Lineas Transporte Energia Electrica

SEP I

Primavera 2013

Profesor

Francisco Fuentes V. (UTFSM)

Líneas de Transporte de Energía Eléctrica

Unidad 2

SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DE

POTENCIA

Líneas de Transporte de Energía Eléctrica

Introducción

El segmento de Transmisión está constituido por el conjunto de empresas eléctricas

propietarias de instalaciones destinadas al transporte de electricidad desde los

generadores hasta los centros de consumo o distribución.

Partes constitutivas de una línea de transmisión:

• Torres

• Conductores de transporte y cables de guardia y/o protección

• Aisladores

• Herrajes

• Fundaciones

Sistemas de Transmisión de Potencia Eléctrica

Introducción

Torres más comunes: en redes de media tensión y hasta las más altas de hasta 500 kV, se

emplean torres de hormigón y acero reticulado. La elección del tipo de torre se hace

sobre la base de criterios económicos, de sismicidad y en base al vano, que es la

distancia entre dos torres.

Los estudios técnico-económicos, que tienen en cuenta los factores técnico, climáticos y

precios, permiten generar programas de computación con los cuales se determina lo que

se denomina vano económico, que es la distancia entre torres que hace mínimo el costo

por kilómetro.

Las estructuras de soporte, torres o postes, pueden ser de suspensión o de retención. Las

primeras se instalan en los tramos rectos de las líneas, mientras que las segunda son

para los lugares en que, además, la línea debe soportar esfuerzos laterales, producto del

cambio de dirección (ángulo) o finales de línea.


Cables de Guardia

Las torres tienen el llamado hilo de guardia, marcado con las letras HG. Este elemento

es de acero galvanizado. Las torres metálicas son estructuras de perfiles ángulos,

vinculados directamente entre sí o a través de chapas, mediante uniones abulonadas.

Para mejor mantenimiento, son galvanizadas y el acero es de alta resistencia.

Las estructuras se dimensionan por medio de sistemas computarizados que minimizan el

peso de las estructuras. Los postes de hormigón, en cambio, serán del tipo armado,

centrifugado o pretensado. Las crucetas o ménsulas, serán del mismo material en la

mayor parte de los casos.

Niveles de Voltaje ANSI/IEEE Std 141-1986


Estructuras de soporte

Existen muchos tipos de estructuras para soportar los conductores de las líneas de

transmisión: • Torres de acero o aluminio autosoportadas

• Torres de acero o aluminio con retenidas

• Torres y postes de acero flexibles y semiflexibles de acero

• Postes de madera

• Postes de concreto

El tipo de estructura a utilizar depende de distintos factores:

• Ubicación de la línea

• Importancia de la misma

• Vida útil deseada para la línea

• Monto disponible para invertir

• Costo de mantenimiento

• Disponibilidad de material


Tipos de torres metálicas


Torres metálicas

Los postes metálicos se clasifican en:

• Postes tubulares.

• Postes perfiles laminados.

• Postes de celosía.

El metal más empleado en la fabricación de este poste es el acero en forma de tubo o bien de perfiles

laminados en L, U, T, I, etc.; en algunos casos se emplea hierro fundido o aleaciones ligeras de

aluminio-acero. Para unir los diversos perfiles se emplean remaches, tornillos, pernos y, en algunos

casos, la soldadura.


Tipos de estructuras

Torres de suspensión

En este tipo de torre los conductores se encuentran suspendidos de las

ménsulas mediante cadenas de aisladores, están diseñadas para soportar

el peso de los conductores y la acción del viento sobre ellos y sobre la

misma torre.

1. Horquilla

2. Caperuza

3. Vástago

4. Herraje



Torres de retención

Terminal:

Esta clase de torre se encuentra en el inicio o final de una línea, están

diseñadas para soportar la tensión ejercida por los conductores ubicados de

manera perpendicular a las mensulas, razón por la cual es el tipo de torre

más robusta.

Angular:

Las torres tipo angular son utilizadas cuando hay cambio de dirección en la

línea, soporta la tensión de los conductores producida por el cambio de

dirección.

1. Horquilla

2. Caperuza

3. Vástago

4. Herraje (derivación)



Alineación : soporte de conductores y cables de tierra (sólo en alineaciones rectas).

Anclaje o amarre : para seguridad.

Ángulo : vértices del trazado.

Fin de línea : punto de línea de mayor resistencia.

Especiales : cruces sobre ferrocarriles, vías fluviales, líneas de telecomunicaciones, etc.


Transposición de Líneas

Cuando se quieren evitar las caídas de tensión asimétricas, se recurre a la

transposición de fases, consistente en que cada una ocupe las tres posiciones

posibles, en longitud iguales (ver figura). Además, la transposición constituye un

recurso para reducir interferencias sobre líneas vecinas.


Disposición de Los Conductores

En la medida de lo posible los conductores de las líneas aéreas se disponen de tal manera que

sus secciones formen los vértices de un triángulo equilátero, de esta manera la caída de

tensión inductiva es la misma para los tres conductores, pero también se suele usar la

disposición en un mismo plano. Por otra parte, es frecuente la instalación en los apoyos de dos circuitos, o más, y que cada

fase esté constituida por más de un conductor (conductor en haz).


Puesta a tierra Los apoyos metálicos y de hormigón armado estarán provistos de una

puesta a tierra, con objeto de limitar las tensiones de defecto a tierra que

puedan producirse por descargas en el propio apoyo.

Esta instalación de puesta a tierra, complementada con los dispositivos de

interrupción de corriente en cabecera de línea, deberá facilitar la descarga a

tierra de la intensidad homopolar de defecto, y contribuir, en caso de

contacto con masas susceptibles de ponerse en tensión, a eliminar el riesgo

eléctrico de tensiones peligrosas.


EJEMPLO: CÁLCULOS POR UNIDAD

RESISTENCIA R

Parámetros

INDUCTANCIA L

CAPACIDAD C

CONDUCTANCIA S

Tipos de Conductores

Cobre

AAC : Conductor de aluminio

AAAC : Conductor de aleación de aluminio

ACSR : Conductor de aluminio con alma de acero

ACAR : Conductor de aluminio con alma de aleación

Circular Mil CM= Área de un circulo con diámetro 0,001 inch

Parámetros de las Líneas de Transmisión

Una línea de transmisión de electricidad tiene cuatro parámetros que afectan su capacidad para cumplir su función como parte de un sistema de potencia:

Circular Mil (CM)= Área de un circulo con diámetro 0,001 inch d

km m milla pies plg mm

1 1.000 0,6214 3.280,84 39.370,08 -

1,609 1.609 1 5.280 63.360 -

- - - - 1 25,4

N°AWG mm2 CM

4/0 107,2 211.600

3/0 85,0 167.800

2/0 67,4 133.100

1/0 53,5 105.500

1 42,4 83690

2mm 0,0005067CM 1

Unidades de Medida


Resistencia


Parámetro que cuantifica la oposición ofrecida por un elemento determinado al paso de la corriente eléctrica. La corriente eléctrica puede producir calor, este es el efecto conocido como Efecto Joule, esto se debe a que los electrones que forman la corriente eléctrica chocan contra los átomos del material liberando energía.

