5.2 CÁLCULOS ELÉCTRICOS DEL CONDUCTOR …bibing.us.es/proyectos/abreproy/5210/fichero... · de 90ºC para el conductor y 80ºC para la pantalla. 2. El factor de efecto pelicular

5.2 CÁLCULOS

ELÉCTRICOS DEL

CONDUCTOR

SUBTERRÁNEO

SOTERRAMIENTO PARCIAL DE

LA LINEA ELÉCTRICA DC 132 kV

“CASILLAS - PUENTE NUEVO” Y

“LANCHA - RIVERO”

Manuel Sánchez Tenorio

SOTERRAMIENTO PARCIAL DE LA LINEA ELÉCTRICA DC 132 kV “CASILLAS - PUENTE NUEVO” Y “LANCHA - RIVERO”


Doc.5.2- Cálculos Eléctricos Subterráneos

1

INDICE

1 CÁLCULOS ELÉCTRICOS JUSTIFICATIVOS DEL CABLE SUBTERRÁNEO ........................................................................... 2

2 LA INTENSIDAD MAXIMA ADMISIBLE EN SERVICIO ........................ 3

2.1 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD MÁXIMA ADMISIBLE EN SERVICIO. ................................................................................. 3

2.2 RESISTENCIA DEL CONDUCTOR EN CORRIENTE ALTERNA ............... 5

2.3 PÉRDIDAD DIELECTRICAS ........................................................... 7

2.4 FACTOR DE PERDIDAS EN LA PANTALLA ........................................ 8

2.4.1 Pantallas conectadas directamente a tierra (solidy bonded) ............. 8

2.4.2 Pantallas conectadas en un solo punto (single point) ó permutadas (cross bonding) ........................................................ 9

2.5 RESISTENCIA TERMICA ENTRE EL CONDUCTOR Y LA ENVOLVENTE T1 ......................................................................... 10

2.6 RESISTENCIA TERMICA ENTRE LA CUBIERTA Y LA ARMADURA, T2 ........................................................................... 10

2.7 RESISTENCIA TÉRMICA DEL REVESTIMIENTO O DE LA CUBIERTA EXTERIOR, T3 ............................................................. 10

2.8 RESISTENCIA TERMICA EXTERNA, T4 ............................................ 11

2.8.1 Cables instalados en galería ......................................................... 11

2.8.2 Cables instalados en tubular hormigonada ..................................... 12

3 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD MAXIMA ADMISIBLE EN CORTOCIRCUITO EN EL CONDUCTOR ............................................ 17

3.1 CÁLCULOS DE LA INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO ADIABATICO .............................................................................. 17

3.2 CÁLCULO DEL FACTOR NO ADIABATICO ........................................ 18

4 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD MÁXIMAADMISIBLE EN CORTOCIRCUITO DE LA PANTALLA ............................................... 19

5 CÁLCULO DE LA CAIDA DE TENSIÓN ............................................. 20

6 APLICACIÓN TEORICA DEL OBJETO DE PROYECTO ......................... 21

6.1 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD MAXIMA ADMISIBLE ......................... 21

6.2 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD MÁXIMA DE CORTOCIRCUITO DEL CONDUCTOR ....................................................................... 27

6.3 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD MÁXIMA DE CORTOCIRCUITO DE LA PANTALLA ........................................................................ 28




2

1 CÁLCULOS ELÉCTRICOS JUSTIFICATIVOS DEL CABLE SUBTERRÁNEO

Los datos y cálculos eléctricos que se exponen en los siguientes

apartados han sido determinados para las zanjas descritas en la memoria

del proyecto y suponiendo los siguientes parámetros de utilización:

• Tensión de servicio (kV): 132

• Frecuencia de la red (Hz): 50

• Resistividad del hormigón (K·m/W): 0.8

• Temperatura de servicio del conductor (ºC): 90

• Temperatura de servicio de la pantalla (ºC): 80

• Temperatura final del conductor en el c.c. (ºC): 250

• Temperatura final de la pantalla en el c.c. (ºC): 210

• Duración del cortocircuito en la pantalla (s): 0,5

• Temperatura del terreno (ºC): 20




3

2 LA INTENSIDAD MÁXIMA ADMISIBLE EN SERVICIO

El cálculo de la intensidad máxima admisible por un cable en régimen

permanente se calcula de acuerdo con la norma UNE 21.144. Este cálculo

consiste en la resolución de un problema de transferencia de calor, de

forma que las pérdidas de potencia activa generadas en el cable se disipen

al entorno sin que el aislamiento alcance una temperatura excesiva que

pueda deteriorar sus características eléctricas, mecánicas ó químicas.

2.1 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD MÁXIMA ADMISIBLE EN SERVICIO.

La ecuación que representa el equilibrio térmico de un conductor de

resistencia eléctrica por unidad de longitud, R, y de resistencia térmica por

unidad de longitud, T, cuando circula una corriente de valor eficaz, I, es la

siguiente:

θC θaT1/2 T1/2 T2 T3 T4

Wc Wd Ws Wa

AISLAMIENTO ARMADURA CUBIERTA ENTORNO

SIMIL ELÉCTRICO AL PROBLEMA DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Ilustración 1. Similitud del sistema eléctrico al problema de transferencia de calor

Donde ∆θ representa la diferencia de temperaturas que adquiere el

conductor en régimen de servicio y el medio ambiente que le rodea.

La intensidad máxima admisible en servicio permanente es la que

calienta el conductor hasta su máxima temperatura admisible:

admIRT

θ∆= , A

El problema de transferencia de calor se aborda en las tres fases que a

continuación se detallan:

• Determinación de las pérdidas de potencia eléctrica que generan

calor en el seno de una cable. UNE 21144-1, Ecuaciones de




4

intensidad admisible (factor de carga 100%) y cálculo de pérdidas.

• Determinación de las resistencias térmicas que intervienen según

las condiciones de instalación. UNE 21144-2, Resistencia térmica.

