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INSTIT'UTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA y ELECTRICA
UNIDAD PROFESIONAL" ADOLFO LOPEZ MATEOS"
TEMA DE TESIS
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO ELECTRICISTA
POR LA OPCION DE TITULACION TESIS COLECTIVA Y EXAMEN ORAL INDIVIDUAL DEBERA(N) DESARROLLAR c. JOSÉ ALBERTO CORONEL DE LUCIO
C. KARINA ANABELL GUTIÉRREZ OTENTO C. JUAN MANUEL VILLANUEVA RAMíREZ
"PARÁMETROS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA UTILIZANDO UNA HERRAMIEN:rA COMPUTACIONAL"
DESARROLLAR UNA HERRAMIENTA COMPUTACIONAL PARA LA OBTENCIÓN DE PARÁMETROS ELÉCTRlCOS y CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN,
~ INTRODUCCIÓN. ~ MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y -CÁLCULO DE PARÁMETROS. ~ DESARROLLO TÉCNICO ~ CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
MÉXICO D.F., 12 DE OCTUBRE 2011.
ASESORES
I
ING. CESAR DAVID RAMÍREZ ORTÍZ JEFE DEL DEPARTAMENTO ACADÉMICO
DE INGENIERÍA ELÉCTRICA.
Para Karina
Gracias por todos los momentos compartidos
Siempre estarás en nuestros corazones
AGRADECIMIENTOS A Dios
Por ser quién soy. Por la maravillosa familia a la que pertenezco. Por la oportunidad de terminar una carrera profesional. A mis padres
Por darme la vida y enseñarme a valorarla. Por todo el cariño y apoyo brindado a lo largo de mi trayectoria escolar. Por los desvelos, los regaños y las palabras de aliento. Por ser mi mayor ejemplo a seguir. Por el gran esfuerzo que hacen día a día para que yo pueda alcanzar mis metas. Por todos los valores que me han inculcado. Por ser mis padres. A mi hermano
Por estar ahí siempre que lo necesito. Por ser el compañero ideal en todo tipo de aventuras. Por todos los consejos en momentos de incertidumbre. Por hacerme reír con todo tipo de ocurrencias. A Karis
Por haberme dejado entrar en su vida. Por ser mi fuente de inspiración todos los días. Por hacerme sentir el hombre más afortunado estando a su lado. Por ser la alegría del equipo cuando pensábamos que no podíamos más. A Beto
Por ser uno de mis mejores amigos. Por ser excelente compañero de trabajo. Por las experiencias compartidas durante toda la carrera. Por el empeño puesto en la realización de esta tesis. Al Ing. Enrique Galindo Ibarra y al M. en C. Sergio Baruch Barragán Gómez
Por brindarnos su amistad. Por la solidaridad mostrada en cada momento. Por ser excelentes profesores que nos proporcionaron su ayuda de forma incondicional. Por toda su paciencia y disponibilidad. Por la información facilitada para la elaboración de este trabajo.
JUAN MANUEL VILLANUEVA RAMÍREZ
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ii
RESUMEN
El rápido avance de la tecnología en el presente ha provocado que las formas
de enseñanza evolucionen de una forma acelerada. Sin embargo, su utilización se
ve limitada por el factor económico, debido a los altos costos para su obtención.
El propósito del presente trabajo es desarrollar un programa que sirva como
herramienta auxiliar en la enseñanza y aprendizaje de los contenidos del
programa de Ingeniería Eléctrica, específicamente en el área de Sistemas
Eléctricos de Potencia.
El programa desarrollado tiene la principal característica de contar con una
base de datos de las configuraciones de líneas de transmisión de energía eléctrica
utilizadas por la compañía suministradora, obteniendo así, resultados que
acerquen a los estudiantes con la realidad. Además proporciona datos de las
líneas de transmisión de secuencia cero para su posterior utilización en cálculos
de cortocircuito y gráficas que ayudan a realizar un diagnóstico de la operación
bajo diferentes condiciones de carga.
La metodología utilizada consistió en la recolección de datos de las principales
líneas de transmisión que suministran energía a las Subestaciones localizadas en
el Distrito Federal, Zona Metropolitana y zonas aledañas. Adicionalmente se
efectuó la investigación de los conductores utilizados para los diferentes niveles de
tensión y los conductores de guarda, de forma tal que sirvieran como base en la
realización de los cálculos.
Los porcentajes de incertidumbre que existen entre los valores calculados por
el programa desarrollado y los valores reales obtenidos de líneas de transmisión
del Sistema Eléctrico Nacional son pequeños, por lo que se puede afirmar que se
trata de una herramienta altamente confiable.
Para la elaboración del programa se utilizó la herramienta computacional
llamada MATLAB debido a la sencillez del lenguaje de programación y las
facilidades que otorga para realizar cálculos y gráficas.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
iii
ÍNDICE RESUMEN .............................................................................................................................. ii
ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................... v
ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................................... vii
OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................. viii
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ....................................................................................................... ix
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 10
1.1 ANTECEDENTES ................................................................................................................. 11
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................... 12
1.5 JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................. 13
1.6 ALCANCE ........................................................................................................................... 14
CAPÍTULO 2. MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS .......... 15
2.1 SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA ................................................................................... 16
2.2 LÍNEAS DE TRANSMISIÓN .................................................................................................. 18
2.3 MODELO DE UNA LÍNEA DE TRANSMISIÓN CORTA .......................................................... 19
2.4 MODELO DE UNA LÍNEA DE TRANSMISIÓN MEDIA .......................................................... 21
2.5 MODELO DE UNA LÍNEA DE TRANSMISIÓN LARGA .......................................................... 23
2.5.1 ECUACIONES DIFERENCIALES DE UNA LÍNEA DE TRANSMISIÓN ............................... 23
2.6 CÁLCULO DE LA RESISTENCIA ........................................................................................... 29
2.7 CÁLCULO DE INDUCTANCIA DE LÍNEAS TRIFÁSICAS CON DISPOSICIÓN ASIMÉTRICA ...... 30
2.8 CÁLCULO DE INDUCTANCIA PARA CONDUCTORES AGRUPADOS .................................... 32
2.9 CÁLCULO DE CAPACITANCIA DE LÍNEAS TRIFÁSICAS CON DISPOSICIÓN ASIMÉTRICA .... 34
2.10 CÁLCULO DE CAPACITANCIA PARA CONDUCTORES AGRUPADOS ................................. 36
2.11 IMPEDANCIA Y ADMITANCIA DE SECUENCIA POSITIVA ................................................. 38
2.12 IMPEDANCIA DE SECUENCIA CERO ................................................................................ 39
2.12.1 LÍNEAS CON HILOS DE GUARDA ............................................................................... 42
2.12.2 LÍNEAS TRIFÁSICAS TRANSPUESTAS DE UN CIRCUITO, UN HILO DE GUARDA ......... 44
2.12.3 LÍNEAS TRIFÁSICAS TRANSPUESTAS DE UN CIRCUITO, DOS HILOS DE GUARDA ..... 45
2.13 CANTIDADES POR UNIDAD ............................................................................................. 46
2.14 REGULACIÓN DE TENSIÓN ............................................................................................... 47
2.15 IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA ....................................................................................... 49
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
iv
2.16 CARGA DE LA IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA ................................................................ 49
2.17 PERFILES DE TENSIÓN ..................................................................................................... 51
2.18 FLUJO DE POTENCIA MÁXIMO ....................................................................................... 53
2.19 CARGABILIDAD ............................................................................................................... 54
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO .................................................................................... 56
3.1 DIAGRAMA DE FLUJO ........................................................................................................ 57
3.2 EXPLICACIÓN DEL PROGRAMA DESARROLLADO .............................................................. 60
3.3 SIMULACIÓN DE UNA LÍNEA DE 400 kV ............................................................................ 61
3.4 SIMULACIÓN DE UNA LÍNEA DE 230 kV ............................................................................ 66
3.5 SIMULACIÓN DE UNA LINEA DE 115 kV ............................................................................ 71
3.6 SIMULACIÓN DE UNA LÍNEA DE 69 kV .............................................................................. 76
3.7 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ................................................................ 81
CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................... 83
4.1 JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA ............................................................................................ 84
4.2 CONCLUSIONES ................................................................................................................ 85
4.3 RECOMENDACIONES ........................................................................................................ 86
ANEXOS ............................................................................................................................... 87
A. CONFIGURACIONES PARA LÍNEAS DE TRANSMISIÓN EMPLEADAS EN CFE ....................... 88
A.1 LÍNEAS DE 400 kV .......................................................................................................... 88
A.2 LÍNEAS DE 230 kV .......................................................................................................... 91
A.3 LÍNEAS DE 115 kV ........................................................................................................ 101