A mayor temperatura del elemento:

aumenta la probabilidad de colisiones.

aumenta la disipación de calor.

aumenta la resistencia.

A. Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece

baja resistencia. B. Electrones fluyendo por un mal conductor eléctrico, que ofrece alta

resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos

contra otros al no poder circular libremente y como consecuencia, generan calor.

Resistencia: Factores que afectan la Resistencia

Aluminio ΩA

W2

2Corriente

PérdidasR

SSección

longitudadresistividR

m 81083,2

Cobre m 81077,1


Material y dimensiones del conductor:

Temperatura:

La temperatura influye directamente en la resistencia que ofrece un conductor al paso de la corriente eléctrica. A mayor temperatura la resistencia se incrementa, mientras que a menor temperatura disminuye.

tt 00 1 tRS

R tt 00 1

Donde ∝0 : coeficiente de temperatura relativo a 0 °C [1/°C].

R0 : resistencia a 0 °C.

La variación de la Resistencia con la Temperatura es aproximadamente lineal.

1

2

1

2

tT

tT

R

R


Resistencia

Relación de las resistencias

de un mismo conductor a dos valores de temperatura.

Donde T es el coeficiente de temperatura

característico (0 °C).


Resistencia: Efecto Skin o Pelicular

La corriente tiende a circular por la superficie del conductor a medida que aumenta la frecuencia de la corriente. El Efecto Skin depende de: las dimensiones del conductor, resistividad (inversamente proporcional), frecuencia (directamente proporcional). Por lo que, mientras menor sea la sección útil, mayor será la resistencia efectiva.

/m]mm[ sistividadRe: 2

][mm rS 22CC

][ S

IR

CC

CC

][ S

IR

CA

CA

[A] ICC[A] ICA

][ I

Joule PérdidasR

2

CA

CA

CCCA

CCCA

R R

S S

La variación de la Resistencia y la distribución no uniforme de la densidad de corriente J=I/A, producto de la frecuencia (efecto skin).

ccRKfR )(

r

J A/mm2

+R

R

-R 0


Resistencia

Corriente en un conductor macizo cuando es recorrido por: a) Una corriente continua y b) Una corriente alterna.

millaR

Hzfx

cc /063598,0

R/Rcc

f (Hz)50

11,05

ccRKfR )(

K es función de x tabulado en la tabla N°5


Resistencia


Resistencia

Cercanía a otros conductores: efecto de proximidad o inducción Conductores cercanos afectan (distorsión) la distribución de corriente en el conductor, ocasionando un aumento de la resistencia efectiva. Este efecto es despreciable en líneas aéreas y su análisis es de suma importancia en cables aislados.

Considerando estos dos factores, la resistencia de un conductor la podríamos determinar con la siguiente expresión:

Donde

KS: Coeficiente de Efecto Skin. KP: Coeficiente de Efecto de Proximidad.

Efecto conjunto (skin + proximidad)


Resistencia

Espiralidad (Variación de la Resistencia por el Trenzado del conductor) La longitud real del conductor es diferente a la longitud de la línea, es decir hay un aumento en la resistencia de la línea del orden de 1-2%.

Esta circulación de corriente ocasiona un aumento de las pérdidas magnéticas del conductor, aumentando por ende la resistencia del conductor. En conductores ACSR por ejemplo, ρ del alma de acero es mucho mayor al ρ de los filamentos de aluminio, por lo que el efecto magnético es despreciable.

Intensidad de la corriente en conductores magnéticos (acero)

CAMPO MAGNÉTICO

FLUJO MAGNÉTICO

2

11

212 ln

22

D

DD

DIdx

x

I

x

D1

D2

P1

P2

Flujo

dx

1

27

12 ln102D

DL

m

H


Inductancia

Inductancia entre dos puntos externos a un conductor sólido

A

vueltaWb

IL

r

x

7

int 102

1 L

8int

I

m

vWb

m

H

7104

m

H


Inductancia

Inductancia interna de un conductor sólido

donde

H : intensidad de campo magnético [Av/m] s : distancia a lo largo de la trayectoria [m] I : Corriente encerrada [A]

m

H

D

r1 r2 12int1 LLL

m

H7102

1

1

27 ln102D

D

1

7

17788,0

ln102r

DL

2

7

27788,0

ln102r

DL

m

H

m

H

r

DLLL

7788,0ln104 7

21

Inductancia total de una línea de dos conductores iguales, de radio r


Inductancia

Inductancia de una línea de dos conductores sólidos

1 2

a

n

bc

b'c'

a'

m

Daa'

Dab Dac

Dan

DamDac'

Dab'

nnnnnbnabnbbbaanabaaS DDDDDDDDDD ................1

nmnmnbnabmbbbaamabaam DDDDDDDDDD ................ ''''''

RMGDS 1Radio Medio Geométrico Propio del conductor 1.

DMGDm Distancia Media Geométrica mutua entre dos conductores.


Inductancia

Inductancia de líneas de dos conductores trenzados

1

7

1 ln102S

m

D

DL

2

7

2 ln102S

m

D

DL

2

7

1

7

21 ln102ln102S

m

S

m

D

D

D

DLLL

Inductancia total entre dos conductores compuestos.

m

H


Inductancia

Inductancia de líneas de dos conductores trenzados (continuación)

Una línea monofásica, de 20 m de longitud, que opera a 60Hz posee dos conductores de cobre 4/0

de 12 hebras a 1,5 m de espaciamiento entre ellos. Determine la inductancia total en H y la reactancia en Ω.

D

1 2

DMG = Dm = 1,5 m

De tabla

RMG = DS1 = DS2 = 0,01750 pies = 0,00533 m

Ejemplo Nº 1:

2

7

1

7

21 ln102ln102S

m

S

m

D

D

D

DLLL

Una línea monofásica, de 20 m de longitud, que opera a 60Hz posee dos conductores de cobre 4/0 de 12 hebras a 1,5 m de espaciamiento entre ellos. Determine la inductancia total en H y la reactancia en Ω.