• Cálculo de la Intensidad admisible utilizando para ello el símil

eléctrico, que a continuación se detalla:

Ilustración 2. Circuito equivalente línea subterránea AT

2

21

22

C

C

A

C a

W RI

W RI

W RI

λλ

θ θ θ

=

=

=∆ = −

La resolución del circuito eléctrico conduce a la determinación de la

intensidad máxima admisible:

( ) ( ) ( ) ( )( )1 12 3 42 2C a C C D C D S C D S A

T TW W W W W W T W W W W T Tθ θ− = + + + + + + + + + +

( )( ) ( ) ( )

0,5

1 2 3 4max

1 1 2 1 2 3 4

0,5

1 1dW T n T T T

IRT nR T nR T T

θλ λ λ

∆ − + + + = + + + + + +

donde:

I: es la intensidad de la corriente que circula en un conductor (A); ∆θ: es el calentamiento del conductor respecto a la temperatura

ambiente (K); R: es la resistencia del conductor bajo los efectos de la corriente

alterna, por unidad de longitud, a su temperatura máxima de




5

servicio (Ω/m); Wd: son las pérdidas dieléctricas, por unidad de longitud, del

aislamiento que rodea al conductor (W/m) T1: es la resistencia térmica, por unidad de longitud, entre el

conductor y la envolvente (K⋅m/W); T2: es la resistencia térmica, por unidad de longitud, del relleno de

asiento entre la envolvente y la armadura (K⋅m/W). En nuestro caso, al ser un cable no armado el valor de esta unidad es 0;

T3: es la resistencia térmica, por unidad de longitud, del revestimiento exterior del cable (K⋅m/W);

T4: es la resistencia térmica, por unidad de longitud, entre la superficie del cable y el medio circundante (K⋅m/W);

n: es el número de conductores aislados en servicio en el cable (conductores de la misma sección y transportando la misma carga), que para el caso de conductores unipolares toma valor 1;

λ1: es la relación de las pérdidas en la cubierta metálica o pantalla con respecto a las pérdidas totales en todos los conductores de ese cable;

λ2: es la relación de las pérdidas en la armadura respecto a las pérdidas totales en todos los conductores de ese cable;

La intensidad admisible en un cable para corriente alterna se obtiene

por tanto de la expresión que da el calentamiento del conductor por encima

de la temperatura ambiente. En este caso hemos considerado que la

desecación del suelo no existe, ya que se prevé rellenar los cables con un

relleno de resistividad térmica controlada.

A continuación de detalla la formulación, que se ha de particularizar

para los datos concretos de la línea indicados en la memoria del proyecto.

En estos apartados, se da unos detalles de aplicación en la mayoría de los

casos, pero si es necesario más detalle, hay que recurrir a la norma

anteriormente citada.

2.2 RESISTENCIA DEL CONDUCTOR EN CORRIENTE ALTERNA

La resistencia del conductor, por unidad de longitud, en corriente

alterna y a la temperatura máxima de servicio, viene dada por la fórmula

siguiente:




6

( )psRR γγ ++⋅= 1'

Donde:

R: Resistencia del conductor con corriente alterna a la temperatura máxima de servicio (Ω/m).

R’: Resistencia del conductor con corriente continua a la temperatura máxima de servicio (Ω/m).

γs: Factor pelicular; γp: Factor de efecto proximidad;

1. La resistencia del conductor en corriente continua, por unidad de

longitud, a su temperatura máxima de servicio, θ, viene dada por:

( )[ ]201' 200 −⋅+⋅= θαRR

Donde:

R0: Resistencia del conductor con corriente continua a 20ºC α20: Coeficiente de variación a 20ºC de la resistividad en función de la

temperatura, por Kelvin. − Para conductores de aluminio se utilizará el valor de 4,03 x

10-3. − Para conductores de cobre se utilizará el valor de 3,93 x 10-3.

θ: Temperatura máxima de servicio en grados Celsius para el cable. Se tomarán como temperaturas máximas de servicio los valores de 90ºC para el conductor y 80ºC para la pantalla.

2. El factor de efecto pelicular γs viene dado por:

4

4

8,0192 s

ss χ

χγ+

=

donde

ss R

f κπχ 72 10'

8 −⋅⋅⋅=

ƒ: Frecuencia de la corriente de alimentación, en hercios (50 Hz); κs: Factor. Se tomará el valor de 1 para este factor.

3. El factor de efecto proximidad γp, viene dado por:




7

++

+

⋅⋅

⋅+

=27,0

8,0192

18,1312,0

8,01924

4

22

4

4

p

p

cc

p

pp s

d

s

d

χχχ

χγ

donde

pp R

f κπχ 72 108 −⋅⋅⋅=

dc: Diámetro del conductor; s: Distancia entre ejes de los conductores. κp: Factor. Se tomará el valor de 1 para este factor.

La resistencia de la pantalla en corriente alterna, se calculará igual que

para el conductor, pero con la salvedad de que dc será el diámetro medio de

la pantalla. La distancia entre ejes de los conductores será la misma que en

el apartado anterior.

2.3 PÉRDIDAD DIELECTRICAS

Al ser un cable de corriente alterna, se han de calcular las pérdidas

dieléctricas. Las pérdidas dieléctricas, por unidad de longitud y en cada fase,

vienen dadas por:

δω tgUCW od ⋅⋅⋅= 2

(W/m)

donde

ω: 2 π ƒ C: Capacidad por unidad de longitud (F/m); U0: Tensión con relación a tierra tgδ: Factor de pérdidas del aislamiento a la frecuencia y a la

temperatura de servicio. Se tomará el valor de 0,001 La capacidad para los conductores de sección circular viene dada por:

910

ln18

−

⋅

=

c

i

d

DC

ε

(F/m)

Donde:

ε: Permitividad relativa del material aislante. Se tomará el valor de




8

2,5 Di: Diámetro exterior del aislamiento (con exclusión de la pantalla

semiconductora) ; dc: Diámetro del conductor, incluida la pantalla semiconductora.

2.4 FACTOR DE PERDIDAS EN LA PANTALLA

Las pérdidas originadas en las pantallas (λ1) son debidas a las

corrientes de circulación (λ1’) y a las corrientes de Foucault (λ1’’).

Así:

''' 111 λλλ +=

2.4.1 Pantallas conectadas directamente a tierra (solidy bonded)

Para cables unipolares dispuestos en tresbolillo con las pantallas en

cortocircuito en ambas extremidades del circuito, el factor de pérdidas viene

dado por:

λ1 = λ1’

ya que λ1’’ = 0, es decir, las pérdidas por corrientes de Foucault son

despreciables.

21

1

1'

+⋅=

X

RR

R

S

Sλ

Donde:

RS: Resistencia de la pantalla metálica en ca, por unidad de longitud, a su temperatura máxima de servicio (Ω/m);

X: Reactancia de la pantalla metálica, por unidad de longitud del cable (Ω/m)

⋅⋅⋅⋅= −

d

sX

2ln102 7ω

ω: 2 π x frecuencia (1/s); s: Distancia entre ejes de conductores en la sección eléctrica

longitudinal considerada (mm); d: Diámetro medio de la pantalla metálica (mm);

En el caso de utilizarse conductores de gran sección de construcción




9

segmentada (milliken), el factor de pérdida λ1’’ no puede despreciarse, pero

se podrá obtener multiplicando el valor de λ1’’ calculado según el apartado

siguiente, por el factor F, dado por la fórmula:

( )( ) ( )114

422

222

+⋅+⋅++⋅⋅=

NM

NMNMF

Donde, para cables dispuestos en tresbolillo:

X

RNM S=

2.4.2 Pantallas conectadas en un solo punto (single point) ó permutadas

(cross bonding)

Para cables con pantallas en cortocircuito en un solo punto o

permutadas; las pérdidas por corrientes de circulación son nulas, con lo que:

λ1 = λ1’’

El factor de pérdidas por corrientes de Foucault viene dado por:

( ) ( )

⋅⋅

+∆+∆+⋅⋅=12

41

2101 10121'' S

SS t

gR

R βλλ

Donde:

( )6,1101 31

74,1

−⋅⋅⋅

+= −

SS

SS D

D

tg β

Sρωπβ

7110

4 ⋅⋅=

ρs: Resistividad eléctrica del material de la pantalla metálica a la temperatura de servicio (Ω m). En nuestro caso 1,7241 x 10-8

Ds: Diámetro exterior de la pantalla metálica del cable; ts: Espesor de la pantalla metálica (mm); ω: 2 π ƒ Rs: Resistencia de la pantalla, por unidad de longitud, a la

temperatura máxima de servicio (Ω/m);




10

Las fórmulas para λ0, ∆1 y ∆2 son:

En las cuales 710−⋅=SR

mω , para m ≤ 0,1 ∆1 y ∆2 pueden despreciarse

Tres cables unipolares en tresbolillo:

2

2

2

0 213

⋅

+=

s

d

m

mλ

( )( )66,192,0

45,21 2

33,014,1+

⋅+⋅=∆m

s

dm

∆2 = 0

2.5 RESISTENCIA TERMICA ENTRE EL CONDUCTOR Y LA ENVOLVENTE T1

La resistencia térmica entre el conductor y la envolvente está dada por:

⋅+

⋅=

c

T

d

tT 1

1

21ln

2 πρ

Donde:

ρT: Resistividad térmica correspondiente al aislamiento. En nuestro caso su valor es 3,5 K⋅m/W)

dc: Diámetro del conductor sin considerar las pantallas semiconductoras (mm);

t1: Espesor del aislamiento entre conductor y envolvente considerando las pantallas semiconductoras (mm);

2.6 RESISTENCIA TERMICA ENTRE LA CUBIERTA Y LA ARMADURA, T2

En nuestro caso, al ser un cable no armado, el valor de T2 =0.

2.7 RESISTENCIA TÉRMICA DEL REVESTIMIENTO O DE LA CUBIERTA EXTERIOR, T3

La resistencia térmica de las cubiertas exteriores T3 está dada por:

⋅+

⋅=

a

T

D

tT

'

21ln

23

3 πρ

Donde:

t3: Espesor de la cubierta (mm);




11

D’a: Diámetro exterior de la pantalla ubicada inmediatamente debajo (mm);

2.8 RESISTENCIA TERMICA EXTERNA, T4

2.8.1 Cables instalados en galería

Para cables instalados en galería, se calculará la resistencia térmica

externa, T4 como si los cables estuvieran instalados al aire libre, pero

protegidos de la radiación solar directa. La resistencia térmica del medio

circundante a un cable instalado en estas condiciones, viene dada por la

fórmula:

( ) 4/1*4

1

Se hDT

θπ ∆⋅⋅⋅=

Donde:

( ) ED

Zh

g

e

+=*

De*: Diámetro exterior del cable en metros (m); h: Coeficiente de disipación del calor, utilizando los valores de las

constantes Z, E y g; correspondientes a la configuración en tresbolillo:

− Z = 0,96 − E = 1,25 − g = 0,20

∆θs: Calentamiento de la superficie del cable respecto a la temperatura ambiente (K)

Un método iterativo simple de cálculo de ∆θs se expone a continuación.

Primero se ha de calcular

( ) ( ) ( )

+++++⋅++

⋅⋅= 21312

1

21

*

111

λλλλλ

πTT

n

ThDK e

A

Después:

( )( )

25,0

4/1

4/1

11

∆+∆+∆

=∆ +nSA

dnS

K θθθθ

Establecer el valor inicial de (∆θs)1/4 = 2 y reiterar el cálculo hasta que




12

(∆θs)1/4n+1 - (∆θs)1/4

n ≤ 0,001

Donde

++−

−

++=∆

21

221

21 12

1

1

1

λλλ

λλθ TN

Td

El factor ∆θd tiene las dimensiones de una diferencia de temperatura y

contabiliza las pérdidas dieléctricas. Si las pérdidas dieléctricas son

despreciables, ∆θd = 0

∆θ es el calentamiento admisible del conductor con relación a la

temperatura ambiente.

2.8.2 Cables instalados en tubular hormigonada

En estos casos, La resistencia térmica externa de un cable colocado en

un tubo, comprende tres partes:

• La resistencia térmica del intervalo de aire entre la superficie del

cable y la superficie interior del conducto T’4.

• La resistencia térmica del material que constituye el tubo o

conducto T’’4.

• La resistencia térmica entre la superficie exterior del conducto y el

medio ambiente T’’’4.

El valor de T4 que debe figurar en la ecuación que da la intensidad

admisible, será la suma de estos tres términos:

T4 = T’4 + T’’

4 + T’’’4

Resistencia térmica entre el cable y el conducto o tubo ( T’4)

( ) em DYV

UT

⋅+⋅+=

θ1,01'4

Donde:

U, V e Y: son las constantes, dependiendo de los tipos de instalación y

cuyos valores se tomarán como U = 5,2; V = 1,1; y Y = 0,011.

De: es el diámetro exterior del cable (mm); θm: es la temperatura media del medio que rellena el espacio entre

el cable y el tubo. Se elige un valor estimado inicial y se repite el




13

cálculo con un valor corregido, si ello fuera necesario (ºC). Como una aproximación se puede tomar el valor de 65ºC.

Resistencia térmica propia del conducto o tubo (T’’4). La

resistencia térmica a través de la pared de un conducto deberá calcularse

por la fórmula:

d

oT D

DT ln

2

1''4 ρ

π⋅=

Donde:

Do: es el diámetro exterior del conducto (mm); Dd: es el diámetro interior del conducto (mm); ρT: es la resistividad térmica del material constitutivo del conducto

(K⋅m/W). Se tomará el valor de 3,5. Resistencia térmica externa al conducto o tubo (T’’’4). En el caso

de cables idénticos igualmente cargados, la intensidad de corriente admisible

se determinará por la del cable más caliente.

Es posible generalmente, de acuerdo con la configuración de la

instalación, determinar este cable y así no tener que realizar el cálculo más

que para éste.

En los casos en que ello sea más difícil, puede ser necesario un cálculo

posterior para otro cable del grupo. El método consiste en utilizar un valor

corregido de T4 que tenga en cuenta el calentamiento mutuo de los cables

del grupo. El valor corregido de la resistencia térmica, para el cable de la

posición p viene dado por (el número total de cables es q):

( )

⋅⋅⋅

⋅⋅⋅

⋅

⋅−+

⋅=

pq

pq

pk

pk

p

p

p

pT d

d

d

d

d

d

d

duuT

''''1ln

2

1

2

2

1

124 ρ

π

Hay que tener en cuenta que hay (q-1) términos, excluido el término

(d’pp/dpp). Siendo las distancias dpk las indicadas en la Figura 1.

