27.4 : Parámetros de la línea de transmisión

Inductancia: líneas monofásicas y trifásicas

Comprender la inductancia de las líneas de transmisión es fundamental para el diseño y el funcionamiento eficiente de los sistemas de energía eléctrica. En este artículo se analizan en profundidad las características de inductancia de las líneas de transmisión monofásicas de dos cables y trifásicas de tres cables con el mismo espaciado de fases.

Línea monofásica de dos cables

Una línea monofásica consta de dos conductores cilíndricos sólidos, denominados x e y. Cada conductor transporta corrientes fasoriales i_x e i_y, respectivamente. Dado que la suma de estas corrientes es cero, podemos calcular el flujo total que une al conductor x. Este flujo de unión se obtiene mediante:

Donde r_x^’ es el radio efectivo del conductor x, teniendo en cuenta el efecto de proximidad.

La inductancia por conductor, L_x del conductor x, es entonces:

De manera similar, para el conductor y, se calculan la inductancia y el enlace de flujo. La inductancia total del circuito monofásico, también conocida como inductancia de bucle, es:

Línea trifásica de tres cables

Para una línea trifásica, hay tres conductores cilíndricos sólidos, a, b y c, cada uno con un radio igual r y un espaciado de fase igual D. Suponiendo corrientes de secuencia positiva equilibradas, el flujo total que une la fase a es:

De esto se deriva la inductancia de la fase a:

Debido a la simetría, la misma inductancia se aplica a las fases b y c. Para un funcionamiento trifásico equilibrado, solo se debe considerar una fase, ya que los enlaces de flujo de cada fase son iguales en magnitud y están desplazados 120 grados.

Comprender estos cálculos de inductancia ayuda en el diseño y análisis de líneas de transmisión, garantizando pérdidas mínimas y un rendimiento óptimo.