DMG = Dm = 1,5 m

De tabla

RMG = DS1 = DS2 = 0,01750 pies = 0,00533 m

m

HLLL 677

21 10256,200533,0

5,1ln102

00533,0

5,1ln102

mΩ 17,01620102,256602πLf2πX 6L

D

1 2


Inductancia

Ejemplo Nº 1 (desarrollo):

cb

S

a LLD

DL

ln102 7

D

a

D

D

c

bLas distancias entre las líneas son iguales.

Las inductancias entre las líneas son idénticas.


Inductancia

Inductancia de líneas con Espaciamiento Equilátero (Línea Trifásica)

Una línea trifásica, que opera a 50Hz, posee conductores ACSR 900.000 CM 54/7. El espaciamiento es de 2m. Determine la reactancia inductiva en mΩ/m.

D = 2 m

De tabla RMG = DS = 0,0391 pies = 0,0119 m a 60Hz DS = 0,0119x60/50 = 0,0148 m a 50Hz


Inductancia

Ejemplo Nº 2 (desarrollo):

D

a

D

D

c

b

Una línea trifásica, que opera a 50Hz, posee conductores ACSR 900.000 CM 54/7. El espaciamiento es de 2m. Determine la reactancia inductiva en mΩ/m.

D = 2 m

De tabla RMG = DS = 0,0391 pies = 0,0119 m a 60Hz DS = 0,0119x60/50 = 0,0148 m a 50Hz

m

mΩ0,308109,812502πLf2πX 7

L

cb

S

a LLD

DL

ln102 7

m

HLLL cba

77 10812,90148,0

2ln102


Inductancia

Ejemplo Nº 2:

D

a

D

D

c

b

Las distancias entre las líneas son distintas.

Las inductancias entre las líneas No son iguales. DESEQUILIBRIO!!!

El cálculo se Complica !!!

El equilibrio en cada conductor se restablece si se intercambian las posiciones relativas entre ellos. “Ciclo de Transposición”

Dca

a

c

Dab

Dbc

b


Inductancia

Inductancia de líneas con Espaciamiento Asimétrico (Línea Trifásica)

El resultado será que cada fase tendrá la misma inductancia en promedio, a lo largo de la línea.

3cabcabeq DDDD

cb

S

eq

a LLD

DL

ln102 7


Inductancia

Ciclo de Transposición

Efecto: - Reduce las caídas de tensión asimétricas - Reduce interferencia sobre líneas vecinas

Una línea trifásica, que opera a 50Hz, posee conductores ACSR 900.000 CM 54/7. El espaciamiento es asimétrico, considere línea completamente transpuesta. Determine la reactancia inductiva en mΩ/m.

a

2m

cb

2m De tabla

RMG = DS = 0,0391 pies = 0,0119 m a 60Hz DS = 0,0119x60/50 = 0,0148 m a 50Hz


Inductancia

Ejemplo Nº 3:

Una línea trifásica, que opera a 50Hz, posee conductores ACSR 900.000 CM 54/7. El espaciamiento es asimétrico, considere línea completamente transpuesta. Determine la reactancia inductiva en mΩ/m.

a

2m

cb

2m

mDeq 52,24223

De la tabla

RMG = DS = 0,0391 pies = 0,0119 m a 60Hz DS = 0,0119x60/50 = 0,0148 m a 50Hz

m

miliLfX L

323,010027,15022 6

m

HLLL cba

67 10027,10148,0

52,2ln102

cb

S

eq

a LLD

DL

ln102 7


Inductancia

Ejemplo Nº 3 (DESARROLLO):

En sistemas de potencia de Alta Tensión, el efecto Corona y sus pérdidas de potencia e interferencia en radiofrecuencia pueden ser muy grandes, sobretodo en casos de líneas de un sólo conductor.

El fenómeno se atenúa si se tienen líneas de más de un conductor por fase. De paso es posible reducir considerablemente el valor de la Reactancia.

La reducción se debe al aumento del RMG.

d

d

d

d d

d

dRMGD

3 2dRMGD

4 309,1 dRMGD


Inductancia

Inductancia de conductores fasciculados

CAPACITANCIA

q

x

CAPACITANCIA

• La capacitancia de un dispositivo es la medida de su

capacidad para almacenar carga eléctrica y energía

potencial eléctrica

• C = Q / V

m

V

x

qE

r 2 q

x

m

F12

0 1085,8


Capacidad

Capacidad en la superficie de un conductor cilíndrico

D2P2

P1

D1+q r

2

1

1221

D

D

EdxVVV

VD

DqV

1

212 ln

2


Capacidad

Diferencia de Potencial entre dos puntos

m

F

V

qC

D

ra rb

dxx

qbdx

x

qaVV

D

rb

D

ra

ba

22 V

rr

Dq

ba

2

ln2


Capacidad

Capacidad de una línea de dos conductores

m

F

r

DC

ext

ln

Para conductores trenzados el campo eléctrico en la superficie no es uniforme y sufre una distorsión. Por lo que el cálculo de la capacitancia tiene un ERROR.

Esto se puede solucionar si se considera sólo el Radio Exterior del conductor.

Encontrar la reactancia capacitiva por metro de una línea monofásica que opera a 50Hz, compuesta de un conductor ACSR 556.500 CM 26/7 (Datos de tabla). 1 m = 39.37 inch Diámetro conductor = 0.927 inch


Capacidad

Ejemplo Nº 1:

2m

NF

Encontrar la reactancia capacitiva por metro de una línea monofásica que opera a 50Hz,

compuesta de un conductor ACSR 556.500 CM 26/7 (tabla ).

