Parametros de Las Lineas y Redes de Distribuicion

 

 

UCV  

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA MECANICA ELECTRICA

PARAMETROS DE LINEAS Y REDES DE DISTRIBUICION

AUTORES: *AVILA RODRIGUEZ, JORGE LUIS *DEZA VENTURA, ELVIS ROSVEL *CARRANZA VASQUES J. ALEXANDER *LAVAN CRUZ, ALMINTOR

PROFESOR: ING. CARLOS SANCHEZ ASIGNATURA: SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGIA ELECTRICA

CICLO VIII TRUJILLO  JUNIO DEL 2018  –

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PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

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INTRODUCCION Como futuros ingenieros, debemos saber que, dentro de los sistemas de distribución y transmisión de energía eléctrica existentes en el Perú, tenemos t enemos los sistemas de transmisión en alto voltaje y en media y lo que es distribución distribución en baja tensión y media tensión. Todo empieza en la planta de generación de energía eléctrica luego pasa ala subestación elevadora de voltaje ,esta energía es conducida por medio conductores eléctricos llamados también líneas de transmisión ,estas llevan un alto voltaje ,en su trayecto estas están sujetadas con torres o postes dependiendo el lugar y para que no haya problemas en su trayecto los ingenieros tienes que evaluar los parámetros en dichas líneas .Esta energía es conducida hasta las ciudades para sus diferentes usos ya sea para vivienda o para uso industrial, al llegar ala cuidad el voltaje es reducido en la subestación reductora lo cual de luego se derivará en media tensión y luego en baja dependiendo el uso del que se le dará podrá ser trifásica o monofásica. Nosotros como estudiantes de ingeniería mecánica eléctrica tenemos que estar enfocados en estos temas que son de mucha importancia en nuestra formación académica y que nos servirán mas adelante cuando ya seamos ingenieros. Este presente informe de parámetros de líneas y redes r edes de distribución es muy importante porque no noss ayuda a entender que es lo que debemos tener en cuenta para hacer los cálculos de los problemas que tengamos en las líneas. 

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PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

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PARÁMETROS ELÉCTRICOS DE LINEAS Y REDES DE TRANSMISION Los circuitos eléctricos eléctricos están formados formados por algunos de los siguientes elementos: elementos: resistencia, inductancia, capacidad y conductancia. Con estos componentes se forman la totalidad de los sistemas eléctricos actuales, desde un simple circuito hasta los más complejos sistemas de potencia. clasificación de los elementos eléctricos, dependiendo dependiendo de la forma en que éstos influyen dentro de un sistema eléctrico. los parámetros eléctricos longitudinales, formados por la resistencia y la inductancia; y los  parámetros eléctricos eléctricos transversales, transversales, formados formados por la capacidad y la conductanc conductancia. ia.

1.Parámetros longitudinales longitudinales..  

R   ⇔  RESISTENCIA   ⇒  Ohmios

 

L  ⇔  INDUCTANCIA

⇒

  Henrios

2.Parámetros transversales.  

C  ⇔  CAPACIDAD  ⇒  Faradios

 

G  ⇔  CONDUCTANCIA   ⇒  Siemens

Existen otras magnitudes que matemáticamente matemáticamente sirven de nexo de unión de los parámetros anteriores, algunas de las más importantes son:  Z=(R+jX)

⇔

Y =(G+jB) =(G+jB)

  IMPEDANCIA   ⇒  Ohmios   AD MI TA TANC NC I A   ⇒  Siemens

⇔

 X L    L  L··w  L  L·2· ·2·π· f ⇔  RE ACT ACTANCIA ANCIA INDUCT INDUCTII VA   =

B   C ·w =

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=

=

C ·2· ·2·π· f ⇔  SUSC  SUSCE E PTAN PT AN CI A  

PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

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TIPOS DE LINEAS DE TRANSMISION

Las líneas se clasifican siguiendo diferentes criterios:  

 

       

Situación en el espacio: Líneas aéreas, líneas subterráneas (cables) Clase de tensión: Líneas de Baja Tensión (menores a 1 kV) y líneas de Alta Tensión (mayores a 1 kV). Naturaleza de la tensión continua, alterna monofásica o trifásica. Longitud: Línea corta, media o larga.

La línea de transmisión de potencia trifásica aérea constituye el medio de transporte principal de la energía eléctrica en un sistema de potencia. La línea de transmisión produce tres efectos, que por su orden de importancia importancia la podemos mencionar como: 

 



 



 

El campo magnético producido por la corriente eléctrica, provoca caídas de tensión en la línea. El efecto capacitivo, resultante de los campos eléctricos entre conductores y conductores de tierra. La resistencia óhmica de los conductores, considerando considerando el material del cable de energía.

