28.2 : Linee Senza Perdita

In ingegneria elettrica, una linea di trasmissione senza perdite, è caratterizzata da una costante di propagazione puramente immaginaria e da un'impedenza caratteristica resistiva. I parametri ABCD, che descrivono la relazione tra le tensioni e le correnti di ingresso e di uscita, indicano un circuito π equivalente, con un'impedenza immaginaria in serie e un'ammettenza di shunt. Ciò si traduce in una linea di trasmissione che, quando il prodotto fra la costante di fase (beta) e la lunghezza della linea è inferiore a pi greco, presenta un'impedenza induttiva in serie e un'ammettenza di shunt capacitiva, assicurando che rimanga senza perdite.

Lunghezza d'Onda e Propagazione

La lunghezza d'onda è la lunghezza fisica su cui la fase della tensione o della corrente, cambia di 2π. Ciò viene determinato utilizzando la velocità di propagazione del segnale. Per una linea senza perdite, la lunghezza d'onda è fondamentale per determinare la lunghezza elettrica della linea e le sue caratteristiche di fase.

Carico di Impedenza di Sovratensione

Il carico di impedenza di sovratensione (SIL), è un concetto utilizzato per descrivere la potenza che può essere erogata a una resistenza di carico, pari all'impedenza di sovratensione della linea di trasmissione. Per una linea di trasmissione con un'impedenza caratteristica resistiva, il SIL viene calcolato utilizzando la tensione nominale e l'impedenza di sovratensione:

In questa condizione, la tensione rimane costante lungo la linea e si verifica un flusso costante di potenza reale dall'estremità di invio a quella di ricezione, con flusso di potenza reattiva pari a zero.

Profili di Tensione e Condizioni di Carico

In scenari pratici, le linee di trasmissione sono raramente terminate con la loro impedenza di sovratensione, il che porta a profili di tensione non uniformi lungo la linea. In condizioni di assenza di carico, la tensione aumenta dall'estremità di invio all'estremità di ricezione, a causa dell'effetto Ferranti. Al contrario, in condizioni di cortocircuito, la tensione scende a zero all'estremità di ricezione. A pieno carico, il profilo di tensione si trova tra questi due estremi, generalmente più alto del profilo di cortocircuito, ma più basso del profilo senza carico.

Queste caratteristiche delle linee di trasmissione senza perdite, sono fondamentali per la progettazione e l'analisi dei sistemi energetici, garantendo un'erogazione di energia efficiente e affidabile, con perdite minime e profili di tensione stabili in condizioni di carico variabili.