8.11 : ridurre la perdita di linea

In un circuito trifase, la perdita di linea è un indicatore dell'energia dissipata sotto forma di calore a causa della resistenza delle linee di trasmissione. Per risolvere questo problema, incorporare trasformatori nel sistema (un trasformatore step-up alla fonte e un trasformatore step-down al carico) è una soluzione strategica. Per migliorare questo aspetto vengono introdotti due trasformatori trifase.

Con un trasformatore elevatore alla sorgente, la tensione viene aumentata, riducendo così la corrente nelle linee di trasmissione poiché la perdita di potenza nelle linee di trasmissione è proporzionale al quadrato della corrente. Questa riduzione di corrente porta ad una diminuzione delle perdite di linea.

Calcolo della corrente di linea:

La corrente di linea viene calcolata dividendo il carico riflesso dall'impedenza (considerando il rapporto spire del trasformatore) per la tensione secondaria del trasformatore.

La corrente di linea è:

Dove n è il rapporto spire del trasformatore e Z_load è l'impedenza di carico effettiva sul lato secondario

Calcolo della tensione di fase al carico:

Se il rapporto spire primario-secondario del trasformatore è indicato come N_p:N_s, la tensione di fase al carico può essere trovata da:

Dove V_phase è la tensione di fase al carico e V_primary è la tensione di fase sul lato primario del trasformatore

In un sistema trifase Stella-Stella (Y-Y) con trasformatori su entrambi i lati, l'intera tensione linea-linea al carico può essere trovata moltiplicando la tensione di fase per la radice quadrata di 3, a causa dello sfasamento tra le tensioni di linea in una configurazione a stella:

La potenza reale P erogata dalla sorgente in un sistema trifase è:

Dove P è la potenza reale totale erogata dalla sorgente, V_L è la tensione da linea a linea, I_L è la corrente di linea e cos(θ) è il fattore di potenza.