computacion líneas de transmisión

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LÍNEAS DE TRANSMISIÓN CAPÍTULO 1 CONCEPTOS GENERALES 1

Author: ju123an

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  • 1. LNEAS DE TRANSMISIN CAPTULO 1CONCEPTOS GENERALES1

2. 1. SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA Conjunto de instalaciones y equipos paraproducir, transportar y distribuir energa elctricaa los usuarios de una zona, ciudad, regin o pas. La funcin del sistema elctrico de potencia esabastecer a todos los usuarios con energaelctrica tan econmicamente como sea posible,en la cantidad deseada y con un nivel aceptable decalidad, seguridad y confiabilidad 2 3. 2. COMPONENTES DEL SISTEMAELCTRICO DE POTENCIA Componentes principales: Equipos directamente relacionados con laproduccin, transporte y distribucin de energa elctricaComponente DescripcinEjemplosPlantas de GeneracinInstalaciones y equipos para Plantas hidrulicas. producir energa elctrica Plantas trmicas mediante la transformacin Plantas solares de otras formas de energa.Plantas solaresTransformadoresEquipos para elevar yTransformadores de reducir los niveles de potencia . voltaje. Transformadores dedistribucin.Equipo de compensacin Equipos que consumen o Bancos de condensadores.reactiva producen energa reactivaReactores. para control de voltaje. Condensador sincrnico.Lneas de transmisinEquipos para transportar Lneas de transmisin, 3 4. 2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA Equipo de corte y maniobraComponenteDescripcinEjemplosEquipo de corte y Realizan las maniobras deInterruptor de potencia.maniobra. conexin y desconexin deSeccionadorlos equipos elctricos Recortadoresprincipales en condiciones Cortacircuitosnormales de operacin obajo falla. Pueden manejarlos sobre voltajesasociados a las maniobras4 5. 2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA Equipo de proteccin: No previene las fallas, suoperacin tiene gran efecto sobre la seguridad yestabilidad del sistema.Componente DescripcinEjemplosEquipo de proteccin Equipos que detectan las Rels de proteccin: fallas o conexionesposeen alguna forma de anormales de operacin y inteligencia para ejecutar realizan una accin. su funcin.Comparan una o variasseales de entrada conrespecto a una dereferencia. Si se cumple elcriterio de comparacin seproduce una orden dedisparo a alarma. 5 6. 2. COMPONENTES DEL SISTEMAELCTRICO DE POTENCIA Equipo de medidaComponente Descripcin EjemplosEquipo de medida Toman muestras de las Transformadores de seales de inters, y las instrumentacin, convierten en seales medidores , analizadores analgicas o digitales de de seales. bajo rango, por ejemplo: baja corriente, bajo voltaje, (1 A, 5 A).6 7. 2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA Equipo de controlComponenteDescripcinEjemplosEquipo de control Permite controlar la Regulador de velocidadoperacin de los equipos Regulador de voltajeprincipales del sistema de Control convencional (serpotencia.humano. PLC. Scada, control coordinado centro de control. 7 8. 2. COMPONENTE DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA Equipo de comunicacionesEquipo Descripcin EjemploEquipo deTransmisin y recepcin PLC, microondas, sealescomunicaciones de seales de medida ,de radio. control, proteccin. Torre de microondas8 9. 2. COMPONENTE DEL SISTEMAELCTRICO DE POTENCIA Equipos de servicios auxiliaresEquipoDescripcinEjemploEquipos de serviciosFuentes de alimentacin Bancos de bateras,auxiliaresde los servicios principales. plantas de emergencia .Cargadores de bateras,tableros de distribucin ACy DC.Planta de emergencia Banco de bateras 125 V DC9 10. 2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA SubestacionesBarraje10 11. 2. COMPONENTES DEL SISTEMAELCTRICO DE POTENCIA Plantas de generacinEstnconstituidaspor la centralde generacin yla subestacinelctrica.11 12. 