A.4 LÍNEAS DE 69 kV .......................................................................................................... 117
B. CÁLCULOS DE PARÁMETROS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN ............................................. 130
B.1 LÍNEA DE 400 kV .......................................................................................................... 130
B.2 LÍNEA DE 230 kV .......................................................................................................... 137
B.3 LÍNEA DE 115 kV .......................................................................................................... 143
B.4 LÍNEA DE 69 kV ............................................................................................................ 149
C. CONDUCTORES UTILIZADOS EN LÍNEAS DE TRANSMISIÓN .............................................. 155
D. CÓDIGO FUENTE .............................................................................................................. 156
E. LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO ......................................................... 168
REFERENCIAS ..................................................................................................................... 176
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
v
ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1. COMPONENTES BÁSICOS DE UN SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA ............................. 18
FIGURA 2. REPRESENTACIÓN DE UNA RED DE DOS PUERTOS .......................................................... 19
FIGURA 3. LÍNEA CORTA DE TRANSMISIÓN ...................................................................................... 20
FIGURA 4. LÍNEA DE TRANSMISIÓN DE LONGITUD MEDIANA; CIRCUITO Π NOMINAL .................... 21
FIGURA 5. PARÁMETROS ABCD DE REDES COMUNES ...................................................................... 23
FIGURA 6. SECCIÓN DE LÍNEA DE TRANSMISIÓN DE LONGITUD ΔX ................................................. 25
FIGURA 7. CICLO DE TRANSPOSICIÓN ............................................................................................... 31
FIGURA 8. DISTRIBUCIONES DE CONDUCTORES AGRUPADOS ......................................................... 33
FIGURA 9. SECCIÓN TRANSVERSAL DE UNA LÍNEA TRIFÁSICA ASIMÉTRICA ..................................... 35
FIGURA 10. SECCIÓN TRANSVERSAL DE UNA LÍNEA TRIFÁSICA CON CONDUCTORES AGRUPADOS 36
FIGURA 11. CIRCUITOS EQUIVALENTES PARA LA IMPEDANCIA MUTUA ENTRE DOS LÍNEAS
PARALELAS ........................................................................................................................................ 41
FIGURA 12. CIRCUITO PARA EL RETORNO DE LA CORRIENTE DE SECUENCIA CERO EN EL HILO DE
GUARDA Y LA TIERRA ........................................................................................................................ 43
FIGURA 13. CIRCUITO EQUIVALENTE PARA EL RETORNO DE CORRIENTE DE SECUENCIA CERO EN EL
HILO DE GUARDA Y LA TIERRA .......................................................................................................... 44
FIGURA 14. DIAGRAMAS FASORIALES PARA UNA LÍNEA CORTA DE TRANSMISIÓN ......................... 48
FIGURA 15. LÍNEA SIN PÉRDIDAS TERMINADA POR SU IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA .................. 50
FIGURA 16. PERFILES DE TENSIÓN DE UNA LÍNEA SIN PÉRDIDAS NO COMPENSADA, CON TENSIÓN
FIJA EN EL EXTREMO EMISOR, PARA LONGITUDES DE LA LÍNEA DE HASTA DE UN CUARTO DE
LONGITUD DE ONDA ......................................................................................................................... 53
FIGURA 17. DIAGRAMA DE FLUJO DEL CÁLCULO DE PARÁMETROS DE LA LÍNEA ............................ 58
FIGURA 18. DIAGRAMA DE FLUJO DE LA DETERMINACIÓN DE VALORES DE OPERACIÓN DE LA
LÍNEA ................................................................................................................................................. 59
FIGURA 19. POTENCIA REAL EN EL EXTREMO RECEPTOR VS TENSIÓN DE FASE EN EL EXTREMO
EMISOR DE LA LÍNEA (400 KV) .......................................................................................................... 63
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
vi
FIGURA 20. POTENCIA REAL EN EL EXTREMO RECEPTOR VS REGULACIÓN DE LA LÍNEA (400 KV) .. 64
FIGURA 21. POTENCIA REAL EN EL EXTREMO RECEPTOR VS EFICIENCIA DE LA LÍNEA (400 KV) ...... 64
FIGURA 22. PERFILES DE TENSIÓN EN VACÍO Y CON LA CARGA SIL DE LA LÍNEA (400 KV) ............... 65
FIGURA 23. POTENCIA REAL EN EL EXTREMO RECEPTOR VS TENSIÓN DE FASE EN EL EXTREMO
EMISOR DE LA LÍNEA (230 KV) .......................................................................................................... 68
FIGURA 24. POTENCIA REAL EN EL EXTREMO RECEPTOR VS REGULACIÓN DE LA LÍNEA (230 KV) .. 69
FIGURA 25. POTENCIA REAL EN EL EXTREMO RECEPTOR VS EFICIENCIA DE LA LÍNEA (230 KV) ...... 69
FIGURA 26. PERFILES DE TENSIÓN EN VACÍO Y CON LA CARGA SIL DE LA LÍNEA (230 KV) ............... 70
FIGURA 27. POTENCIA REAL EN EL EXTREMO RECEPTOR VS TENSIÓN DE FASE EN EL EXTREMO
EMISOR DE LA LÍNEA (115 KV) .......................................................................................................... 73
FIGURA 28. POTENCIA REAL EN EL EXTREMO RECEPTOR VS REGULACIÓN DE LA LÍNEA (115 KV) .. 74
FIGURA 29. POTENCIA REAL EN EL EXTREMO RECEPTOR VS EFICIENCIA DE LA LÍNEA (115 KV) ...... 74
FIGURA 30. PERFILES DE TENSIÓN EN VACÍO Y CON LA CARGA SIL DE LA LÍNEA (115 KV) ............... 75
FIGURA 31. POTENCIA REAL EN EL EXTREMO RECEPTOR VS TENSIÓN DE FASE EN EL EXTREMO
EMISOR DE LA LÍNEA (69 KV)............................................................................................................. 78
FIGURA 32. POTENCIA REAL EN EL EXTREMO RECEPTOR VS REGULACIÓN DE LA LÍNEA (69 KV) .... 79
FIGURA 33. POTENCIA REAL EN EL EXTREMO RECEPTOR VS EFICIENCIA DE LA LÍNEA (69 KV) ........ 79
FIGURA 34. PERFILES DE TENSIÓN EN VACÍO Y CON LA CARGA SIL DE LA LÍNEA (69 KV) ................. 80
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
vii
ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1. VALORES DE PROFUNDIDAD DEL RETORNO DE TIERRA PARA DISTINTOS TIPOS DE
TERRENO ..................................................................................................................................... 40
TABLA 2. PARÁMETROS ELÉCTRICOS R, XL, B DE SECUENCIA POSITIVA Y CERO OBTENIDOS DE LA
BASE DE DATOS DEL SISTEMA ELÉCTRICO .................................................................................. 81
TABLA 3. PARÁMETROS ELÉCTRICOS R, XL, B DE SECUENCIA POSITIVA Y CERO OBTENIDOS POR
MEDIO DE SIMULACIONES .......................................................................................................... 81
TABLA 4. PORCENTAJES DE INCERTIDUMBRE DE LOS PARÁMETROS ELÉCTRICOS R, XL, B DE
SECUENCIA POSITIVA Y CERO ...................................................................................................... 82
TABLA C. CONDUCTORES E HILOS DE GUARDA UTILIZADOS EN LÍNEAS DE TRANSMISIÓN ..... 155
TABLA E. LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO .................................................. 168
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viii
OBJETIVO GENERAL
DESARROLLAR UNA HERRAMIENTA COMPUTACIONAL PARA LA OBTENCIÓN DE PARÁMETROS ELÉCTRICOS Y CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ix
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Obtener datos reales de las configuraciones de líneas de transmisión y
conductores utilizados en el Sistema Eléctrico Nacional para niveles de tensión
de 400, 230, 115 y 69 kV que sirvan como base en los cálculos realizados por
el programa.
Verificar el correcto funcionamiento del programa llevando a cabo la simulación
de distintas líneas de transmisión existentes en el Sistema Eléctrico Nacional.
CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO1. INTRODUCCIÓN 11
En este capítulo se plantea el problema observado, así como la subsecuente
justificación de su realización y se define el alcance de la investigación.
1.1 ANTECEDENTES
Las líneas de transmisión son una parte fundamental del Sistema Eléctrico
Nacional debido a que por medio de ellas se transporta la energía eléctrica
generada desde grandes distancias donde se encuentran las centrales eléctricas
hasta los centros de consumo, tales como las ciudades.
El contar con una herramienta que permita conocer los valores de los
parámetros de estas líneas y llevar a cabo el análisis de su comportamiento
cuando se encuentran en operación se convierte en una necesidad fundamental
para hacer diagnósticos oportunos que conduzcan a la realización de acciones
preventivas y correctivas en un tiempo menor y con un grado de eficiencia mayor,
manteniendo con ello la confiabilidad y continuidad del sistema.
La compañía suministradora de energía eléctrica cuenta con poderosas
herramientas computacionales que facilitan el cálculo de estos parámetros y
además, contienen funciones adicionales que obtienen información necesaria para
realizar diagnósticos cuando se presenta una anormalidad en el sistema.
Sin embargo, la exclusividad de estas herramientas limita su uso al personal
que labora en la compañía suministradora.
Existen además de las herramientas antes mencionadas, programas que
realizan funciones similares y donde el grado de incertidumbre que tienen los
resultados obtenidos es muy pequeño. No obstante, la cantidad monetaria
necesaria para adquirir una licencia que permita su uso es muy elevada y no se
encuentra contemplada dentro de los presupuestos reducidos de una institución
educativa dependiente del gobierno.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO1. INTRODUCCIÓN 12
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Con el avance de la tecnología, se hace indispensable en los centros de
aprendizaje contar con equipos e instrumentos que permitan tener un
acercamiento con las actividades realizadas en el sector productivo, con el fin de
que los alumnos tengan una mejor preparación ante las dificultades que se les
puedan presentar.
No obstante la adquisición de las nuevas tecnologías es un reto complicado
debido a los altos costos de los productos y la dificultad que presenta tener acceso
a ellos; limitándose su utilización en la industria, compañías suministradoras e
instituciones educativas que cuentan con los recursos económicos suficientes.