RAZONES PARA CONSTRUIR UNA LÍNEA: 

 

Crecimiento de la carga, llevando a que las líneas existentes operen cerca de sus límites de estabilidad y capacidad térmica. Esto podría demostrarse, si los niveles de confiabilidad del sistema han caído debajo de los niveles ace aceptables. ptables.

La capacidad de transporte de la línea está relacionada con su longitud y con la tensión de la misma. Para una longitud dada, la capacidad de transporte varía con el cuadrado de la tensión, mientras que el costo de la línea, varía en forma lineal con la tensión.

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1.1.  1.1.1. 

PARÁMETROS DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISI TRANSMISIÓN ÓN (LONGITUDINALES) RESISTENCIA ELÉCTRICA Los cables de las líneas de transmisión dependen de sus características. En DC la resistencia que presente es:

Donde:   

     

 = Resistividad del conductor

L = Longitud del conductor  A = Sección del conducto conductorr

Pero los conductores de las líneas aéreas normalmente son cableados con alma de acero, para tener mayor carga de rotura. Los cables pueden ser de aluminio o cobre, aunque el más usado es el aluminio por su menor peso. Los conductores de aluminio se designan como:    

       

 AAC  AAAC  ACSR  ACAR

Conductor to totalmente talmente de alum aluminio inio Conductor to totalmente talmente de aleación ddee aluminio aluminio Conductor de alu aluminio minio con alma de acero Conductor de alea aleación ción de aluminio con con alma de acero

La sección de los conductores frecuentemen frecuentemente te se da en términos de “circular mils”.  

Un circular mil.el área unacírculo que tiene como diámetro una milésima de pulgada (0,001 pulg). Unes MCM.es de igual 1000 circular mils. Un conductor de aluminio cableado de 1000 MCM tiene un diámetro de una pulgada. La resistencia resisten cia a las frecuencias nominal nominales, es, bien sea como cable o como conductor sólido, es mayor que la resistencia en DC debido al efecto pelicular (SKIN).

R  AC  R DC DC  El efecto skin (pelicular o superficial) es la tendencia que tiene la corriente alterna a concentrarse en la superficie del conductor, producto del efecto de oposición al flujo de corriente al centro del conductor. Cabe indicar que el efecto SKIN se incrementa con la sección del conductor, por su permeabilidad magnética magnética y con la frecuencia. Es por ello, que estos son algunas de las razones del porqué los conductores de las L.T. son cableados. SUBE

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También hay que considerar el cambio de la resistencia debido a la variación de temperatura del conductor (influencia del coeficiente de temperatura sobre la resistencia). La resistividad () varía con la temperatura según la relación:

Donde : To  = 228 para el aluminio 1 , 2 = Resistividades a las temperaturas T 1 y T2 en °C. También se tiene la siguiente relación:

Donde:

Por lo general, esta expresión se aplica a las resistencias:

R 2 = R 1  *

1 +  (T2 - T1)  

CÁLCULO DE LA RESISTENCIA Para el cálculo de las resistencias, muchas veces no es necesario aplicar las relaciones anteriores, porque los fabricantes dan las tablas de las características eléctricas de los conductores.. Las tablas 5.1 y 5.2 son un ejemplo de algunos datos disponibles. conductores EJEMPLO:  EJEMPLO:  La resistencia por fase de 200 Km. De una línea de transmisión de 636 MCM ,  ACSER es :     R (0,101)    r* L  x 200 Km 200 Km  20,2  50C  Km Donde: 

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r =

Resistencia por unidad de longitud y por fase. ( /Km-fas  /Km-fase) e)

L  =

Longitud de la línea en Km. PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

TABLA 1 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE CABLES DE ALUMINIO Calibre Conductor

Diámetro Exterior

Peso

 AWG MCM

mm

Kg/Km

6

4.7

37

4

5.9

2

Número de Tensión de Hilos Ruptura

Radio Medio Geométrico

Resistencia a 50° C D.C. 60 Hz. Ohms/conductor/Km.

Kg

m

7

240

0.00169

2.432

2.432

58

7

375

0.00213

1.529

1.529

7.4

93

7

575

0.00269

0.962

0.962

1

8.3

117

7

700

0.00302

0.762

0.762

1/0

9.3

148

7

845

0.00339

0.604

0.605

2/0

10.5

186

7

1065

0.00381

0.479

0.480

3/0

11.7

235

7

1290

0.00428

0.380

0.381

4/0

13.3

299

7

1630

0.00481

0.301

0.302

266.8

15.1

369

19

2180

0.00570

0.239

.0240

336.4

17.9

467

19

2780

0.00640

0.189

0.190

397.5

18.4

554

19

3120

0.00696

0.160

0.161

477

19.8

664

19

3670

0.00763

0.133

0.135

556.5

21.7

774

19

4280

0.00823

0.114

0.116

636

23.2

888

37

5100

0.00895

0.100

0.101

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TABLA 2 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE CABLES DE ALUMINIO REFORZADOS POR ACERO (ACSR) Calibre Diámetr Conduct o or exterior

