SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

UNIDAD IIIMPEDANCIA SERIE DE LAS LINEAS DE TRANSMISION

LINEAS DE TRANSMISION.- Es un conductor tipo cable que transmite energía eléctrica a grandes volúmenes y a altos voltajes. El material de las líneas de transmisión es principalmente aluminio y cobre. El objetivo de transmitir la potencia a altos voltajes es disminuir las perdidas por el efecto joule:

Perdidas por efecto Joule = I2 R

A menor corriente, las perdidas serán pequeñas.

Los parámetros principales que influyen en el comportamiento de las líneas de transmisión aérea son: resistencia, inductancia y capacitancia.

TIPOS DE CONDUCTORES EN LINEAS AEREAS

AAC: All Aluminium Conductors

AAAC: All Aluminium Alloy Conductors

ACSR: Aluminium Conductors Steel Reinforced

ACAR: Aluminium Conductors Alloy Reinforced

Los AAAC tienen mayor resistencia a la tensión que los conductores de Aluminio de tipo ordinario. Los ACSR consisten de un núcleo central de alambres de acero rodeado por capas de alambre de Aluminio. Los ACAR tienen un núcleo central de aluminio de alta resistencia rodeada por capas de conductores eléctricos de aluminio tipo especial.

Ej:

Conductor ACSR Wax Wing 18/1

Cable de 3 capas, trenzado, de 18 hilos de Aluminio en dos capas (6 y 12), 1 hilo de acero en el centro, con un área superficial de 286,800 Cmill.

Las capas están trenzadas en forma helicoidal, cada una en un sentido.

Cmill=Un mil circular es una unidad de superficie, igual al área de un circulo con un diámetro de un mil. Un mil es una milésima de pulgada.

Instituto Tecnológico de Parral Ing. Javier E. Alderete Página 1

SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

Si todos los hilos de un cable tienen el mismo diámetro, se pueden calcular el número de hilos a partir del número de capas, con la siguiente expresión:

# Hilos (N) = 3x2 – 3x + 1

Donde:

N = numero de hilosX = número de capas

Ej:Para X = 2 N = Para X = 3 N =

Los cables AAC y ACSR tienen nombres código, los AAC tienen nombres de flores y los ACSR de aves.

RESISTENCIA: La resistencia de los conductores es la causa principal de la perdida de la energía en las líneas de transporte.

A la corriente directa RCD

Resistencia RCA > RCD

A la corriente Alterna RCA

La resistencia a la corriente directa (RCD) se calcula para un cable con la expresión siguiente:

RCD = ρ L * 1.02 A

Donde:1.02 este factor se debe a que la longitud de los hilos es mayor a la longitud del cable, debido a que los hilos están trenzados.ρ = Resistividad del conductor (Ω - cmill/ ft) (Ω - m)L = Longitud del conductor (ft, mts)A = Área de la sección transversal del conductor (Cmill; mts2)

Instituto Tecnológico de Parral Ing. Javier E. Alderete Página 2

SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

La resistencia a la Corriente Alterna (RCA) se mide experimentalmente por:

i RCA

RCA = Perdidas = We – Ws Para los conductores normalmente usados

I2 CA I2

CA se obtiene la RCA de tablas.

La resistencia a la CD como a la CA varían con la temperatura:

Donde:

T = Es la temperatura a la cual la resistencia es nula o sea cero (R=0) Para el Aluminio T= -228 °C Para el Cobre T= -243-5 °C

Por lo tanto:

R2= R1 t2 - T t1 - T

ρ Cu a 20 °C = 10.66 Ω - cmill/ ft = 1.77 x10-8 Ω - m

Instituto Tecnológico de Parral Ing. Javier E. Alderete Página 3

Potencia de EntradaWe

Potencia de SalidaWs

R (Ω)

T (°C)

t2

t1

R2R1

R = 0T = ?

SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

ρ Al a 20 °C = 17 Ω - cmill/ ft = 2.83 x10-8 Ω - m

Unidades Sistema Internacional Sistema Ingles

Longitud (L) m ft

Área (A) m2 o mm2 Cmill

Resistividad (ρ) Ω - m o Ω - mm Ω - cmill/ ft

1 Cmill = es el área de un circulo que tiene un diámetro de 1/1000 in.

1 Cmill = ¶/4 (1/1000)2 = 7.854 x 10-7 in2 = 5.06 x 10 -4 mm2

Instituto Tecnológico de Parral Ing. Javier E. Alderete Página 4