Donde:

ρT: es la resistividad térmica del suelo. Se tomará un valor de 1 K⋅m/W;

eD

Lu

2=




14

L: es la distancia de la superficie del suelo al eje del cable (mm); De: es el diámetro exterior de la tubular (mm).

Ilustración 3. Esquema de cables y sus imágenes en aire-suelo

Si los cables están desigualmente cargados, se deberá calcular la

elevación de temperatura en el cable considerado y debida a los demás

cables del grupo, y restar esta elevación del valor ∆θ utilizado en la ecuación

para la intensidad de corriente admisible nominal de apartado 1.1.1 del

presente documento. Es preciso, por tanto estimar de antemano la potencia

disipada por unidad de longitud en cada cable, a expensas de corregir estos

valores posteriormente si ello se hace necesario.

Así, para el cable situado en la posición p, para el que quiere

determinarse la carga admisible, el calentamiento ∆θp (por encima de la

temperatura ambiente), debido a la potencia disipada por los (q-1) cables

restantes del grupo, está dada por:

qpkpppp θθθθθ ∆+∆+∆+∆=∆ ......21

(estando excluido de la suma el término ∆θpp)

Donde:

∆θkp: es el calentamiento producido en la superficie del cable por la potencia Wk vatios, por unidad de longitud, disipada por el cable




15

k, es decir:

⋅⋅

⋅=∆

pk

pkkTkp d

dW

'ln

2

1 ρπ

θ

Las distancias dpk y d’pk están medidas, respectivamente, desde el

centro del cable en la posición p hasta el centro del cable en la posición k y

hasta el centro de un imaginario cable k con relación a la superficie del suelo

(ver Ilustración 3).

El valor de ∆θ, que figura en la ecuación de la intensidad de la corriente

admisible del apartado 1.1.1 del presente documento, se reduce entonces en

la magnitud ∆θp y la carga del cable en la posición p se determina utilizando

para T4 un valor que corresponda a un cable que estuviese sólo en la

posición p. Este cálculo se ha de efectuar para todos los cables del grupo y

se debe repetir cuando sea necesario para evitar la posibilidad de un

calentamiento excesivo en cualquiera de los otros cables.

Al estar los tubos embebidos en hormigón, se admitirá para el cálculo

de la resistencia térmica, que el medio que rodea al conducto es homogéneo

y que su resistividad térmica es igual a la del hormigón. Se añade entonces

algebraicamente una corrección en la fórmula anterior (o bien para cables

idénticos igualmente cargados, o bien para cables desigualmente cargados),

para tener en cuenta la eventual diferencia entre la resistividad térmica del

hormigón y la del suelo, para aquella parte del circuito térmico exterior al

bloque de conductos.

La corrección de la resistencia térmica viene dada por:

( ) ( )1ln2

2 −+−⋅

uuN

ce ρρπ

N: Número de cables con carga en el bloque de conductos; ρe: Resistividad térmica del suelo que rodea al bloque de conductos.

Se tomará el valor de 1 K⋅m/W ρc: Resistividad térmica del hormigón. Se tomará el valor de 0,8

K⋅m/W




16

b

G

r

Lu =

LG: Profundidad de colocación, respecto al centro del bloque de

conductos (mm) rb: Radio equivalente del bloque de hormigón (mm), dado por:

2ln1ln

4

2

1ln

2

2 x

x

y

y

x

y

xrb +

+⋅

−⋅⋅=

π Las magnitudes de x e y son respectivamente la menor y la mayor de

las dimensiones del bloque de conductos, independientemente de su

posición, en milímetros.

Esta fórmula sólo es aplicable cuando xy es inferior a 3.

Esta corrección se añadirá al valor de T4 previamente calculado.




17

3 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD MAXIMA ADMISIBLE EN CORTOCIRCUITO EN EL CONDUCTOR

El cálculo de la intensidad máxima de cortocircuito en el conductor se

realiza según la norma UNE 21-192, “Cálculo de las intensidades de

cortocircuito térmicamente admisibles, teniendo en cuenta los efectos del

calentamiento no adiabático”.

La intensidad de cortocircuito admisible viene dada por la expresión:

ADII ⋅= ε

Donde:

I: Intensidad de cortocircuito admisible; IAD: Intensidad de cortocircuito calculada en una hipótesis adiabática; ε: Factor que tiene en cuenta la pérdida de calor en los

componentes adyacentes.

3.1 CÁLCULOS DE LA INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO ADIABATICO

La fórmula del calentamiento adiabático, se presenta bajo la siguiente

forma general:

++

⋅⋅=⋅βθβθ

i

fAD SKtI ln222

Donde:

IAD: Intensidad de cortocircuito (valor eficaz durante el cortocircuito) calculada en una hipótesis adiabática (A);

t: Duración del cortocircuito (s). Se tomará el valor de 0,5 s. K: Constante que depende del material del componente conductor

de corriente. • Para conductores de aluminio se utilizará el valor de

148 A⋅s1/2/mm2 • Para conductores de cobre se utilizará el valor de

226 A⋅s1/2/mm2 S: Sección geométrica del componente conductor de corriente; para

los conductores se tomará la sección nominal, y para las pantallas la sección de 1 alambre

θf: Temperatura final (ºC). En el conductor se utilizarán 90 ºC y en la pantalla se utilizarán 80 ºC.

θi: Temperatura inicial (ºC). En el conductor se utilizarán 250 ºC y




18

en la pantalla se utilizarán 210 ºC. β: Inversa del coeficiente de variación de resistencia con la

temperatura del componente conductor de corriente a ºC (K); − Para conductores de aluminio se utilizará el valor de 228 K − Para conductores de cobre se utilizará el valor de 234,5 K

3.2 CÁLCULO DEL FACTOR NO ADIABATICO

La fórmula general de una ecuación empírica para el factor no

adiabático es la siguiente:

⋅⋅⋅⋅⋅+=S

tBF

S

tAF 21ε

Donde:

F: es el factor que tiene en cuenta la imperfección de los contactos térmicos entre el conductor o los alambres y los materiales metálicos no adyacentes. Se tomará F=0,7 para los conductores y F=0,5 para las pantallas.