Nombre Comercial

Peso

Número hilos

Tensión de ruptura

Al /  Acero 6/1 6/1 6/1 6/1 6/1 6/1 6/1 6/1 6/1 6/1 6/1 26/7 26/7

Kg 340 530 660 830 1020 1270 1580 1940 2420 3030 3820 5100 5740

Resistencia 50°C Radio medio DC 60 Hz geométrico

 AWG MCM8 6 5 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 266.8 300

MM 4.0 5.0 5.7 6.4 7.1 8.0 9.0 10.1 11.4 12.8 14.3 16.3 17.3

Kg/Km Reyezuelo 35 Pavo 55 Tordo 70 Cisne 85 Golondrina 110 Gorrión 140 Petirrojo 170 Cuervo 220 Codorniz 270 Pichón 340 Pingüino 430 Perdiz 550 Avestruz 610

336.4 397.5 397.5 477 477 556.5 556.5 636 636 715.5 715.5 795 795 795

18.3 18.8 19.9 20.5 21.8 22.4 23.6 24.2 25.2 25.9 26.7 26.3 28.1 29.0 27.8

Jilgero Oriol Ibis Calandria Halcón Gallina Palomo Aguila Cardenal Airón Estornino Corneja Eider Anade Cóndor

690 790 810 930 980 980 1110 1140 1300 1300 1300 1470 1470 1370 1630 1840 1520

26/7 30/7 26/7 30/7 26/7 30/7 26/7 30/7 26 26/7 /7 30/19 26/7 54/7 26/7 30/19 54/7

6370 7730 7340 9060 8810 10570 10160 12340 11340 14300 12750 11930 14150 17420 12930

0.190 0.161 0.161 0.134 0.134 0.115 0.116 0.101 0.101 0.0896 0.0896 0.0800 0.0800 0.0856

0.190 0.161 0.161 0.134 0.134 0.115 0.116 0.101 0.101 0.896 0.0921 0.0800 0.0800 0.0856

0.744 0.777 0.808 0.847 0.884 0.927 0.954 1.000 1.020 1.070 1.080 1.060 1.140 1.200 1.120

874.5 900 954 1033.5 1113 1192.5 1272 1351.5 1431 1510.5 1590

29.1 29.5 30.4 31.7 32.8 34.0 35.1 36.2 37.2 38.3 39.2

Grulla Canario Rojillo Zarapito Pinzón Grajo Faisán Vencejo Frailecillo Perico Falcón

1680 1720 1830 1920 2130 2280 2430 2590 2740 2890 3040

54/7 54/7 54/7 54/19 54/19 54/19 54/19 554/19 4/19 54/19 54/19

14240 14680 14700 16830 18230 18230 119550 9550 220320 0320 21590 22860 2413 241300 225400 5400

0.0763 0.0730 0.0701 0.0643 0.0602 0.0563 0.0530 0.0500 0.0472 0.0448 0.0448

0.0763 0.0730 0.0701 0.0643 0.0602 0.0563 0.0530 0.0500 0.0472 0.0448 0.0428

1.180 1.210 1.230 1.280 1.330 1.370 1.420 1.460 1.500 1.550 1.580

SUBE

Ohms/conductor/ Km 3.842 3.842 2.434 2.474 1.926 1.975 1.535 1.597 1.210 1.286 0.964 1.050 0.764 0.856 0.604 0.696 0.479 0.557 0.381 0.449 0.302 0.367 0.239 0.239 0.213 0.213

cm. ---0.120 0.127 0.133 0.131 0.127 0.127 0.136 0.155 0.183 0.248 0.661 0.701

PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

Fig .2 Características de cables de aluminio reforzado TABLA 3 USO RECOMENDADO Se utilizan en líneas aéreas de distribución, transmisión y subestaciones, de acuerdo a la tabla siguiente: Calibre B.T.

2 1/0 3/0 266.8 336.4 477.0 795.0 900.0 1113.0

SUBE

XX

6 KV

132 KV

23 KV

34.5 KV

X

XX

XX X X X

XX X X X

X

X X

69 KV

X X X X X

85 KV

X X

115 KV

X X X X

230 KV

400 KV

X X X

X X

PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

1.1.2LA INDUCTANCIA Uno de los parámetros más importantes en definir la capacidad de transmisión de una línea de transmisión es la impedancia de la línea, que a su vez depende básicamente de la inductancia. La intensidad del flujo magnético varía directamente con la magnitud de la corriente; depende también de su distribución espacial (geometría del conductor) y del medio en el cual el conductor está insertado. La inductancia de las líneas de transmisión en corriente alterna depende del tamaño de la línea: cuanto más larga es la línea, mayores son las inductancias y por tanto, mayores las impedancias y la oposición ofrecida por la línea para transmitir la potencia eléctrica. Esta es una de las razones por las cuales, para distancias más largas (por ejemplo, encima de los 1000 Km) líneas de transmisión en corriente continua se tornan económicamente económicam ente más competitivas. la inductancia se mide en (H, Henrios), y para las aplicaciones eléctricas es mejor emplear (Ω). El paso de una unidad a la otra se realiza multiplicando la inductancia por la pulsación (en

radianes por segundo), obteniéndose la reactancia inductiva. 1.1.2.1.Reactancia inductiva (Ω):  XL = ω L = 2π f L

