PARAMETROS DE LÍNEAS DE
PARAMETROS DE LÍNEAS DE
Ó
Ó
TRANSMISIÓN
TRANSMISIÓN
02/09/2014
Introducción
• Líneas Eléctricas
El bá i d l d lé i i ió
– Elementos básicos de las redes eléctricas cuya misión es transportar energía eléctrica entre dos puntos
• Tipos de Líneas Eléctricas
– Líneas aéreas (transporte y distribución). – Cables aislados (distribución)
Barras rígidas desnudas sobre aisladores – Barras rígidas desnudas sobre aisladores
(subestaciones, centros de transformación)
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Introducción
• Elementos
C d
– Conductores – Aisladores
– Estructuras de apoyo
Conductores
• Características deseables
– ↓ resistencia eléctrica ⇒↓ pérdidas por efecto Joule. – ↑ resistencia mecánica
– Precio bajo
• Materiales
⇒
Acero, cobre, aluminio y aleaciones
• Diámetros pequeños (4-7 mm)
⇒
Hilo macizo o
alambre de sección circular
• Secciones mayores
⇒
Cables
⇒
Hilos (filamentos)
trenzados helicoidalmente alrededor de unos hilos
centrales (alma o núcleo)
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Conductores
• Aluminio reforzado
(
)
con acero (ACSR)
Aisladores
• Unen conductores y apoyos manteniéndolos apoyos manteniéndolos eléctricamente separados • Cadenas verticales o en V
de discos de porcelana o vidrio.
• Número de discos ió
aumenta con tensión
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Estructuras de Apoyo – Líneas en 69 kV
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Estructuras de Apoyo – Líneas en 230 kV
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Estructuras de Apoyo
• Esfuerzos a los que están sometidos
V i l P d l d i d
– Verticales ⇒Peso de los conductores y manguitos de hielo.
– Transversales ⇒Acción del viento y tracción de los conductores en trazados en ángulo.
ESPECIFICACIONES DE
ESPECIFICACIONES DE
CONDUCTORES DE LÍNEAS ÁEREAS
CONDUCTORES DE LÍNEAS ÁEREAS
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CONDUCTOR ELÉCTRICO
• Un alambre ó combinación de alambres no
i l d
d l t
ll
d
d t
U
Tipos de Conductores
• CONDUCTORES HOMOGENEOS DE ALUMINIO
El aluminio es, después del cobre, el metal industrial de mayor conductividad eléctrica. Esta se reduce muy rápidamente con la presencia de impurezas en el metal Lo mismo ocurre para el cobre presencia de impurezas en el metal. Lo mismo ocurre para el cobre, por lo tanto para la fabricación de conductores se utilizan metales con un título no inferior al 99.7 %, condición esta que también asegura resistencia y protección de la corrosión.
• CONDUCTORES HOMOGENEOS DE ALEACION DE ALUMINIO
Se han puesto a punto aleaciones especiales para conductores eléctricos. Contienen pequeñas cantidades de silicio y magnesio (0.5 eléctricos. Contienen pequeñas cantidades de silicio y magnesio (0.5 0.6 % aproximadamente) y gracias a una combinación de tratamientos térmicos y mecánicos adquieren una carga de ruptura que duplica la del aluminio (haciéndolos comparables al aluminio con alma de acero), perdiendo solamente un 15 % de conductividad (respecto del metal puro).
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• CONDUCTORES MIXTOS DE ALUMINIO ACERO
Estos cables se componen de un alma de acero galvanizado recubierto de una o varias capas de alambres de aluminio puro. El alma de acero asigna solamente resistencia mecánica del cable, y no es tenida en cuenta en el cálculo eléctrico del conductor.
cue ta e e cá cu o e éct co de co ducto .
Circular Mil
• El tamaño de los conductores se define por su diámetro expresado enmils(unidad de longitud, 1/1000 de pulgada).
El área de sección transversal está dada en circular mils
El área de sección transversal está dada en circular mils.
Un circular mil es el área de un círculo de un mil de diámetro.
• Es posible demostrar la siguiente equivalencia:
2 2
lg 1000
1 4 1
4
1
mil p
CM
Es posible demostrar la siguiente equivalencia:
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CM
mm 1974
1 2
Sistema Americano AWG
Disposición de Conductores
• En la medida de lo posible los conductores de las líneas
é di d t l
aéreas se disponen de tal manera que sus secciones formen los vértices de un triángulo equilátero, de esta manera la caída de tensión inductiva es la misma para los tres conductores pero los tres conductores, pero también se suele usar la disposición en un mismo plano.
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Cable de Guardia
• Los cables de guardia instalados en las líneas de alta tensión, son cables sin tensión que se colocan en la parte más alta en las redes de alta tensión, se conectan a la misma tensión, se conectan a la misma estructura metálica en cada torre. Su función es:
– Generar un equipotencial de tierra en todo el trazado de la línea, rebajando al mínimo la resistencia de tierra ya que con el cable se unen todas las torres y por defecto todas las tomas de tierra por defecto todas las tomas de tierra del trazado.
