Conductores de fase.Conductores de fase.MATERIAL CONDUCTOR:MATERIAL CONDUCTOR:
Se utilizan casi exclusivamente conductores a base de aluminio, por razones de economía y de facilidad de ejecución.
Mayor diámetro que el equivalente en cobre (por tanto menor densidad de flujo eléctrico en la superficie proporcionando un menor gradiente de potencial y menor tendencia al ionizado del aire – efecto corona)
Los conductores típicos son : AAC conductor totalmente de aluminio AAAC conductor totalmente de aleación de
aluminio. ACSR conductor de aluminio y alma de acero. ACAR conductor de aleación de aluminio reforzado.
Los nombres código del los cables AAC son nombres de flores (por ejemplo: 4AWG Rose; 266,8 MCM Daisy; 636 Orchid) y los cables ACSR son nombres de aves (por ejemplo 1 AWG Robin; 636 MCM Grosbeak; 1590 Falcon)
La sección transversal de un La sección transversal de un cable de alta tensión.cable de alta tensión.
En la parte central, los cables En la parte central, los cables son de acero y en parte externa son de acero y en parte externa son de aluminio.son de aluminio.
Debido al efecto pelicular “Debido al efecto pelicular “skinskin”, ”, la corriente tiene a distribuirse la corriente tiene a distribuirse por la parte externa, donde el por la parte externa, donde el aluminio es buen conductor.aluminio es buen conductor.
El acero brinda la fortaleza al El acero brinda la fortaleza al cable.cable.
La razón para esto es que los La razón para esto es que los campos eléctricos alrededor campos eléctricos alrededor del conductor son reducidos. del conductor son reducidos.
Esto lleva para bajar pérdidas Esto lleva para bajar pérdidas por efecto corona y a un por efecto corona y a un menor ruido. menor ruido.
También la reactancia de la También la reactancia de la línea en el ohm/km es línea en el ohm/km es reducido por consiguiente hay reducido por consiguiente hay un incremento en la un incremento en la transmisión de potencia.transmisión de potencia.
Considerar: Intensidad admisible en régimen permanente. Caída de tensión Características mecánicas de los conductores Intensidad de corto-circuito admisible.
Electric characteristics of AC Electric characteristics of AC overhead power lines (data refer to overhead power lines (data refer to one circuit of a doubleone circuit of a double--circuit line)circuit line)
Los cables de tierra se instalan en las líneas eléctricas aéreas de alta tensión como protección contra el impacto de las posibles descargas de los rayos sobre ellas.
Cable de guarda con fibra ópticaCable de guarda con fibra óptica
La gran ventaja de La gran ventaja de esa asociación reside esa asociación reside en la alta en la alta confiabilidad en la confiabilidad en la transmisión y transmisión y recepción vía fibra recepción vía fibra óptica y en la óptica y en la cantidad de canales cantidad de canales disponibles.disponibles.
Para determinar la tensión más conveniente y cuando se trata de líneas cuya longitud es superior a 30 Km, puede aplicarse la fórmula empírica y aproximada, debida a ALFRED STILL:
U = tensión de línea (kV), L = longitud de la línea (km) P = potencia activa conducida (kW).
Datos técnicos líneas Datos técnicos líneas de de transmisióntransmisión
Código Línea LCódigo Línea L--2051/2052 L2051/2052 L--2053/20542053/2054 Denominación MANTARO Denominación MANTARO –– COTARUSECOTARUSE--
COTARUSE COTARUSE -- SOCABAYASOCABAYA Sistema SEIN Sistema SEIN SEINSEIN Calificación P Calificación P PP Tensión Nominal (Tensión Nominal (kVkV) 220 ) 220 -- 220220 Longitud x Terna (Km) 295.9 Longitud x Terna (Km) 295.9 -- 314.2314.2 Tipo AéreoTipo Aéreo EstructurasEstructuras
Material AceroMaterial Acero Cantidad 581 662Cantidad 581 662
Parámetros eléctricos de la LTParámetros eléctricos de la LT
Los cuatro parámetros de las líneas, Los cuatro parámetros de las líneas, uniformemente distribuidos a lo largo de uniformemente distribuidos a lo largo de su longitud, son:su longitud, son: La resistencia serie (La resistencia serie (ΩΩ/km)/km),, La reactancia inductiva serie (La reactancia inductiva serie (ΩΩ/km)/km),, La conductancia paralelo (S/km),La conductancia paralelo (S/km), La La susceptanciasusceptancia capacitiva paralelo (S/km).capacitiva paralelo (S/km).
La resistencia eléctrica que presenta un La resistencia eléctrica que presenta un conductor para DC (conductor para DC (RdcRdc) es directamente ) es directamente proporcional a su longitud proporcional a su longitud llllllll e inversamente e inversamente proporcional a su sección transversal proporcional a su sección transversal SS..