En corriente continua (DC) la frecuencia es nula, ya que no existe variación de la corriente respecto r especto el tiempo. Esto implica que la reactancia inductiva sea también nula.  AC  

=

50H  z  

 X L = 2π⋅50⋅L

=

0 

En cambio, en corriente corriente alterna (AC) la reactancia inductiva es diferente diferente de cero, ya que en este caso, sí disponemos de frecuencia debido al cambio que experimenta la corriente con respecto al tiempo.  AC  

=

50H  z  

 X L = 2π⋅50⋅L

≠

0 

 Analizando la expresión expresión de la impedancia de un circuito circuito,, obtenemos valores diferen diferentes tes según el tipo de corriente empleada (corriente continua o alterna).

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PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

DC

 Z = (R SSII + jX NO )= R

→

Z  AC

DC

Z  AC  

 Z = (R SSII + jX SI )

→

En corriente continua no tendremos reactancia inductiva ( X LL ), )  , por lo que la impedancia será menor que en corriente alterna. 1.1.2.2.Inductancia 1.1.2.2.Indu ctancia de una línea eléctrica La inductancia industrial de una línea se determina en Henrios (H), utilizando la siguiente expresión:

Donde, n  =  = Número de cables por fase D e   = Distancia m media edia geométric geométricaa e  = R e   = Radio equivalente (mm) L  =  = e  =

entre fases (mm) Longitud de la línea (km) µ = PPermeabilidad ermeabilidad

La inductancia en las líneas se acostumbra a determinar en (H/Km ), ), de forma que la expresión anterior queda de la siguiente forma:

Pasando de logaritmos neperianos a logaritmos decimales, obtenemos:

Estas configuraciones representan a los circuitos eléctricos convencionales. Los más importantes han sido esquematizados en la siguiente figura. Es importante notar que ésta sería la disposición de los cables en las torres eléctricas.

SUBE

PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

Para aplicar la fórmula de la inductancia de una línea (L K K ), ), es necesario previamente conocer la distancia media geométrica entre fases ( D ee ), )  , el radio equivalente (r ee  ) y el número de cables que existen por fase (n ). ).

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PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

2.PARAMETROS TRANSVERSALES Los parámetros eléctricos que influyen transversalmente en las líneas de transporte de energía eléctrica son la capacidad y la conductancia. Aunque se agrupan formando la admitancia (una vez producida la conversión de la capacidad a susceptan susceptancia) cia) su comportamiento eléctrico difiere sustancialmente; sustancialmen te; así, mientras el efecto capacitivo producido por los condensadores permite acumular energía eléctrica bajoque la forma de campo eléctrico, la consecuencia más importante de la existencia de la conductan conductancia cia en un circuito eléctrico la constituye las pérdidas producidas por los efectos Aislador y Corona. 2.1.1 CAPACITANCIA Este es el primero de los dos parámetros transversales que forman las líneas eléctricas. La capacidad de una línea de transmisión de energía eléctrica es el resultado de la diferencia de potencial entre los conductores que la forman. Esta diferencia de potencial origina que los conductores se carguen de la misma forma que las placas de un condensador cuando entre ellos aparece una diferencia de potencial. La capacidad entre conductores paralelos es la carga por unidad de diferencia de potencial, siendo una constante que depende del tamaño de los conductores y de su distancia de separación. El efecto de la capacidad suele ser pequeño y despreciable en líneas eléctricas con menos de 80 km de longitud, aunque para líneas con longitudes mayores es un parámetro para tener presente. la capacidad de una línea con dos conductores puede calcularse de forma indirecta conocidas la carga y la diferencia de potencial a la que se encuentran sometidos los conductores.

Donde (q ) es la carga sobre la línea en coulombs y (V )  ,, es la diferencia de potencial entre los conductores en voltios. La capacidad depende de las condiciones geométricas existentes (superficie "S " y distancia entre placas "d "), "), y del tipo de material que forma los conductores (permitividad “ε" ), es por tanto para un circuito dado, una constante independiente de las condiciones eléctricas o magnéticas que puedan existir.

Una fórmula que permite el paso de faradios (F ) a Ohmios (Ω) es, al igual que en el caso de la inductancia, la reactancia, pero esta vez capacitiva:

Esta reactancia capacitiva, combinada con la resistencia, forma la impedancia del circuito.