A, B: son las constantes empíricas basadas en las características térmicas de los materiales no metálicos adyacentes.

i

i

c

CA

ρσ

σ⋅= 1 (mm2/s)1/2 donde C1 = 2,464 mm/J

i

i

c

CB

ρσ

σ⋅= 2 (mm2/s) donde C2 = 1,22 K⋅m⋅mm2/J

Donde:

σc: Calor específico volumétrico del componente conductor de corriente Para el cobre se tomará el valor de 3,45 x 106 J/K⋅m3 Para el aluminio se tomará el valor de 2,5 x 106 J/K⋅m3

σi: Calor específico volumétrico de los materiales no metálicos adyacentes. Se tomará el valor de 2,4 x 106 J/K⋅m3 (correspondiente al XLPE)

ρi: Resistividad térmica de los materiales no metálicos adyacentes. Se tomará el valor de 3,5 K⋅m/w (correspondiente al XLPE)




19

4 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD MÁXIMA ADMISIBLE EN CORTOCIRCUITO DE LA PANTALLA

El cálculo de la intensidad máxima de cortocircuito en la pantalla se

realiza según la norma UNE 21-192, “Cálculo de las intensidades de

cortocircuito térmicamente admisibles, teniendo en cuenta los efectos del

calentamiento no adiabático”.

A continuación de detalla la formulación, particularizando para los datos

concretos de la línea indicados en la memoria.

Se aplicará el mismo método para el cálculo de la intensidad máxima de

cortocircuito en las pantallas. No se considerará la influencia de la lámina

metálica adherida a la cubierta del cable ni la influencia de los flejes

equipotenciales dispuestos helicoidalmente.

Se calculará para un alambre tomado individualmente y se multiplicará

después por el número de alambres para obtener el valor total de la

intensidad de cortocircuito. Por lo tanto, se utilizará en todas las fórmulas la

sección de un alambre tomado individualmente.




20

5 CÁLCULO DE LA CAIDA DE TENSIÓN

La caída de tensión se determinará mediante la expresión:

)sencos.(..3 ϕϕ XRLIe n += Donde:

In: Intensidad permanente (en A) =ϕcos..3U

P

L: Longitud de la línea (en km) R: Resistencia óhmica (en ohm/km) X: Reactancia inductiva (en ohm/km) Cos φ = 0.8




21

6 APLICACIÓN TEORICA DEL OBJETO DE PROYECTO

6.1 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD MAXIMA ADMISIBLE

El calentamiento de un cable se produce principalmente debido a las

pérdidas producidas por el efecto Joule en el conductor, que generan un

calor por unidad de tiempo y por unidad de longitud del cable, de la forma:

= ∙ ∙ Este calor generado se intercambia con el medio ambiente siguiendo

una expresión conocida como la ley de Ohm térmica:

= −

La resistencia térmica por unidad de longitud del cable, T, depende de

sus características constructivas y condiciones de instalación. Esta

resistencia, representa la dificultad que tiene el conductor en intercambiar el

calor generado con el ambiente exterior circundante, y puede considerarse

como suma de varias resistencias térmicas conectadas en serie:

• T1 =resistencia térmica del aislamiento del conductor.

• T2 =resistencia térmica del asiento de la armadura, en caso de

cables armados.

• T3 = resistencia térmica de la cubierta del cable.

• T4 = resistencia térmica del medio exterior.

El cálculo de las resistencias térmicas se ha detallado en los apartados

anteriores.

Cuando la corriente comienza a circular por un conductor descargado el

aumento de temperatura provoca un salto térmico, ∆θ, entre el conductor y

el medio ambiente. Inicialmente el calor generado es mayor que el evacuado

y el conductor se sigue calentando, pero a medida que el salto térmico

aumenta, la cantidad de calor evacuada aumenta también, llegando al

equilibrio térmico cuando la temperatura final del conductor es




22

suficientemente alta para que el calor generado y evacuado por unidad de

tiempo se igualen (dQ1 = dQ2). Por lo tanto, en régimen permanente se

cumple que:

∙ ∙ = − → = − ∙ ∙

La intensidad máxima admisible, en servicio permanente de un cable,

es aquella que calienta el conductor hasta su máximo admisible, θ= θs. Para

temperaturas mayores las características eléctricas, mecánicas o químicas

del aislamiento del cable se irían deteriorando progresivamente.

La temperatura máxima admisible en régimen permanente, Int.

admisible, depende del tipo de aislamiento utilizado, el XLPE soportan θs=90

°C.

Nótese que la fórmula es sólo aproximada, y necesita de una

elaboración mayor, ya que para cables de alta tensión las pérdidas de

potencia activa son debidas los efectos siguientes:

• Pérdidas por efecto Joule (son las principales, pero no las únicas), Wc.

• Pérdidas dieléctricas en el seno del aislamiento, Wd.

• Pérdidas en las pantallas conductoras del cable, Ws.

• Pérdidas en la armadura, sólo para el caso de cables armados WA.

El símil eléctrico utilizado para el cálculo se basa en considerar las

diferencias de temperatura como diferencias de tensión, las pérdidas de

potencia activa como fuentes de intensidad de corriente, y las resistencias

térmicas como resistencias eléctricas. Utilizando esta similitud, se puede

representar el cable y sus pérdidas de potencia como un circuito eléctrico,

cuya resolución conduce a la determinación de la intensidad máxima

admisible. El circuito eléctrico equivalente del problema de transferencia de

calor para un cable uní polar es el siguiente:




23

Para resolver el circuito con el símil eléctrico mencionado, se aplica la

ley de Ohm a las magnitudes térmicas, de forma que:

− = 2 2

Si se tiene en cuenta, según lo indicado anteriormente con respecto a

las perdidas. Se puede calcular el valor de la intensidad máxima admisible

en un cable, como:

= ∆ −0,5 ∙ ∙ ∙ 1 ! ∙ ∙ 1 ! ! ∙ Para el caso particular de cables unipolares apantallados, pero no

armados, la expresión general se particulariza en la siguiente, que es la más

utilizada en cables de alta tensión.

∆ 0,5 ∙ ∙ ∙ 1 ! ! ∙ Cuando el salto térmico es el máximo admisible por el aislamiento del

cable, ∆θ=∆θs se obtiene la intensidad máxima admisible en régimen

permanente por el cable, es decir: I=Iz, mediante la aplicación de la fórmula




24

anterior. ∆ = − = 90 − 20 = 70º%

Calculo de las perdidas dieléctricas & = 2'( = 2' ∙ 50 = 100'*+

% = 2' ∙ ,-,.ln 1 = 2' ∙ 2,5 ∙ 10+2ln 82,1850,18 = 2,81 ∙ 10+45/7

tan : = 0,001 = & ∙ % ∙ ;. tan : = 100' ∙ 3,379 ∙ 10+4 ∙ 76 ∙ 10 ∙ 0,005 = 3,065/7

Ahora calcularemos las Resistencias térmicas, empezando por la

resistencia térmica del aislamiento, T1:

= % >?2' ∙ ln @1 + 2 A = 1,16 52' ∙ ln @1 + 2242,2A = 0,568 C ∙ 7/

La resistencia térmica de la cubierta del cable, T3, resulta ser:

= % >?2' ∙ ln @1 + 2D A = 1,6 52' ∙ ln @1 + 2 ∙ 4,298,9 A = 0,065C ∙ 7/

La resistencia térmica del exterior T4, en el caso de cables entubados,

es la suma de tres resistencias. = E + EE + EEE La resistencia térmica entre el cable y el conducto E , de la siguiente

manera:

E = ;1 + 0,1 ∙ (F + GH) ∙ D = 1,871 + 0,1 ∙ (0,312 + 0,0037 ∙ 65) ∙ 98,9 ∙ 10+= 0,28C ∙ 7/




25

EE, es la resistencia térmica del material del conducto, en este caso el

tubo de polietileno.

