28.2 : Líneas sin pérdida

En ingeniería eléctrica, una línea de transmisión sin pérdidas se caracteriza por una constante de propagación puramente imaginaria y una impedancia característica resistiva. Los parámetros ABCD, que describen la relación entre los voltajes y corrientes de entrada y salida, indican un circuito π equivalente con una impedancia en serie imaginaria y una admitancia en derivación. Esto da como resultado una línea de transmisión que, cuando el producto de la constante de fase (beta) y la longitud de la línea es menor que pi, exhibe una impedancia en serie inductiva y una admitancia en derivación capacitiva, lo que garantiza que permanezca sin pérdidas.

Longitud de onda y propagación

La longitud de onda es la longitud física en la que la fase de la tensión o la corriente cambia en 2π. Esto se determina utilizando la velocidad de propagación de la señal. Para una línea sin pérdidas, la longitud de onda es crucial para determinar la longitud eléctrica de la línea y sus características de fase.

Carga de impedancia de sobretensión

La carga de impedancia de sobretensión (SIL) es un concepto que se utiliza para describir la potencia que se puede suministrar a una resistencia de carga igual a la impedancia de sobretensión de la línea de transmisión. Para una línea de transmisión con una impedancia característica resistiva, la SIL se calcula utilizando la tensión nominal y la impedancia de sobretensión:

En esta condición, la tensión permanece constante a lo largo de la línea y hay un flujo constante de potencia real desde el extremo de envío al extremo receptor, con un flujo de potencia reactiva cero.

Perfiles de tensión y condiciones de carga

En la práctica, las líneas de transmisión rara vez terminan con su impedancia de sobretensión, lo que genera perfiles de tensión no uniformes a lo largo de la línea. En condiciones sin carga, la tensión aumenta desde el extremo emisor hasta el extremo receptor debido al efecto Ferranti. Por el contrario, en condiciones de cortocircuito, la tensión cae a cero en el extremo receptor. A plena carga, el perfil de tensión se encuentra entre estos dos extremos, generalmente más alto que el perfil de cortocircuito pero más bajo que el perfil sin carga.

Estas características de las líneas de transmisión sin pérdidas son vitales para el diseño y análisis de sistemas de energía, asegurando un suministro de energía eficiente y confiable con pérdidas mínimas y perfiles de voltaje estables bajo condiciones de carga variables.