parametros de linea

UNIDAD I

PARAMETROS DE LAS LINEAS DE TRANSMISION.

INTRODUCCION.

En esta unidad se analizan los cuatro parámetros básicos de las líneas de transmisión: la resistencia serie, la inductancia serie, la capacitancia en derivación y la conductancia en derivación también se investigan los campos eléctricos y magnéticos en las líneas de transmisión.

Los cuatro parámetros de las líneas detransmisión son:

Resistencia Serie: Está relacionada con las perdidas óhmicas (I R) en la línea.

Impedancia Serie: Incluyendo la R y la reactancia inductiva, da lugar a la caída de tensión en serie a lo largo de la línea.

Capacitancia en Derivación: Este da lugar a las corrientes de carga de la línea.

Conductancia en Derivación: Está relacionada con las pérdidas V2G de la línea debida alas corrientes de fuga entre los conductores ó entre los conductores y tierra.

G = Conductancia.


I.1 CONSIDERACIONES DE DISEÑO DE LAS LINEAS DE TRANSMISIÓN

Una línea aérea de transmisión consta de conductores, aisladores, estructuras de soporte y, en la mayor parte de los casos, hilos de guarda.

CONDUCTORES

El aluminio ha reemplazado al cobre como el metal más comúnpara conductores para transmisión aérea. Aun cuando se requiere un área más grande de sección transversal en el aluminio para obtener la misma pérdida que con el conductor de cobre, el aluminio tiene un costo menor y es más ligero. Asimismo, el suministro de aluminio es abundante, en tanto que del cobre es limitado.
Uno de los tipos más comunes de conductores es el conductor de aluminio reforzadocon acero (ACSR), el cual consta de capas de hilos de aluminio que rodean un núcleo central de hilos de acero (figura 1.1). Los conductores trenzados son más fáciles de fabricar, ya que se pueden obtener tamaños más grandes de conductores sencillamente al agregar capas sucesivas de hilos. Los conductores trenzados también son más fáciles de manejar y más flexibles que los sólidos, en especial contamaños más grandes. El uso de hilos de acero les da a los conductores ACSR una alta resistencia mecánica a peso. Para disipar el calor, los conductores de las líneas de transmisión aéreas están desnudos (sin cubierta de aislamiento).
Otros tipos de conductores incluye el conductor todo aluminio (AAC), el conductor de aluminio reforzado con aleación (ACAR) y el conductor de aluminio revestidocon acero (Alumoweld). También existe un conductor conocido como "ACSR expandido", el cual tiene un relleno de fibra o de papel entre los hilos de aluminio y de acero. El relleno aumenta el diámetro del conductor, lo cual reduce el campo eléctrico en la superficie del conductor, para controlar el efecto corona.
Las líneas EHV (extra alta tensión) a menudo tiene más de un conductor por fase; estegrupo de conductores se conoce como haz. Las líneas de 765 kV de la figura 1.2 tiene cuatro conductores por fase y la de doble circuito de 345 kV de la figura 1.3 tiene dos conductores por fase. Los conductores en haz tiene una menor intensidad del campo eléctrico en su superficie, con lo que se controla el efecto corona. También tiene una menor reactancia en serie.

AISLADORES

Los aisladorespara las líneas de transmisión por encima de 69 kV tienen aisladores de tipo de suspensión, los cuales constan de una hilera de discos, típicamente de porcelana. El disco estándar (figura 1.4) tiene 10 in (0.254m) de diámetro, espaciamiento de 5 3/4 in (0.146m) entre centro de discos adyacentes y una resistencia mecánica de 7500kg.

TABLA I.1 Características típicas de una línea de transmisión[1, 2]

Tensión
Nominal
Conductores por fase
(kV)
Número de conductores por haz
Área de la sección transversal del aluminio por conductor
(ACSR)
(kcmil)
Espaciamiento de los haces (cm)
Espacios libres mínimos




Fase a fase (m)
Fase a fase (m)
69
1
-
-
-
-
138
1
300 – 700
-
4 a 5
-
230
1
400 – 1000
-
6 a 9
-
345
1
2000 – 2500
-
6 a 9
7.6 a11
345
2
800...