2m

NF

m

F

r

DC

ext

ln

m

F

m

FC

612

10417,5

2

927,0

37,392ln

1085,8

mMCf

X c /6,5872

1


Capacidad

Ejemplo Nº 1:

Da

D

D

c

b

m

F

r

DC

ext

ln

2 V

r

DqV a

an

ln

2

Capacitancia = Capacidad de la Línea al Neutro


Capacidad

Capacitancia de una línea trifásica con espaciamiento equilátero

Dca

a

c

Dab

Dbc

b

m

F

r

DC

ext

eqln

2

3cabcabeq DDDD


Capacidad

Capacidad de una línea trifásica con espaciamiento asimétrico

Encuentre la Capacitancia y la Reactancia Capacitiva de una línea trifásica que opera a 60Hz, está compuesta por conductores ACSR 795 MCM 26/7 (Datos de tabla ) y 30 km de extensión.

a

D1

c

b

D1

D2

D1 = 6,1 m D2 = 11,6 m

r ext = 0.014 m


Capacidad

Ejemplo Nº 2:

Encuentre la Capacitancia y la Reactancia Capacitiva de una línea trifásica que opera a 60Hz, está compuesta por conductores ACSR 795 MCM 26/7 (tabla N°2A) y 30 km de extensión.

a

D1

c

b

D1

D2

D1 = 6,1 m D2 = 11,6 m

m

F

r

DC

ext

eqln

2

Solución:

FKmm

F

265,03010849,8

014,0

5,7ln

1085,82 1212

3cabcabeq DDDD m5,76,111,61,63

kCf

X c 99,92

1


Capacidad

Ejemplo Nº 2:

De la tabla N°2A

millaMX a 0912,0'

De la tabla N°8

millaMDX eqd 095,061,24log06831,0log06831,0'

KKmmilla

KmmillaMXXX da 99,9

30

1

621,0

11862,0'''

1

'''

2

'

1 da XXXX

''''

0 2 dea XXXX

Sec. Positiva y Negativa :

Sec. Cero :


Capacidad

Ejemplo Nº 2: Solución Alternativa. Uso de Tabla y Factor de Espaciamiento

La superficie de la tierra afecta el campo eléctrico que produce la línea. Se supone la tierra compuesta por conductores ficticios llamados “imágenes”.

El modelo propuesto, al considerar el Efecto Tierra, de la Capacitancia es:

m

F

HHH

HHH

r

DC

cba

cabcabeq3

'''lnln

2

a

Dab

Dacc

b

Dbc

a'Da'c'

Da'b'

c'

Db'c'

b'

HaHc

HbHac'

Hba'

Hca'

Hbc'

Hcb'

Tierra

Hab'


Capacidad

Efecto de la Tierra sobre la Capacidad de líneas aéreas

d

d

d

d

d

d

drD ext

3 2drD ext

4 309,1 drD ext

m

F

D

DC

eqln

2


Capacidad

Capacitancia de conductores Fasciculados


Capacidad

Líneas aéreas con circuitos paralelos

La Distancia Media Geométrica entre cada

grupo de conductores es:


Capacidad

Ejemplo Nº 3


Capacidad

Ejemplo Nº 3


Capacidad

Ejemplo Nº 3

Solución:


Capacidad

Líneas aéreas con circuitos paralelos


Capacidad

Ejemplo Nº 6


Capacidad

Ejemplo Nº 6

Encuentre la reactancia Inductiva y Capacitiva de la línea.

Línea doble circuito 220 kV 57,5 km Conductor ACSR 666,6 MCM

4,00

4,00

19,30

7,30

9,30


Capacidad

Ejemplo Nº 7:


Capacidad

Ejemplo Nº 7: (otra alternativa de solución)

Nota: Comparar resultados utilizando los dos métodos

CIRCUITOS EQUIVALENTES Y

CÁLCULOS EN LÍNEAS DE TRANSMISIÓN

Con respecto del largo de la Líneas de Transmisión (LL/TT), estas se

clasifican en:

1. Línea corta

2. Línea media

3. Línea larga

Depende de varios factores dentro de los cuales destaca:

• Longitud de las Líneas.

• Exactitud del Modelo a utilizar.

Características de las Líneas de Transmisión

Representación de Líneas de Transmisión

Para modelación a 50 ó 60 Hz:

• Línea corta

– Longitud menor que 80 km

– Niveles de tensión menores a 100 kV

– Parámetros concentrados

– Capacitancia despreciable

• Línea media

– Longitud mayor que 80 km y menor que 240 km

– Parámetros concentrados

– Capacitancia no despreciable

• Línea larga

– Longitud mayor que 240 km

– Parámetros concentrados sólo en casos especiales y para longitudes menores de 320 km

– Parámetros distribuidos


Representación de Líneas de Transmisión

Se considera línea corta longitudes inferiores a 80 km (50 millas). Los

parámetros R, L y C se encuentran distribuidos uniformemente a lo largo de la

línea, sin embargo para efectos de simplicidad una línea corta se considera

compuesta sólo por una impedancia serie, que contiene R y L.

VRVS

IRR jXL

IS

RS II

RRS VZIV

R

R

S

S

I

V

DC

BA

I

V

R

R

S

S

I

VZ

I

V

10

1


• Para representar estas líneas se considera la impedancia de línea (ZL)

• La impedancia es mayoritariamente inductiva (V adelanta a I en Angulo j)

• En las Líneas de Transmisión cortas NO se considera el efecto capacitivo, en análisis y

cálculos.

• El efecto Inductivo es mucho mayor que el efecto Capacitivo.

Diagrama Fasorial

j Is

Is × R

Is × R

+

VS

-

+

VR

-

IS

IR

R L

Is × XL

VR

Z × Is

Vs

d Vs = VR + Is × Z

Ref


100 %

R

RS

V

VVregulación

Ejemplo Nº 7:

Determinar la tensión en la barra 220kV Chuquicamata.

Línea doble circuito Crucero-Chuquicamata 220 kV, 66 km, 330 MVA

R1=0,0572 ohm/km

X1=0,4129 ohm/km

S/E CRUCERO

BARRA 220KV

S/E CHUQUICAMATA

BARRA 220KV

1

105 MW 34 MVR

2

1,00 pu

0,00 Deg


Solución:

MVASb 1000 kVEb 220 4,481000

2202

bZ

775,3660572,0/0572,01 kmR

25,27664129,0/4129,01 kmX

puR 078,04,48

775,3)( 1

puX 563,04,48

25,27)( 1

1<0° VR

j0,563/2IS

0,078/2

+

Ejemplo Nº 7:


1<0° VR

j0,563/2IS

0,078/2

+puPE 105,0

1000

105)(

95,0cos

puV

PI E

S 110,00951

105,0

cos)(

)()(

9,17110,02

563,0078,001

jVR

9,17

Ejemplo Nº 7:


Solución:

VRVS

IRR jXL

IS

Y/2 Y/2

Se considera línea mediana longitudes entre 80 y 240 km (150 millas). Los

parámetros R, L y C se encuentran distribuidos uniformemente a lo largo y para

efectos de simplicidad se considera compuestos por parámetros concentrados.