Es por ello que se ha decidido realizar un programa que cuente con algunas
de las funciones principales de las herramientas utilizadas en el campo de trabajo,
logrando con ello familiarización con las características de los sistemas eléctricos
reales y proporcionando una forma alternativa de llevar a cabo la actividad
enseñanza-aprendizaje para cubrir los contenidos establecidos en los planes de
estudio.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO1. INTRODUCCIÓN 13
1.3 JUSTIFICACIÓN
Las herramientas computacionales traducidas en programas que realizan
funciones avanzadas se han vuelto una necesidad en la forma de llevar a cabo la
enseñanza en los centros de estudio. Caso específico de los estudiantes de
ingeniería eléctrica que llevan a cabo análisis de sistema eléctricos de potencia.
Al utilizar programas computacionales de esta índole, se permite un desarrollo
mayor dentro de los alumnos, ampliando sus conocimientos del comportamiento
real de los sistemas eléctricos expuestos en las clases.
Sumado a ello, la interpretación gráfica de los resultados permite un análisis
más detallado de las líneas de transmisión cuando varían sus condiciones de
operación.
A partir de lo anteriormente mencionado, se establecen bases teórico-
prácticas bien fundamentadas que logran la resolución de problemas presentes en
el sector industrial con menor dificultad y, también se incrementa el nivel
académico del alumnado presente en el instituto, elevando la calidad de
enseñanza y mejorando la competitividad con otras instituciones educativas.
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CAPÍTULO1. INTRODUCCIÓN 14
1.4 ALCANCE
La presente herramienta computacional ha sido desarrollada como un
instrumento auxiliar, a manera de prototipo, para la enseñanza y aprendizaje de la
materia de Sistemas Eléctricos de Potencia en la Escuela Superior de Ingeniería
Mecánica y Eléctrica Unidad Zacatenco, de forma que el alumno pueda poner en
práctica los conocimientos que adquiere durante el estudio de la teoría y facilitar la
comprensión de los conceptos fundamentales de la transmisión de energía
eléctrica.
La base de datos con la que cuenta el programa desarrollado contiene
solamente las configuraciones de líneas de transmisión del Sistema Eléctrico
Nacional para niveles de tensión de 400, 230, 115 y 69 kV que alimentan a las
subestaciones localizadas en el Distrito Federal, Zona Metropolitana y zonas
aledañas.
El programa podrá ser modificado por los usuarios de acuerdo a las
necesidades de cálculo que se deseen llevar a cabo, así como de expandir la base
de datos para cualquier línea de transmisión de la que se deseen obtener sus
parámetros eléctricos.
CAPÍTULO 2 MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 16
En este capítulo se definirán los modelos matemáticos para la representación
de líneas de transmisión de acuerdo a su longitud, estableciendo su
comportamiento cuando se encuentran en operación dentro del sistema eléctrico
de tal forma que posteriormente puedan ser calculados los parámetros de tensión,
corriente, potencia, regulación y cargabilidad para cada una de ellas.
2.1 SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA, [7].
El sistema eléctrico de potencia es una red compleja y extensa interconectada,
el cual es planeado y operado de manera que se pueda suministrar la energía de
forma confiable y económica a los consumidores, Fig. 1, combinándose con los
planes de expansión, mejora y mantenimiento, con el objetivo de lograr crecer a la
par de la carga. Un sistema de potencia puede ser subdividido en cuatro partes
principales:
Generación
Transmisión y Subtransmisión
Distribución
Cargas
Generación
El sistema de generación es la parte básica del sistema de potencia, esta se
encarga de entregar la energía eléctrica, a partir de la transformación de distintos
tipos de energía primaria. El conjunto de unidades generadoras reciben el nombre
de centrales o plantas de generación. El tipo de central de generación y su
ubicación depende de las condiciones físicas de la fuente primaria de utilización,
además de criterios técnicos y económicos, siendo estos últimos los de mayor
importancia.
Transmisión y Subtransmisión
El propósito de una red de transmisión aérea es transferir energía eléctrica
desde las unidades generadoras a distintas localizaciones del sistema de
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 17
distribución que finalmente abastecen a la carga. Las líneas de transmisión
también interconectan redes contiguas de la compañía lo cual permite no solo el
despacho económico de energía dentro de regiones durante condiciones normales
de operación, sino además transferir energía entre regiones durante emergencias.
La porción del sistema de transmisión que conecta las subestaciones de alto
voltaje a través de transformadores reductores a las subestaciones de distribución
es llamada red de subtransmisión.
Distribución
El sistema de distribución es la parte que conecta las subestaciones de
distribución a los equipos de servicio de los consumidores. Las líneas de
distribución primaria usualmente se encuentran en el rango de 4 a 34.5kV y
abastecen a la carga en zonas geográficas bien definidas. La red de distribución
secundaria reduce la tensión para la utilización de consumidores comerciales y
residenciales. Los sistemas de distribución pueden ser aéreos o subterráneos.
Cargas
Las cargas de los sistemas de potencia están divididas en industriales,
comerciales y residenciales. Las cargas industriales dependiendo de la demanda
pueden ser conectadas al sistema de transmisión, a la red de subtransmisión o a
la red primaria de distribución. Las cargas industriales son cargas compuestas, y
los motores de inducción componen gran parte de esta carga. Las cargas
comerciales y residenciales consisten en su mayoría de sistemas iluminación,
calefacción y enfriamiento.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 18
Figura 1. Componentes Básicos de un Sistema Eléctrico de Potencia
2.2 LÍNEAS DE TRANSMISIÓN, [3], [4].
Por conveniencia se representa una línea de transmisión con la red de dos
puertos que se muestra en la Fig.2, en donde VS e Is son la tensión y la corriente
en el extremo emisor, y VR e IR son la tensión y la corriente en el extremo receptor.
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 20
completamente transpuesta, Z es la impedancia en serie, VS y VR son las
tensiones línea a neutro en secuencia positiva, IS e IR son las corrientes de línea
en secuencia positiva.
Con el fin de evitar confusión entre la impedancia total en serie y la
impedancia en serie por unidad de longitud, se usará la notación siguiente:
+
-
+
-
VRVs
Is IRZ = zl = (R+jwL)l
Figura 3. Línea corta de transmisión
z = R + jωL impedancia en serie por unidad de longitud Ω/m
y = G +jωC admitancia en derivación por unidad de longitud S/m
Z = zl impedancia total en serie Ω
Y = yl admitancia total en derivación S
l longitud de la línea m
Para las líneas de transmisión aéreas, suele despreciarse la conductancia en
derivación, G.
Los parámetros ABCD para la línea corta de la Fig. 3 se obtienen con facilidad
si se escribe una ecuación de la LKV y una de la LKC, como sigue: = + (2.3.1) = (2.3.2)
o, en forma matricial, = 10 1 (2.3.4)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 21
Comparando las ecuaciones (2.3.4) y (2.2.3), los parámetros ABCD para la
línea corta son = = 1 (2.3.5) = Ω (2.3.6) = 0 (2.3.7)
2.4 MODELO DE LINEA DE TRANSMISION MEDIA, [1], [3], [4], [5], [7].
Para las líneas de longitud media, que por lo general varían de 80 a 250 km, a
60 Hz, es común concentrar la capacitancia total en derivación y ubicar la mitad en
cada extremo de la línea. En la Fig. 4 se muestra un circuito de este tipo, conocido
como circuito π nominal.
Para obtener los parámetros ABCD del circuito π nominal, en primer lugar se
puede observar que la corriente en la rama en serie de la Fig. 4 es igual a +. En seguida, escribiendo una ecuación de LKV.
= + + 2
= 1 + 2 + (2.4.1)
Del mismo modo, escribiendo una ecuación de la LKV en el extremo emisor,
+
-
+
-
VRVs
Is IRZ = zl
Y2
Y2
Figura 4. Línea de transmisión de longitud mediana; circuito π nominal
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 22
= + 2 + 2 (2.4.2)
Usando la ecuación (2.4.1) en la (2.4.2),
= + 2 + 1 + 2 + 2
= 1 + 4 + 1 + 2 (2.4.3)
Si se escriben las ecuaciones (2.4.1) y (2.4.3) en forma matricial,
= 1 + 21 + 4 1 + 2 (2.4.4)
Por lo tanto, al comparar las ecuaciones (2.3.4) y (2.3.3), == 1 + 2 (2.4.5) = Ω (2.4.6)
= 1 + 4 (2.4.7)
Nótese que tanto para la línea corta como para la de longitud media se verifica
la relación AD-BC = 1. Se puede notar también que la línea es la misma cuando
se ve desde cualquiera de los dos extremos, A = D.
En la Fig. 5 se dan los parámetros ABCD para algunas redes comunes,
incluyendo una red con impedancia en serie que constituye una aproximación a
una línea corta y un circuito que es una aproximación de una línea de longitud
media a través del circuito T, concentrando la mitad de la impedancia en serie en
cada extremo de la línea. También se dan los parámetros ABCD para las redes en
serie, los cuales se obtienen convenientemente al multiplicar las matrices ABCD
de las redes individuales.
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 23
Circuito Matriz ABCD
10 1
1 01
(1 + ) ( + + )(1 + )
(1 + )( + + ) (1 + )
Figura 5. Parámetros ABCD de redes comunes
2.5 MODELO DE LÍNEA DE TRANSMISIÓN LARGA, [1], [3], [4], [5], [7].
2.5.1 Ecuaciones diferenciales de la línea de transmisión
Las constantes R, L y C de la línea como no están concentradas, sino más
bien distribuidas uniformemente a lo largo de la línea. Para tomar en cuenta la
naturaleza distribuida de las constantes de la línea de transmisión, considere el
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 24
circuito que se muestra en la Fig. 6, el cual representa una sección de la línea de
longitud ∆x. V(x) e I(X) denotan la tensión y la corriente en la posición x, la cual se
mide en metros desde la derecha, o extremo receptor de la línea. De modo
semejante, V(x+∆x) e I(x+∆x) denotan la tensión y la corriente en la posición
(x+∆x).
