RESISTENCIA DE LINEAS DE TRANSMISION. OBJETIVO Verificar los parámetros de Resistencia de una Línea de transmisión

(1)

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

ESCUELA DE INGENIERIA EN ENERGIA

CURSO: SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA VIII CICLO SEMANA 8

RESISTENCIA DE LINEAS DE TRANSMISION

OBJETIVO

Verificar los parámetros de Resistencia de una Línea de

transmisión

BIBLIOGRAFIA

Duncan-Sarma.2003. SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA. Editorial Ciencias e Ingenieria.3° Edición. CAPITULO IV

(2)

CONTENIDO :

1. INTRODUCCION

2. RESISTENCIA

3. UNIDADES.

4. FACTORES DE RESISTENCIA

5. PRACTICA DOMICILIARIA.

6. ANEXOS A.3 Y A.4

Ing. César L.López Aguilar SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA ING. EN

(3)

3

1. INTRODUCCION

Hasta el momento se ha analizado de manera general un sistema eléctrico de potencia monofásico y trifásico, las conexiones en Delta y Estrella, los valores base del sistema, los valores por unidad del sistema, el valor de la impedancia de la línea, las pérdidas de energía del sistema eléctrico. Posteriormente se estudió los transformadores como uno de los elementos principales del sistema. Ahora estudiaremos la LINEA, conocido como LINEA DE TRANSPORTE o LINEA DE TRANSMISION.

Para el modelo del sistema eléctrico mostrado, nuestro estudio se centra en la Línea de 220 kV y 66 Kv.

(4)

4

1. INTRODUCCION

Llegada de línea de transmisión 138 kV a la Subestación Bellamar (lado izquierdo) y Salida Línea de Transmisión Trapecio 138 kV. (lado derecho). Al fondo sale la Línea de Transmisión Nepeña (138 kV.).

(5)

5

1. INTRODUCCION

(6)

6

1. INTRODUCCION

Diagrama unifilar del sistema eléctrico de Chimbote. Por ejemplo la Línea de Nepeña tiene una tensión de 138 Kv, de 17.45 Km. De longitud, conductor tipo AAAC 120 mm².

(7)

2. RESISTENCIA

La resistencia de corriente directa a una temperatura

“T” es:

…….Ec. 1

En donde:

ρ

_T

= Resistividad del conductor a la temperatura

“T”

L = Longitud del conductor

A= Área de la sección transversal del conductor.

3. UNIDADES

En la tabla 1, se resume dos conjuntos de unidades de uso común

para el calculo de la resistencia, el SI y las unidades inglesas. En

unidades inglesas, el área de la sección transversal del conductor

se expresa en circular mils (cmil).

Una pulgada es igual a 1000 mils y 1cmil es igual π/4 mil

2

_.

(8)

Un círculo con diámetro de Din, osea (Din)(1000mil/in)=1000Dmil= d mil, tiene un área

.

Es decir:

8 Ing. César L.López Aguilar SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA_ ING. EN ENERGIA

La resistividad depende del metal del conductor. El cobre recocido es el estándar internacional para medir ρ (o la conductividad σ, en donde σ=1/ρ). En la tabla siguiente se encuentra una lista de la resistividad de los metales para conductores. Como se muestra en el aluminio estirado en frio, el cual tiene 61% de la conductividad del estándar internacional, tiene una resistividad a 20°C de 17.00 Ωcmil/ft, o bien, 2.83x10-8Ωm

Tabla 1. Comparación de las unidades del SI e Inglesas, para el cálculo de la resistencia de conductores

(9)

9 Ing. César L.López Aguilar SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA_ ING. EN ENERGIA

Tabla 2. % de conductividad, resistividad y constante de temperatura de metales para conductores

(10)

4 FACTORES DE RESISTENCIA

La resistencia de los conductores depende de los factores siguientes: 1. La disposición del espiral

2. Temperatura

3. Frecuencia (“efecto piel”).

4. Magnitud de la corriente; conductores magnéticos

• Para los conductores trenzados, las capas alternadas de hilos describen espirales en direcciones opuestas para mantener los hilos unidos. La formación de la espira hacen que los hilos sean 1 o 2% más largos que la longitud real del conductor; por lo tanto la resistencia de cd de un conductor trenzado es 1 o 2% mayor a lo calculado en la ec. 1.

