Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

2.3 El transformador ideal 57
Z ' eq
a 2 Z eq
a 2 (Z línea Z' carga )
( 10) 1 2 (0.18 j0.24 400 j300 )
(0.0018 j0.0024 4 j3 )
5.003 ∠36.88°
Observe que Z0 carga 5 4 1 j3 V y Z9 línea 5 0.0018 1 j0.0024 V. El circuito equivalente resultante se
muestra en la figura 2-7b). La corriente en el generador es
I G
480 ∠0° V
5.003 ∠36.88°
95.94 ∠ 36.88° A
Si se conoce la corriente I G , se puede trabajar hacia atrás y encontrar I línea e I carga . El cálculo a través de
T 1 da como resultado
N P1 I G
I línea
N S1 I línea
N P1
N S1
I G
1
(95.94 ∠ 36.88° A) 9.594 ∠ 36.88° A
10
El cálculo a través de T 2 da como resultado
N P2 I línea
I carga
N S2 I carga
N P2
N S2
I línea
10
(9.594 ∠ 36.88° A) 95.94 ∠ 36.88° A
1
Ahora es posible contestar las preguntas originales. El voltaje de la carga está dada por
V carga
I carga Z carga
(95.94 ∠ 36.88° A)(5 ∠36.87° )
479.7 ∠ 0.01° V
y las pérdidas en la línea están dadas por
P pérdida
(I línea ) 2 R línea
(9.594 A) 2 (0.18 ) 16.7 W
Nótese que al elevar el voltaje de transmisión del sistema de potencia se reducen las pérdidas
de transmisión casi 90 veces. Además, el voltaje de la carga cayó mucho menos en el sistema con
transformadores en comparación con el sistema sin transformadores. Este simple ejemplo ilustra la
ventaja de utilizar líneas de transmisión con voltajes más altos, así como la extrema importancia de
los transformadores en los sistemas de potencia modernos.
Los sistemas de potencia reales generan potencia eléctrica a voltajes dentro del rango de 4 a
30 kV. Luego usan transformadores elevadores para subir el voltaje a un nivel mucho más alto (por
ejemplo 500 kV) para la transmisión a largas distancias, y transformadores reductores para reducir
el voltaje a un nivel razonable para la distribución y uso final. Como hemos visto en el ejemplo 2.1,
esto puede disminuir notablemente las pérdidas de transmisión en el sistema de potencia.