– Otro motivo es para intentar captar el rayo durante las tormentas y conducirlo a tierra.
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Cable de Guardia OPGW
• El cable de guardia con fibra óptica OPGW para 11 kA de corriente de corto circuito es fabricado especialmente para su instalación en sistemas de alta tensión (150 kV).
CALCULO DE PARAMETROS DE UNA
CALCULO DE PARAMETROS DE UNA
LÍNEA DE TRANSMISIÓN
LÍNEA DE TRANSMISIÓN
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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA LÍNEA
DE TRANSMISIÓN
° Voltaje, frecuencia 230 kV, 50 ciclos
° Características del Conductor 954 MCM, ACSR, Código "RAIL", trenzado 45/7 tensión de rotura 11.750 Kg, 29.59 mm de diámetro y peso unitario 1.603 Kg/m
° Características del Cable de Guardia 5/16 pulg. de diámetro, EHS, 7 hebras, acero galvanizado tensión de rotura 5.080 Kg. 7.84 mm de diámetro y peso unitario 0.305. Kg/m
° Configuración de Conductores Triangular con un conductor por fase ° Configuración del Cable de Guardia Uno en posición horizontal ° Angulo de Protección del Cable de Guardia 10°
° Transposiciones 3 (aproximadamete al 17% , 50% y 83% del recorrido de la línea) ° Aisladores de Suspensión 5 3/4" x 10" carga electromecánica 15.000 lbs
Resistencia en Serie
La resistencia de un conductor es:
l
Determinación del Área
• Rcc, resistencia de corriente continua (Ω) • ρ, resistividad del
conductor (Ωmm2/m)
A l Rcc
Corrección por trenzado
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• l, longitud del conductor (m)
• A, área del conductor (mm2)
Resistencia en Serie
• Un conductor a mayor temperatura este presenta
Corrección por temperatura
mayor resistencia.
2 1
1
2 R 1 T T
DE CONDUCTORES ASCR
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Radio aparente del conductor
• Área:
• Diámetro de hilo de aluminio
2 2 28 . 483 1974 1 954000 mm CM mm CM
A
d
• Diámetro de hilo de aluminio
• Perímetro del diámetro “d”
mm mm A d mm mm N A A Al h Al h al de hilos Al h 70 . 3 74 . 10 4 4 74 . 10 45 28 . 483 2 2 2 hAl d d
Cd9.5dhAl
Radio aparente del conductor
• El diámetro aparente es:
• El radio aparente es:
mm d mm mm d d d ap St h Al h ap 64 . 29 48 . 2 3 70 . 3 6 3 6 mm mm d
rap ap 2 14.82
64 . 29
2
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Calculo de la Resistencia
• La resistencia cc. a 20º C, es.
Valores Característicos
mm
Rcc
2826 2 1 0058
• Se puede definir la resistencia efectiva a partir
km mm
km A
Calculo de la Resistencia
• La constante K, se puede hallar por tablas, en base del valor X
47 1 50 1 05
0
Hz x 1.10000 1.15000 1.20000 1.25000 K = R/ Ro
• La resistencia ca. a 20º C, es.
L i t i 50º C
47 . 1 / 058 . 0 05 . 0 km x 022 . 1 K X K 0.00 1.00000 0.10 1.00000 0.20 1.00002 0.30 1.00004 0.40 1.00013 1.00 1.00519 1.00000 1.05000
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
X =mr
km km
K R Rca cc
1.022 0.058 0.060
• La resistencia ca. a 50º C, es.
02/09/2014 Relación entre resistencia de
corriente alterna y continua
1.10 1.00758 1.20 1.01071 1.30 1.01470 1.40 1.01969 2.50 1.17538 2.60 1.20056 2.70 1.22753 2.80 1.25620 2.90 1.28644 C C T T R
R2 11 2 1 0.061 0.00403 1 50 20
km Rca50C0.067
Inductancia en Serie
• La distancia media
geométrica de la línea es: Configuración de la línea
• La inductancia de la línea es: mm m m m m D D D D D g AC BC AB g 6480 48 . 6 6 . 6 98 . 4 27 . 8 3 3 6.6m 4.98m a b c H D Ln
L 05 2 g 104 02/09/2014 km H km H mm mm Ln L km r Ln L a ap a 3 4 1.27 10
10 82 . 14 6480 2 5 . 0 10 2 5 . 0
Inductancia en Serie
• La inductancia con el radio medio geométrico es:
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Capacitancia en paralelo
• La capacitancia fase – neutro, es:
km F r D Ln m F r D Ln C ap g ap g o a
0.0556 2
• La capacitancia con el efecto de la tierra es:
km F mm mm Ln Ca ap ap 3 10 14 . 9 82 . 14 6480 0556 . 0 km F H H H L D L C g a 3 31 23 12 0556 . 0 Ln