• La resistividad de los metales para conductores varía linealmente sobre las condiciones normales de operación, de acuerdo con:

….….Ec. 2

Donde ρ_T2 y ρ_T1 son las resistividades a las temperaturas de T₂ y T₁ °C. T es una constante de temperatura que depende del material del conductor y se encuentra listado en la tabla 2.

(11)

Ing. César L.López Aguilar SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA_ ING. EN

ENERGIA 11

La resistencia de ca o resistencia efectiva de un conductor es ….….Ec. 3

Donde P pérdida es la pérdida real del conductor, en watts, I es la corriente rms en el conductor. Para la cd, la distribución de la corriente es uniforme en toda la sección transversal del conductor y la ecuación 1 es válida. Si embargo, para la ca, la distribución de corriente no es uniforme, conforme aumente la frecuencia, la corriente en un conductor cilíndrico sólido tiende a agolparse hacia la superficie del mismo, con menor densidad de corriente en el centro de éste. Este fenómeno se le conoce como “Efecto Piel”. Un conductor con un radio grande incluso puede tener una densidad oscilatoria de corriente como función de la distancia radial al centro del mismo.

Al aumentar la frecuencia, aumenta la pérdida en el conductor, la ecuación 3 hace que se incremente la resistencia de ca. Normalmente los fabricantes de conductores proporcionan la resistencia de c.d. a 50 y 60 Hz de los conductores con base en datos de prueba (véase en el apéndice A.3 y A.4.

(12)

ENERGIA 12

• Para los conductores magnéticos, como los de acero usado para los hilos de guarda, la resistencia depende de la magnitud de la corriente. Los enlaces de flujo internos y las pérdidas en el hierro o magnéticas, dependen de la magnitud de la corriente. Para los conductores ACSR, el núcleo de acero tiene una resistencia relativamente elevada en comparación con la de los hilos de aluminio y, por lo tanto, el efecto de la magnitud de la corriente sobre la resistencia de este tipo de conductores es pequeño.

(13)

ENERGIA 13

5 PRACTICA DOMICILIARIA

1. En la tabla A.3 se lista un conductor de cobre 4/0 con 12 hilos. El diámetro del hilo es de 0.1328 in. Para este conductor:

a. Verifique el área total de la sección transversal del cobre de 211 600 cmil.

b. Verifique la resistencia de cd a 50°C de 0.302 Ω/mi. Suponga un aumento de 2% en la resistencia debido a la disposición en espiral. c. A partir de la tabla A.3, determine el porcentaje de aumento en la

resistencia a 60 Hz contra la cd.

2. En una de las listas del Aluminium Electrical Conductor Handbook se da una resistencia de cd de 0.01552 ohms por cada 1000 ft, a 20°C, y una resistencia a 60 Hz de 0.0951 ohms por milla, a 50°C, para el conductor Marigold, hecho todo de aluminio, el cual tiene 61 hilos y cuyo tamaño es de 1113 kcmil. Suponiendo un aumento en la resistencia de 1.6% por la formación de la espiral, calcule y verifique la resustencia de cd. Después, calcule la resistencia de cd a 50°C y determine el porcentaje de incremento debido al efecto superficial.

(14)

ENERGIA 14

PRACTICA DOMICILIARIA

3. A veces, un millar de circular mils, esto es 1 kcmil, se designa por la abreviatura MCM. En la lista de datos para los conductores eléctricos comerciales de aluminio desnudo se da una resistencia a 60 Hz de 0.0740 ohms por kilómetro, a 75 °C, para el conductor AAC de 954 MCM. a) Determine el área de la sección transversal de conducción de este conductor en metros cuadrados. B) Encuentre la resistencia a 60 Hz de este conductor en Ohms por kilómetro a 45°C

FECHA DE PRESENTACION, EL DIA DE LA SIGUIENTE SEMANA DE TEORIA. LA PRESENTACION ES INDIVIDUAL.