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PW-C4 · Transmisión y por-unidad

Regulación de tensión: sujeta la tensión gobernando la reactiva

Cuando la carga cambia, la caída I·Z hace oscilar la tensión en el extremo receptor: baja con carga pesada y sube con carga ligera. Aun así, la tensión debe estar dentro del rango establecido, así que arrastra tú mismo la manija que repone reactiva con un condensador para reducir la caída, y aprende cómo una tensión caída vuelve a llevarse dentro del rango.

Aumenta el condensador, lleva la tensión a la banda

Con carga pesada, la tensión en el extremo receptor ha caído por debajo del límite inferior (rojo). Al arrastrar la manija crece la reactiva del condensador Q_C, así que disminuye la reactiva en retraso que recorre la línea, la caída en X se reduce y el marcador de tensión sube dentro de la banda verde (0,95 a 1,05). Si se aumenta demasiado, se pasa de la banda a sobretensión.

Arrastra la manija a izquierda y derecha para cambiar la cantidad de capacidad. Al principio no hay condensador y V_r = 0,88; con Q_C entre 0,175 y 0,425 queda dentro de la banda, y donde Q_C iguala la reactiva de la carga Q_L = 0,3 vale exactamente 1,000.
Tensión receptora (banda 0.95 a 1.05)
V_r ≈ 0.880 pu
Subtensión · bajo la banda
Q_C ≈ 0.00 Q_L = 0.30

La tensión oscila con la carga

La tensión en el extremo receptor es más baja que en el emisor en la caída I·Z que la corriente de carga produce en la impedancia de la línea. Por eso, con carga pesada a mediodía la tensión cae de golpe, y con carga ligera de noche la caída es pequeña y la tensión queda casi igual, o en líneas largas la corriente de carga capacitiva puede incluso elevarla por encima de la del emisor (efecto Ferranti). Los equipos solo funcionan bien cerca de su tensión nominal, así que hay que mantener la tensión dentro del rango establecido cambie como cambie la carga.

Compensación reactiva empuja la tensión

En la caída e ≈ I(R cosφ + X sinφ), X es grande en las líneas de alta tensión, así que el término X sinφ, es decir, la corriente reactiva, domina la caída. Si junto a la carga se coloca un condensador que reponga la reactiva en retraso, disminuye la corriente reactiva que recorre la línea, la caída se reduce y la tensión del extremo receptor sube. Al contrario, cuando aparece sobretensión con carga ligera, un reactor en derivación absorbe reactiva y baja la tensión; los equipos que entregan o absorben reactiva para empujar así la tensión se llaman equipos de compensación de reactiva.

ObservaVR(%) = (Vnl − Vfl) / Vfl × 100
La regulación de tensión es la diferencia entre la tensión en vacío y a plena carga dividida entre la tensión a plena carga.
Eligee ≈ I(R cosφ + X ?)
En líneas de alta tensión la caída la domina el término X por sinφ.
CompletaQC ↑ → Vr ?
Reponer reactiva con un condensador sube la tensión.
Por tu cuentaSobretensión → con un reactor, Vr ?
La sobretensión con carga ligera se baja con un reactor.

Cambio de tomas · directo por relación

Otro mando es la toma del transformador. Cambiar la toma del devanado ajusta la relación de espiras y sube o baja directamente la tensión del lado de la carga, así que en las horas de carga pesada se baja la relación de espiras para subir la tensión, y en las de carga ligera se hace lo contrario. Se usan mucho los cambiadores de tomas bajo carga (OLTC), que cambian la toma en funcionamiento sin cortar la corriente. Operando juntos la compensación de reactiva y el cambio de tomas, la tensión del extremo receptor se mantiene dentro del rango establecido aunque la carga oscile todo el día.

De vuelta a la primera pantalla

Al agrandar el condensador, el marcador de tensión del extremo receptor, caído en rojo, subió a la banda verde, y al agrandarlo más se pasó por arriba a sobretensión, porque el condensador repuso la reactiva en retraso de la línea y redujo la caída X sinφ. La regulación de tensión consiste en entregar o absorber reactiva de este modo y, si hace falta, cambiar incluso la relación de espiras con las tomas del transformador, para que la tensión quede atada dentro de la estrecha franja del rango establecido oscile como oscile la carga.

Regulación de tensión: al cambiar la carga, la caída I·Z hace que la tensión del extremo receptor baje (carga pesada) o suba (carga ligera · Ferranti). Regulación de tensión VR = (Vvacío − Vplena carga)/Vplena carga. Como la caída la domina el término X sinφ, la compensación de reactiva (condensador = entrega reactiva → tensión ↑, reactor = absorbe reactiva → tensión ↓) y el cambio de tomas del transformador (ajuste de la relación de espiras) mantienen la tensión dentro del rango establecido (como ±5%) aunque la carga oscile.
El siguiente paso

Hasta aquí el lado de la transmisión, que envía la electricidad lejos. La siguiente unidad (PW-C5) trata los sistemas de distribución que la reparten hasta los usuarios: conexiones como monofásica de 2 hilos, trifásica de 3 hilos y trifásica de 4 hilos, y disposiciones desde las radiales que se extienden en un solo sentido hasta los anillos y las redes malladas con varios caminos; cómo se arma una red de distribución sopesando fiabilidad y coste cierra la sección C.