Diseñop

La línea de transmisión es el elemento más común de los que conforman las redes eléctricas. En conjunto, estos elementos constituyen las arterias a través de las cuales fluye la energía eléctrica desde centros de generación hasta centros de consumo. La transmisión de dicha energía puede realizarse ya sea por corriente alterna (c.a.) o directa (c.d.), y de acuerdo al diseño de la línea puede serde transmisión aérea o subterránea.
 
Dependiendo del nivel de voltaje al cual se realiza la transmisión de energía eléctrica, se tiene clasificadas a las redes en tres categorías: transmisión, subtransmisión y distribución.
 
En México y otros países, los niveles de voltajes desde 115 kV o mayores son considerados como de transmisión. Cuando se opera con voltajes de 66 hasta 115 kV se dice quela red es de subtransmisión. Por último,  niveles de tensión menores a 34.5 kV están relacionados con redes de distribución.
 
Por otro lado, excepto en pocas situaciones, la transmisión de energía eléctrica es aérea, de modo que el aislante común entre conductores es el aire circundante a los conductores, además de que los dispositivos de generación y de transporte se diseñan para que operencon corriente alterna trifásica.
 
En base a esto, es necesario desarrollar un modelo matemático que represente el comportamiento de la línea de transmisión aérea de corriente alterna y trifásica. Este modelo se caracteriza por cuatro parámetros principales:
 
·        Resistencia serie
·        Inductancia serie
·        Conductancia en derivación
·        Capacitancia en derivación.
 Primeramente, se desarrolla el modelo de los parámetros serie y posteriormente, se obtienen los correspondientes al efecto en derivación.
 
Aspectos como la transposición de líneas y obtención de modelos monofásicos desacoplados son analizados posteriormente.
 
 
 
1.2    IMPEDANCIA SERIE DE LINEAS DE TRANSMISION.
 
Los dos parámetros serie de la línea de transmisión aérea se analizan enconjunto, aunque previamente se mencionarán algunos conceptos concernientes a la resistencia.
 
1.2.1    Resistencia de la Línea
 
La resistencia en conductores de una línea es causa de las pérdidas por transmisión, las cuales están dadas por la expresión I2R, donde I es la corriente que fluye a través de conductor y R es la resistencia del mismo. Estas pérdidas tienen que ser mínimas, lo cualdepende de un diseño adecuado de la línea, tomando en consideración factores como el calibre de conductores, número de los mismos por fase, tipo de material e influencia del medio ambiente, entre otros.
 
1.2.1.1     Resistencia de Corriente Directa
 
La resistencia de c.d. se caracteriza por tener una densidad de corriente distribuida uniformemente en toda la sección transversal del conductor,la cual puede calcularse mediante la expresión siguiente:
 
                                                                                                                    (1.1)
 
donde:
 
r  =   resistividad del material conductor (W-m)
l   =   longitud del conductor (m)
A =   área efectiva de la sección transversal del conductor (m2)
 
Si se utiliza el sistema inglés, en lugar delmétrico decimal, entonces la longitud y área del conductor estarán dadas en ft y ft2, respectivamente. Sin embargo, puede usarse cualquier sistema congruente de unidades, de modo que resulte que la unidad de longitud esté dada en kilómetros o millas, que es lo más usual.
 
1.2.1.2   Efecto de la Temperatura Sobre la Resistencia.
 
Un cambio en la temperatura causará una variación en laresistencia, en forma prácticamente lineal, dentro del margen normal de utilización de la línea de transmisión. Esta variación está dada por la siguiente ecuación:
 
                                                                                                                        (1.2)
 
donde R1 y R2 son las resistencias a las temperaturas t1 y t2, respectivamente. La constante T depende del...