Las constantes del circuito son
= + Ω (2.5.1)
= + (2.5.2)
en donde G suele despreciarse para las líneas aéreas de 60 Hz. Escribiendo
una ecuación de la LVK para el circuito, ( + ∆ ) = ( ) + ( ∆ ) ( ) (2.5.3)
Si se reacomodan los términos de la ecuación (2.5.3), ( + ∆x) − ( )∆
= ( ) (2.5.4)
y tomando el límite cuando ∆x tiende a cero, ( ) = ( ) (2.5.5)
De igual manera, escribiendo una ecuación de la LKC para el circuito, ( + ∆ ) = ( ) + ( ∆ ) ( + ∆ ) (2.5.6)
Reacomodado los términos, ( + ∆ ) − ( )∆
= ( ) (2.5.7)
y tomando el límite cuando ∆x tiende a cero, ( ) = ( ) (2.5.8)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 25
Las ecuaciones (2.5.5) y (2.5.8) son dos ecuaciones diferenciales lineales
homogéneas y de primer orden con dos incógnitas, V(x) e I(x). Se puede eliminar
I(x) al derivar la (2.5.5) y usando la (2.5.8), del modo siguiente: ( ) = ( ) = ( ) (2.5.9)
+
-
+
-
VxV(x+ x)∆
I(x+ x)∆ I(x)z x∆
y x∆
x(x+ x)∆
Figura 6. Sección de línea de transmisión de longitud ∆x
o bien, ( ) − ( ) = 0 (2.5.10)
La ecuación (2.5.10) es una ecuación diferencial lineal homogénea y de
segundo orden con una incógnita, V(x). Por inspección, su solución es ( ) = − (2.5.11)
en donde A1 y A2 son constantes de integración y = (2.5.12)
, cuyas unidades son , se llama constante de propagación. Al introducir
las ecuaciones (2.5.11) y (2.5.12) en la (2.5.10), se puede verificar la solución para
la ecuación diferencial.
En seguida, usando la ecuación (2.5.11) en la (2.5.5),
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 26
( ) = − = ( ) (2.5.13)
Despejando I(x),
( ) = −/ (2.5.14)
Si se utiliza la ecuación (2.5.12), z/ = / = , la (2.5.14) queda
( ) = − (2.5.15)
En donde
= Ω (2.5.16)
, cuyas unidades son Ω, es llamada impedancia característica.
A continuación, las constantes de integración A1 y A2 se evalúan a partir de
las condiciones en la frontera. En x = 0, el extremo receptor de la línea, la tensión
y la corriente en él son: = (0) (2.5.17) = (0) (2.5.18)
Asimismo, en x = 0, las ecuaciones (2.5.11) y (2.5.15) quedan = + (2.5.19)
= − (2.5.20)
Despejando A1 y A2, = +2 (2.5.21)
= −2 (2.5.22)
Sustituyendo A1 y A2 en la ecuación (2.5.11) y en la (2.5.15),
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 27
( ) = +2 + −2 (2.5.23)
( ) = +2 − −2 (2.5.24)
Reacomodando los términos en las ecuaciones (2.5.23) y (2.5.24),
( ) = +2 + −2 (2.5.25)
( ) = 1 −2 + +2 (2.5.26)
Al reconocer las funciones hiperbólicas de cosh y senh, ( ) = cosh( ) + senh( ) (2.5.27)
( ) = 1 senh( ) + cosh( ) (2.5.28)
Las ecuaciones (2.5.27) y (2.5.28) dan los parámetros ABCD de la línea
distribuida. En forma matricial, ( )( ) = ( ) ( )( ) ( ) (2.5.29)
en donde ( ) = ( ) = cosh( ) (2.5.30) ( ) = senh( ) Ω (2.5.31)
( ) = 1 senh( ) (2.5.32)
La ecuación (2.5.29) da la corriente y la tensión en cualquier punto x a lo largo
de la línea, en términos de la tensión y la corriente en el extremo receptor. En el
extremo emisor, en donde = , ( ) = e ( ) = . Es decir, = (2.5.33)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 28
en donde = = cosh( ) (2.5.34) = senh( ) Ω (2.5.35)
= 1 senh( ) (2.5.36)
Las ecuaciones (2.5.34) a (2.5.36) dan los parámetros ABCD de la línea
distribuida. En estas ecuaciones, la constante de propagación, , es una cantidad
compleja con partes real e imaginaria denotadas por α y β. Es decir, = + (2.5.37)
La cantidad no tiene dimensiones. Del mismo modo, = ( ) = = ∠ (2.5.38)
Usando la ecuación (2.5.38), las funciones hiperbólicas cosh y senh se
pueden evaluar como sigue:
cosh( ) = +2 = 12 ( ∠ + ∠ − ) (2.5.39)
y
senh( ) = −2 = 12 ( ∠ − ∠ − ) (2.5.40)
En forma alterna, se pueden utilizar las identidades siguientes: cosh( + ) = cosh( ) cos( ) + senh( ) sen( ) (2.5.41) senh( + ) = senh( ) cos( ) + cosh( ) sen( ) (2.5.42)
Obsérvese que en las ecuaciones (2.5.39) a (2.5.42), la cantidad adimensional
se expresa en radianes, no en grados.
Los parámetros ABCD dados por las ecuaciones (2.5.34) a (2.5.36) son
exactos y válidos para cualquier longitud de línea. Para cálculos precisos, se
deben utilizar estas ecuaciones para líneas aéreas de 60 Hz con una longitud
mayor que 250 km.
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 29
2.6 CÁLCULO DE LA RESISTENCIA, [1], [3], [4].
El parámetro de resistencia es muy importante en las líneas de transmisión
debida que la mayor parte de las perdidas eléctricas que se presentan en estas es
debido a este parámetro.
Existen 2 alternativas para expresar este parámetro:
• Resistencia en CD es:
= (2.6.1)
Donde:
= Ω = = ó
• Resistencia en CA es:
= (2.6.2)
Donde: = é =
Existe una expresión de la cual se puede obtener el parámetro de resistencia
a cierta temperatura de operación.
= ∝ +∝ + (2.6.3)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 30
El parámetro de R varía en función de:
• Temperatura
• Intensidad de corriente
• Longitud
• Frecuencia
2.7 CÁLCULO DE INDUCTANCIA DE LAS LINEAS TRIFASICAS CON
DISPOSICIÓN ASIMETRICA, [1], [3], [4], [5], [7], [8].
Cuando los conductores de una línea trifásica no están en disposición
equilátera, el problema de encontrar la inductancia es más difícil. En este caso, los
enlaces de flujo y la inductancia de todas las fases no son iguales. Existen
inductancias diferentes en cada fase en un circuito desbalanceado. El balanceo de
las 3 fases puede lograrse intercambiando la posición de los conductores a
intervalos regulares a lo largo de la línea, de tal forma que cada conductor ocupe la
posición de cada uno de los otros conductores sobre una distancia igual. Este
cambio de las posiciones de los conductores se llama transposición. La Fig. 7
representa un ciclo completo de transposición. Los conductores de cada fase se
designan para a, b y c, mientras que las posiciones ocupadas están representadas
por los números 1. 2 y 3. El resultado de la transposición es que todos los
conductores tienen la misma inductancia media a lo largo del ciclo completo.
Las modernas líneas eléctricas no se transponen corrientemente, aunque
pueden cambiarse las posiciones de los conductores, en las subestaciones, para
equilibrar las inductancias de las fases más exactamente. Afortunadamente, la
asimetría entre las fases de una línea sin transposición es pequeña, pudiéndose
despreciar en muchos casos. Si se desprecia la asimetría, la inductancia de una
línea sin transposición se calcula como igual al valor medio de la reactancia
inductiva de una fase de la misma línea en la que se hubiera realizado
correctamente la transposición. La deducción que viene a continuación es para
líneas con transposición.
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 31
Para encontrar la inductancia media de un conductor, primero se calculan los
enlaces de flujo de un conductor en cada posición del ciclo de transposición,
hallando, a continuación, la media de los enlaces de flujo. En la Fig. 7 tenemos:
= 2 10 ′ + + + − (2.7.1)
Figura 7. Ciclo de transposición
Con “a” en la posición 2, “b” en la 3 y “c” en la 1:
= 2 10 ′ + + + (2.7.2)
Con “a” en la posición 3, “b” en la 1 y “c” en la 2:
= 2 10 + + + (2.7.3)
El valor medio de los enlaces de flujo de “a” es:
= + +3 (2.7.4)
= 2 10 3 1 + 1 + 1 (2.7.5)
Teniendo en cuenta Ia= -(Ib – Ic) :
= 2 103 3 1 − 1 (2.7.6)
= 2 10 ′ (2.7.7)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 32
La inductancia media por fase es:
= 2 10 ′ (2.7.8)
= 0.7411 ′ (2.7.9)
Donde: = (2.7.10)
La ecuación (2.7.9) puede escribirse:
= 0.7411 (2.7.11)
Donde Ds es la RMG del conductor Deq, media geométrica de las 3 distancias
de la línea asimétrica, es la separación equilátera equivalente, como puede verse
en la ecuación 2.7.8. Si la inductancia está en milihenrios por milla, en todas las
ecuaciones aparece el factor 0.7411 y el denominador del término logarítmico es
siempre la RMG del conductor. El numerador es la distancia entre hilos de una
línea bifilar, la DMG mutua entre lados de una línea monofásica de conductores
compuestos; la distancia entre conductores de una línea con disposición equilátera
o bien la separación equilátera equivalente de una línea asimétrica.