Factores que afectan a la resistencia efectiva Factores que afectan a la resistencia efectiva de los conductores:de los conductores: Trenzado en espiral de los cables.Trenzado en espiral de los cables. Distribución no uniforme de la corriente por el Distribución no uniforme de la corriente por el
conductor (Efecto pelicular o conductor (Efecto pelicular o skinskin).). Temperatura del conductor.Temperatura del conductor.
2I
conductorelenpotenciadePérdidasRefectiva =
25
a) Trenzado en espirala) Trenzado en espiral
Los hilos del trenzado poseen mayor longitud que la del Los hilos del trenzado poseen mayor longitud que la del conductor completo, por ello el valor calculado de conductor completo, por ello el valor calculado de resistencia difiere del real.resistencia difiere del real.
Incremento de 1% para conductores de 3hilos y 2% Incremento de 1% para conductores de 3hilos y 2% para conductores concéntricamente trenzados para conductores concéntricamente trenzados
b) Variación de la resistencia con la b) Variación de la resistencia con la TemperaturaTemperatura
TemperaturaTemperatura: La resistencia eléctrica aumenta con el : La resistencia eléctrica aumenta con el aumento de la temperatura del material conductor.aumento de la temperatura del material conductor.
Para los conductores metálicos, la variación de la Para los conductores metálicos, la variación de la resistencia con la temperatura se considera lineal y es resistencia con la temperatura se considera lineal y es dependiente del material.dependiente del material.
26
Donde:Donde: R1 = resistencia a la temperatura T1R1 = resistencia a la temperatura T1 R2 = resistencia a la temperatura T2R2 = resistencia a la temperatura T2 T constante del materialT constante del material
ρρALAL--2020°°C=C= 2,83 x102,83 x10--88 ΩΩm.m. ρρCu recocidoCu recocido--2020°°C=C= 1,77 x101,77 x10--88 ΩΩm.m. TTALAL--2020°°C=C= 228228°°C, temple duro con 61% de conductividadC, temple duro con 61% de conductividad TTcucu recocidorecocido--2020°°C=C= 234,5234,5°°CC con 100% de conductividad.con 100% de conductividad. TTcucu temple durotemple duro--2020°°C=C= 241,0241,0°°CC con 97,3% de conductividad.con 97,3% de conductividad.
Variación de la resistencia con la Variación de la resistencia con la TemperaturaTemperatura
Variación de la resistencia con la Variación de la resistencia con la Temperatura Temperatura (1)(1)
La admitancia al igual que la impedancia La admitancia al igual que la impedancia se compone de dos partes una real que se compone de dos partes una real que forma la forma la conductanciaconductancia y la imaginaria que y la imaginaria que esta compuesta de esta compuesta de la la susceptanciasusceptancia::
Se trata de una línea de 132 kV con una disposición de fases como la indicada en la figura, con una longitud de 50 km. circuito simplex y conductor gaviota. La distancia mayor se muestra, mientras que las distancias entres las otras fases es de 7,21m. Hallar:a)a) La impedancia serie de la La impedancia serie de la
Línea.Línea.b)b) La admitancia paralelo.La admitancia paralelo.
EjemploEjemplo
37
Confidential Property of Schneider Electric 73
LineaLinea de 400 de 400 kVkV. y 200 km. . y 200 km. de longitud, con disposición de longitud, con disposición de fases como la indicada en de fases como la indicada en la figura, con circuito la figura, con circuito cuadruplexcuadruplex, con conductor , con conductor cóndor, y una distancia entre cóndor, y una distancia entre los conductores de la misma los conductores de la misma fase de 30 cm.fase de 30 cm.. Hallar:. Hallar:
a)a) La impedancia serie La impedancia serie de la Línea.de la Línea.
b)b) La admitancia La admitancia paralelo.paralelo.
EjemploEjemplo
Confidential Property of Schneider Electric
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Confidential Property of Schneider Electric
Transposición de LTTransposición de LT
Propiedades de materiales conductoresPropiedades de materiales conductores
Corona y radio interferenciaCorona y radio interferencia
Las altas tensiones empleadas en sistemas de EHV (400kV) y UHV (700kV) da como resultado elevados gradientes de potencial alrededor del conductor.
Si el gradiente excede los 30 kV/cm, rompe el nivel de aislamiento del aire, y da lugar a descargas, las cuales causan pérdidas de potencia llamadas perdidas corona, y a la emisión de ondas electromagnéticas, causando considerable radiointerferencia y ruido audible.
La nieve es probablemente el factor metereológico que más aumenta las pérdidas seguido de la niebla, la lluvia y los humos industriales. El viento y el grado higrométrico apenas afectan.
Por ejemplo, las pérdidas corona en una línea de 400 kV es alrededor de 1kW/milla en buen tiempo y puede alcanzar los 150 kW/milla durante temporada de nieve y lluvia.
En general la perdida de energía promedio debido a corona es un solo pequeño porcentaje de las pérdidas I2R.