2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA Sistemas de controlNivel de control Equipos Ubicacin3Computador sistema de Centro de control remoto control remoto.2Computador central de Casa de control sistema de control local.1Rels de proteccin y Tablero de control y equipos de control. proteccin ubicado en la caseta de rels o casa de control.0Equipos de corte yPatio de subestaciones , maniobra y controlestablero de control local de locales de equipo equipo, zona de proceso, asociado al proceso. 12 13. 2. COMPONENTES DEL SISTEMAELCTRICO DE POTENCIA Centro de controlCentral de control STN Centro de control STR1 Centro de control STR2Centro de control SRTnCentro de control SDLSitio donde se realiza la operacin de un sistema de potencia. Puede ser local, regional onacional.Se requiere que en las subestaciones a plantas de generacin exista algn grado deautomatizacin 13 14. 2.COMPONENTES DEL SISTEMAELCTRICO DE POTENCIA Zonas funcionales del sistema elctrico depotenciaGeneracin: equipos e instalaciones cuya misin es producir energa elctrica en grandes cantidadesa travs de las fuentes primarias de energa, Transmisin: equipos e instalaciones cuya misin es transportar de los centros de produccin a los principales nodos de consumo (subestaciones de distribucin o grandes usuarios Distribucin: equipos e instalaciones cuya funcin es llevar la energa elctrica a los usuarios finalesen sus puntos de conexin 14 15. 4. VOLTAJES UTILIZADOS ENSISTEMAS DE POTENCIAVoltaje deEs el voltaje el cual opera el sistema de potencia y sobre el cualoperacin se define la regulacin de voltaje, se expresa en KV rms en lneaVoltaje nominal Es el voltaje mximo en el cual puede operar en forma continua unequipo elctrico. Se expresa en KV rr lnea- lnea.Para algunos equipos del sistema elctrico, no aplica el concepto de voltaje nominal1Lneas de transmisin El voltaje nominal es su voltaje de operacin.2Transformadores deLos voltajes nominales corresponden a los distribucin y potencia voltajes de la relacin de transformacin, es decir voltajes de operacin . Ejemplo: 115/13,8 KV.3Generadores Se designan por su voltaje operativo. En general voltajes de media y bajo voltaje. 15 16. 4. VOLTAJES UTILIZADOS ENSISTEMAS DE POTENCIA ClasificacinNiveles de voltajes establecidos.NIVEL 1kVnom < 1NIVEL 21kVnom < 30NIVEL 3 30kVnom < 62NIVEL 4kVnom 62 16 17. 4. VOLTAJES UTILIZADOS EN SISTEMAS DE POTENCIA ClasificacinNiveles de tensin establecidos por el RETIE Norma NTC 1340Extra alta tension (EAT) > 230 kVAlta tensin (AT)57,5 kV < V 230 kVMedia tensin (MT) 1 kV < V 57,5 kVBaja tensin (BT)25 V < V 1 kVMuy baja tensin (MBT) V < 25 V17 18. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Dispositivo que transmite potencia elctrica entre dospuntos por medio de conductores y opera a un voltajemayor a 1 kV con seal DC o AC sinusoidal de 50 60Hertz. 18 19. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Una lnea de transmisin de potencia se puederepresentar como una red de dos puertos o cuadripoloENTRADAFUENTE OSALIDACUADRIPOLOENVO DE CARGA RED DE SECUENCIA POSITIVALnea: Parmetros elctricos son independientes de la carga elctrica y de la Corriente elctrica. Solo depende de la geometra, tamao, del conductor.Pasiva: No es fuente de energa elctrica.Bilateral: Parmetros elctricos son los mismos vistos desde cualquier par deTerminales. 19 20. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Elementos principales conductores Se utilizan cables, no alambres Pueden utilizarse conductores distintos para fases yapantallamiento (cables guarda) Pueden ser desnudos o aislados Los materiales ms utilizados son: aluminio (AA),cobre (CU), acero galvanizado (SS) y aleaciones ycombinaciones de stos como ACSR, alumoweld(AW), ACSR/AW, copperweld Los cables aislados pueden tener o no un neutroconcntrico, y ser monopolares, bipolares, tripolares,triplex, armados o acorazados. Material aislante preferido: Polietileno reticulado(XLPE) En los cables aislados siempre se utilizan una pantallametlica exterior que se conecta a tierra paracontrolar el gradiente de potencial.20 21. 5. LNEAS DE TRANSMISIN ChaquetaCintaBlindaje delaislamiento Aislamient oBlindaje del conductorConductor CABLE TIPO XLPE 21 22. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Elementos principales (estructuras) Auto soportadas o retenidas Postes de concreto, madera, acero Torres de acero galvanizado22 23. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Elementos principales (aisladores)Suspensin y retencinTipo pin, poste, cadenasconformadas por unidades desuspensinMateriales: Porcelana, vidrio,materiales sintticos23 24. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Elementos principales (herrajes) Grapas para sujetar cables de fases y guarda Amortiguadores Espaciadores para mantener separados los conductores de un haz Anillos para control de efecto corona Cuernos de arco Crucetas y dems elementos metlicos Cables para retencin o anclaje 24 25. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Elementos principales (obras civiles) Lneas areasLneas subterrneasCimentaciones Bancos de ductos o zanjas Corredor o servidumbre Cajas de inspeccin, halado o tiro25 26. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Elementos principales (puesta a tierra) Cable de cobre desnudo Conectores cobre-cobre o bimetlicos Varillas de puesta a tierra en cobre o copperweld Contrapesos Mallas de puesta a tierra 26 27. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Elementos principales (otros) Pararrayos de lnea Empalmes y terminales monofsico y trifsicos para cables aislados Anclajes (Anchors) Balizas para sealizacin aeronutica27 28. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Designacin de conductores El tamao del conductor se designa con base en el rea total. Es una prctica norteamericana 1 CMIL = 0,506 7*10-3 mm2, es el rea de uncrculo cuyo dimetro es una milsima depulgada A cada rea estandarizada se le asigna unadesignacin AWG o kcmilCircular Mil (CMIL)Los conductores hasta 211 600 cmil sedesignan por un calibre AWG: 1, 2, 3, 4, 5,6, 7, 8, 9, 0, 1/0, 2/0, 3/0, 4/0 Los conductores mayores a 211 600 sedesignan por kcmil Es comn asociar a cada calibre el nombreen Ingls de un ave (Parrot, ostrich etc.).28 29. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Conductores desnudosEn la seleccin de un conductor se busca la mayorrelacinConductividad/peso y o fuerza/pes Conductores estndar: 1. AAC (All Aluminum Conductor) 2. ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced) 3. AAAC (All Aluminum Alloy Conductor) 4. ACAR (Aluminum Conductor, Aluminum-AlloyReinforced)29 30. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Conductores desnudosConductores estndar:1. AAC (All Aluminum Conductor): Aluminio 1350- H19, bajo costo, conductividad de 61,2%, buena resistencia a la corrosin. Mayor relacin conductividad/peso de todos los conductores areos. Se usa en zonas urbanas, vanos cortos, mxima transferencia de corriente. Acero2. ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced): Ncleo de acero rodeado de una o varias capas de aluminio 1350-H19, vanos largos, el rea en cmil se especifica en funcin del rea de aluminio, se elonga menos que otros conductores, soporta altas temperaturas.Aluminio30 31. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Conductores desnudosConductores estndar:3. AAAC (all aluminum alloy conductor): No contiene ncleo deacero, aleacin de aluminio de alta fortaleza 6201-T81, altarelacin resistencia/peso, ofrece mayor resistencia a lacorrosin que el ACSR. La resistencia DC a 20 C de losconductores AAAC y el ACSR estndar del mismo dimetroes aproximadamente la misma.4. ACAR (Aluminum Conductor, Aluminum-Alloy Reinforced):Mezcla de hilos AAAC y AAC del mismo dimetro, excelentebalance entre propiedades mecnicas y elctricas, altaresistencia a la corrosin. 31 32. 5. LNEAS DE TRANSMISIN Conductores desnudos:Conductores modificados:Incrementar: Capacidad de corriente para el mismo dimetro Auto-amortiguamiento para reducir las vibraciones areas Esfuerzo mecnico para reducir la catenaria de los conductores.Cambios:1. Formas de los hilos2. Grado de temple del aluminio de los hilos3. Diferentes tipos de cubiertas para la proteccin contra la corrosin del ncleo de acero4. Modificacin de la configuracin geomtrica del conductor para producir un perfil variable frente al viento32