RRRS VZY

VIV )2

(

ZIY

ZVV RRS

21


Modelo π

LjRZ CjY

donde

RRSS IY

VY

VI 22

1

21

4

YZI

YZYV RR

R

R

S

S

I

V

YZ

YZY

ZY

Z

I

V

12

14

21

R

R

S

S

I

V

DC

BA

I

V


4

ZY1YCZB

2

ZY1DA

donde

Las constantes generalizadas

de la línea A, B, C y D son

números complejos


+

VS

-

+

VR

-

IS

IR

R/2 L/2

C

R/2 L/2

Poco usual porque inserta un nodo adicional

Modelo T


En la figura siguiente se muestran diferentes valores de los parámetros A, B, C, y D para

diferentes redes.

Las constantes se aplican a cualquier red lineal, pasiva y con cuatro terminales. A tal

circuito se le conoce como red de dos puertos.

A las constantes A, B, C, y D se les llama algunas veces constantes generalizadas de

circuito de la línea de transmisión. En general son números complejos.

A y D son adimensionales (p.u.) e iguales entre sí, si la línea es la misma cuando se ve

desde cada terminal. Las dimensiones de B y C son los ohm y los siemens,

respectivamente. Se verifica también que se cumple: AD−BC =1.



Se considera línea de gran longitud cuando supera los 240 km (150millas) y se

consideran parámetros distribuidos a lo largo de ella.


+

VS

-

+

VR

-

IS

IR

dR dL

dC

dx

Se visualiza como un número infinito de diferenciales de

circuitos de longitud dx

dV = IZdx

dV = IZ

dx

dV = IZ /d

dx

dV2 = Z dI

dx2 dx

dI =V Ydx

dI = VY

dx

dI = VY /d

dx

dI2 = Y dV

dx2 dx

VS

IS

VR

IRdX

V+dV V

I+dI I

VS

IS

VR

IRdX

V+dV V

I+dI I

xZY

RR

xZY

RR eY

ZIVe

Y

ZIVV

2

1

2

1

xZY

RRxZY

RR eI

Y

Z

VeI

Y

Z

VI

2

1

2

1


)( )( lsenhZIlcoshVV CRRS

)()( lsenhZ

VlcoshII

C

RRS

R

R

C

C

I

V

lcoshZ

lsenh

lsenhZlcosh

)()(

)()(

R

R

S

S

I

V

DC

BA

I

V

Impedancia Característica

Y

ZZC

Constante de Propagación ZY


(también conocida como

impedancia de sobrevoltaje)

Y'/2VS Y'/2 VR

IS IR

Z'

'2

''1 ZIY

ZVV RRS

1

2

''1

4

'''

YZI

YZYVI RRR

l

lsenhZZ

)('

2/

)2/tanh(

22

'

l

lYY



En la siguiente tabla se resume los valores de las constantes para diferentes tipos

de líneas.


A=D=cosh (γl)

B=Zc senh (γl)

C=(1/Zc) senh (γl)

Z’=Zc senh (γl) / γl

Y’/2=Y/2 tanh (γl/2) / (γl/2)

En diseño de LLTT se considera el concepto de “Potencia Natural (Po)”, directamente

relacionado con la impedancia total de la línea.

Dependiendo de la potencia activa que transportan las LLTT se encuentran los siguientes

casos:

1.Potencia de transporte (Pt) igual a Po (Q = 0)

En este caso la línea se comporta como una resistencia.

Los efectos reactivos inductivos y capacitivos se compensan.

Se producen las mínimas pérdidas.

Existe un alto % de rendimiento de la línea.

Existiendo diferencias entre los Vs y VR, son mínimas, comparativamente con otras

condiciones regulación.

2.Pt > Po

En este caso la línea se comporta mayoritariamente como reactor.

El efecto reactivo inductivo es >> efecto reactivo capacitivo.

Se producen pérdidas adicionales conocidas como pérdidas magnéticas.

El VR disminuye (VR < Vs)

En esta condición se indica que la línea absorbe potencia reactiva al sistema.


Potencia Natural

La Po se calcula en función del nivel de tensión de la línea en kV y una

constante.

Po = K * kV2

Donde:

K: Cte. De la línea depende del n° de

conductores por fase.

kV: Voltaje de la línea.

Conductores

por fase

K

1 2.5

2 3.4

3 3.6

Ejemplo:

LLTT de 220 kV. Determine Po para 1, 2 y 3 conductores por fase.

3. Pt < Po

La línea se comporta como un condensador.

Baja carga Baja Icc Bajos reactivos Inductivos.

El efecto reactivo inductivo es << efecto reactivo capacitivo.

Se producen pérdidas adicionales conocidas como pérdidas capacitivas.

Se produce Efecto Ferranti.

En esta condición se indica que la línea inyecta potencia reactiva al sistema.

Potencia Natural


Diagrama Fasorial

Ic·X/2

Ic·R/2

VR”

Z·Is

Vs

Ic

Para una línea abierta en el receptor (IR=0), el voltaje VR aumenta hasta un valor

VR” dado por la relación:

21

"

21

YZ

VYVVYI

YZ

VV

sRRR

sR

(Corriente de la Línea)

De manera que al abrir el

extremo receptor de una

línea cualquiera, el voltaje

en ese punto aumenta

hasta un valor mayor que el voltaje en el extremo emisor

debido al efecto de la

capacidad de la línea.

Aumenta con la longitud de

la línea.

90°


Ejemplo N° 1


Una Línea de transmisión requiere alimentar un cliente con 110 kV y un ángulo de

0° con respecto a la referencia.

La línea es de un conductor por fase y de longitud 56 km.

La resistencia del conductor es de 0,13 ohm/km y su reactancia de 0,1 ohm/km.

La carga que se debe conectar a la barra de 110 kV es de 4500 kW con un factor

de potencia de 0,92 inductivo.

Determine:

1. Corriente de Carga

2. Caída de tensión por impedancia

3. Voltaje en el extremo emisor 4. Angulo de carga

5. Dibuje el diagrama fasorial.

Ejemplo N° 2


Una Línea de transmisión requiere alimentar un cliente con 66 kV y un ángulo de

14,5° con respecto a la referencia.

La línea es de un conductor por fase y de longitud 84 km.

La resistencia del conductor es de 0,13 ohm/km y su reactancia de 0,1 ohm/km.

La carga que se debe conectar a la barra de 66 kV es de 18,3 MW con un factor

de potencia de 0,91 inductivo. Factor K = 3,4.

Determine: 1. La impedancia de la línea.

