Por-unidad: la relación del transformador desaparece

Arrastra la relación y compara los dos

Una misma impedancia secundaria, referida al primario. La barra superior es el valor en ohmios (crece con el cuadrado de la relación a), la inferior es el valor por-unidad. Arrastra el tirador para cambiar a. La barra de ohmios oscila, pero la de por-unidad no se mueve de su sitio.

Una razón a una base

El sistema por-unidad expresa tensión, corriente, impedancia y potencia como razones a sus propias bases. Se fija una potencia base S_base para todo el sistema, y una tensión base V_base por cada nivel. Entonces la impedancia base es Z_base = V_base²/S_base, y el valor por-unidad de cualquier impedancia es Z_pu = Z/Z_base. Cada cantidad se vuelve un número adimensional limpio cerca de 1, fácil de comparar y calcular.

Lo mismo a través de un transformador

La clave es fijar las tensiones base en la relación de espiras del transformador. Entonces el valor por-unidad de una impedancia física es exactamente el mismo visto desde el primario o el secundario. En ohmios la conversión multiplica por el cuadrado de la relación a², así que el valor cambia mucho, pero en por-unidad ese a² multiplica igualmente a la impedancia base y se cancela. Por eso la barra superior osciló con a² mientras la inferior se mantuvo quieta.

Así el sistema se unifica en uno

Como la relación del transformador desaparece, las impedancias de distintos niveles de tensión pueden simplemente sumarse y compararse una vez en por-unidad. Por eso las placas de generadores y transformadores dan la impedancia en porcentaje o por-unidad. La faena de convertir en cada nivel en los estudios de flujo de carga y de falla desaparece, y todo el sistema se vuelve un diagrama de impedancia sin transformadores. El por-unidad no es mera notación sino el lenguaje que hace posible el análisis del sistema.

De vuelta a la primera pantalla

Cuanto más arrastrabas la relación a, más oscilaba la barra de ohmios con a², pero la de por-unidad nunca se movió. El mismo a² multiplica tanto la impedancia referida como la base, así que se cancela y desaparece en por-unidad. En el lenguaje de los ohmios el valor salta en cada transformador, pero en el de por-unidad el transformador es invisible. Así se puede tratar todo el sistema como un único diagrama de impedancia sin transformadores.

Con las impedancias unificadas en por-unidad, toca cuantificar qué pasa cuando la corriente fluye por esa impedancia de línea. La próxima unidad (PW-C3) mira la caída de tensión y la pérdida de potencia: cómo la diferencia entre la tensión emisora y receptora depende de la corriente de carga, la Z de línea y el factor de potencia, y por qué la pérdida I²R que absorbe la resistencia de línea cae al subir la tensión.