Podemos frequentemente ver as linhas de transmissão onde, em vez de um único condutor por fase, múltiplos condutores por fase estão sendo utilizados. Uma estrutura metálica chamada espaçadores agrupa os condutores de uma fase. Esses espaçadores ajudam a manter uma distância constante entre os condutores ao longo de todo o seu comprimento, evitando colisões entre os condutores e permitindo que eles sejam conectados em paralelo. Cada fase pode ter dois, três ou quatro condutores. As figuras abaixo mostram condutores agrupados com espaçadores para as três configurações.
Cada condutor unido pelo espaçador pertence à mesma fase, e teremos três grupos de condutores em uma transmissão de circuito simples ou seis grupos em uma transmissão de circuito duplo.
Geralmente usamos essa configuração quando uma grande quantidade de energia está sendo transmitida para longas distâncias em nível de tensão muito alto.
Agora, veremos quais as vantagens especiais que os condutores agrupados têm sobre o condutor único.
O agrupamento de condutores leva à redução da indutância da linha.
Sabemos que a indutância de uma linha é dada por
Onde, GMD = Distância Média Geométrica
GMR = Raio Médio Geométrico
Para um condutor único de raio r
GMR = 0,7788r
Para um fio composto de dois condutores, como mostrado na figura
Para três condutores agrupados
Para quatro condutores agrupados
Portanto, à medida que aumentamos o número de condutores, o GMR aumenta e, consequentemente, L diminui. Agora, existem muitas vantagens na redução da indutância da linha, tais como-
Onde X = wL … reatância da linha
A regulagem de tensão da linha também é aumentada, pois a reatância da linha é reduzida.
A capacidade de transferência máxima de potência da linha aumenta, pois
Com base no mesmo argumento para a diminuição da indutância da linha, podemos dizer que a capacitância da linha aumenta, pois a capacitância da linha para neutro é dada por
Agora, como temos L diminuído e C aumentado, a SIL líquida da linha também aumenta automaticamente, e, portanto, a capacidade de transferência de potência também. Portanto, usar condutores agrupados é uma forma eficaz de aumentar a SIL, ou seja, a Carga de Impedância de Surtos.
A mais importante vantagem dos condutores agrupados é sua capacidade de reduzir a descarga corona. Quando a energia está sendo transferida em tensões muito altas usando um condutor único, o gradiente de tensão ao redor dele é alto, e há uma alta probabilidade de ocorrer o efeito corona - especialmente em condições climáticas ruins. No entanto, usando vários condutores próximos em vez de um condutor, formando um condutor agrupado, isso leva à redução do gradiente de tensão e, portanto, à possibilidade de formação de corona.
O aumento na tensão crítica de corona depende do seguinte-
Foi descoberto que o espaçamento ótimo entre os condutores em um grupo é da ordem de 8 a 10 vezes o diâmetro de cada condutor, independentemente do número de condutores no agrupamento.
Número de condutores no grupo,
Espaçamento entre eles, e
A distância entre os grupos formando fases separadas.
A redução na formação de descarga corona leva a menos perdas de potência e, portanto, a uma maior eficiência de transmissão da linha.
Redução da interferência nas linhas de comunicação devido à redução da corona.
A capacidade de condução de corrente, ou seja, a capacidade de condução de corrente dos condutores agrupados é muito maior em comparação com um condutor grande único, devido à redução do efeito pele.
Como os condutores agrupados têm uma área de superfície efetiva exposta ao ar maior, têm resfriamento melhor e mais eficiente e, portanto, desempenho superior em comparação com um condutor único.
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