2.8 CÁLCULOS DE INDUCTANCIA PARA CONDUCTORES AGRUPADOS,
[1], [3], [4], [5], [7], [8].
En tensiones extra altas (Extra Alta Tensión), voltajes arriba de 230 kV, el
Efecto Corona y sus consecuentes pérdidas de potencia e interferencia en las
comunicaciones puede ser excesiva si el circuito sólo tiene un conductor por fase.
En el rango de Extra Alta Tensión, el gradiente de alto voltaje en la superficie del
conductor se reduce considerablemente si se tienen dos o más conductores por
fase que estén a una distancia que, comparada con la distancia que hay entre
fases, sea relativamente pequeña. Se dice que una línea como ésta se compone
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 33
d
d d
d d d
d
d
de conductores agrupados. Donde el agrupamiento consiste en dos, tres o cuatro
conductores. Fig. 8
La corriente repartirá exactamente entre los conductores del agrupamiento a
menos que se haga una transposición entre los conductores del grupo. La
reactancia reducida es la otra ventaja importante del agrupamiento de
conductores. Al incrementar el número de conductores en el agrupamiento, se
reduce el Efecto Corona y la reactancia. La reducción de la reactancia es el
resultado del incremento del RMG del agrupamiento de conductores. El cálculo del
RMG es igual para los conductores trenzados.
Figura 8. Distribuciones de conductores agrupados
• Para un agrupamiento de dos conductores: = ( ) = (2.8.1)
• Para un agrupamiento de tres conductores: = ( ) = (2.8.2)
• Para el agrupamiento de cuatro conductores:
= ( √2 ) = 1.09 (2.8.3)
Al calcular la inductancia mediante la ecuación (2.7.8), la ′ de cada conductor
se reemplaza por la del agrupamiento, Para calcular Deq, la distancia desde el
centro de un agrupamiento de conductores al centro del otro, es lo suficientemente
exacta para la determinación de Dab, Dbc, Dca. Obtener la DMG real entre
conductores de un agrupamiento y los de otro es prácticamente igual al cálculo
mediante las distancias centro a centro del espaciamiento común.
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 34
2.9 CÁLCULO DE CAPACITANCIA DE LAS LINEAS TRIFASICAS CON
DISPOSICIÓN ASIMETRICA, [1], [3], [4], [5], [7], [8].
Si la línea no tiene transposición, las capacidades de cada fase, respecto al
neutro, son distintas. En una línea con transposición, la capacidad media, respecto
al neutro, de una de las fases, en todo el ciclo de transposición, es igual a la de
cualquier otra, puesto que todos los hilos de fase ocupan la misma posición
durante el recorrido a lo largo del ciclo de transposición. La asimetría de las líneas
sin transposición es pequeña en las disposiciones corrientes, y por lo tanto, se
calcula la capacidad como si tuviera transposición.
Para la línea que se muestra en la Fig. 9 se encuentran tres ecuaciones para
Veb para las tres diferentes partes del ciclo de transposición.
• Con la fase “a” en la posición 1, “b” en la posición 2 y “c” en la 3.
= 12 ( + + (2.9.1)
• Con “a” en la posición 2, “b” en la 3 y “c” en la 1
= 12 ( + + (2.9.2)
• Con “a” en la posición 3, “b” en la 1 y “c” en la 2
= 12 ( + + (2.9.3)
En las ecuaciones 2.9.1 y 2.9.3 si despreciamos la caída de tensión, a lo largo
de la línea, la tensión, respecto al neutro, de una fase en una de las posiciones del
ciclo es igual a la tensión, respecto al neutro, de esa misma fase en cualquiera de
las otras posiciones del ciclo. De aquí se deduce que la tensión entre dos
conductores cualesquiera es la misma, cualquiera que sea la posición dentro del
ciclo de transposición y, por tanto, que la carga de un conductor tiene que ser
distinta según la posición que ocupa respecto a los otros conductores.
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 35
D12 D23
D31
Figura 9. Sección transversal de una línea trifásica asimétrica
La solución rigurosa de la capacidad es demasiado complicada, por lo que no
es práctica, excepto para la disposición en un plano con igual separación entre
conductores adyacentes. Para los conductores y colocaciones corrientes se
obtiene suficiente precisión, suponiendo que la carga por unidad de longitud de un
conductor es igual en todas las posiciones del ciclo de transposición. Con esta
hipótesis, la tensión entre cada par de conductores es diferente a lo largo del ciclo
de transposición, puede hallarse un valor medio para la tensión entre conductores
y, a partir de ella, la capacidad. La tensión media se obtiene sumando las
ecuaciones 2.9.1, 2.9.2 y 2.9.3 y dividiendo la suma entre 3.
La tensión media entre los conductores “a” y “b”, supuesta la igualdad de
carga de un conductor, independiente de su posición en el ciclo es:
= 16 ( + + (2.9.4)
= 12 + (2.9.5)
Donde: = (2.9.6)
La caída de tensión media entre el conductor “a” y el “c” es:
= 12 + (2.9.7)
Para encontrar la tensión, respecto al neutro tenemos:
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 36
D31
D12 D23
d d d
a a’ b b’ c c’
3 = + = 12 2 + + (2.9.8)
Como qa + qb + qc = 0 en un circuito trifásico equilibrado.
3 = 32 (2.9.9)
= = 2ln ( ) (2.9.10)
Para una constante dieléctrica relativa de k:
= 0.0388log ( ) (2.9.11)
2.10 CÁLCULOS DE CAPACITANCIA PARA CONDUCTORES
AGRUPADOS, [1], [3], [4], [5], [7], [8].
Figura 10. Sección transversal de una línea trifásica con conductores
agrupados
Los conductores de cualquier agrupamiento están en paralelo y se puede
suponer que la carga por agrupamiento se divide por igual entre los conductores
que lo constituyen. Esto se debe a que la separación entre los agrupamientos de
fase es, por lo general, mayor a 15 veces la que se halla entre los conductores
que forman el agrupamiento.
= 12 √ + √ + (2.10.1)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 37
La ecuación (2.10.1) es la misma que (2.10.2) con la excepción de que se ha
reemplazado a “r” por √ .
= 12 + + (2.10.2)
Por lo tanto, si se considera a la línea como transpuesta, se encuentra:
= 2ln (√ ) (2.10.3)
La √ es igual a para el agrupamiento de dos conductores excepto
porque r ha reemplazado a Ds. Un método modificado de la distancia media
geométrica se aplica al cálculo de la capacitancia de una línea trifásica con
conductores agrupados que tiene dos conductores por fase. La modificación
consiste en usar el radio externo en lugar de la RMG de un solo conductor.
Modificando los cálculos de capacitancia tenemos:
= 2ln ( ) (2.10.4)
Por lo tanto tenemos:
- Para un agrupamiento de dos conductores: = ( ) = √ (2.10.5)
- Para un agrupamiento de tres conductores: = ( ) = (2.10.6)
- Para un agrupamiento de cuatro conductores:
= ( √2) = 1.09 (2.10.7)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 38
2.11 IMPEDANCIA Y ADMITANCIA DE SECUENCIA POSITIVA, [8].
Las líneas de transmisión, si son transpuestas, presentan impedancias
idénticas al flujo de corrientes en cada conductor de fase. Además, la secuencia
de fase de la tensión aplicada no provoca ninguna diferencia debido a que las
caídas de tensión son las mismas para una secuencia abc como para una
secuencia acb. Por lo tanto, las impedancias de secuencia positiva y negativa son
idénticas:
= = + Ω (2.11.1)
La resistencia es simplemente la resistencia de un conductor de fase o
agrupamiento de conductores. Se asume que esta resistencia es la misma en las
tres fases.
Comúnmente se emplea la reactancia inductiva en lugar de la inductancia. La
reactancia inductiva de un conductor de una línea monofásica es
= 2 = 2 × 2 × 10 (2.11.2)
La admitancia en derivación de una línea de transmisión se compone de
conductancia y reactancia capacitiva. La conductancia entre conductores o entre
conductores y tierra cuenta para la corriente de fuga en los aisladores de líneas
principales y a través del aislamiento de los cables. Puesto que la fuga en los
aisladores de las líneas principales se puede no tomar en cuenta, se asume que
es igual a cero.
Otra razón para no tener en cuenta la conductancia es que no hay una buena
forma de calcularla debido a que es muy variable. Las fugas en los aisladores, la
principal fuente de conductancia, varía apreciablemente con las condiciones
atmosféricas y con las propiedades conductoras de la suciedad que se adhiere a
los aisladores.
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 39
Debido a lo anterior, la admitancia en derivación de la línea de transmisión es
puramente reactancia capacitiva, la cual se calcula de la siguiente forma:
= 12 (2.11.3)
2.12 IMPEDANCIA DE SECUENCIA CERO, [6].
Las corrientes de secuencia cero se dividen de igual forma en los tres
conductores de una línea por fase y tienen retorno común a través de la tierra, y si
son usados, los conductores de guarda. Esta corriente a través de la tierra tiende
a seguir el camino de una línea en lugar de tomar algún camino más corto que
pudiera existir.
La tierra es un conductor de enormes dimensiones y conductividad no
uniforme. Por lo que la distribución de la corriente de tierra no es uniforme. Para
calcular la impedancia de los conductores con retorno de tierra, es necesario
conocer la distribución de la corriente que regresa por ella.
