8.11 : Reduzindo a perda de linha

Em um circuito trifásico, a perda na linha é um indicador da energia dissipada na forma de calor devido à resistência das linhas de transmissão. Para resolver isso, incorporar transformadores ao sistema – um transformador elevador na fonte e um transformador abaixador na carga – é uma solução estratégica. Dois transformadores trifásicos são introduzidos para melhorar isso.

Com um transformador elevador na fonte, a tensão é aumentada, reduzindo assim a corrente nas linhas de transmissão, uma vez que a perda de potência nas linhas de transmissão é proporcional ao quadrado da corrente, esta redução na corrente leva a uma diminuição nas perdas na linha.

Cálculo da Corrente da Linha:

A corrente de linha é calculada dividindo a carga refletida pela impedância (considerando a relação de espiras do transformador) pela tensão secundária do transformador.

A corrente de linha é:

Onde n é a relação de espiras do transformador e Z_load é a impedância real da carga no lado secundário

Cálculo da Tensão de Fase na Carga:

Se a relação de espiras primária e secundária do transformador for dada como N_p:N_s, então a tensão de fase na carga pode ser encontrada por:

onde:

V_fase é a tensão de fase na carga,

V_primary é a tensão de fase no lado primário do transformador

Em um sistema trifásico Y-para-Y (estrela-estrela) com transformadores em ambos os lados, a tensão total linha-linha na carga pode ser encontrada multiplicando-se a tensão de fase por sqrt 3, devido ao mudança de fase entre tensões de linha em uma configuração Y:

A potência real P entregue pela fonte em um sistema trifásico é:

Onde:

P é a potência real total fornecida pela fonte.

V_L é a tensão linha a linha.

I_L é a corrente de linha.

cos(θ) é o fator de potência.