LINEAS DE TRANSMISION •
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El elemento mas común de una red eléctrica trifásica es la línea de transmisión. La disponibilidad de un sistema de transmisión transmisión desarrollado y de alta capacidad, hace económica y técnicamente factible transportar transportar grandes cantidades de energía eléctrica a través de distancias considerables. La transmisión de potencia po tencia eléctrica puede realizarse realizarse en CA o en CD.
Tipos de Líneas •
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Líneas aéreas. Líneas subterráneas. Líneas aisladas con gas comprimido. Una línea aérea esta constituida por los conductores de fase, las estructuras de soporte, los aisladores y accesorios usados para sujetar los conductores a las estructuras y en la mayoría de los casos, de hilos de guarda para proteger a la línea de las descargas atmosféricas y para llevar corrientes armónicas y de secuencia cero, con el objeto de ayudar a mantener voltajes senoidales balanceados.
Estructuras •
Se llama, estructura de apoyo o estructura de soporte, “a
cualquier dispositivo concebido para sostener el conjunto de conductores de una línea aérea por medio de sus aisladores.
Aisladores •
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El funcionamiento operativo de una línea de transmisión depende del aislamiento. Un material aislante eléctrico es una sustancia o un cuerpo cuya conductividad eléctrica es muy débil. El aislamiento eléctrico sirve, ante todo, para impedir el paso de la corriente por vías indeseables para el trabajo del esquema eléctrica dado.
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Un aislador es un dispositivo dialéctico que se usa para soportar al conductor en la estructura y se diseña para que soporte descargas atmosféricas, abuso mecánico y arqueos sin que se caiga el conductor.
Conductores •
Los conductores eléctricos se fabrican en varias formas para diversos propósitos, pueden ser alambres, cables, soleras, barras cuadradas o rectangulares, ángulos, perfiles acanalados, etc.
El Diseño de Sistema de Transmisión en CA •
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Diseño eléctrico. Selección de voltaje. Tipo y tamaño de los conductores. Regulación de la línea. Estimación de perdidas. Control de voltaje. Estabilidad del sistema. Protección del sistema.
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Diseño Mecánico Calculo de flechas y esfuerzos. Tipo y espaciamiento de conductores Clase y tipo de aisladores. Selección de herrajes. Diseño Estructural Selección de tipos de estructuras Calculo de esfuerzos Cimentaciones Tirantes y anclajes.
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Algunas razones que llevan a construir una línea son: El crecimiento de la carga ha llevado a algunas líneas en operación cerca de sus limites de capacidad térmica, de caída de voltaje o de estabilidad. La instalación de nuevas estaciones generadoras en localidades remotas. Permitir mayor flexibilidad en la operación del sistema mediante líneas adicionales. Mejorar las características de estabilidad del sistema actual.
Uso de materiales en la transmisión de energía eléctrica
LOS MATERIALES MAS UTILIZADOS SON: •
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Cbre duro (en líneas aéreas) Cobre suave(en líneas subterráneas) Aluminio o aleación Aluminio y acero ACSR
SE RECOMIENDA USAR LOS SIGUIENTES MATERIALES EN LAS SIGUIENTES CONDICIONES:
CLASIFICACION DE LOS CONDUCTORES POR LA FORMA DE SU SECCION
SELECCIÓN DE TIPO DE CONDUCTOR
TIPOS DE CONDUCTORES Conductores HOMOGENEOS de ALUMINIO El aluminio es, después del cobre, el metal industrial de mayor conductividad eléctrica. Esta se reduce muy rápidamente con la presencia de impurezas en el metal. Lo mismo ocurre para el cobre, por lo tanto para la fabricación de conductores se utilizan metales con un título no inferior al 99.7 %, condición esta que también asegura resistencia y protección de la corrosión. •
Conductores HOMOGENEOS de ALEACION de ALUMINIO Contienen pequeñas cantidades de silicio y magnesio (0.5 0.6 % aproximadamente) y gracias a una combinación de tratamientos térmicos y mecánicos adquieren una carga de ruptura que duplica la del aluminio (haciéndolos comparables al aluminio con alma de acero), perdiendo solamente un 15 % de conductividad (respecto del metal puro). •
