Aplicación De Nuevas Aleaciones De Conductores En Líneas De Transmisión Aérea Del Sistema Eléctrico Nacional SEN

Resumen— El objetivo del estudio fue determinar el impacto en el Sistema Eléctrico Nacional del año 2018, debido a la instalación de conductores de alta capacidad en las líneas de transmisión, también catalogados como conductores de alta temperatura y baja flecha. En el año 2018 el SEN estará conformado aproximadamente por 1400 líneas de transmisión con voltajes entre 69 kV y 765 kV. Partiendodel análisis del sistema, se obtuvo la información de 49 líneas cuya operación era crítica y se encontraban violando los criterios de diseño del sistema de transmisión, para las cuales se realizó el estudio de factibilidad para la sustitución de los conductores y la repotenciación de las mismas.

Palabras clave— Línea de transmisión aérea, conductores de alta capacidad, sistema de potencia,cargabilidad.
I. Introducción
Para lograr un sistema con una mayor capacidad de transmisión de energía se deben evaluar diversas opciones para la expansión del mismo, entre las cuales se encuentran: el aumento de los perfiles de tensión, la construcción de nuevas líneas de transmisión, la compensación reactiva ó la repotenciación de las líneas existentes. Partiendo de las estimaciones de demanda parael año 2018, se analizarán los posibles sectores del sistema de transmisión venezolano cuya capacidad esté excedida por lo cual será necesaria una eventual repotenciación del sistema para poder suplir la carga de manera eficiente, confiable y cumpliendo con las normas de diseño.
El objetivo es analizar la factibilidad de dicha repotenciación del sistema a través del cambio de conductores en laslíneas de transmisión aérea, por nuevas aleaciones que permiten temperaturas de operación mayores a las de los conductores actuales, por lo cual se puede lograr que conductores de un calibre similar a los actuales la capacidad de transporte de energía de la línea se vea aumentada hasta en un 100%, y al ser de calibres similares el costo de inversión en lo que se refiere a modificación en las torres yestructuras existentes se reduce al mínimo, ya que las cargas mecánicas a las que se verán sometidas dichas estructuras no variarán de manera considerable.
II. Tecnología de conductores de Alta Temperatura y Baja Flecha
Las líneas de transmisión operando con altos niveles de corriente, incrementa de manera considerable el calentamiento del conductor, en consecuencia, se produce una elongación delconductor y una elevada flecha, la cual limitará la longitud de los vanos ó requerirá estructuras de soporte de mayor altura para satisfacer las distancia de seguridad que deben haber entre una línea de transmisión y el suelo o alguna estructura cercana a la misma. Los conductores convencionales están limitados por su temperatura máxima de operación (100°C), a niveles superiores de temperatura elconductor comenzará su proceso de degradación y en consecuencia la reducción de su vida útil [1].
Existe una variedad de conductores que han sido desarrollados para funcionar de manera continua a mayores temperaturas, llegando a soportar de los 250 °C. A continuación se mencionan algunos de los conductores de alta capacidad presentes en el mercado:
Conductores de aluminio soportado con acero(ACSS).
Conductores de aleación de aluminio (súper) resistente térmico ((Z)TACSR).
Conductores de núcleo compuesto (ACCC y ACCR).
Conductores con núcleo de Invar (TACIR).
Conductores de aleación de aluminio (Súper) resistente térmico, con brecha, reforzado con acero (G(Z)TACSR).
En la Tabla I, se presentan las composiciones de los diferentes tipos de conductores de alta capacidad, tanto de sus núcleoscomo de sus capas exteriores.


Tabla I. Conductores de alta capacidad.

Conductor
Composición

Núcleo
Capa Exterior

ACSS
Acero de alta resistencia mecánica
Hebras de aluminio completamente recocido (1350-O)

ACCC
Sólido. fibras de carbón y de vidrio, bajo coeficiente de expansión térmica, menor densidad
Hebras de aluminio recocido


ACCR
Cada hebra del núcleo contiene cientos de fibras de...