EE = 12' >? ln DIJKD1LK = 12' ∙ 3,5 ∙ ln 200196 = 0,011C ∙ 7/

La resistencia térmica externa del conducto embebido en un dado de

hormigón, para nuestro caso de 2 circuitos colocados en triangulo, resulta

ser:

EEE = MNOOPMMQN + = 0,54 + 12' >? ln(5RMNOPQ*RMQR7PNNPSR*Q7RTPP*)+ 12' 3,5 ln(4966) = 2,345C ∙ 7/

Otro dato importante a calcular sería la resistencia del conductor por

corriente alterna, muy importante para las perdidas por el efecto de Joule, y

vienen dadas por la siguiente ecuación. = ∙ U1 + 1,5VW + WXYZ Donde Rcc es la resistencia del conductor en corriente continua, y se

calcula con la siguiente ecuación:

= >4[ \1 + ]4( + 20)^ = 2,83 ∙ 10+_1200 ∙ 10+` \1 + 4,03 ∙ 10+(90 + 20)^ = 3,02 ∙ 10+aΩ/7

Los dos factores a calcular, el pelicular(W) y el de proximidadVWXY, se

calculan de la siguiente manera:

W = c192 + 0,8c = 4,16192 + 0,8 ∙ 4,16 = 0,0841 c = 8'( 10+de = 8'503,02 ∙ 10+a 10+d ∙ 1 = 4,16




26

WX = cX192 + 0,8cX @* A fgggh0,312 ∙ @* A + 1,18cX192 + 0,8cX + 0,27ijj

jk

= 3,33192 + 0,8 ∙ 3,33 @ 42,21200 ∙ 10+`A l0,312 ∙ @ 42,21200 ∙ 10+`A

+ 1,183,33192 + 0,83,33 + 0,27m = 0,0022 c = 8'( 10+de = 8'503,02 ∙ 10+a 10+d ∙ 1 = 4,16

Retomando la ecuación de la resistencia del conductor debida a la

corriente alterna: = ∙ U1 + 1,5VW + WXYZ = 3,02 ∙ 10+a ∙ \1 + 1,5(0,0841 + 0,022)^ = 3,28 ∙ 10+aΩ/7

Por ultimo para completar todos los factores que intervienen en la

ecuación de la intensidad máxima admisible, debemos calcular la fracción

(λ1) de las perdidas del efecto Joule que intervienen el las perdidas de

potencia activa. ! = !E + !EE Las corrientes de circulación son cero debido a que las pantallas no

están conectadas en sus extremos, cerrando el camino de las corrientes, por

lo que, !E = 0. Mientras que las corrientes de Foucault son:

!EE = X ∙ nT ∙ !.(1 + Δ + Δ) Vp ∙ XY12 ∙ 10+q T = 1 + rXDXs

,d VpDX ∙ 10+ − 1,6Y = 1 + @ 0,19102,66A,d (136,12 ∙ 102,66 ∙ 10+ − 1,6)= 1,0

!. = 3 ∙ r 71 + 7s ∙ @ 2*A = 3 ∙ r 0,1631 + 0,163s ∙ @ 96,292 ∙ 200A = 0,00451




27

Δ = (1,147,a + 0,33) @ 2*A(4,2Ht,``)

= (1,14 ∙ 0,163,a + 0,33) @ 4042 ∙ 87,55A(4,2∙4,`t,``) = 0,006 Δ = 0

p = 4' ∙ &10+d ∙ >X = 4' ∙ 2' ∙ 5010+d ∙ 1,724 ∙ 10+_ = 136,121 Una vez calculados todos los parámetros necesarios podemos resolver:

!EE = X ∙ nT ∙ !.(1 + Δ + Δ) Vp ∙ XY12 ∙ 10+q= 0,190,0328 ∙ u1,0 ∙ 0,0045(1 + 0,006 + 0) (136,12 ∙ 4,7)12 ∙ 10+ v = 0,111

Por lo que resulta: ! = !E + !EE = 0,111

Ya hemos resueltos todos los parámetros que intervienen en la ecuación

de la intensidad máxima admisible, según su modelo eléctrico, por lo que

podemos calcular la Intensidad máxima admisible:

= ∆ −(0,5 ∙ + + ) ∙ + ∙ (1 + ! + !) ∙ ( + )= 70 − 0,51(0,5 ∙ 0,568 + 0,065 + 2,636)3,28 ∙ 10+a ∙ 0,568 + 3,28 ∙ 10+a ∙ (1 + 0,111 + 0) ∙ (0,065 + 2,636)= 765w H J, H = 765w

6.2 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD MÁXIMA DE CORTOCIRCUITO DEL CONDUCTOR

La intensidad máxima de cortocircuito en el conductor puede calcularse




28

por la fórmula siguiente que representa la curva térmica admisible por los

conductores en régimen de cortocircuito.

= C ∙ [x y + p1 + p

La fórmula anterior se deduce al considerar que un cortocircuito

produce un calentamiento adiabático en el seno de un conductor, es decir,

que todo el calor producido por efecto Joule se emplea en aumentar su

temperatura, tal y como expresa la siguiente expresión: ∙ ∙ = zI ∙ ∙ [ ∙ | ∙

En caso de que la temperatura inicial del conductor coincida con la

temperatura máxima admisible en régimen permanente, se tendría la

siguiente expresión simplificada.

= C ∙ [x = 95 ∙ 1200 ∙ 10+`x0,5 = 161ew

Para comprobar que esta Icc soportada por el cable es valida se

comprueba con la ICC permanente de la línea en caso de fallo, la cual es

calculada a continuación.

6.3 CÁLCULO DE LA INTENSIDAD MÁXIMA DE CORTOCIRCUITO DE LA PANTALLA

Para el cálculo de la intensidad máxima de cortocircuito en la pantalla

se utilizaran las mismas fórmulas del apartado anterior particularizando para

los parámetros de la pantalla.

= ºℎQSN* ∙ C ∙ [x = 52 ∙ 143 ∙ 2,35 ∙ 10+`x0,5 = 25ew

Para comprobar que dicha pantalla es capaz de soportar dicha

intensidad calcularemos la intensidad máxima de cortocircuito permanente

que se daría en la instalación en caso de fallo.

Para el cálculo de la intensidad de cortocircuito se hace uso del circuito

equivalente de secuencias conectadas en serie, tal y como se muestra a




29

continuación.