Conductores MIXTOS de ALUMINIO ACERO Estos cables se componen de un alma de acero galvanizado recubierto de una o varias capas de alambres de aluminio puro. El alma de acero asigna solamente resistencia mecánica del cable, y no es tenida en cuenta en el cálculo eléctrico del conductor. También se realizan conductores mixtos de aleación de aluminio acero, lógicamente tienen características mecánicas superiores, y se utilizan para vanos muy grandes o para zonas de montaña con importantes sobrecargas de hielo. •
SELECCIÓN DEL CONDUCTOR •
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Los conductores homogéneos de aluminio por sus bajas características mecánicas tienen el campo de aplicación fuertemente limitado, ya que vanos relativamente grandes llevarían a flechas importantes que obligarán a aumentar la altura de los soportes, como también fijar distancias notables entre las fases originando cabezales de grandes dimensiones, este tipo de conductor se utiliza entonces para los vanos de las estaciones eléctricas o en las líneas con vanos relativamente cortos. Los conductores de aleación de aluminio, o de aluminio acero, con características mecánicas elevadas, permiten cuando las trazas son rectilíneas hacer trabajar a los conductores con los máximos esfuerzos que le son permitidos. Esto da por resultado grandes vanos, con el consiguiente ahorro de torres, aisladores, Morseteria y fundaciones.
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A su vez los conductores de aleación de aluminio presentan algunas ventajas respecto de los de aluminio acero como son: * mayor dureza superficial, lo que explica la mas baja probabilidad de daños superficiales durante las operaciones de tendido, particularidad muy apreciada en las líneas de muy alta tensión, ya que como consecuencia se tendrán menos perdidas corona, y menor perturbación radioeléctrica. * menor peso, el ser mas liviano, para flecha y vanos iguales da como consecuencia a igual altura de torres menor peso en las torres terminales y angulares, por la menor solicitación mecánica, esto influye en la economía especialmente cuando la traza es quebrada.
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Una desventaja que debe señalarse para la aleación de aluminio es que por ser sus características mecánicas consecuencia de tratamientos térmicos, el cable es sensible a las altas temperaturas (no debe superarse el límite de 120 grados C) por lo que debe prestarse especial atención al verificar la sección para las sobrecorrientes y tener particularmente en cuenta la influencia del cortocircuito.
Material
Temperatura en gr. C
Cobre
170 130 120
Aluminio Aleacion de aluminio Acero Aluminio acero
200 160
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SELECCION CON CRITERIO ELECTRICO
El conductor es el componente que justifica la existencia de la línea, en rigor toda la obra se hace para sostenerlo, y entonces es valida la afirmación de que su elección acertada es la decisión mas importante en la fase de proyecto de una línea. Como el conductor por sus características eléctricas y mecánicas, influye en el diseño de las torres, y su ubicación en el terreno, puede deducirse que existe una familia de conductores que satisfacen técnicamente la relación existente entre torre y conductor El objetivo es minimizar: •
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perdidas de transporte de energía. costo de las instalaciones de transporte de energía.
Las perdidas de energía son debidas al efecto Joule, y al efecto Corona, ligados respectivamente a la corriente y a la tensión aplicada. Ambas perdidas se reducen aumentando el diámetro del conductor, que implica un aumento de sección, e incrementos en los costos de las instalaciones no es entonces posible reducir perdidas y simultáneamente reducir el costo de la obra. Las pérdidas de transmisión representan la energía producida o adquirida (por quien explota la línea) y no vendida, las inversiones realizadas en las instalaciones deben amortizarse en el plazo de vida útil establecido, y esto tiene un costo financiero y por lo tanto el costo de transporte depende de la suma del costo de perdidas y costos financieros, que cuando alcanzan el mínimo, minimizan el costo de transporte.
