Por que existem apenas 3 fios nesta linha de energia?

Quando eu estava no Alasca, vi uma linha de alta tensão, mas não vi o ponto morto.

Isso ocorre porque a água é condutora o suficiente ao lado dela para ser usada como neutra? Ou são apenas duas fases.

Onde eu moro, Colorado, todas as linhas de energia têm os dois fios neutros no topo.

A maioria das transmissões de alta tensão a longa distância é feita na configuração Delta trifásica, exigindo apenas três cabos.

Isso economiza o custo do quarto cabo, usado para a linha neutra. Também evita problemas de correntes desequilibradas que fluem através do quarto cabo ou da terra, pois na configuração Delta qualquer desequilíbrio de corrente em uma fase é automaticamente compartilhado nas outras duas fases, resultando em menores perdas.

Se a configuração trifásica em estrela com quatro cabos for usada, geralmente ocorrerá apenas em curtas distâncias na estação geradora e nas instalações do usuário final. A conversão em cada extremidade é geralmente obtida pelos transformadores Wye-Delta.

Na foto inferior deste conjunto, os fios no topo das torres não aparecem bem, exceto que um deles tem uma bola de marcação afixada para alertar os aviadores. Esses fios superiores são conectados às partes superiores das torres sem isoladores e agem para desviar os raios de luz para a estrutura das torres mais próximas e depois para a terra através de hastes de aterramento, em vez de atingir os cabos de energia e causar picos de corrente e tensão no rede.

Além disso, na foto inferior, os seis cabos compreendem duas linhas de transmissão Delta trifásicas independentes de três cabos cada.

Essa transmissão é provavelmente trifásica na configuração Delta, em oposição à configuração Wye (Y). Delta não tem uma linha neutra, enquanto Wye possui. Link da Wikipedia para circuitos trifásicos balanceados Como você pode ver, a conexão Wye tem uma linha neutra, enquanto o Delta não.

A transmissão CA de longa distância é normalmente trifásica sem ponto morto.

Na extremidade receptora, um transformador trifásico reduz a tensão da "faixa de vários kV" para os níveis domésticos normais (talvez um pouco mais alto se alimentar um sistema intermediário). Para as famílias, um neutro é obtido do lado de saída do transformador, mas, na transmissão de longa distância, o primário do transformador (que recebe a energia) não precisa de um neutro.

No meu país, e provavelmente em muitos outros países, há um fio terra no topo de cada pilão. Este fio terra existe por razões de proteção contra raios . Somente para a transmissão de energia, tudo o que você precisa são as três fases, porque a terra é usada como potencial de referência. Para transmissão de longa distância, também não há necessidade estrita de um fio neutro. Se não houver nada errado, nenhuma corrente fluirá na linha neutra.

As linhas de alta tensão (aquelas em torres enormes com isoladores longos) são quase sem exceção a corrente alternada Delta trifásica, dois grupos independentes se a torre tiver 6 fios. Não é necessário neutro ou terra. Os dois fios no topo da torre no Colorado não estão relacionados à distribuição de energia.

O único local em que a empresa de energia pendura os fios neutros são os circuitos de baixa tensão para residências e pequenas empresas - esses são normalmente os únicos consumidores de energia não trifásica que a maioria das pessoas encontra.

A transmissão de energia trifásica não precisa de um fio neutro. Isso faz parte de sua atração. Reduz a quantidade de material usado para fazer as linhas de transmissão em 1/4

As tensões estão fora de fase em 120 graus, digamos A leva B por 120, B leva C por 120, C leva A por 120.

A matemática disso é que A + B + C somam 0 e, portanto, não precisa de um quarto fio neutro.

Quando me ensinaram essas coisas na escola nos anos 70, a AFAICR os diagramas eram todos em estrela / estrela; talvez ainda estivéssemos empolgados com o "National Grid" do Reino Unido, então isso pode ter sido ensinado a 16 anos, mas eu provavelmente o abordei em Física entre 17 e 18 anos. Portanto, nossa explicação pode ter sido simplificada :-)

Os circuitos trifásicos de 3 ou 4 fios da wikipedia mostram que o neutro é opcional em estrela / estrela e desnecessário no delta. Essa mudança de fase de 120 graus é a técnica usada e a Wikipedia cobre a teoria em Circuitos Balanceados

Você pode demonstrar isso se tiver uma planilha que possa desenhar três gráficos de linhas simultâneos, criando três colunas contendo sin (x), sin (x + 2pi / 3), sin (x-2pi / 3) (alguns pi de comprimento) e plotando-os.

Esta escola de física mostra os gráficos das matemáticas que IMHO são mais claras do que os diagramas das wikipedias.

Onde eu moro, Colorado, todas as linhas de energia têm os dois fios neutros no topo.

Não, eles não. O que sua foto mostra são dois fios de pára-raios na parte superior da torre. Depois, existem dois grupos trifásicos separados em ambos os lados da torre.

As linhas de transmissão não servem uma diversidade de cargas; eles servem subestações. Eles não atendem a nenhuma carga monofásica.

O gênio de Tesla é que ele descobriu que a energia trifásica de 120 graus poderia ser ligada em uma configuração "delta" sem que nada explodisse. Isso requer apenas 3 fios, em oposição aos 4 exigidos pelo "wye" trifásico ou ou bifásico.

Cargas industriais grandes (como subestações) não precisam particularmente de neutro para nada, então o delta é usado para economia de fio.

Quando você vê um quarto ou sétimo fio nas linhas de transmissão, é um atrator de raio manter os raios fora dos condutores.

A energia Delta é ótima para distribuição de alta potência; é derrubado para "trançado" trifásico ou trifásico próximo ao cliente. Também se sabe que a indústria usa 480 delta, embora 480 wye / 277 por perna seja mais versátil.

Uma vantagem do 480 delta é que ele pode ser fornecido como um sistema isolado - às vezes importante, por exemplo, se será corrigido para o DC.

A linha de transmissão nunca conectada em estrela ou delta depende da fonte em que está conectada, pois todos os geradores são conectados em estrela na rede do sistema de energia bz, com suas vantagens como menos isolamento (vantagem principal) e apenas um relé de falta à terra simples, 90% a falha é detectada. mas os geradores são projetados para ter equilíbrio, então tudo depende da carga se a carga for balanceada, então não haverá nenhum problema, porque a corrente neutra é zero, portanto não usamos fio neutro. Mas, no caso de desequilíbrio pesado como (falhas assimétricas), o terra é usado para o fluxo de corrente de sequência zero, porque todos os transformadores e geradores têm seu neutro aterrado.

Existe uma capacitância entre as linhas de energia trifásicas e o solo abaixo das linhas de energia.
Se todas as linhas estiverem a uma distância igual do solo, cada uma produzirá a mesma capitância durante o ciclo trifásico. Nessas torres, você normalmente não verá um quarto fio. Se as linhas forem colocadas na torre verticalmente, de modo que cada linha não fique igualmente distante do solo, a capacitância da linha / terra será diferente para cada fase. Isso parecerá um desequilíbrio no gerador. Esse 4º fio é colocado no topo da torre (às vezes 2 deles) também está em potencial de terra, de modo a tornar a capacitância entre a linha superior e o solo mais igual à capacitância entre as linhas inferiores e o solo. Lembre-se de que é o potencial ou a tensão entre os condutores que cria a capacitância. É a corrente que flui nos condutores que causa indutância. Ps. Confira a lei OHMS para corrente alternada.