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PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

.Para un circuito R

S

dRS

dsT  

RT

  RS  · RT  · ST  

[1.40]

 3  S  · T  · S  

[1.41]

3

  Para dos circuitos

•

D  e  

=

 · RT  · RS  ' · RT  '  RR   '  SR  · ST  · SR ' · ST   '  D S      SS   '  TR  · TS  · TS   ' · TR  '  D T      TT  '  D  R  

 

RS 

R

=

=

=

T’

S T

R’

Siendo la capacidad para dos circuitos la capacidad de un circuito multiplicada por el número de circuitos: CK−TOTAL = CK−1ºCIRCUITO • nº circuitos. Una vez obtenida la capacidad en faradios, se pasa a siemens multiplicando esta capacidad por la pulsación (w) , obteniéndose la Susceptancia (B):   Bk = w·Ck−TOTAL 

Con

w = 2πf  

Obteniéndose la susceptancia total, al multiplicarse (B kk )   ,, por la longitud de la línea: B = Bk ·Longitud(km) Finalmente se obtiene, con la unión de la conductancia, la admitancia:  Y = (G + jB) jB) siemens CONDUCTANCIA   2.1.2. CONDUCTANCIA La conductancia es el último parámetro importante eléctrico dentro de los circuitos convencionales. La conductancia es la facilidad que un material ofrece al paso de la corriente eléctrica, es decir, la inversa de la resistencia. Es un parámetro transversal, al igual que la capacidad, en contra de la resistencia o la inductancia. Su unidad es la inversa del ohmio ( S , siemens), y su unión con la susceptancia forma la Admitancia transversal de un sistema eléctrico.

SUBE

PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

Sí expresamos la fórmula anterior en km de recorrido y en valores de fase obtenemos:

La conductancia tiene en cuenta las corrientes de fuga tanto de los aisladores que sostienen a las líneas aéreas como las pérdidas ocasionadas por los electrones al saltar a través del aire. La conductancia depende de numerosos factores, entre ellos los climáticos y los medioambientales, factores difíciles de predecir y que no se mantienen constantes a lo largo de toda la línea. Los cálculos de la conductancia suelen presentar valores pequeños, en comparación con los efectos resistivos, inductivos o capacitivos vistos anteriormente. La conductancia se divide en dos efectos mayoritarios: el efecto Aislador y el efecto Corona.  Veamos cada uno de ellos por sepa separado: rado:

Efecto Aislador  Aislador  el paso de los electrones por la superficie y a través del propio aislador. Debido a este efecto, siempre existirán pérdidas, por mucho que se mejoren los materiales constructivos, las formas o las disposiciones que adopten los aisladores, ya que no existe un material perfectamente conductor, así como tampoco existe un aislante perfecto.

Pérdidas por Efecto Aislador de un disco con condiciones de poca humedad (ambiente seco). La pérdida estimada oscila entre los 3W 3W y  y los 5W 5W por  por disco. Pérdidas por Efecto Aislador de un disco con condiciones de humedad (ambiente húmedo). La pérdida estimada oscila entre los 8W y los 20W por disco. Efecto Corona Este es quizás uno de los efectos más llamativos de los fenómenos eléctricos. Consiste en que algunos electrones adquieren la suficiente energía para abandonar el conductor por donde circulan, siendo capaces de saltar hacia el aire circundante, que teóricamente no es conductor. Esto provoca que se forme un haz luminoso en torno a los conductores conductores,, que en noches oscuras es visible desde grandes distancias. SUBE

PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

La unión de millones electrones incandescentes formará un halo luminoso alrededor del conductor. Este halo seguirá la forma del conductor ya que así lo harán las líneas de tensión a él asociadas (gradiente de tensión), pero como normalmente los conductores tienen forma cilíndrica, el halo luminoso también tendrá esta forma, pareciendo que el conductor lleve un halo o Corona luminosa.

aire 3 .CÁLCULO DE LA REACTANCIA INDUCTIVA La reactancia inductiva unitaria (ohm / Km) de una fase de la línea de corriente trifásica con conductores de metal no ferroso, que tiene transposición de conductores, conductores, puede ser calculada por medio de la fórmula :

SUBE

PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

Donde : f DMG RMG=

= frecuencia de la red (Hz.) = Distancia media geométrica entre los conductores de la línea. Radio medio geométrico

La distancia media geométrica entre los conductores de una línea simple es:

DMG  3 D12 D13 D23  Cuando los conductores se disponen por los vértices de un triángulo equilátero de lado D. DMG = D

Conductores dispuestos en triángulo equilátero Para la disposición horizontal DMG = 1,26 D

Conductores dispuestos en un plano horizontal

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PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

CÁLCULO DE LA CAPACITANCIA DE UNA LÍNEA TRIFÁSICA La capacitancia entre conductores se determina por la relación siguiente:

REPRESENTACIÓN DE LAS LÍNEAS REDES DE CUATRO TERMINALES TERMINALES   Un circuito de constantes concentradas, pasivo lineal y bilateral, puede representarse por una red de 4 terminales. Por ejemplo, una línea de transmisión y un transformado transformador. r.