Muchos ingenieros han atacado este problema usando diferentes
suposiciones y métodos. De todos estos, el trabajo de J. R. Carson es
generalmente aceptado como el mejor. Carson inició con las siguientes
suposiciones:
1. Los conductores se encuentran paralelos a la tierra
2. La tierra es un sólido con una superficie plana, infinita en extensión, y
conductividad uniforme
Mientras estas se encuentran muy lejanas a la realidad en lo que ocurre en
líneas de transmisión, en general, los resultados obtenidos de forma experimental
son bastante cercanos.
Las formulas de Carson son un tanto complicadas, afortunadamente, pueden
ser simplificadas con un mínimo de error. Las simplificaciones son las siguientes:
La impedancia propia Z11 de un conductor o grupo de conductores con retorno
de tierra es
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 40
= + 1.588 × 10 + 4.657 × 10 ℎ (2.12.1)
La impedancia mutua Z12 entre dos conductores paralelos o grupos de
conductores y un retorno de tierra común es = 1.588 × 10 + 4.657 × 10 ℎ (2.12.2)
es la profundidad del retorno de tierra, lo cual es una ficción matemática, ya
que la corriente de tierra fluye cerca o sobre la superficie debajo de los
conductores.
= 2160 (2.12.3)
Donde p es la resistividad de la tierra en ohms-metro y f es la frecuencia. La
distancia al plano equivalente de tierra es , asumiendo conductividad infinita.
Los valores para varios tipos de terreno se establecen en la Tabla 1.
Tabla 1. Valores de profundidad del retorno de tierra para distintos tipos
de terreno
Tipo de terreno a 60 Hz (pies) ( )
Tierra húmeda a 100 2800 3.45
Tierra seca 1000 8840 3.95
Agua de mar 1 280 2.45
a Comúnmente usado en la ausencia de datos específicos
Las ecuaciones de Carson son para circuitos de una línea por fase y deben
ser modificadas para aplicaciones de secuencia cero.
Una corriente unitaria de secuencia cero consiste de una corriente de 1 p.u.
fluyendo en cada circuito de fase y una corriente de 3 p.u. fluyendo en la tierra o
retorno. Reemplazando las tres fases por un conductor equivalente, fluiría a
través de él, una corriente de 3 p.u. Esto se ilustra en la Fig. 11.
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 41
Figura 11. Circuitos equivalentes para la impedancia mutua entre dos
líneas paralelas
Sin embargo, por definición fundamental, solo una corriente de 1 p.u. fluye en
las redes de secuencia cero. La misma caída de tensión resulta si una corriente de
1 p.u. fluye en una impedancia de 3 p.u. como si una corriente de 3 p.u. fluyera en
una impedancia de 1 p.u. Por lo tanto es necesario multiplicar las ecuaciones
básicas de Carson (2.12.1) y (2.12.2) por 3. = = 3 (2.12.4) = = 3 (2.12.5)
Con r como la resistencia de cada conductor de fase, r/3 es la resistencia del
conductor equivalente. Por lo tanto, 3r/3=r para los valores de secuencia cero. De
esta manera las ecuaciones de Carson para secuencia cero son = + 0.0047 + 0.01397 ℎ (2.12.6)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 42
= 0.0047 + 0.01379 ℎ (2.12.7)
Para una frecuencia de 60 Hz y la longitud de la línea de transmisión en
kilómetros, las ecuaciones quedan como sigue
= + 0.178 + 0.5208 ℎ (2.12.8)
= 0.178 + 0.5208 ℎ (2.12.9)
2.12.1 Líneas con hilos de guarda
Los hilos de guarda proveen un camino paralelo para las corrientes de
secuencia cero de tal forma que la corriente de retorno se divide entre la tierra y el
hilo de guarda.
El circuito del hilo de guarda está unido a la tierra en cada polo o torre. En la
práctica estas conexiones a la tierra tendrán un valor de impedancia (mayormente
del tipo resistivo), conocido como resistencia al pie de la torre. En los cálculos de
impedancia cero de las líneas, la resistencia al pie de la torre se considera cero,
debido a que se utiliza principalmente para cálculos de fallas.
Observando la Fig. 12 las ecuaciones generales pueden escribirse como
sigue:
La caída de tensión a los largo del circuito de línea trifásica es = − (2.12.10)
Donde es la impedancia propia de la línea trifásica de secuencia cero y
es la impedancia mutua de secuencia cero entre el grupo de líneas y el grupo
de conductores de guarda. Expandiendo la ecuación y reduciendo da como
resultado = − + − = ( − ) + ( − ) = + (2.12.11)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 43
Figura 12. Circuito para el retorno de la corriente de secuencia cero en el
hilo de guarda y la tierra
Donde ′ = − y = −
La caída de tensión a través del circuito del hilo de guarda es = − = 0
con los hilos de guarda aterrizados en ambos extremos. Expandiendo las
expresiones anteriores se produce lo que sigue = − + − = − − ( − ) = ′ − = 0 (2.12.12)
En las ecuaciones (2.12.11) y (2.12.12) las variables son: ′ = − Impedancia de pérdidas de los conductores. ′ = − Impedancia de pérdidas de los hilos de guarda. ′ Impedancia mutua entre conductores e hilos de guarda.
Corriente en la tierra.
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 44
A partir de estas ecuaciones se puede establecer un circuito equivalente para
representar la impedancia cero de los conductores e hilos de guarda tal como se
muestra en la Fig. 13. La impedancia total de secuencia cero de la línea con la
tierra y los hilos de guarda es
Figura 13. Circuito equivalente para el retorno de corriente de secuencia
cero en el hilo de guarda y la tierra
= ′ + ′′ + (2.12.13)
2.12.2 Líneas trifásicas transpuestas de un circuito, un hilo de guarda
Todas las unidades de las impedancias se encuentran en ohms/km a 60 Hz.
Para el circuito a de la línea trifásica, esta dada por
= + 0.178 + 0.5208 ( . ) (2.12.14) De la ecuación (2.12.9),
= 0.178 + 0.5208 . . (2.12.15) Por lo tanto
′ = + 0.5208 . .( . ) (2.12.16)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 45
Para el conductor de guarda (g) de la ecuación (2.12.8),
= 3 + 0.178 + 0.5208 ( . ) (2.12.17) Por lo tanto
′ = 3 + 0.5208 . .( . ) (2.12.18) En las ecuaciones anteriores, y son la resistencia de una fase y el
conductor del hilo de guarda respectivamente.
2.12.3 Líneas trifásicas transpuestas de un circuito, dos hilos de
guarda
Este caso es similar al presentado en la sección 2.12.2 con modificaciones en
los valores de RMG y DMG. Las fases están representadas por las letras a, b y c.
Los hilos de guarda se representan con g1, g2.
( . ) = ( ) ( ) ( ) ( ) (2.12.19) . . = (2.12.20)
( . ) = (2.12.21) De forma similar al caso presentado en la sección anterior, los valores de ′ , ′ y son
′ = + 0.5208 . .( . ) (2.12.22) ′ = 12 3 + 0.5208 . .( . ) (2.12.23)
= 0.178 + 0.5208 . . (2.12.24)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 46
2.13 CANTIDADES POR UNIDAD, [3], [4], [5], [7], [8].
Las líneas de transmisión de potencia se operan a niveles en los que el kilovolt
(kV) es la unidad más conveniente para expresar sus tensiones. Debido a que se
transmite una gran cantidad de potencia, los términos comunes son los kilowatts o
megawatts y los kilovoltamperes o megavoltamperes. Sin embargo, estas
cantidades, al igual que los amperes y los ohms, se expresan frecuentemente en
por ciento o en por unidad de un valor base o de referencia especificado para cada
una. El valor en por unidad de cualquier cantidad se define como la relación de la
cantidad a su base y se expresa como un decimal.
La tensión, la corriente, los kilovoltamperes y la impedancia están
relacionados de tal manera que la selección de los valores base para cualquiera
dos de ellos determina la base de los dos restantes. Por lo general, los
megavoltamperes base y la tensión base en kilovolts son las cantidades
seleccionadas para seleccionar las bases. Para sistemas monofásicos, o para los
trifásicos, donde el término corriente se refiere a corriente de línea, la tensión se
refiere a tensión al neutro y el de kilovoltamperes se refiere a los kilovoltamperes
por fase, las siguientes fórmulas relacionan las diferentes cantidades:
, = = ó (2.13.1)
,Ω = = ó (2.13.2)
,Ω = ( ) ∗ 1000 = ( ó ) (2.13.3)
,Ω = ( ) = ( ó ) (2.13.4)
, = (2.13.5) , = (2.13.6)
= , Ω , Ω (2.13.7)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 47
En estas ecuaciones los subíndices 1 y LN significan monofásico y línea a
neutro”, respectivamente, cuando las ecuaciones se aplican a circuitos trifásicos.
Si las ecuaciones se aplican para circuitos monofásicos, los kVLN representan la
tensión a través de la línea monofásica o la tensión línea a tierra si uno de los
lados esta aterrizado.
A menos que algo diferente se especifique un valor dado de tensión base en
un sistema trifásico es una tensión línea a línea, y un valor dado de
kilovoltamperes o megavoltamperes base es el valor trifásico total.