Ilustración 4. Interconexión de las mallas de secuencia para una falla monofásica

Donde:

Icc=3·Io

Un= 132 kV

ZO=ZOT+ZOL

Z1=Z2=Z1R+Z1L,S+ Z1L,A +Z1T

LS=3,2 km

LA=24 km

Calculo de impedancias del circuito equivalente de la línea:

~., = V~ , ´ + 2 · ~ ,´ Y − V,´ t·,´ Y,´ t·,´ = 0,09935 + 0,0562Ω/e7

~, = ~, = V~ , ´ + ~ ,´ Y − V~ , ´ + ~ ,´ Y~ , ´ + ~ ,´ = 0,08829 + 0,0817Ω/e7

Siendo:

~ , ´ = + ∆ ´ + 2& · 10+ ln 1OP+/ + 6,49053 − ln(> = 0,193 + 0,687Ω/e7

~ ,´ = ∆ ´ + 2& · 10+ ln 1D + 6,49053 − ln(> = 0,143 + 0,531Ω/e7




30

~ , ´ = ∆ ´ + 2& · 10+ @ln + 6,49053 − lnyA = 0,143 + 0,626 Ω/e7

~ , ´ = + ∆ ´ + 2& · 10+ ln 1(O + 6,49053 − ln(> = 0,193 + 0,626Ω/e7

~, = + = + (2'( · ) = 0,1194 + 0,373Ω/e7 ~4, = 3 · ~, = 0,358 + 1,119Ω/e7 La impedancia de la red es:

~ = = ;L[ = 1320002937000000 = 5,93Ω

La impedancia del trafo es:

~? = , ;L[L = 0,1 13200012000000 = 14,52Ω

~? = ~4? .

= ;L~, · | + ~, · | + ~ + ~? + ~, · | + ~, · | + ~ + ~? + ~4, · | + ~4, · | + ~4?= 1.293w = 3 · . = 3.881w < 25ew

Dado que la intensidad de cortocircuito calculada es menor a la soportada

por la pantalla del cable esta es válida.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL CABLE SUBTERRANEO

Definición:

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Tensión Asignada 132 kVTensión mas elevada 145 kVTensión con relación tierra 76 kVTensión soportada a impulsos 650 kV

CARACTERÍSTICAS NOMINALES

ConductorTipo de cuerda Segmentado MillikenMaterial conductor AlSección conductor 1200 mm2

Nº Hilos y Diametro 5x(61x2,36)+(7x2,18) mm Diámetro exterior cond. 42,2 mm Coefi. Dilatacion T=20ºC cond. 0,00403 K-1

Intesidad cc (0,5s) 161,57 kAResistencia conductor cc T=20ºC 0,0247 Ω/km

Pantalla Semiconductora sobre conductorMaterial Mezcla extrusionada termoestableEspesor pantalla semicond. 1,5 mm Diámetro exterior pantalla semicond. 50,18 mm

AislamientoMaterial aislamiento XLPEEspesor aislamiento 22 mm Diámetro exterior aislamiento 82,18 mm Gradiente en semiconductora interior 6,16 kV/mmGradiente en Aislamiento 3,74 kV/mm

Pantalla sobre aislamientoMaterial pantalla sobre aisla. Mezcla extrusionada termoestableEspesor pantalla sobre aisla. 1,5 mm Diámetro exterior pantalla sobre aisla. 85,18 mm

CABLE UNIPOLAR SUBT. AT 132/76kV Al 1200mm2,PANTALLA Cu 120mm3

SOTERRAMIENTO PARCIAL DE LA LINEA ELECTRICA DC 132kV “CASILLAS-PUENTE. NUEVO” Y “LANCHA-RIVERO” (AP.406-AP.413) POR AMPLIACIÓN DEL AEROPUERTO DE CÓRDOBA


Pantalla metálicaTipo Pantalla hilosEstanqueidad Longitudinal bajo Pantalla Cinta Hinchable SemiconductoraMaterial pantalla CuNº Hilos 52Diámetro hilo 1,73 mmSección pantalla 120 mm2

Diámetro exterior pantalla 89,92 mmDiámetro medio pantalla 87,55 mmEspesor pantalla 4,74 mmCoefi. Dilatacion T=20ºC pantalla 0,00393 K-1

Resistividad Ohmica cc Tª=20ºC 1,724E-08 ΩmResistencia pantalla cc T=20ºC 0,1437 Ω/km

Barrera no propagación aguaMaterial Mezcla extrusionada termoestableEspesor barrera 0,4 mm

Cubierta exteriorMaterial cubierta Poliolefina ST7 grafitada resistente a llamaMaterial capa metálica impermeabilizante Lamina solapada de AlEspesor capa metálica 0,19 mmDiámetro exterior cubierta 102,66 mmDiámetro medio cubierta metálica 96,29 mmEspesor cubierta 3,8 mmCaracteristicas frente al Fuego UNE-EN 60332-1-2

CARACTERISTICAS DE LA INSTALACIÓNComposición TresbolilloDiametro de tubo 200 mmDistancia entre conductores (s) 400 mm

CALCULOS ELECTRICOS LÍNEA SUBTERRÁNEA DE ALTA TENSIÓN

Datos de la Línea Subterranea

Cable Subterráneo

Longitud línea subterránea 3000 mNº Circuitos 2Número conductores por cable 1Tensión de servicio 132 kVTensión con respecto a tierra 76 kVFrecuencia de la red 50 HzTipo conexión pantallas Cross Bonded

Caracteriticas de la instalación en regimen permanente

Temperaturas servicio Conductor 90 ºCPantalla 80 ºC

Temperatura del terreno 20 ºC

Intensidad máxima admisible 765 APotencia máxima admisible 175 MVAIntensidad máxima admisible (S/D) 792 APotencia máxima admisible (S/D) 180 MVA

Caracteriticas de la instalación en regimen de cortocircuito

Temperaturas finales de cortocircuitoConductor 90 ºCPantalla 80 ºC

Temperaturas finales de cortocircuitoConductor 250 ºCPantalla 210 ºC

Duración del cortocircuito 0,5 s

Intensidad máxima de cortocircuito conductor 161 kAintensidad máxima de cortocircuito pantalla 25 kAIntensidad máxima cortocircuito conductor (S/D) 160,5 kA okIntensidad máxima cortocircuito pantalla (S/D) 23 kA ok


CABLE UNIPOLAR SUBT. AT 132/76kV Al 1200mm2,PANTALLA Cu 120mm3

CÁLCULOS DE LAS PERDIDAS(UNE 21144-1)

PÉRDIDAS DE JOULE Wc ca= corriente alternacc= corriente continua

CONDUCTOR

Resistencias conductor (Apart.2.1)

Resistencia conductor ca T max 3,28E-05 m

Resistencia conductor cc T max del conductor 3,020E-05 m

Efecto pelicular ys 0,0841Efecto proximidad yp 0,0022

Resistencia del conductor en corriente continua (Apart. 2.1.1)