Esto porque las pérdidas corona es menor que el problema concerniente causado por la radiointerferencia y ruido audible.
El paso de la corriente del conductor a los apoyos puede producirse por las siguientes causas: conductividad interior del material. conductividad superficial del material. perforación de la masa aislante. descarga disruptiva a través del aire.
Longitud: metro (m), pie (Longitud: metro (m), pie (footfoot) [ft], milla ) [ft], milla ((milemile) [mi]) [mi]
1 ft = 0,3048 m1 ft = 0,3048 m
1 mi = 1609 m1 mi = 1609 m
Área de la sección transversal: Área de la sección transversal: milimetromilimetrocuadrado (mmcuadrado (mm22), circular mil [CM]), circular mil [CM]1 CM = área de un conductor de un milésimo de 1 CM = área de un conductor de un milésimo de
pulgada (mil) de diámetro.pulgada (mil) de diámetro.
Inductancia y reactancia inductivaInductancia y reactancia inductiva
InductanciaInductancia: Relaciona la tensión inducida por el : Relaciona la tensión inducida por el flujo variable, con la razón de cambio de la corriente.flujo variable, con la razón de cambio de la corriente.
Inductancia del conductor debido al flujo internoInductancia del conductor debido al flujo internoI
Lλ=
⋅== −
m
H
IL 7int
int 1021λ
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Inductancia y reactancia inductivaInductancia y reactancia inductiva
Enlaces de flujo entre dos puntos externos.Enlaces de flujo entre dos puntos externos.
Inductancia y reactancia inductivaInductancia y reactancia inductiva
Inductancia de líneas de conductores Inductancia de líneas de conductores compuestos.compuestos.
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Inductancia y reactancia inductivaInductancia y reactancia inductiva
Inductancia de líneas trifásicas con Inductancia de líneas trifásicas con espaciamiento equilátero.espaciamiento equilátero.
Inductancia y reactancia inductivaInductancia y reactancia inductiva
Inductancia de líneas trifásicas con Inductancia de líneas trifásicas con espaciamiento asimétrico.espaciamiento asimétrico.
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Inductancia y reactancia inductivaInductancia y reactancia inductiva
Inductancia para líneas con conductores en Inductancia para líneas con conductores en haces (bundling).haces (bundling).
EjercicioEjercicio
Una línea trifásica de AT está constituida por Una línea trifásica de AT está constituida por conductores múltiplex dúplex (dos conductores por conductores múltiplex dúplex (dos conductores por fase de cobre), tal y como se muestra en la figura. fase de cobre), tal y como se muestra en la figura. Cada conductor lleva la mitad de la corriente de Cada conductor lleva la mitad de la corriente de fase. Además la línea está totalmente transpuesta. fase. Además la línea está totalmente transpuesta.
Se debe calcular:Se debe calcular: la resistencia (mla resistencia (mΩΩ/km)/km) , , la reactancia inductiva (la reactancia inductiva (ΩΩ/km)/km) y y La reactancia La reactancia capacitiva (capacitiva (ΩΩ/km)/km) de de la línea por fase. la línea por fase.
Considerar como temperatura de servicio de la Considerar como temperatura de servicio de la línea 80ºC. línea 80ºC.
El diámetro de cada conductor es de 30 mm, y El diámetro de cada conductor es de 30 mm, y el valor de la separación el valor de la separación ss, entre conductores , entre conductores del haz es de 0,5 m.del haz es de 0,5 m.
Capacitancia de líneas de transmisiónCapacitancia de líneas de transmisión
CapacitanciaCapacitancia: Es la carga por unidad de : Es la carga por unidad de diferencia de potencial. La capacitancia es diferencia de potencial. La capacitancia es un parámetro que depende del un parámetro que depende del espaciamiento entre conductores y entre espaciamiento entre conductores y entre conductores y tierra.conductores y tierra.
Las línea de flujo eléctrico se originan en las Las línea de flujo eléctrico se originan en las cargas positivas y terminan en las negativas.cargas positivas y terminan en las negativas.
Df: densidad de carga perpendicular.Df: densidad de carga perpendicular. K: permitividad del medio K: permitividad del medio
ko=8,85x10ko=8,85x10--1212(F/m)(F/m) E: Intensidad del campo eléctrico (V/m).E: Intensidad del campo eléctrico (V/m).
=
=
2.m
cEkD
V
qC
f
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Capacitancia de líneas de transmisiónCapacitancia de líneas de transmisión
Capacitancia de líneas de transmisiónCapacitancia de líneas de transmisión
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Capacitancia de líneas de transmisiónCapacitancia de líneas de transmisión
Capacitancia de líneas de transmisiónCapacitancia de líneas de transmisión
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Capacitancia de líneas de transmisiónCapacitancia de líneas de transmisión
Capacitancia de líneas de transmisiónCapacitancia de líneas de transmisión
