recepción y el voltaje final de envío serán los mismos, ya que no fluye corriente a través de la línea de transmisión que provoque una caída de voltaje. Pero tan pronto como haya un flujo de corriente, habrá una caída de voltaje. Por lo tanto, la caída de tensión desde la ausencia de carga hasta la plena carga se puede expresar como

Caída de voltaje = Tensión final receptora sin carga – Tensión final receptora con carga completa

= (Vs – VR)

Esta caída de voltaje en el extremo receptor cuando se expresa como porcentaje del voltaje VR del extremo receptor se conoce como Regulación de voltaje de la línea de transmisión. Así matemáticamente,

% Regulación de voltaje = [(Vs – VR) x100/ VR ] %

Por lo tanto, la regulación de voltaje se puede definir como, “la caída en el voltaje final de recepción desde sin carga hasta carga completa expresada como porcentaje del voltaje final de recepción”.

Para una línea de transmisión, se espera que el voltaje final de recepción y el final de envío sean los mismos. Por lo tanto, una mejor regulación de voltaje significa una menor caída de voltaje y, por lo tanto, un valor más bajo de regulación de voltaje.

Cabe señalar que se supone que la línea de transmisión es corta para comprender mejor la regulación de voltaje. Sin embargo, es aplicable para líneas de transmisión cortas, medianas y largas.

¿Qué es la eficiencia de transmisión?

La eficiencia se expresa en porcentaje. La eficiencia de transmisión es un parámetro que indica cuánto porcentaje de potencia de entrada en el extremo de envío se entrega al extremo de recepción. Supongamos que la potencia final de envío es Ps Mega Watt (MW) y la potencia final de recepción es PR MW.

Entonces % eficiencia de transmisión η = PRx100 / Ps %

Pero Ps = VsIsCosØs

y PR = VRIRCosØR

donde CosØs = Factor de potencia final de envío

y CosØR = factor de potencia del extremo receptor

Por eso,

% Eficiencia de Transmisión η= [VRIRCosØR / VsIsCosØs]x100%

Ahora surge la pregunta, ¿adónde se fue el (100 – η)% de la potencia de entrada? En realidad, la línea de transmisión tiene su propia resistencia de línea. Entonces, habrá una pérdida óhmica en la resistencia de la línea. Si Ps es la potencia de entrada en el extremo de envío, entonces solo (Ps – Loss) estará disponible en el extremo de recepción. Por lo tanto, (100 -η)% es la pérdida en la resistencia de la línea de transmisión. Esto nos da un nuevo método para calcular la eficiencia de transmisión. Si conocemos la pérdida en la línea, entonces la eficiencia se puede calcular como

% Eficiencia η = [(Input Power – Loss) / Input Power]x100 %

= [(Ps – Loss) / Ps]x100 %

= [Ps/Ps – Loss/Ps]x100 %

= [1 – Loss/Ps]x100 %

Si la resistencia de la línea es R y la corriente que fluye a través de ella es I, entonces la pérdida óhmica = I2R

Entonces,

% Eficiencia η = [1- I2R/Ps]

= [1- I2R / VsIsCosØs]

= [1- IR / VsCosØs] ..(ya que Is = I = corriente en la línea de transmisión)

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