2. Corriente de carga.

3. Caída de tensión.

4. Voltaje al inicio de la línea. 5. El factor P0.

6. Potencia que inyecta a la línea.

7. Regulación de tensión.

Ejemplo N° 3


Una Línea de transmisión de 84 km en que la línea es de dos conductores por

fase, se disponen de los siguientes datos:

Vs = 58,3 /18° kV

VR = 55,8 /26° kV

IR = 72 /-10° inductivo

Determine:

1. Factor de potencia.

2. Angulo de carga.

3. Caída de tensión de la línea.

4. Diagrama Fasorial.

Conductores en Alta Tensión

CONDUCTORES PARA LÍNEAS

Característica de un buen conductor

• Alta conductividad.

• Buena resistencia mecánica (tracción).

• Bajo peso por unidad de longitud.

• Bajo costo.

Materiales: acero, cobre, aluminio y aleaciones

Es muy difícil encontrar todas las características en un solo conductor, por ejemplo se obtiene una alta

conductividad en el cobre (Cu), pero éste tiene una baja resistencia mecánica. Para mejorar las

características de los conductores se fabrican conductores cableados.

Diámetros pequeños (4-7 mm): hilo macizo o

alambre de sección circular.

Secciones mayores: cables, hilos (filamentos)

trenzados helicoidalmente alrededor de unos hilos

centrales (alma o núcleo). Estos cables son fáciles

de fabricar, son más flexibles que los sólidos, y sin

la cubierta del aislante tienen una mejor disipación

del calor.



Conductores de Acero • Material más barato.

• Mayor resistencia eléctrica (0,11 [Ω·mm2/m]).

• Menor resistencia a agentes atmosféricos, por ejemplo para el cable galvanizado, se deberá realizar

una reposición cada 10-15 años.

• Uso reducido como conductor, por ejemplo para redes rurales.

• Principal uso para conductor de tierra o hilo de guarda.

Conductores de Cobre • Material de menor resistividad.

• Tipos de alambre según resistencia a rotura: duros, semiduros y blandos. El temple de cada uno

depende del tiempo del recocido al cual se expongan los conductores. 1) Recocido o blando: utilizado para empalmes.

2) Semiduro: utilizado en líneas de baja tensión con vanos menores a 50 [m].

3) Duro: líneas aéreas.

4) Duro telefónico: aleación de cobre, estaño y silicio.

Conductores de Aluminio

• Más ligero que el cobre, por lo que se involucra un menor precio en los elementos auxiliares

(aisladores, apoyos, herrajes, etc.), obteniendo un costo total menor la línea de transmisión.

• Ha sustituido al cobre en las líneas aéreas.



ACAR: Alluminum Conductor Alloy Reinforced (conductor de aluminio con

refuerzo de aleación)

AAAC: All Alluminum Alloy Conductor (conductor de aleación de

aluminio)



ACSR: Aluminum Cable Steel Reinforced (Conductores de aluminio reforzado

con acero)

• Filamentos de aluminio alrededor de un núcleo de filamentos de acero.

• Buenas propiedades eléctricas.

• Mayor resistencia mecánica.

AACSR: conductor de aleación de aluminio con refuerzo de acero



Conductores huecos De cobre, aluminio o sus aleaciones con alma de acero y gran diámetro, por lo que tienen un menor

efecto corona. Derivación de corriente debida a la ionización del aire (potencial de conductor > rigidez

dieléctrica del aire). Esta corriente involucra pérdidas: proporcionales a las tensiones e inversamente

proporcionales a la sección transversal de los conductores y a la distancia entre ellos.

Cables aislados 1. Conductores eléctricos (cobre o aluminio),

2. Envoltura aislante por fase (papel impregnado en

aceite).

3. Huecos rellenos de material aislante.

4. Envoltura aislante común.

5. Envoltura de plomo (anti-humedad).

6. Capa de papel aceitado (anti-corrosión).

7. Envoltura de fibra textil impregnada (asiento del

fleje).

8. Fleje o armadura de acero (resistencia

mecánica).

9. Cubierta exterior (caucho, plástico).



Unidades de medida

Circular Mil (CM)= Área de un circulo con diámetro 0,001

inch d

km m milla pies plg mm

1 1.000 0,6214 3.280,84 39.370,08 -

1,609 1.609 1 5.280 63.360 -

- - - - 1 25,4

N°AWG mm2 CM

4/0 107,2 211.600

3/0 85,0 167.800

2/0 67,4 133.100

1/0 53,5 105.500

1 42,4 83690

2mm 0,0005067CM 1



Conductores para líneas aéreas

Los conductores, por las características eléctricas propias del material, pueden ser de cobre, aluminio y

aluminio-acero y se presentan normalmente desnudos. Estos conductores van sujetos a los aisladores;

éstos, a través de los herrajes, son colocados en las crucetas, que a su vez, se colocan sobre el poste o

torre que los mantiene distanciados del suelo.

Conductor de aluminio-acero

Estos conductores están compuestos de varios alambres de aluminio, de igual o diferente diámetro

nominal y de alambres de acero galvanizado. Los alambres van cableados en capas concéntricas. Los

alambres centrales son de acero y las capas exteriores la forman alambres de aluminio.

Este tipo de conductores tiene un inconveniente con respecto a los de aluminio exclusivamente, es su

mayor peso. No obstante, son mayores las ventajas ya que tienen una mayor resistencia mecánica,

pudiendo disminuir con ello el número de apoyos y de aisladores al poderse aumentar la longitud de los

vanos.

Son estos conductores los más ampliamente utilizados en las líneas aéreas de media y alta tensión, ya

que, al tener menor peso y precio, han desplazado a los conductores de cobre.


Conductores de aluminio-acero normalizados

Las formaciones empleadas en los conductores de aluminio-acero son:

El diámetro de los alambres de aluminio es igual que el de los de acero. En la tabla

siguiente se representan las características de los conductores aluminio-acero normalizados.

• Formación 1 + 6: alma de acero, compuesta de un alambre y capa de aluminio, de 6

alambres.

• Formación 7 + 30: alma de acero, compuesta de un alambre central y una capa de

seis alambres; aluminio en dos capas superpuestas de 12 y 18 alambres.

• Formación 7 + 54: alma de acero, compuesta de un alambre central y una capa de

seis alambres; aluminio en tres capas superpuestas de 12, 18 y 24 alambres.



Conductores de aluminio-acero normalizados



Cable aislado unipolar

Es un conductor formado por una cuerda de aluminio sobre la que se extrusiona una fina

capa de cloruro de polivinilo, plastificado y estabilizado, que impermeabiliza al conductor

y lo protege de los agentes atmosféricos, evitando de esta forma los efectos que le pudiera

producir los ambientes más desfavorables, incluso los muy corrosivos. Su aplicación se

reduce a líneas de baja tensión.