La impedancia base y la corriente base se pueden calcular directamente
desde valores trifásicos de los kilovolts y kilovoltamperes base. Si se interpretan
los kilovoltamperes base y la tensión base en kilovolts como los kilovoltamperes
totales de las tres fases y la tensión base de línea a línea, se encuentra que
, = √3 ∗ = √3 ∗ ó (2.13.8)
= /√3 ∗ 1000 /3 = ó /√3 ∗ 1000 /3 (2.13.9)
= ( ) ∗ 1000 = ( ó ) ∗ 1000 (2.13.10)
= ( ) = ( ó ) (2.13.11)
2.14 REGULACIÓN DE TENSIÓN, [3].
Los parámetros ABCD se pueden usar para describir la variación de la tensión
en la línea con la carga en ésta. La regulación de la tensión es el cambio en la
tensión en el extremo receptor de la línea cuando la carga varía de en vacío hasta
una carga plena especificada, con un factor de potencia especificado, mientras la
tensión en el extremo emisor se mantiene constante.
Expresada como un porcentaje de la tensión a plena carga,
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 48
% = | | | || | ∗ 100 (2.14.1)
en donde RT en porciento es la regulación de la tensión en porcentaje, | | es la magnitud de la tensión en el extremo receptor en vacío y | | es la
magnitud de la tensión en ese mismo extremo a plena carga.
En la Fig. 14 se ilustra, por medio de diagramas fasoriales, el efecto del
factor de potencia de la carga sobre la regulación de la tensión, para líneas cortas.
Los diagramas fasoriales son representaciones gráficas de la ecuación (2.2.1)
para cargas con factor de potencia atrasado y adelantado. Observe que a partir de
la ecuación (2.2.1), en vacío. IRPC = 0 y VS=VREV, para una línea corta. Como se
muestra, se tiene la regulación más alta (la peor) de la tensión para la carga con
f.p. atrasado, en donde VREV sobrepasa a VRPC en la cantidad más grande. Se
tiene una menor, o incluso regulación de la tensión negativa, para la carga con
factor de potencia adelantado. En general, por la ecuación (2.2.1), la tensión en
vacío, con IREV = 0.
= (2.14.2)
la cual se puede usar en la ecuación (2.14.1) para determinar la regulación de
la tensión.
Figura 14. Diagramas fasoriales para una línea corta de transmisión
En la práctica, las tensiones en las líneas de transmisión decrecen cuando
están muy cargadas y disminuyen cuando están cargadas ligeramente. Cuando
las tensiones en las líneas de Extra Alta Tensión se mantienen dentro de un ±5%
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 49
de la nominal, lo que corresponde a una regulación de la tensión de alrededor de
10%, no se encuentran problemas de operación poco comunes. Para las líneas de
tensión más baja, incluyendo la caída de tensión en los transformadores, también
se considera una buena práctica de operación una regulación de tensión de 10 por
ciento.
2.15 IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA, [2], [4].
Para una línea sin pérdidas, R = G = 0, y
= Ω (2.15.1)
= (2.15.2)
De la ecuación (2.5.12)
= = = Ω (2.15.3)
La impedancia característica ZC, conocida también comúnmente como
impedancia surge, para una línea sin pérdidas, es real pura; es decir resistiva.
2.16 CARGA DE LA IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA, [2], [4], [5], [7].
La carga de la impedancia característica (SIL) es la potencia entregada por
una línea sin pérdidas a una resistencia de carga igual a la impedancia
característica. En la Fig. 15 se muestra una línea sin pérdidas terminada en una
resistencia igual a su impedancia característica. Esta línea representa una línea
monofásica o una fase a neutro de una línea trifásica balanceada.
CAPÍTU
F
P
= (′2 =( ) =
( ) =P( ) ====| ( )P
tensió
es co
Ta
P
ULO 2.MODEL
Figura 15. L
ara una líne
( )2 tan ((= ( ) +
= ( ) +or la ecuac= ( )
= cos( )= ( += | =
or lo tanto,
ón en cualq
nstante.
ambién, a p
INParámetros d
LADO DE LÍNE
Línea sin p
ea sin pérd
= Ω/2)/2) = 2+ ( ) = c( ) =
ción (2.16.3++ (
) con la SIL
quier punto
partir de la
STITUTO POde Líneas de
EAS DE TRANS
pérdidas te
didas usand
Ω ′2 cos( ) +( )
3) con la SIL( )
)
L, el perfil d
x a lo larg
ecuación (2
OLITÉCNICO Transmisión
SMISIÓN Y CÁ
erminada p
do la ecuac
+ ++ cos( )
L
de tensión e
go de la lín
2.16.4), con
NACIONALn de Energía
ÁLCULO DE PA
por su impe
ión (2.5.29
( )
es plano. E
ea sin pérd
n la carga S
Eléctrica
ARÁMETROS
edancia ca
),
Es decir, la
didas, con
SIL
aracterístic
(2.16.1 (2.16.2 (2.16. (2.16.
(2.16 (2.16.magnitud d
la carga S
50
ca
1)
2)
3)
.4)
.5) 6)
de
IL,
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 51
( ) = ( ) + ( ) = ( + ) = ( ) (2.16.7)
Usando las ecuaciones (2.16.5) y la (2.16.7), la potencia compleja que fluye en
cualquier punto de x a lo largo de la línea es ( ) = ( ) + ( ) = ( ) ∗( ) = ( ) ∗ = | | (2.16.8)
Por lo tanto el flujo de potencia real a lo largo de una línea sin pérdidas con la
carga SIL permanece constante, desde el extremo emisor hasta el receptor. El
flujo de potencia reactiva es cero.
A la tensión nominal de la línea, la potencia real entregada, o la carga SIL, es,
por la ecuación (2.16.8).
SIL = (2.16.9)
En donde se usa la tensión nominal para una línea monofásica, y la tensión
nominal línea a línea para la potencia real total entregada por una línea trifásica.
2.17 PERFILES DE TENSIÓN, [4].
En la práctica, la terminación de las líneas de potencia no es una carga igual a
su impedancia característica. En lugar de ello, las cargas pueden variar desde una
fracción pequeña de la SIL, durante condiciones de carga ligera, hasta múltiplos
de la propia carga SIL, dependiendo de la longitud de la línea y la compensación
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 52
de la misma, durante las condiciones de carga pesada. Si la línea no termina en
su carga de impedancia característica, entonces el perfil de tensión no es plano.
En la Fig. 16 se muestran perfiles de la tensión de las líneas con una magnitud fija
de tensión en el extremo emisor VS, para longitudes de línea l, hasta un cuarto de
longitud de onda. En esta figura se muestran cuatro condiciones de carga: 1) en
vacío, 2) carga SIL, 3) cortocircuito y 4) plena carga, las cuales se describen como
sigue:
1. En vacío = 0 y la ecuación (2.16.3) da ( ) = ( ) (2.17.1)
La tensión en vacío aumenta desde = ( ) , en el extremo
emisor hasta , en el extremo receptor (en donde x=0)
2. Por la ecuación (2.16.6), el perfil de tensión con la carga SIL es plano
3. Para cortocircuito en la carga, = 0, y la ecuación (2.16.3) da ( ) = ( ) (2.17.2)
La tensión disminuye desde = ( )( ), en el extremo emisor
hasta = 0, en el receptor
4. El perfil de la tensión a plena carga, el cual depende de la
especificación de la corriente a plena carga, se encuentra por encima del
perfil de la tensión de cortocircuito.
CAPÍTU
F
con t
2.
E
la not
R
=La
=
P
ULO 2.MODEL
Figura 16.
tensión fija
.18 FLUJO
n términos
ación sigui= cos( ) == = ∠= ∠ = ∠0° Resolviendo− =
a potencia
+ =
INParámetros d
LADO DE LÍNE
Perfiles de
a en el extr
un
O DE POTE
de los pará
ente = ∠
o (2.5.33) pa−′compleja e
∗ =
STITUTO POde Líneas de
EAS DE TRANS
e tensión d
remo emis
n cuarto de
NCIA MÁX
ámetros AB
ara la corrie
en el extrem
( )
OLITÉCNICO Transmisión
SMISIÓN Y CÁ
de una líne
or, para lo
e longitud
XIMO, [4].
BCD para lí
ente en el e
mo receptor
) − (
NACIONALn de Energía
ÁLCULO DE PA
ea sin pérd
ongitudes d
de onda
íneas que ti
extremo rec
r es
) ∗
Eléctrica
ARÁMETROS
idas no co
de la línea
ienen pérdi
ceptor,
ompensada
de hasta d
idas, se usa
(2.18.
53
a,
de
a
1)
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 54
= ′ ( ) − ′ ( ) (2.18.2)
Por lo tanto, la potencia real y la potencia reactiva entregadas en el extremo
receptor son:
= ( ) = ′ cos( − ) − ′ ( − ) (2.18.3)
= ( ) = ′ ( − ) − ′ ( − ) (2.18.4)
Se tiene la potencia real máxima teórica entregada (o límite de estabilidad en
estado estacionario) cuando, en la ecuación (2.18.3), = .
á = ′ − ′ ( − ) (2.18.5)
2.19 CARGABILIDAD, [1].
Además de la regulación de la tensión, la capacidad de carga de la línea es un
aspecto importante. Los tres límites de carga principales de la línea son: 1) el
límite térmico, 2) el límite de la caída de la tensión y 3) el límite de estabilidad en
estado estacionario.
