IMPEDANCIA CARACTERISTICA Y POTENCIA NATURAL O CARACTERISTICALa energa almacenada en el campo elctrico de una lnea sin prdidas es igual a:

(1)

Donde C es la capacitancia en Faradios/m, y U es la tensin nominal entre fases, en voltios.

De manera similar, la energa almacenada en el campo magntico es:

(2)

Donde L es la inductancia en Henrios/m ; I es la corriente en Amperes.

En la condicin en que la misma energa se almacena en ambos campos, es decir, cuando , se tiene:

; o sea: (3)

La variable deducida en la expresin (3) se denomina impedancia caracterstica o natural de la lnea y se asume que tiene una componente resistiva muy baja en relacin a la reactancia inductiva.

La potencia que fluye en una lnea sin prdidas reactivas se denomina potencia natural o caracterstica. En estas condiciones las tensiones en los extremos de envo y recepcin, y respectivamente, son iguales en magnitud y difieren en un ngulo correspondiente al tiempo de viaje de la onda de tensin por la lnea.

Para lneas trifsicas, la expresin matemtica de la potencia natural o caracterstica es:

(4)

Donde U es tensin nominal entre fases, en kV; Z es la impedancia caracterstica en ohmios.

Se considera que la potencia natural es la potencia ptima de transporte, en la que la potencia reactiva producida por las capacitancias en derivacin (shunt) se compensan con las potencias reactivas absorbidas por las inductancias en serie.

El concepto de potencia natural es muy til para medir la capacidad de transporte de lneas reales con resistencias hmicas.Con cargas superiores a la potencia natural se tiene que suministrar una parte de la potencia reactiva que se requiere para el campo magntico de la lnea. Para este fin se pueden utilizar condensadores, lo que equivale a aumentar la potencia natural.

Por el contrario, si la carga es inferior a la potencia natural, parte de la potencia reactiva no es absorbida por el campo magntico de la propia lnea, lo que puede compensarse mediante bobinas en derivacin (shunt), esto equivale a disminuir la potencia natural.

En los diseos de lneas de transmisin se hacen los esfuerzos necesarios para incrementar su potencia natural, teniendo en cuenta especialmente las crecientes dificultades en obtener las servidumbres de nuevas lneas.

La potencia natural de las lneas areas puede incrementarse por:

Incremento de la tensin

Reduccin de la impedancia caracterstica mediante:

Reduccin de los espaciamientos entre fases (lneas compactas)

Incremento del nmero de subconductores por fase

Incremento del dimetro del conductor

Incremento del radio del arreglo de subconductoresEn las tablas siguientes se consignan los valores aproximados de impedancias caractersticas y potencias naturales para lneas de varios niveles de tensin nominal:

POTENCIAS NATURALES TIPICAS DE LINEAS AEREAS

Tensin Nominal(kV)N de conductores por faseImpedancia caracterstica ()Potencia Natural (MW)

6014009

138138050

2201350138

4002320557

4003280602

4004240627

5002320781

5003280893

50042401042

76542402230

POTENCIAS NATURALES TIPICAS DE LINEAS SUBTERRANEAS

Tensin Nominal(kV)Impedancia caracterstica ()Potencia Natural (MW)

604580

13842453

230401322

380383800