Línies d'Alta Tensió
Una línia de transmissió serveix la funció crucial de transportar l'energia elèctrica des de les subestacions generadores a diverses unitats de distribució. Transmet efectivament ones de tensió i corrent d'un extrem a l'altre. Estructuralment, una línia de transmissió consta d'un conductor que manté una secció transversal consistent a llarg de la seva longitud. Mentre que l'aire funciona com a mitjà aïllant o dielèctric situat entre els conductors, jugant un paper vital en prevenir la fuga elèctrica i assegurant la transmissió segura i eficient de l'electricitat.
Per raons de seguretat, es manté una distància significativa entre la línia de transmissió i el terra. Es fan servir torres elèctriques per suportar els conductors de la línia de transmissió. Aquestes torres estan construïdes en acer per dotar els conductors d'una gran força i estabilitat, assegurant una transmissió de potència fiable. En el cas de transmetre electricitat d'alta tensió a llargues distàncies, sovint s'utilitza la corrent contínua d'alta tensió (HVDC) en les línies de transmissió degut a les seves avantatges únics en minimitzar les pèrdues de potència i millorar l'eficiència de la transmissió.
Paràmetres de la Línia de Transmissió
El rendiment d'una línia de transmissió depèn dels seus paràmetres intrínsecs. Una línia de transmissió té principalment quatre paràmetres clau: resistència, inductància, capacitància i conductància de derivació. Aquests paràmetres estan distribuïts uniformement a llarg de tota la longitud de la línia, és per això que també es coneixen com a paràmetres distribuïts de la línia de transmissió. Cada un d'aquests paràmetres joca un paper crucial en determinar com es transmeten els senyals elèctrics i la potència, afectant aspectes com les pèrdues de potència, la caiguda de tensió i la integritat del senyal.
L'inductància i la resistència formen conjuntament la impedància en sèrie, mentre que la capacitància i la conductància constitueixen conjuntament l'admitància de derivació. A continuació, es detallen alguns dels paràmetres crítics d'una línia de transmissió:
Inductància de la Línia
Quan la corrent flueix a través d'una línia de transmissió, induix un flux magnètic. Com la corrent dins la línia de transmissió fluctua, el flux magnètic també canvia en conseqüència. Aquesta variació del flux magnètic porta a la inducció d'una força electromotriu (emf) al circuit. La magnitud de l'emf induïda és directament proporcional a la velocitat de canvi del flux magnètic. L'emf generada a la línia de transmissió s'oposa al flux de corrent a través del conductor, i aquesta característica es coneix com a inductància de la línia.
Capacitància de la Línia
En les línies de transmissió, l'aire serveix com a mitjà dielèctric. Aquest mitjà dielèctric forma efectivament un condensador entre els conductors, que té la capacitat de emmagatzemar energia elèctrica i, per tant, augmenta la capacitància de la línia. La capacitància d'un conductor es defineix com la relació entre la càrrega present i la diferència de potencial a través seu.
En línies de transmissió curtes, l'efecte de la capacitància sovint es pot considerar negligible. No obstant això, en la transmissió a llargues distàncies, es converteix en un dels paràmetres més crítics. Té un impacte significatiu en diversos aspectes del sistema elèctric, incloent-hi la seva eficiència, la regulació de tensió, el factor de potència i la stabilitat general.
Conductància de Derivació
L'aire actua com a mitjà dielèctric entre els conductors en una línia de transmissió. Quan es fa passar una tensió alternada als conductors, a causa de les imperfeccions del dielèctric, una certa quantitat de corrent flueix a través del mitjà dielèctric. Aquesta corrent es coneix com a corrent de fuga. La magnitud de la corrent de fuga està influenciada per les condicions atmosfèriques i els factors ambientals com l'humitat i els depòsits superficials. La conductància de derivació es defineix com el flux d'aquesta corrent de fuga entre els conductors. Està distribuïda uniformement a llarg de tota la longitud de la línia, representada pel símbol "Y", i es mesura en siemens.
Rendiment de les Línies de Transmissió
El concepte de rendiment de les línies de transmissió inclou el càlcul de diversos paràmetres, incloent-hi la tensió al costat d'enviament, la corrent al costat d'enviament, el factor de potència al costat d'enviament, les pèrdues de potència dins les línies, l'eficiència de la transmissió, la regulació de tensió, així com els límits de flux de potència durant les condicions d'estat estacionari i transitori. Aquests càlculs de rendiment juguen un paper vital en la planificació del sistema elèctric. D'aquests, alguns paràmetres clau es detallen a continuació:
Regulació de Tensió
La regulació de tensió es defineix com la diferència en la magnitud de la tensió entre el costat d'enviament i el costat de recepció d'una línia de transmissió.
Punts Importants
L'admitància és un paràmetre elèctric crucial que quantifica la capacitat d'un circuit elèctric, o més específicament, l'eficiència d'una línia de transmissió, per facilitar el flux no obstructiu de corrent alternada (CA). La seva unitat SI és el siemens, i sovint es denota amb el símbol "Y". En essència, un valor d'admitància més alt indica que el circuit o la línia de transmissió ofereix menys oposició al flux de CA, permetent que la corrent travessi més lliurement.
En contraposició, la impedància és el recíproc de l'admitància. Mesura la oposició total que presenta una línia de transmissió al flux de CA. Quan la CA atravеса una línia de transmissió, la impedància comptabilitza els efectes combinats de la resistència, la reactància inductiva i la reactància capacitiva, que juntes creen una barrera al flux de corrent. La impedància es mesura en ohms i es representa amb el símbol "Z". Un valor de impedància més alt implica major dificultat per a la CA per fluir a través de la línia, resultant en nivells de corrent reduïts i possibles pèrdues de potència.