Los parámetros complejos Cuadrípolo A, B, C y D describen Red en función de las tensiones y corriente en los extremos de envío y de recepción del modo siguiente:

VS  A  A VR  B IR 

Se cumple que:  A D 

IS  C VR 

 D IR 

  B C   1 

Mediante mediciones y ciertas interpretaciones de tipo físico, pueden obtenerse A, B, C y D, del modo siguiente:  SUBE

PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

EXTREMO RECEPTOR CORTOCIRCUITADO

 Además,

Impedancia de transferencia de cortocircuito. EXTREMO RECEPTOR A CIRCUITO ABIERTO

Con frecuencia es interesante tener una RED SIMPLE de 4 terminales para 2 ó más elementos de la Red en serio o paralelo. Por ejm:

Red de cuatro terminales para 3 elementos de una red

SUBE

PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

Redes Combinadas en Serie

Red de cuadrípolos en serie Redes Combinadas en Paralelo  Paralelo 

Cuadrípolo equivalente Una línea de transmisión tiene como parámetros básicos su resistencia, inductancia, capacitancia y conductancia de dispersión uniformemente uniformemente distribuida a lo largo de su longitud; y se pueden calcular por fase y por unidad de longitud, a partir de los parámetros dimensionales de la línea. En los casos prácticos, la conductancia de dispersión a tierra despreciable, por ser muy pequeña.

En la operación en estado permanente, por lo general se tiene interés en las relaciones entre los voltajes y corrientes, al principio y al final de la línea. Para estos estudios en forma tradicional, se ha dividido el estudio de las líneas en tres categorías conocidas como línea corta, línea media, y línea larga; las ecuaciones de comportamiento en cada caso, se indican a continuación.

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LÍNEA CORTA (HASTA 80 KM)  A continuación continuación se muestra el ccircuito ircuito equivalen equivalente te de una línea corta; ddonde onde IS  y VS representan los valores al principio de la línea (corriente y voltaje), y V R  , IR  voltaje y corriente al final de la línea (extremo de recepción).

Fig.11 Circuito equivalente de una línea corta Las características relativas a este circuito, que se trata como un circuito serie en C.A., son las siguientes: IS = IR   Z= R + j XL   V S = V R     + IR  .  . Z  Z  R + Donde: 

Z =

Es la impedancia total de la línea ()

Es decir, Z =

z. L

z = L =

Impedancia por unidad de longitud. ( /km) Longitud de la línea. (km)

El efecto de la variación del factor de potencia de la carga, sobre la regulación de voltaje, se observa en los siguientes diagramas vectoriales:

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Diagramas fasoriales para diferentes tipos de cargas. Se desprecian las capacidades Resistencias de pérdidas  A   1  B  Z  Z

 0 D  1 C

URO  URPC  Ureg% 

SUBE

  U RO  U R    100  Ureg%   P .C .  x 100      U R  

  

P .C .

  

tensión recibida en vacío tensión recibida a plena carga porcentaje de regulación de tensión

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LÍNEA MEDIA (HASTA 240 KM) La admitancia en derivación es generalmente capacitancia pura; y se incluye en los cálculos para líneas de longitud media, si el valor total de la admitancia se divide en dos partes iguales, y se unasemitad en el extremo de envío, y lalocalizan otra enen el ambos extremoextremos; receptor.esEldecir, circuito conoce

como circuito “TT” nominal. También se puede emplear la representación “T”  

equivalente.

De estas dos versiones la representación  quizás les dé uso más general. a)  Caso de

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la Red 

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b)  Caso

de la Red en T

LÍNEA LARGA (SUPERIOR A 240 KM) Los parámetros están repartidos. Las variaciones de tensión y de corriente en una longitud elemental x  de la línea, situada a “x” metros del extremo de envío, están determinadas y las condiciones correspondientes a la línea completa se obtienen por interrogación: Sea:

La tensión y corriente a “x” metros del extremo de envío. 

Donde :

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L  Cuando x = L 

ó 

Los parámetros de la red equivalente de 4 terminales son:

 A B

 D   cos h Z  

Z Y

sen h Z

Y C

  Z sen h Z

Para las líneas  500 Km.

