¿Cómo funcionan las torres de transposición en las líneas de transmisión?

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Hay torres de transposición en las líneas eléctricas de distribución de energía. La idea es que, por ejemplo, tiene tres conductores que corren en paralelo a la misma altura y el más a la izquierda es la fase A y, después de la transposición, el intermedio es la fase A y el que está más a la izquierda en la actual fase C y la fase B, que originalmente era la central. El conductor es ahora el más adecuado. Wikipedia dice que se necesita porque

  

La transposición es necesaria ya que hay capacitancia entre los conductores, así como entre los conductores y la tierra. Esto normalmente no es simétrico a través de las fases. Al transponer, la capacitancia total para toda la línea se equilibra aproximadamente.

No lo entiendo. Son tres cables en paralelo antes de la transposición y tres cables en paralelo después de la transposición y las distancias entre los cables son las mismas antes y después de la transposición (y la distancia entre los cables y el suelo apenas puede controlarse porque la superficie del suelo es desigual y cambios con el tiempo).

¿Cómo la transposición de tres cables paralelos a tres cables paralelos ayuda a equilibrar la capacidad de la línea?

Edición: enterrado en los comentarios de una respuesta es un enlace a una imagen que destaca la disposición de las fases en la torre de transposición en el artículo de wikipedia vinculado anteriormente. La imagen merece ser mostrada aquí ...

    
pregunta sharptooth

4 respuestas

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La imagen muestra tres arreglos comunes de cables. Agregué símbolos de cable a cable, tenga en cuenta que también tiene una capacidad de cable a tierra para cada cable. Los valores de los condensadores disminuyen a medida que aumenta la distancia entre los cables.

La imagen es trabajo propio, CC BY-SA 3.0

Caso 1, Tres cables en un nivel (distancias iguales a tierra, pero distancias de cable a cable):

La capacitancia desde el cable central a los dos cables en los lados es más grande que la capacitancia entre los dos cables en la parte exterior del sistema.

En general, desea tener una capacitancia aproximadamente igual de cada cable a los otros dos cables. Por lo tanto, mediante la transposición de los cables, se crea, en promedio, una distancia igual (y capacitancia) entre todos los cables entre sí.

Caso 2, Tres cables dispuestos como un triángulo (distancias iguales de cable a cable, pero distancias diferentes a tierra):

En toda la longitud del sistema, las distancias y los valores de capacitancia de los tres cables entre sí son iguales, pero la capacitancia del cable a tierra es mayor para el (los) cable (s) más cercanos (s) a tierra.

Al intercambiar los tres cables con la transposición, cada cable pasa una distancia promedio igual al suelo. Por lo tanto, los valores de capacitancia de cable a tierra coinciden con el sistema trifásico.

Caso 3, Los cables no están separados por igual entre sí ni a tierra

Ahora, terminas con dos razones para la transposición a lo largo de la carrera total de tu línea.

    
respondido por el zebonaut
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Este es el mismo concepto que detrás de los cables de par trenzado. Dos cables paralelos se acoplarán de forma diferente al entorno porque están en lados diferentes. Al torcerlos, promedia que el acoplamiento externo sea aproximadamente el mismo de cada cable al entorno.

Es un poco más complicado cuando tienes 3 cables porque también quieres equilibrar el acoplamiento entre los cables. Al retorcer los tres cables periódicamente, cada uno de los cables se trata por igual con respecto al acoplamiento a tierra, los otros cables y cualquier otra cosa a su alrededor. La radiación al espacio también es un problema con las líneas eléctricas grandes. Una vez más, desea que todos los efectos sean iguales entre los tres conductores.

Las líneas eléctricas no aparecen torcidas a primera vista porque el paso de la torsión es de millas. Desea que el paso de giro sea una pequeña fracción de una longitud de onda y que haya suficientes giros en una línea para que las cosas se nivelan bien. A 60 Hz, unas pocas millas siguen siendo una distancia "corta".

    
respondido por el Olin Lathrop
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De B.M. Sistemas de energía eléctrica de Weedy 3e (énfasis mío):

  

El espaciado asimétrico de los conductores produce diferentes inductancias para cada fase, lo que provoca una caída de voltaje desequilibrada, incluso cuando las corrientes de carga están equilibradas. El voltaje o la corriente residual o resultante inducen voltajes no deseados en las líneas de comunicaciones cercanas. Esto se puede superar mediante el intercambio de posiciones de los conductores, son intervalos regulares a lo largo de la ruta, una práctica conocida como transposición .

He visto diseños de líneas de transmisión que requerían un espaciado desigual de los conductores (es decir, a + 1200 mm, + 375 mm y -1200 mm a lo largo del brazo cruzado de un poste de madera en forma de T.

    
respondido por el Li-aung Yip
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Supongamos que tienes tres cables en un plano horizontal:. . .

El cable del medio es adyacente a otros dos cables. Por lo tanto, se verá afectado de manera diferente a los cables en el extremo. Así que quieres que cada cable esté en el medio a cierta distancia, para que los efectos se equilibren.

También es común tener tres cables verticalmente:

.
.
.

En este caso, uno de los cables estará más cerca del suelo que los otros dos, además del hecho de que uno de los cables está entre dos cables y los otros dos no lo están.

    
respondido por el ChrisPhoenix

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