sistemas de transmision parte iii
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Sistemas de Transmision Parte IIITRANSCRIPT
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SISTEMAS DE TRANSMISIN DE ENERGA
PARTE III
CALCULO TRMICO
TENSIONES MECNICAS DEL CONDUCTOR
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TEMPERATURA DEL CONDUCTOR AEREO
CAPACIDAD DE CARGA
CONDICIONES AMBIENTALES
VIENTO
TEMPERATURA AMBIENTE
EL MTODO UTILIZADO PARA LA DETERMINACIN DE LA TEMPERATURA DEL
CONDUCTOR CORRESPONDE AL MODELO DE WESTINGHOUSE
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TEMPERATURA DEL CONDUCTOREs de inters conocer cual seria la corriente mxima capaz de transmitir un conductor, en determinadas condiciones
ambientales sin que se afecten sus propiedades fsicas y mecnicas. Para tal efecto, se debern analizar las fuentes de energa que influyen sobre dicho conductor. Estas fuentes se pueden clasificar en dos tipos:
Potencia absorbida por el conductor, proveniente de:
- Efecto Joule
- Energa Solar
Potencia disipada por el conductor, la cual se efecta por dos fenmenos:
- Potencia disipada por radiacin
- Potencia disipada por conveccin
La seleccin adecuada del conductor a instalar en una lnea de transmisin que llevar una determinada corriente, se realizar desde un punto de vista esttico o estacionario; en este caso, se asume que la potencia absorbida por el conductor es igual a la potencia disipada. En esta condicin de balance trmico, el conductor ha alcanzado la mayor temperatura para la carga elctrica a transportar.
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ECUACIN DE BALANCE TRMICO
WESTINGHOUSE
Esta ecuacin permite determinar la temperatura del conductor dependiendo de
las condiciones ambientales, caractersticas del conductor y la potencia que se
este transmitiendo. Existen varios modelos para establecer esta ecuacin de
balance trmico. Nos enfocaremos en mtodo de Whestinghouse
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Modelo Westinghouse
El modelo Westinghouse considera que la potencia absorbida por el conductor proviene solamente por
efecto Joule, y la potencia disipada es producto de la conveccin y de la radiacin de calor. La ecuacin del
balance energtico viene expresada por:
Donde :
I : Corriente en el conductor (Amperios)
RAC : Resistencia efectiva del conductor a la temperatura de operacin (Ohm/pie)
Se deber tener especial cuidado en las unidades por este mtodo
AWWRI RCAC )(2
AC
RC
R
AWWI
)(
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A: rea perifrica del conductor por unidad de longitud [pulgadas/ pie]
A = 12 Pi D
D: Dimetro del conductor [Pulgadas]
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C =K - 27323103,0 VxP
V en m/s
P en atm
ALGUNAS CONVERSIONES IMPORTANTES
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ECUACIN FINAL DEL CALCULO TRMICO
Ecuacin Final
)(1
1000
273
1000
2738.36
0128.0
)(
44
123.0
FcF
ac
m
TTR
ATT
EDT
TVP
I
-
Ejemplo:
Una lnea de transmisin de 230 kV tiene una potencia nominal de 250 MVA y una potencia en emergencia de 300MVA. Determinar la temperatura del conductor paraestas dos condiciones, si se tienen los siguientes datos:
Conductor: ALEC
D = 27,74mm = 2310-6 1/C
Rac(20C) = 0,021ohm/Km 1 pulgada = 2,54cm
1 pie = 0,3048m
Condiciones ambientales:
Temperatura ambiente = 25C
Velocidad de viento = 0
Emisividad = 0,5
Realizar de nuevo con V= 2 m/Seg
Verificacin
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20/05/2015 ING. CESAR RIVAS 12
TENSIONES EN EL CONDUCTOR
h Max
h min..
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TENSIONES Y FLECHAS DE LOS CONDUCTORES
Ecuacin de cambio de estado
En los proyectos de lneas de transmisin es necesario determinar las tensiones y flechas de los conductores para ciertas condiciones denominadas hiptesis, a la cual se encontrar el conductor a lo largo de su operacin. El procedimiento que utilizaremos para determinar las tensiones del conductor corresponde a la denominada Ecuacin de Cambio de Estado. Esta ecuacin es una funcin que relaciona las caractersticas del conductor bajo una hiptesis inicial, y determina las tensiones para una hiptesis final
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La hiptesis inicial tiene como datos:
Tensin inicial
Temperatura inicial
Presin de Viento inicial
Para la hiptesis final se le indica en la ecuacin la temperatura y la presin de viento. Utilizando la ecuacin de cambio de estado se determina la tensin mecnica final para una hiptesis dada
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ECUACIN DE CAMBIO DE ESTADO
Permite determinar la tensin final del conductor partiendo de una tensin inicial(conocida) de acuerdo a las diferentes hiptesis de temperatura y viento.
T2: Tensin del conductor en la condicin 2 [Kg]
A: Seccin del conductor [mm] (A = Pi r)
E: Mdulo de elasticidad [Kg/mm]
: Coeficiente de dilatacin [1/C]
t2: Temperatura para la condicin 2 [C]
t1: Temperatura para la condicin 1 [C]
V: Vano real[mts]
W1: Peso unitario del conductor[Kg/m]
T1: Tensin del conductor para la condicin 1 [Kg]
W2: Peso compuesto [Kg/m]
Condicin Inicial a considerar: A la menor temperatura (16C) la tensin no debe ser mayor al 40% de la carga de ruptura
24
)/(/
)/(24
)/(/)/(
2
2
2
12
1
2
1
2
122
2
2
AWVEAT
AT
AWVEttEATAT
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ING. CESAR RIVAS
TABLAS DE TENSIONES DEL CONDUCTOREJEMPLO DE CONSTRUCCION
V I E N T O T E M P . T E N S I O N ( K g )
V = 0 1 5 8 0 0
V m a x 3 0 ? T 2 m i
V m i n 4 5 ? T ` 2
V = 0 9 0 ? T ` ` 2
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EJERCICIO DE APLICACIN
Datos conductor
ACAR 400MCM
Carga de Rotura = 2.900Kg
E = 5.000Kg/mm
Q = 23 10-6 1/C
D = 17,23mm
W1 = 0,559 Kg/m
Datos ambientales
Pvmin = 12 Kg/m
Pvmax = 55Kg/m
Vano ficticio 527 m
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EJEMPLO:
COMPLETAR LA SIGUIENTE TABLA DE TENSADO APLICANDO LA ECUACIN DE CAMBIO DE
ESTADO
CONDICIN
HIPTESIS
Temperatura
[C]
Presin del viento Tensin
[Kg]
Flecha
[m]
1 16 0
2 20 Pvmin
3 30 0
4 50 Pvmax
5 60 0
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COMPLETAR EJERCICIO
CONDICIN
HIPTESIS
Tempera
tura
[C]
Presin del
viento
Tensin
[Kg]
Flecha
[m]
1 16 0 1.160 16,72
2 20 Pvmin
3 30 0 1.105 17,56
4 50 Pvmax
5 60 0