Este cable es adecuado para líneas aéreas sobre aisladores, pero no para la derivación de

una línea aérea al interior de un edificio. El cálculo para su tendido se realizará de idéntica

forma que en los cables desnudos de aluminio para líneas de baja tensión.

Las ventajas de este tipo de cables son:

• Gran duración de la línea en medios corrosivos, debido a la protección ejercida por la

capa de cloruro de polivinilo.

• Mayor regularidad en el suministro de energía en la línea, debido a la ausencia de

cortocircuitos ocasionados por contactos accidentales, ramas de árboles u otros

elementos que puedan caer o tocar a los conductores.

• Eliminación total de riesgos de accidentes, debidos a contactos de personas con la línea

y descuidos en el trabajo de los operarios próximos a una línea.



Cable aislado multipolar trenzado

En las redes de distribución, para reemplazar a las líneas aéreas de cobre desnudo o

aislado, se ha generalizado un nuevo tipo de montaje a partir de cables trenzados. Están constituidos por tres cables unipolares de campo radial, aislados individualmente sin

funda exterior, cableados sobre un núcleo central formado por una cuerda portante de acero

de 50 mm² de sección, protegida generalmente con una capa de cloruro de polivinilo.

Los conductores trenzados de MT y AT se componen de las siguientes capas:

1. Conductor generalmente de aluminio.

2. Capa semiconductora.

3. Aislamiento de polietileno reticulado o etileno-propileno.

4. Capa semiconductora.

5. Pantalla de flejes de cobre o corona de alambre de cobre.

6. Cubierta de cloruro de vinilo negro.



Cable aislado multipolar trenzado

Las ventajas que presentan los cables trenzados son:

• Ventaja de acoplar los tres conductores alrededor de un cable fiador.

• El calentamiento mutuo entre fases es notablemente más débil que en un cable trifásico.

• Facilidad de fabricación, montaje y reparación, al presentarse las averías casi siempre

en una sola fase.

• En la alimentación de pequeños núcleos rurales, en la que las líneas desnudas presentan

peligro y la canalización subterránea es muy costosa, se emplea este tipo de cable como

solución intermedia, para mejorar la estética.

• La ausencia de soportes facilita la circulación sobre las aceras y las calles.

Las intensidades de carga admisibles se han determinado según normas para cables

instalados al aire con temperatura ambiente de 40ºC y temperatura máxima, en el conductor,

de 90ºC en régimen permanente.



Intensidades de carga admisible en cables en haces (Cu, Al)

La tensión nominal de este tipo de cables no suele sobrepasar los 30 kV.



Cables para líneas subterráneas

1. Conductores. Generalmente son cableados y su

misión es conducir la corriente. Cada uno de los

cables se llama cuerda.

2. Capa semiconductora. El conductor se recubre de

una capa semiconductora, cuya misión es doble.

Por una parte, impedir la ionización del aire, que

en otro caso se produciría en la superficie de

contacto entre el conductor metálico y el material

aislante. Y por otra, mejorar la distribución del

campo eléctrico en la superficie del conductor.

3. Aislante. Cada conductor lleva un envolvente

aislante, de diferentes características, según el tipo

de cable. Se emplea generalmente papel

impregnado en aceite mineral o aislantes secos

como son el policloruro de vinilo, el polietileno, el

polietileno reticulado, el caucho natural o sintético

y el etileno-propileno.

4. Pantalla. Se aplica una pantalla sobre cada uno de los

conductores aislados con el fin de confinar el campo

eléctrico al interior del cable y limitar la influencia mutua

entre cables próximos. La pantalla está constituida por una

envoltura metálica de cobre.

5. Rellenos. Su misión es dar forma cilíndrica al conjunto de

los tres conductores.

6. Armadura: Es un envolvente constituido por cintas,

pletinas o alambres metálicos.

7. Cubierta. Recubre exteriormente el cable, protegiendo la

envoltura metálica de la corrosión y de otros agentes

químicos.

En la figura podemos ver las distintas partes que

constituyen los cables empleados en canalizaciones

subterráneas, que son:



Cable Multipolar

a) Bipolar. Destinado al transporte de energía eléctrica

por corriente continua o monofásica.

b) Tripolar. Empleado en el transporte de corriente

alterna trifásica. Las formas de los conductores

pueden ser circulares o sectoriales y la sección de la

cubierta es normalmente circular.

c) Tetrapolar. Está constituido por cuatro conductores,

tres fases y neutro, siendo éste de menor sección

que las fases.

Se denomina cable multipolar el formado por dos o más

conductores, bien sean de fases, neutro, protección o de

señalización; cada uno lleva su propio aislamiento y el

conjunto puede completarse con envolvente aislante,

pantalla, recubrimiento contra la corrosión y efectos

químicos, armadura metálica, etc.

Los principales tipos de cables multipolares son:



Efecto del campo eléctrico

Cable de campo no radial

El campo eléctrico en la masa del aislamiento no es radial, ya

que, además del campo debido a su propio conductor, inciden

los campos de las otras dos fases, dando lugar a componentes

tangenciales, como se puede ver en la figura. Esta forma de

trabajo no favorece el aislamiento, por lo que queda relegado

únicamente hasta tensiones de unos 15kV.

Cables de campo radial

Para evitar los problemas que plantean los cables de campo

no radial se coloca una pantalla exterior constituida por un

envolvente metálico (cinta de cobre, hilos de cobre, etc.) que

confinan el campo eléctrico al interior del cable.

Estos cables se emplean en alta tensión y se fabrican de

forma unipolar o multipolar.


Redes de Transmisión Eléctrica

Efecto Corona

Para lograr tasas de pérdida bajas, los sistemas de transmisión han aumentado cada

vez más los niveles de tensión de sus líneas. Además, los diseñadores de líneas de

transmisión buscan minimizar los costos de inversión de éstas, lo que se traduce en

minimizar la cantidad de conductor por unidad de potencia transmitida. Estas dos

situaciones hacen que el conocido efecto corona aparezca en las líneas de transmisión

y sub estaciones.

Consumos

Mercados

Competitivos

Eficiencia de los Sistemas de

Generación y Transporte de

Energía

En presencia de un fuerte campo eléctrico externo, las moléculas que componen el aire tienden a

ionizarse, es decir, a perder o ganar un electrón libre transformándose en cargas eléctricas no neutras.

Luego, las partículas ionizadas y los electrones libres son repelidos o atraídos por el campo eléctrico

según sea su polaridad.