Z Y    2 Z Y  B   Z   1     6

 A

  D  1  

Z Y  C   Y  1     6

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Circuito equivalente de L.T. de longitud menor a 500 Km  Km  EJEMPLOS EJEMPLO 1 Calcular la impedancia serie de una línea de transmisión de 230 kV, 300 Km. de longitud que usa un conductor por fase de 900 MCM tipo canario; que tiene de acuerdo a tablas, t ablas, las características siguientes: DIÁMETRO EXTERNO : 29.5 mm.,

ACSR 54 / 7

RESISTENCIA ELÉCTRICA A 60 HZ. Y 50°C, 0.073 ohms / Km. El radio medio magnético es : 1,210 cm. La disposición de los conductores se muestra en la figura siguiente: 7m

7m

21m

Disposición de conductor conductores es

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SOLUCIÓN La resistencia eléctrica a la temperatura de 50°C, es: R = r x L = 0.073 x 300 = 21.9 ohms.  ohms.  La reactancia inductiva se puede determinar de la expresión simplificada: DM 

0.1736  XL  0.1736 Log  

Donde :

G RM 

DMG



3 Dab

Dbc Dca



Con el dato de RMG = 1.21 cm.  X  L  0.1736  Log

882

  0.497

1.21

Para L = 300 Km. XL = 0.497 x 300

3 7 x

G 7 x 14

DMG = 8.82 m. ohms / Km

= 149 ohms

EL CIRCUITO DE LA LÍNEA ES: 0,073 / km

0,497 / km

21,9

 j149  j149



(a) en por unidad de longitud

(b) para la longitud total

LA ADMITANCIA EN DERIVACIÓN ES: 6 9.085 x 9.085  x 10   9.085 x 9.085  x 10 6  6   Y c   3.173  3.173 x  x 10   SIEMENS / KM / FASE  Log

R

 DMG  RMG

j XL 

 Log

882

1,21

0,497

0,073 6

6

1,58510 1,58510 Yc 2

 

Yc 2

El circuito  de la línea, l ínea, trabajando trabajando en por unidad. SUBE

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EJEMPLO 2 Calcular la reactancia inductiva y la susceptancia para una línea de transmisión de 400 kV, con 400 Km. de longitud, que tiene 2 conductores / fase de 1113 MCM, separados 45 cms., entre sí. El conductor es bluejay 1113 MCM, con diámetro de 3,25 cm. (54 / 19). La disposición de los conductores en la estructura, se muestra a continuación: 0,45 m

0,45 m 

0,45 m 

10 m

10 m

SOLUCIÓN De acuerdo a la configuració configuraciónn de llos os conductores, la distancia media geométrica es:  DMG  3 10 x 10 x 10 x 10 x 10  12.6 m.

Para más de un conductor por fase, el RMG se calcula como: nr R MG  Re q  n  x R

Donde:

n 

= 

número de conductores por fase

n 

= 

2 

d 

= 

separación entre conductores por fase.  R 

d n sen

 

  

n



45 180 2 sen   2

 22.5 cm cm..

POR LO TANTO: R MG 2  2 x 22.5

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 x 22.5  8.55 cm cm..

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LA REACTANCIA INDUCTIVA ES POR LO TANTO:

Para la longitud to total tal X L  0,376     Km 

 

fase

   

400 x  x 0.376  160.5  X LT  400

 / fase

LA SUSCEPTANCIA: Y=

9.085x 10

c

Log

6  

DMG RMG

=

9.085X 10

6  

= 4.19 x 10 6 (SIEMEN/SKM.)

1260 Log 8.55

PARA LA LONGITUD TOTAL: TOTAL: 400 X  X 4.19 4.19 X  X Y CT  400  6 10  

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1.67 x  x 10 (SIEMENS / FASE )  1.67 3 

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EJEMPLO 3 Se desea estudiar el efecto de los parámetros de la línea, cuando se incluyen los efectos de la compensación serie y la compensación paralelo en líneas de transmisión; para esto se considera un sistema de dos máquinas interconectadas por una línea de transmisión; que puede ser: 

 



 

De 230 kV De 400 kV

Los datos para estas líneas, son los siguientes: TENSIÓN NOMINAL KV 230 345

SERIE XL

CAPACITANCIA EN PARALELO 0.29 x 106  - km 0.241 x 106  - km

0.47  /   / km. 0.47  /   / km.

El sistema representado, se muestra en la siguiente figura: Vtg

Vtm  Vtm 

 jX

 jXg  jXg  

 jXg   jXg 

Eg2 

Eg1 Eg1  

 jY/2

Xg1 Xg2 Eg1 SB 

=  =  =  = 

jY/2 

0.5 p.u. (reactancia de secuencia positiva del generador) 0.2 p.u. (reactancia de secuencia negativa del generador) Eg2 1.0 p.u. tensión generada en p.u. 100 MVA. (Potencia de base)

Para la línea no compensada, trazar una gráfica del límite de potencia en estado estable, en términos de la reactancia serie. Reconstruir la gráfica para una compensación paralela de 100% (la necesaria para eliminar la capacitancia de la línea), y para una compensación del 50% en 400 kV.

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SOLUCIÓN 

 

Para la línea de 230 kV.

