En este artículo se describe la caída de tensión de línea y sus características. La tensión de línea es la diferencia de potencial entre dos fases o líneas en un sistema polifásico. La alta resistencia es la razón principal detrás de la caída de voltaje de línea.
La caída de voltaje se convierte en un factor crucial en el caso de cables largos o líneas de transmisión. Una caída de voltaje de línea excesiva puede dañar los aparatos eléctricos, dañarlos y acortar su vida útil. Para minimizar la caída de voltaje de la línea, una forma eficiente de aumentar el tamaño o el diámetro del conductor reduce la resistencia general de la línea.
¿Qué es la caída de voltaje en la línea de transmisión?
La impedancia en la línea de transmisión es la razón principal de la caída de voltaje en ella. La impedancia se genera a partir de los parámetros de la línea de transmisión, como la resistencia, la inductancia, la capacitancia y la conductancia en derivación.
Los cuatro parámetros de la línea de transmisión se suman para proporcionar impedancia al flujo de corriente y, por lo tanto, se produce una caída de voltaje en toda la longitud de la línea de transmisión. Con carga cero, la caída de voltaje en ambos extremos es igual. En carga, si la caída de voltaje aumenta, el voltaje en el extremo receptor de la línea disminuye y viceversa.
¿Qué causa la caída de voltaje de línea?
La caída de voltaje en la línea es el resultado de múltiples factores presentes en la línea de transmisión. La carga excesiva, las conexiones redundantes, el aumento de la resistencia del conductor, etc., son responsables de la caída de tensión de línea.
Las dos razones principales de la caída de voltaje de línea son:
- Caída de voltaje en línea debido a la reactancia inductiva: es casi 10 veces mayor que la caída de voltaje de resistencia de línea general.
- Caída de tensión provocada por una alta resistencia de línea: es nominal en comparación con la reactancia inductiva caída de tensión
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¿Fórmula de caída de voltaje de línea?
Hay dos fórmulas diferentes para calculo de caida de voltaje en monofásico y trifásico. En el caso de un sistema monofásico, solo hay una línea de alimentación. En el caso de un sistema trifásico, hay tres líneas eléctricas.
La caída de tensión de línea para una sola fase es:
La caída de tensión de línea para tres fases es:
Donde, Z = Impedancia de la línea
yo = corriente de carga
L = Longitud en pies (dividida por 1,000 ya que se dan valores de impedancia estándar por cada 1,000 pies)
Preguntas Frecuentes
Gráfico de caída de voltaje de línea
Se permite una caída de voltaje máxima del 3% a través del cable hecho de cualquier material. Aquí está el gráfico de caída de voltaje del 3% en una conexión monofásica para 110 voltios.
Resistencia de caída de voltaje de línea
Aunque cada resistencia pierde potencial cuando la corriente pasa a través de ella, una resistencia de caída es un equipo específico que se usa para reducir el voltaje. Se conecta en serie con la carga para reducir el voltaje de carga.
El único propósito de usar una resistencia de caída de voltaje de línea es proporcionar resistencia adicional al circuito. La caída de voltaje se puede calcular simplemente usando la ley general de ohm.
Caída de tensión en la línea aérea
Una línea aérea es un cable eléctrico que transmite energía eléctrica sobre grandes áreas o en locomotoras eléctricas. Generalmente las líneas aéreas tienen mayor caída de voltaje que los cables subterráneos.
En líneas aéreas, la inductancia es mucho mayor que la inductancia de los cables subterráneos aislados. A medida que la caída de voltaje aumenta con la inductancia, se produce una mayor caída de voltaje en las líneas aéreas de la misma longitud. Además, la mayor distancia entre los conductores provoca caídas de tensión en las líneas aéreas.
Cálculo de la caída de tensión de la línea aérea
La caída de voltaje de la línea aérea se puede obtener con un método exacto o aproximado. En este último, caída de tensión
donde I= corriente de línea, R= resistencia X= reactancia y theta es el ángulo de fase.
En método exacto, una cantidad más Es o se agrega el voltaje de la fuente. Entonces, la caída de voltaje de línea exacta
Cuerpoθ y el pecadoθ también se conocen como factor de potencia y factor reactivo de la carga respectivamente.
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Caída de voltaje de la línea del capacitor
Los conductores presentes en la línea de transmisión forman un capacitor que actúa como placas paralelas y el trabajo del aire como medio dieléctrico. La capacitancia depende de la longitud de la línea y amplifica la corriente en las líneas.