Cuando el campo eléctrico externo es alterno, entonces las moléculas ionizadas y los portadores

libres se acercan y alejan de la fuente del campo eléctrico continuamente. Este movimiento de iones y

cargas es más enérgico cuanto mayor sea la magnitud y la frecuencia del campo eléctrico.

Si la magnitud del campo eléctrico supera un cierto valor, entonces el movimiento de las cargas

produce choques entre ellas en donde se disipa una cantidad de energía tal que se producen

recombinaciones químicas entre las moléculas involucradas. Este proceso químico libera al espacio

nuevas moléculas, y la recombinación e ionización de algunas de estas produce la liberación de

fotones los cuales producen el efecto visible que se conoce como Efecto Corona


Efecto Corona

Origen Físico


Efecto Corona

Efecto Corona en Sistemas Eléctricos

Como se ha dicho, el efecto corona se

produce cuando el campo eléctrico (o

gradiente de potencial) supera un cierto

umbral. El umbral está dado por condiciones

del aire como presión y humedad.

En las líneas de transmisión, el campo

eléctrico que se forma alrededor de los

conductores tiene la forma como se muestra

en la siguiente figura, donde se muestra una

configuración de doble circuito con cable de

guardia.

Si localmente el gradiente de potencial

supera un umbral, entonces se produce

efecto corona.

Figura: Configuración de doble circuito con

cable de guardia


Efecto Corona

Efecto Corona en Sistemas Eléctricos

El gradiente de potencia crítico, para que no se produzca efecto corona, varía con las siguientes

condiciones:

1.Humedad del Aire: mayor humedad en el ambiente favorece la formación de efecto corona.

2.Densidad relativa del aire: cuanto menor es la densidad relativa del aire, más favorable es para la

formación de efecto corona. La densidad relativa, a su vez, aumenta con la presión atmosférica y

disminuye con la temperatura.

3.Suciedad de los Conductores: al depositarse suciedad sobre los conductores y/o gotas de agua en

condiciones de lluvia, por efecto de puntas se producen concentraciones de cargas lo cual provoca un

gran aumento local del gradiente de potencial.

Las variables antes expuestas, determinan un gradiente crítico. Luego, si el gradiente de potencial en

la línea es mayor al crítico, se producirá efecto corona.

En una primera etapa, el efecto corona es imperceptible al ojo humano, sin embargo se puede estar

produciendo. El efecto corona provoca ruido acústico, calor, gas ozono, emisión de luz y vibraciones

mecánicas. Todo esto conlleva un gasto de energía y, por lo tanto, una pérdida de energía eléctrica del

sistema.

Por lo tanto, es importante saber cómo predecir el efecto corona en los sistemas eléctricos.


Cálculo del Efecto Corona

El método para calcular el efecto corona se puede resumir en los siguientes pasos:

Paso 1:

Primero se debe calcular el gradiente de potencial crítico según la fórmula de Peek:

En donde:

g0 : Gradiente crítico disruptivo del aire.

Se sabe que bajo condiciones normales de

temperatura y presión (25°C y 760 mmHg) es de 29,8 kV/cm.

R : Radio del conductor en metros.

d : Densidad relativa del aire. Se calcula con la

fórmula dada por la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI)

P : presión del aire en mmHg.

T : temperatura en °C.

m : coeficiente de estado supeficial:

m:1 conductor liso ideal.

m:0,95 conductor cableado nuevo.

m:0,7-0,8 conductor cableado envejecido.

m:0,5-0,7 conductor deficiente.

m<0,6 cualquier conductor bajo lluvia.

Efecto Corona



Paso 2:

Se debe calcular el gradiente de potencial máximo en la superficie del conductor. Para esto se utiliza el

método de Markt y Mengele, el cual es aplicable para conductores simples y fasiculados (o en haz):

En donde:

n : número de subconductores.

R : radio del subconductor.

s : distancia entre dos subconductores consecutivos.

A : radio del círculo de subconductores.

Luego, se calcula el radio equivalente como:

Efecto Corona



Luego, se calcula la carga en cada conductor con el método de coeficientes de Potencial:

Donde la matriz [P] se calcula según:

Así, se pueden calcular las cargas en los conductores

multiplicando los voltajes en los conductores por la

inversa de la matriz [P]:

Efecto Corona



El vector [V] contiene los voltajes de los conductores en forma de fasores.

El gradiente de potencial promedio en la superficie de los conductores es:

Y el gradiente de potencial máximo en la superficie de los conductores será:

Paso 3:

Se verifica si existe efecto corona (en su etapa visible) si el gradiente máximo en la superficie de

los conductores es mayor al gradiente crítico:

Efecto Corona


Formas de Evitar el Efecto Corona

Para líneas de muy alta tensión (superior a los 220 kV), es económicamente imposible

evitar el efecto corona en cualquier condición de operación. En particular, habrá cierto

efecto corona en condiciones de lluvia necesariamente.

Las medidas que se pueden tomar para evitar el efecto corona en una línea de transmisión

apuntan hacia disminuir el gradiente de potencial en la superficie de los conductores

expuestos al aire.

Una primera forma es aumentar el radio del conductor. Se puede probar que, en general,

para líneas de tensión superior a los 220 kV, el radio necesario para evitar el efecto corona

en condiciones normales es superior al radio determinado por la ampacidad de diseño de la

línea. Es decir, si se quiere evitar el efecto corona se debe utilizar más conductor,

obteniéndose una línea sobredimensionada en corriente. Por esta razón, esta medida es

poco económica ya que se debe incurrir en un mayor gasto de conductor.

Efecto Corona

Otra forma de evitar el efecto corona es utilizar conductores en haz, es decir, varios

conductores por fase. De la fórmula del radio equivalente se ve que se puede aumentar el

radio equivalente aumentando el número de conductores por fase. Esto es, en general, más

económico que aumentar la sección del único conductor, ya que en este caso se puede

disminuir la sección de los subconductores a medida que se agregan. Sin embargo, igual la

línea queda sobredimensionada en ampacidad pero no tanto como cuando se utiliza sólo

un conductor.

En el caso de subestaciones, el efecto corona se produce en conductores a alta tensión que

quedan expuestos al aire.

Para detectar la aparición del efecto se instalan cámaras térmicas especiales que permiten

ver la aparición del efecto a niveles inferiores que el ojo y oído humano.

Para evitar el efecto, se aumenta la superficie de los conductores expuestos, o se les diseña

con superficies curvas para evitar la concentración de cargas en las puntas.



Efecto Corona



Efecto Corona

d

d

d

d

d

d

drD ext

3 2drD ext

4 309,1 drD ext

m

F

D

DC

eqln

2

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Lineas Transporte Energia Electrica