(1)cálculo eléctrico

Universidad Nacional del Nordeste

Facultad de Ingeniería

PROYECTO LINEAS DE TRANSMISION DE LA ENERGIA ELECTRICA

Cátedra: GENERACION Y TRANSPORTE DE LA ENERGIA ELECTRICA

Autores: DSIKOSKI Javier LU 8255, NOGUERA Feliciano LU 11070, PEPPO Miguel Alejandro LU 10086 Página | 1

Datos del Problema

Tensión: 110 [KV]

Longitud: 115 [Km]

Potencia Base: 20 [MW] Base Trifásica

Cos

Vano Rural 260 [m]

Vano Urbano 170 [m]

Tasa de crecimiento anual (i) es del 5%

n = 15 vida útil en años






Calculo Eléctrico:

Potencia demandada en el tiempo (Pn)

ntPbPn 1

1505.0120 Pn

MwPn 56.41

El incremento de la potencia demandada a través del tiempo se grafica mediante la

siguiente curva:

20

25

30

35

40

45

0 5 10 15 20

t (años)

P(M

W)

Calculo estimativo de la sección más económica del Conductor

Se considera el 6 % de la potencia máxima a transmitir como perdida tolerable debido al

efecto joule.

Las perdidas trifásicas debidas al efecto Joule se determina según la expresión:

Perdidas por efecto Joule

P = 3. R.I2

Refiriéndola a la potencia a transmitir obtenemos la potencia específica Pe

Pn

IRPe

23 (1)

Potencia a transmitir, cos3 1 IUPn cos3 1

U

PnI






22

1

15

cos

U

Pn

Pe

LS

22

293.01108.3406.0

56,41115000

kVmm

m

MwmS

Remplazando I en la expresión (1)

2

1 cos3

3

U

Pn

Pn

RPe

Recordando que

S

LR

22

1 cos

U

Pn

S

LPe

De esta última expresión se despeja la sección S:

Resistividad: C

1

C = conductibilidad, 2

8.34mm

mC

S = 219 mm2 Sección calculada

Características del conductor preseleccionado

Conductores PIRALAC para transmisión bajo normas IRAM 2187 para

media y alta tensión.

Sección nominal:……………………………..240/40

Formación Aluminio:………………...............26 x 3,45 mm

Formación Acero:…………………………….7 x 2,68 mm

Diámetro aproximado:………………………..21.9 mm

Masa aproximada:…………………………….980 kg/km

Largo de expedición:…………………............2500 m

Carga de rotura:……………………………….8675 Kg.

Resistencia eléctrica a 20 ºC:………………...0,119/km

Corriente admisible a 40 º C:…………………565 A

1 -Alma de acero. 2 -Conductor de aluminio.






LXjRZ

Verificación de la corriente:

cos3 1

15

U

PnIc

93.01103

56,41

kV

KwIc AIc 5,234

admisibleIIc (565 amp)

Calculo como línea media

Donde:

VS = tensión en el extremo emisor.

VR = tensión en el extremo receptor.

IS = corriente en el extremo emisor.

IR = corriente en el extremo receptor.

IC’’ = corriente el condensador del extremo emisor.

IC’ = corriente el condensador del extremo receptor.

R =resistencia eléctrica de la línea.

XC = reactancia capacitaba de la línea.

XL = reactancia inductiva de la línea.

Z = impedancia de la línea.

ZR = impedancia de la carga.

º05,63º03

110·

RfRffR VVZIVVs

Calculo de la impedancia

R = resistencia

; donde

XL = reactancia






º01º20º50

tRR ALCC

línealadeLongitudLkmLLRRt CC

;115·º50º50

º07,13

115º·01191.0

º50

º50

C

C

Rt

kmkm

Rt

mldvml

mllxllxLmdvm

ll

58,2

2,4222

58,22

2

33

21

2

2

21

2

2

21

Calculo de la resistencia

kmR C

119.0º20

CAL

º

110·23 6 Según anexo I a la especificación técnica GC-IE-T Nº 1

Ct º30

km

RCkm

R CC

º01191.0º0º3010·231119.0 º50

6

º50

Calculo de la reactancia inductiva

3321

log1445.0

·

lllDMG

KmRMG

DMGX

LXX

Le

LeL

l1

l3 dvm

l2 dvm/2

2·Lm

Según calculo vano rural: dvm = 2,58 m y Lm = 2 m






º44,7241,45º903,43º07,13

º903,43115·376.0

376,000885.0

57,3log1445.0

ZZ

Xkmkm

X

KmX

KmX

LL

LeLe

formalaymaterialdeldependequefactorkDext

kRMG

mDMGxxDMG

;2

57,358,22,42,43

Para un conductor de Al con alma de acero de 26 hilos según V Landa Tomo 1

k = 0.809

Dext = 21,9 mm

mRMGmmRMGRMG 00885.085.82

9,21809.0

Reemplazando:

Calculo de la admitancia

G = Conductancia

Y = G +j · B; donde

B = susceptancia

Calculo de la conductancia:

Para el calculo de líneas de transmisión de energía con niveles de tensión superiores a

120kv , la conductibilidad toma valores insignificantes frente a los de la susceptancia

razón por la cual no se considera.

Calculo de la susceptancia:

f = frecuencia

B = 2 · · f ·Cs; donde

Cs = capacidad de servicio






Km

F

DMGHMG

HMG

RMG

DMGCs

224

2log

02412.0

3321 .. hhhHMG

HMG = altura media geométrica

DMG = distancia media geométrica

RMG = radio medio geométrico

max11 .7,0 fhh

max22 .7,0 fhh

max33 .7,0 fhh

Según calculo vano rural

mh 25,131

mh 52,142

mh 8,153

mf 93.4max

Calculando:

mh 8,91

mh 07,112

mh 35,123

mHMGHMG 66.1075.1005.945.123

Km

FCs

Km

FCs

3

22

10919.8

58.466.104

66.102

00885.0

58.4log

02412.0






KvUKvUUU

KvUKvKvU

AKKvU

IBUAU

KvUU

U

BZB

Amho

A

YZA

SLSLSfSL

SfSf

Sf

RRfSf

RfRL

Rf

º8.65.122º8.671·3·3

º8.67.70º94.5065.10º1233.018.63

º5.215.234º·44.7204541.0º05.63º·1233.0995.0

´·

º05.633

º44.7241.45

º127.0993.0´2

º9010·2225.3º·44,7241,451´

2

·1´

4

Calculo de IR

º5.21º5.215.234

93.0cos5.234

93.0·110·3

56.41

·cos·3

RR

RR

R

R

RR

AI

arAI

kv

MwI

URL

PI

Calculo de U

mhoY

mhoBtLBBt

km

mhoB

Km

FHzB

º90·10·0174.3

10·0174.311510·802.2·

10·802.210919.850·2

4

46

63






Calculo de Is

mhoC

mhoC

mhomhoC

YZYC

º127.9010·2113.3

º127.09965.0º9010·225.3

4

º9010·01747.3º44.7241.451º9010·2225.3

41

4

4

44

º56.1619.226º372.2186.232º127.904.20

º5.215.234º·127.0993.0º05.63·º127.9010·21135.3

···

º127.0993.0´

4

AIsAAIs

AKvmhoIs

IDUCIs

DAD

RRS

Calculo de Ic´

º9024.10´2

º9010·2225.3º·05.63´

2´

4

AIcmho

KvIc

YUIc Rf

Calculo de Ic´´

º8.964.11´́2

º9010·2225.3º·8.672.70´́

2´́

4

AIcmho

KvIc

YUIc Sf






Calculo de I

º97.1665.2278.964.11º88.168.226

´´

º24.1744..2289023.10º5.215.234

´

AIAI

IcIsI

AIAI

IcII R

Se verifica

Calculo del factor de potencia en el extremo del emisor

92.0)cos(

º38.23

82.656.16

s

s

s

s VSIS

Cálculos de las potencias en el extremo del generador

Potencia activa en el extremo del generador

MwPsAKvPsIsUPs SSL 04.449597.0·78.184·97.1403cos3

Potencia reactiva en el extremo del generador

AMVQssenAKvQscsenIsUQs SSL 04.19)38.23(·78.184·97.14033

Potencia aparente en el extremo del generador

AMVSsSsQsPsSs ·98.4704.1904.442222






Cálculos de las potencias en el extremo del receptor

Potencia activa en el extremo del receptor

MwPR 56.41

Potencia reactiva en el extremo del receptor

AMVQsenAKvQ

IUQ

RR

RRRRRLR

·44.16)6.21(·192·1103

º6.21)93.0arccos(cos3

Potencia aparente en el extremo del receptor

AMVSSQPS RRRRR ·68.4444.1655.412222

