- Explicar por que uma linha de transmissão utiliza um Sistema Triângulo para transportar Energia Elétrica?
Passo 1
O enunciado pergunta por que as linhas de transmissão de energia elétrica em alta tensão são dispostas em “sistema triângulo” (ou “delta”), tanto na conexão elétrica quanto, muitas vezes, na disposição física dos condutores. Para responder, vamos usar conceitos de sistema trifásico balanceado, geometria de arranjo de condutores e características das ligações estrela (Y) e triângulo (Δ).
Passo 2
Num sistema trifásico balanceado temos três fases com tensão defasada de
. A grande vantagem sobre o monofásico é transportar mais potência com menos material. Matemática dessa potência: se a tensão de linha é
e a corrente de linha é
, a potência ativa é
onde
é o ângulo de defasagem tensão-corrente. Esse ganho de
vem justamente da combinação trifásica.
Passo 3
Na ligação triângulo (Δ) cada bobina (fase) é ligada entre duas linhas, de modo que a tensão de fase
coincida com a tensão de linha:
Por outro lado, a corrente de linha e a corrente de fase se relacionam por
Isso dispensa o condutor neutro (não há ponto comum à três bobinas) e faz as correntes circularem internamente em harmônicas de terceira ordem, reduzindo distúrbios na rede.
Passo 4
Fisicamente, dispor os três condutores nos vértices de um triângulo equilátero garante que todas as distâncias mútua
(entre fase
e fase
) sejam iguais. Como a capacitância por quilômetro entre fases depende de
ter
deixa todas as capacitâncias iguais, e o mesmo vale para as indutâncias mútuas. Isso assegura um sistema perfeitamente balanceado, sem correntes de seqüência zero e com menor emissão de ruído corona.
Passo 5
Comparando com estrela (Y), no Δ não precisamos de um quarto condutor (neutro), o que reduz custos e simplifica a isolação. Além disso, as correntes de terceira harmônica circulam internamente no triângulo, não saem para a rede. Isso melhora a qualidade da potência transmitida e facilita a regulação de tensão através de bancos de transformadores Δ–Y.
Passo 6
Portanto, a combinação elétrica em triângulo e o arranjo espacial triangular proporcionam:
- Igualdade de parâmetros elétricos
, entre fases. - Eliminação do condutor neutro.
- Circulação interna de harmônicas indesejadas.
- Sistema trifásico balanceado e eficiência máxima no transporte de potência.
Resposta
Uma linha de transmissão usa sistema triângulo porque ele mantém as distâncias e, consequentemente, as capacitâncias e indutâncias iguais entre fases (garantindo equilíbrio), elimina a necessidade de neutro, confina correntes de terceira harmônica dentro do circuito Δ e maximiza a potência transportada com três condutores de mesma isolação.