La impedancia base, es: 2

 Z base

  kV   S  BASE

 

( 230 )

2

 

100

 529 Ω 

L = Longitud de la línea Km. La reactancia de la línea en por unidad ( PU )  x  

0.47 L 0.47 L  Z base

0.47 L 0.47  L

 

529

  

 Longitud de la línea en km. km.

La admitancia en derivación: Y

2

 

2 X c  

2 Y

 z base x L

 L

 z  z  x base  

C   2 X C 

529 L 529  L

 

 p .u .

2 x 0.29 0.29 x  x 106 

Se define un factor de relación:

  

Y/2  K  

529 L 529  L

 x

2 x 0.29 0.29 x  x 106 

 X

529 0.47   L

K = 1.03  1.03 



 

Para la línea de 345 KV,

Se procede de la misma forma. LA IMPEDANCIA BASE, ES : 2 2  KV  KV    345   ZBase    1190,25 Ω 

S  B 

 

100

LA REACTANC REACTANCIA IA DE LA LÍNEA EN P.U. :  X

p.u. 

0.31 L 0.31  L  z base

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 

0.31 L 0.31  L 1190.25 PARAMETROS DE LINEAS Y REDES

 

 

LA ADMITANCIA EN DERIVACIÓN : Y 2

Y 2

 Z  Z base

 

 Z base x L

 L 2 X   X c  

 

2 X c  

1190.25 L  L 6

2 x 0.241 0.241 x  x 10

 

EL FACTOR DE RELACIÓN: Y   K     / 2    X C

1190.25 L 1190.25  L

 x

2  x 0.241 0.241 x  x 10

DE LA EXPRESIÓN:

K  

6

1190.25

 7.9

0.31  L

Y/2  X  

 Y / 2 = KX, es decir que conociendo al coeficiente de relación K, se puede sustituir KX por (Y/2) en los cálculos con lo que se simplifica el sistema; ya que se puede convertir en un sistema serie equivalente, aplicando el teorema de Thévenin.

 jXg

Y

Eg

2

jkX   jkX

LA CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO PARA EL SISTEMA EQUIVALENTE:  jXg

I cc =

V o

Eg  j X g 

J X g  

I C   

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CONCLUSIONES Este trabajo de par ámetros de lí neas neas y redes de distribuci ón nos ayudan analizar y entender todos los par ámetros que hemos encontrado en lí neas neas y redes y con ello entender todos los fenómenos que se  producen en las las lí neas neas de transmisi ón y en lo que es redes de distribuci ón  Nosotros como estudiantes y futuros futuros ingenieros tenemos tenemos que estar estar empa empapados pados en todos eestos stos temas. Los paramettros tanto para lí neas neas de transmisión como para lí neas neas de transmisión son los mismos si que son mas visibles en las lí neas neas de transmisión largas.

RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES    Nosotros recomendamos recomendamos este este presente trabajo, trabajo, para que más estudiantes puedan también conocer de todos los  par ámetros vistos en este informe y así  todos  todos los estudiantes que estén interesados en estos temas también aprendan a entender los efectos producidos en las l í neas neas y redes, tanto como en transmisi ón como distribución.

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BIBLIOGRAFIA  

Modelado de las líneas de transmisión (sector electricidad)

http://www.sectorelectricidad.com/8548/modelado-de-lineas-de-transmision-parte-1/  http://www.sectorelectricidad.com/8548/modelado-de-lineas-de-transmision-parte-1/ 

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Mo-Shing Chen, Power System Modeling, University of Texas at Arlington

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Paul Anderson, Analysis of Faulted Power System,

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Parámetros de la línea de transmisión: archivo en línea

https://prezi.com/bvse4jjwxsr2/parametros-de-la-linea-de-transmision/  https://prezi.com/bvse4jjwxsr2/parametros-de-la-linea-de-transmision/ 

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Parámetros de una línea eléctrica : Archivo en línea

http://endrino.pntic.mec.es/jhem0027/lineas/parametros/parametros.htm http://endrino.pntic.mec.es/jhem0027/lineas/parametros/parametros.htm   

  Electricidad total: archivo en línea http://dondeestajavier3.blogspot.com/2008/10/2-condu 008/10/2-conductividad-resistividad.html ctividad-resistividad.html   http://dondeestajavier3.blogspot.com/2

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Parámetros de Líneas de Distribución de Energía Eléctrica :SCRIBD https://es.scribd.com/document/314637204/Param etros-de-Lineas-de-Distribucion-de-Energia-Electrica nergia-Electrica   https://es.scribd.com/document/314637204/Parametros-de-Lineas-de-Distribucion-de-E

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Redes de distribución de energía eléctrica :archivo pdf en línea.

http://www.bdigita http://www.bdigital.unal.edu.co/3393/1/9 l.unal.edu.co/3393/1/958-9322-8658-9322-86-7_Parte1.pdf  7_Parte1.pdf  

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