Resistencia conductor cc T max del conductor 3,02E-05 m (según UNE 21022)

Resistividad elect. conductor cc T=20ºC 2,83E-08 m

Coefi. Temperatura T=20ºC 4,03E-03

Temp max de servicio 90 ºC

Factor de efecto pelicular conductor (Apart.2.1.2)

Efecto pelicular ys 0,0841Coefi. Pelicular ks 1Parametro x2

s 4,16 ok

Factor de efecto de proximidad conductor (Apart.2.1.4.1)

Efecto proximidad yp 0,0022Coefi. Proximidad kp 0,8Parametro x2

p 3,33 ok

PANTALLA

Resistencia de la pantalla (Apart.2.1)

Resistencia ca T max de la pantalla 1,93E-04 m

Resistencia pantalla cc T max del conductor 1,78E-04 m

Efecto pelicular ys 8,41E-02Efecto proximidad yp 3,67E-04

Resistencia de la pantalla en corriente continua (Apart. 2.1.1)

Resistencia cc T max de la pantalla 1,78E-04 m

Resistividad pantalla cc T=20ºC 1,72E-08 m

Coefi. Dilatacion T=20ºC 0,00393

Temp max de servicio 80 ºC



Factor de efecto pelicular pantalla (Apart.2.1.2)

Efecto pelicular ys 8,41E-02Coefi. Pelicular ks pantalla 1Parametro x2

s 0,708 ok

Factor de efecto de proximidad pantalla (Apart.2.1.4.1)

Efecto proximidad yp 3,67E-04Coefi. Proximidad kp pantalla 0,8Parametro x2

p 0,566 ok

PÉRDIDAS DIELÉCTRICAS DEL AISLAMIENTO Wd (Apart. 2.2)

Pérdidas Dieléctricas Wd 0,51090 W/m

Capacidad C 2,816E-10 F/m

Perm. relativa ε 2,5 F/m

Diam. exterior aislamiento 82,18 mmDiametro conductor (inc- pantalla semiconductora) 50,18 mmTension U0 76 kV

tg δ 0,001

PERDIDAS PANTALLAS CONDUCTORAS Ws (Apdo. 2.3)

Perd. debidas a las pantallas conductoras1 = '1+''1Perd. debidas a las corrientes de circulacion '1Perd. debidas a las corrientes de Faucault ''1

Tipo de Conexión a tierra: Single Point o Cross Bonded (Apart.2.3.6)

Perd. de circulacion '1 0

Perd. de Faucault ''1 0,111

Parametro gs 1,000Coeficiente λ0 0,00451Coeficiente m 0,163Coeficiente 1 0,006Coeficiente 2 0,00Resistividad Tmax servicio 2,131E-08 m

Coeficiente 1 136,121

Perd. debidas a las pantallas conductoras1 0,11

PERDIDAS EN LA ARMADURA, LOS REFUERZOS Y TUBOS DE ACERO (Apdo. 2.4)

Perd. debidas a las ARMADURAS2 0

CÁLCULOS PERDIDAS DE POTENCIA ACTIVA EN EL CABLE

Pérdidas efecto Joule Wc = 20,577647 W/mPerdidas Dielectricas aislamiento Wd = 0,510902 W/mPerdidas pantallas conductoras Ws = 2,3 W/m

RESISTENCIAS TÉRMICAS DEBIDAS INSTALACIÓN CABLE SUBTERRÁNEO(UNE 21144-2)

RESISTENCIA TERMICA ENTRE EL CONDUCTOR Y LA ENVOLVENTE T1

Cables Unipolares (Apart.2.1.1.1)

T1 0,5684 K·m/WResistividad termica aislamiento T 5,0 K·m/WEspesor aislamiento conduct. y envolvente 22,0 mmDiametro conductor 42,2 mm

RESISTENCIA TÉRMICA ENTRE LA CUBIERTA Y LA ARMADURA T2

Cables sin armadura

T2 0 K·m/W

RESISTENCIA TERMICA DE LA CUBIERTA EXTERIOR T3

Cables en Tubos (Apart.2.1.4)

T3 0,065 K·m/WResistividad termica aislamiento T 5,0 K·m/W

Espesor revestimiento exterior 4,2 mmDiametro exterior de la armadura 98,9 mm

RESISTENCIA TÉRMICA DEL EXTERIOR T4 (Cables en Conductos o Tubos)

T4=T’4+T’’4+T’’’4 2,637 K·m/W

Resistencia termica entre cable y conducto (apdo. 2.2.7.1)

T’4 0,280 K·m/WCte U 1,87Cte V 0,312Cte Y 0,0037Temperatura media medio interior m 65 ºC

Resistencia térmica material conducto (apdo. 2.2.7.2)

T’’4 0,011 K·m/WResistividad termica conducto T 3,5 K·m/WDiamtero ext conducto 200 mmDiametro int conducto 196 mm



Resistencia termica externa conducto embebido en hormigon (apdo. 2.2.7.3)

T’’’4 = Corrección + T4 2,345 K·m/W

Calculo T4 (Apart.2.2.3.2)

T4 1,805 K·m/WNº circuitos 2Factor Distancias imágenes 4966,36L 850 mmCoeficiente u 8,50

Corrección (Apart.2.2.7.3)

Corrección 0,540 K·m/WProfundidad bloque conductos 1320 mmAncho bloque hormigon 1200 mmAltura bloque hormigon 620 mmCoeficiente rb 324,67Profundidad del bloque hormigón (centro) 940 mmCoeficiente u 2,895Resistividad termica suelo 1 K·m/WResistividad termica hormigon 0,8 K·m/W

dist (1-2) 200 mmdist'(1-2') 2165 mmdist (1-3) 200 mmdist'(1-3') 2345 mmdist (1-4) 600 mmdist'(1-4') 2412 mmdist (1-5) 721 mmdist'(1-5') 2273 mmdist (1-6) 800 mmdist'(1-6') 2470 mm

CÁLCULO INTENSIDAD MÁXIMA EN REGIMEN DE CORTOCIRCUITO(UNE 21.192)

INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO EN EL CONDUCTOR

Cables Unipolares

Material AlSección conductor 1200 mm2

Coeficiente K conductor 95 As0.5mm-2

Duración cortocircuito 0,5 sIntensidad cortocircuito en conductor 161 kA

INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO DE LA PANTALLA

Pantalla formado por hilos conductores

Material CuNº hilos 52Sección hilo 2,3506 mm2

Coeficiente K pantalla 143 As0.5mm-2

Duración cortocircuito 0,5 sIntensidad cortocircuito en 1 hilo 0,4754 kAIntensidad cortocircuito en pantalla 25 kA


Documents

5.2 CÁLCULOS ELÉCTRICOS DEL CONDUCTOR …bibing.us.es/proyectos/abreproy/5210/fichero... · de 90ºC para el conductor y 80ºC para la pantalla. 2. El factor de efecto pelicular