Calculo de pérdidas de potencias

%6.5%

%100·041..44

509.1%

%100·%

5.2

55.41045.44

p

p

Ps

pp

Mwp

p

PPsp

ActivaPotencia

R

%65.13%

%100·04.19

6.2%

%100·%

·6.2

44.1604.19

Re

q

q

Qs

qq

AMVq

q

QQsq

activaPotencia

R

87.6%

%100·98.47

3.3%

%100·%

·3.3

68.4498.47

s

s

Ss

ss

AMVs

s

SSss

AparentePotencia

R

Calculo de la UR en vacío

º7.622.71º127.0993.0

º82.67.70

´

0

000

0

KvUKv

UA

UU

KAI

RR

Sf

R

R






%1.12%121.05.63

5.6321.710

rrUn

UnU

r

UUn

R

Rf

Calculo de IR en cortocircuito

º72..65761.1º82.704621.0

º10.539.81

0

KAIK

KvI

B

UI

KvU

RccRcc

Sf

Rcc

Rcc

Regulación

Rendimiento

00

00 33.94100*

05.44

55.41100*

Pr

Ps

Impedancia Característica

8.804.374.3.571.370

.00032225,0.90102225,3

3.437.1344.7241.45

4

ZcjZcY

ZZc

mhojYmhoY

jZZ

Potencia Característica

MwPV

PZc

UP cC

Rc 8.835.32

8.8374

º011022

Conclusión: Comparando la potencia característica con la nominal, esta

última tiene un valor de 1.3 veces la potencia característica, valor

aceptable según criterios prácticos.






Constante de propagación

: Constante de atenuación ( Neper/Km )

.j Donde:

: Constante de fase ( rad/Km )

Longitud de onda

Km.9,61591002,1

223

Velocidad de propagación

seg

Kmvvfv .3,3079999,615950

Resumen

44.7241.45Z º8.804.374Zc mhoY .90102225,3 4

Mwp 5.2 AMVq ·6.2 AMVs ·3.3

º9024.10´

AIc º8.964.11´́

AIc º97.1665.227

AI

º7.622.710

KvU R º72..65761.1

KAI Rcc %1.12% r

Kmjt

1.1004,110608,1 34

Km

1.10608.1 4

Km

rad.1004,1 3

Km

rad

jllYZl

00102,0115

118.0

118,0018,0.º2.8112,0..






Extremo Emisor Extremo Receptor

KvU SL 85.649.122 KvURL 110

º82.67.70

KvU Sf º05.63

KvURf

º56.1618.226

AIs AIR 5.215.234

99178.0)cos( s 93.0cos R

MwPs 045.44 MwPR 55.41

AMVQs 04.19 AMVQR ·44.16

AMVSs ·98.47 AMVSR ·68.46

Diagrama Circular Receptor

RLRSLG

RR

S

R

S

RG

R

Rl

UUUU

senB

UAV

B

UAH

B

UA

B

UUS

kvU

Kv

D

mhoC

B

A

)(··

)·cos(·

)·(·

.

110

85.649.122U.UU

º127.0993.0 · D D

º127.9010·2113.3·CC

º44.7241.45B B

º127.0993.0AA

22

2

SLSLSL

4

21






252º127.0º44.7244.45

110993.0

33,80º127.0º44.72cos44.45

110993.0

2

2

VsenV

HH

º3.724.264º127.0º44.72.44.45

110.993.0

º7.6592.296º85.6º44.7244.45

11049.122

2

2

2

1

11

SS

receptorextremoelencirculodelradioS

SS

Diagrama circular generador

)()cos(

.)·(·

22

''

2

12

senB

UDV

B

UDH

B

UU

B

UDS

GG

S

RG

S

G

S

º3.729.327)º127.0º44.72(.44.45

49.122.993.0`

º3.795.29685.644.72.44.45

49.122110'

4.29185.644.72·44.45

49.122·110

1.5585.644.72·cos44.45

49.122·110

2´

2

2

1

1̀1

SS

generadorextremoelencirculodelradioS

SS

VsenV

HH

(1)cálculo eléctrico

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