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.
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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)
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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
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Potencia de EntradaWe
Potencia de SalidaWs
R (Ω)
T (°C)
t2
t1
R2R1
R = 0T = ?
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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
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