La capacitancia en la línea de transmisión depende de la forma, el tamaño y la separación entre los conductores. Como la capacitancia es inversamente proporcional al voltaje, una menor capacitancia producirá una mayor caída de voltaje a través de la línea de transmisión. De manera similar, un valor de capacitancia alto dará como resultado una caída de voltaje baja.
Caída de voltaje de la línea de suministro
Las líneas de suministro son la combinación de cables eléctricos largos y las estructuras que los soportan para la transmisión de energía eléctrica.
Muchos factores como la carga, demasiados conductores, alta resistencia, etc. inducen la caída de voltaje en la línea de suministro. Para un circuito derivado o un alimentador individualmente, la caída de tensión recomendada en los conductores es de un máximo del 3%. La caída de voltaje combinada de los dos no debe exceder el nivel del 5%.
Caída de tensión del reactor de línea
Un reactor de línea es un componente eléctrico (básicamente un inductor) que se puede utilizar para proteger los dispositivos semiconductores, como los variadores de frecuencia y otros dispositivos, contra transitorios, sobretensiones y picos de potencia.
El porcentaje mencionado en el reactor de línea no es la medida de la caída de voltaje en él. Como la reactancia es inductiva y la tensión está en fase con la corriente, la caída de tensión es tangencial a la corriente de línea. Entonces, si tenemos un reactor de línea del 5%, la caída de voltaje a través de él podría ser alrededor del 2-3% del voltaje total.
Caída de tensión del regulador lineal
Lineal regulador de voltaje Es un dispositivo que mantiene un cierto voltaje. El voltaje de entrada en un regulador lineal siempre es mayor que el voltaje de salida. Esta diferencia de voltaje hace que el regulador lineal funcione.
Los reguladores lineales o reductores controlan un voltaje establecido y suministran energía eléctrica a la carga. El voltaje regulado a veces parece diferente debido a la caída de voltaje ocurrida en las líneas interconectadas. La caída de voltaje depende de la resistencia o la impedancia neta entre la carga y el regulador lineal.
Cálculo de caída de tensión de línea a neutro
Para un sistema monofásico, el voltaje de línea a neutro es el voltaje más bajo (generalmente 120 voltios). Este es el voltaje entre el neutro y una de las líneas. La caída de voltaje de línea a neutro es un valor monofásico por 2.
Para un sistema eléctrico trifásico, podemos encontrar el voltaje de línea a neutro usando el mismo proceso. Es el voltaje más bajo (generalmente 277-347 voltios). Este es el voltaje entre el neutro y una de las líneas trifásicas. La caída de tensión de línea a neutro es el valor trifásico por √3.
Caída de tensión de la fuente de alimentación lineal
Cuando las líneas usan reguladores de suministro de energía, regulan un voltaje establecido para suministrar energía eléctrica a la carga. En varios casos, los regulados el voltaje enfrenta fluctuaciones debido a la caída de voltaje a través las líneas.
El efecto de una corriente alta sobre la caída de tensión es mayor que el de una corriente baja. Si la electricidad se divide según el área y la carga a suministrar, habrá una disminución del voltaje entre el voltaje controlado y el área donde se requiere la energía. Esta disminución de potencia depende de la resistencia que existe entre el controlador y la carga.
Pérdida de línea vs caída de voltaje
La pérdida de línea en una línea de transmisión se refiere a la pérdida de potencia debido a diversas pérdidas, como pérdida óhmica, pérdida de cobre, pérdida dieléctrica, etc. línea de transmisión es la pérdida de potencial causada por todos los factores de impedancia.
Aquí hay una tabla de comparación de las razones de la pérdida de línea y la caída de voltaje de línea.
| pérdida de línea | Caída de voltaje |
|---|---|
| La pérdida I2R es la causa más importante de pérdida de línea. | Uno de los principales factores que contribuyen a la caída de tensión es la resistencia de línea. |
| Las otras pérdidas responsables son- Pérdida dieléctrica y de conductanciaPérdida de corona en líneas aéreas de alta tensiónPérdida de radiación en líneas de alta frecuenciaPérdida por inducción debido al acoplamiento magnético entre cables. | La caída de voltaje causada por la reactancia inductiva también es crucial ya que es muy alta. |
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