La temperatura máxima de un conductor determina su límite térmico. La
temperatura del conductor afecta la flecha entre torres y la pérdida de resistencia a
la tensión del mismo debido al recocido. Si la temperatura es demasiado elevada,
puede que se tengan los espacios libres prescritos del conductor al suelo, o bien,
que se sobrepase el límite elástico del conductor en tal forma que no pueda
contraerse a su longitud original cuando se enfríe. La temperatura del conductor
depende de la magnitud de la corriente y de su duración, así como de la
temperatura ambiente, la velocidad del viento y las condiciones en la superficie del
propio conductor. La capacidad de carga de las líneas de transmisión cortas (de
menos de 80 km de longitud, para líneas aéreas de 60 Hz) suele determinarse por
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CAPÍTULO 2.MODELADO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y CÁLCULO DE PARÁMETROS 55
el límite térmico del conductor o por las capacidades nominales del equipo en las
terminales de la línea, por ejemplo los interruptores.
Para las líneas más largas (hasta de 300 km), la capacidad de carga de la
línea a menudo se determina por el límite de caída de la tensión. Aun cuando, en
algunos casos, se pueden tolerar caídas de tensión más severas, una práctica
segura de operación se considera una línea intensamente cargada con VR/VS
0.95. Para longitudes de línea de más de 300 km, la estabilidad en estado
estacionario se convierte en un factor limitante.
CAPÍTULO 3 DESARROLLO TÉCNICO
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CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 57
En este capítulo se describe el procedimiento llevado a cabo para realizar las
simulaciones de las líneas de transmisión seleccionadas y se analizan los
resultados obtenidos.
3.1 DIAGRAMA DE FLUJO
Dentro del algoritmo creado para la realización del programa, existen dos
procesos fundamentales, el cálculo de parámetros de la línea de transmisión y la
determinación de los valores de operación de la línea bajo diferentes condiciones
de carga.
En la Fig. 17 y Fig. 18 se pueden observar los diagramas de flujo de los dos
procesos anteriormente mencionados.
Las variables ocupadas en el algoritmo se definen como sigue: D = Radio Medio Geométrico equivalente, para el calculo de la inductacia D = Radio Medio Geométrico equivalente, para el calculo de la capacitancia X = Reactancia inductiva de la línea X = Reactancia capacitiva de la línea R = Resistencia de la línea X p. u. = Reactancia inductiva de la línea en por unidad X p. u. = Reactancia capacitiva de la línea en por unidad β p. u. = Susceptancia de la línea en por unidad R p. u. = Resistencia de la línea en por unidad Z = Impedancia de la línea Y = Admitancia de la línea
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CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 58
Figura 17. Diagrama de flujo del cálculo de parámetros de la línea
INICIO
Elegir nivel de tensión, Ingresar longitud
Selección Menú
MENU 400 MENU 230 MENU 115 MENU 69
Elegir configuración de la línea y conductor
Selección Base de Datos
DATOS 400
RADIOS 400
DATOS 230
RADIOS 230
DATOS 115
RADIOS 115
DATOS 69
RADIOS 69
,, , , . . , . . , . . , . . ,
Calculo de los parámetros eléctricos
, , , . . , . . , . . , . . , , Parámetros eléctricos
DATOS(c=2,1) DATOS(c=1,1)
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 59
Figura 18. Diagrama de flujo de la determinación de valores de operación
de la línea
Modelo L. T.
Longitud corta
Modelo L. T.
Longitud media
Modelo L. T.
Longitud larga
Elegir modelo de línea de transmisión
Selección algoritmo de calculo
FIN
Cálculo de los parámetros eléctricos voltaje, corriente, potencia real, potencia reactiva, factor de potencia, % de regulación y eficiencia en el extremo transmisor y receptor.
Resultados.txt,
Gráficas h1 – h2
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CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 60
3.2 EXPLICACIÓN DEL PROGRAMA DESARROLLADO
El programa pide al usuario ingresar el nivel de tensión y la longitud para los
cuales se realizarán los cálculos de los parámetros de la línea de transmisión.
De acuerdo al nivel de tensión ingresado, se despliega el menú
correspondiente, mostrando las configuraciones y conductores utilizados,
solicitando que se realice la selección una opción para cada uno de estos datos.
Al realizar la elección de la configuración y el conductor a utilizar, el programa
selecciona la base de datos que contiene la información necesaria para llevar a
cabo los cálculos de los parámetros.
Posteriormente, las operaciones matemáticas son llevadas a cabo y los
resultados son mostrados en pantalla.
A continuación da comienzo el segundo proceso del programa que consiste en
el cálculo de los valores de operación de la línea de transmisión, por lo que se
solicita al usuario que ingrese una opción de acuerdo al modelo matemático que
se prefiera usar para llevar a cabo el análisis de la línea.
Para seguir con el proceso del programa se pide al usuario que ingrese un
valor de carga, así como su correspondiente factor de potencia, conectada en el
extremo receptor de la línea.
Se ingresan los datos necesarios a una función de cálculo y se obtienen los
valores de tensión, corriente, potencia y factor de potencia en ambos extremos de
la línea, los cuales son presentados mediante la generación de un archivo de
texto.
Por último son desplegadas las graficas de la tensión en el extremo emisor, la
eficiencia y la regulación de la línea conforme la carga conectada va en aumento
desde cero hasta el valor seleccionado por el usuario. Así también se muestra una
gráfica con los perfiles de tensión de la línea en vacío y con la carga SIL.
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CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 61
3.3 SIMULACIÓN DE UNA LÍNEA DE 400 kV
Las características de la línea de transmisión que va de la subestación San
Bernabé a la subestación Topilejo son las siguientes, el nivel de tensión es de
400kV, la configuración de la línea es vertical (AV08), el conductor utilizado es el
Bluejay y el modelo con el cual se analizaran las relaciones de voltaje y corriente
en el extremo emisor es el de línea larga donde la carga propuesta es de 100MW
con un factor de potencia de 0.8 en atraso.
En seguida se muestran los datos iniciales introducidos al programa
necesarios para realizar el cálculo de la línea de transmisión bajo análisis.
Una vez introducidos los datos iniciales los resultados obtenidos con el
programa son los siguientes.
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CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 62
El siguiente paso consiste en elegir el modelo de línea con el que se
determinaran los parámetros de operación, también es necesario ingresar la
potencia de la carga en el extremo receptor y su correspondiente factor de
potencia.
Los resultados obtenidos se imprimen en un archivo de texto con extensión .txt
para su posterior análisis. A continuación se muestra el archivo generado.
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CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 63
Por último, por medio de los resultados obtenidos, se generan las gráficas
mostradas en la Fig. 19, Fig. 20, Fig. 21 y Fig. 22
Figura 19. Potencia real en el extremo receptor vs tensión de fase en el
extremo emisor de la línea (400 kV)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
x 107
2.308
2.31
2.312
2.314
2.316
2.318
2.32x 10
5
Prn potencia extremo receptor de la línea (W)
Vsn
t
ensi
ón e
xtre
mo
emis
or d
e la
line
a
(V
)
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CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 64
Figura 20. Potencia real en el extremo receptor vs regulación de la línea
(400 kV)
Figura 21. Potencia real en el extremo receptor vs eficiencia de la línea
(400 kV)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
x 107
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
Prn potencia extremo receptor de la línea (W)
Reg
r
egul
ació
n
(%
)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
x 107
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Prn potencia extremo receptor de la línea (W)
n
efic
ienc
ia
(%
)
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CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 65
Figura 22. Perfiles de tensión en vacío y con la carga SIL de la línea (400
kV)
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CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 66
3.4 SIMULACIÓN DE UNA LÍNEA DE 230 kV
Las características de la línea de transmisión que va de la subestación
Texcoco a la subestación Zocac son las siguientes, el nivel de tensión es de
230kV, la configuración de la línea es horizontal (9H01), el conductor utilizado es
el bluejay y el modelo con el cual se analizaran las relaciones de voltaje y corriente
en el extremo emisor es el de línea larga donde la carga propuesta es de 100MW
con un factor de potencia de 0.8 en atraso.
En seguida se muestran los datos iniciales introducidos al programa
necesarios para realizar el cálculo de la línea de transmisión bajo análisis.
Una vez introducidos los datos iniciales los resultados obtenidos con el
programa son los siguientes.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 67
El siguiente paso consiste en elegir el modelo de línea con el que se
determinaran los parámetros de operación, también es necesario ingresar la
potencia de la carga en el extremo receptor y su correspondiente factor de
potencia.
Los resultados obtenidos se imprimen en un archivo de texto con extensión .txt
para su posterior análisis. A continuación se muestra el archivo generado.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 68
Por último, por medio de los resultados obtenidos, se generan las gráficas
mostradas en la Fig. 23, Fig. 24, Fig. 25 y Fig. 26.
Figura 23. Potencia real en el extremo receptor vs tensión de fase en el
extremo emisor de la línea (230 kV)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
x 107
1.3
1.32
1.34
1.36
1.38
1.4
1.42x 10
5
Prn potencia extremo receptor de la línea (W)
Vsn
t
ensi
ón e
xtre
mo
emis
or d
e la
line
a
(V
)
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 69
Figura 24. Potencia real en el extremo receptor vs regulación de la línea
(230 kV)
Figura 25. Potencia real en el extremo receptor vs eficiencia de la línea
(230 kV)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
x 107
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Prn potencia extremo receptor de la línea (W)
Reg
r
egul
ació
n
(%
)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
x 107
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Prn potencia extremo receptor de la línea (W)
n
efic
ienc
ia
(%
)
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 70
Figura 26. Perfiles de tensión en vacío y con la carga SIL de la línea (230
kV)
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 71
3.5 SIMULACIÓN DE UNA LÍNEA DE 115 kV
Las características de la línea de transmisión que va de la subestación Hilados
y Tejidos a la subestación Jilotepec son las siguientes, el nivel de tensión es de
115kV, la configuración de la línea es horizontal (7H15), el conductor utilizado es
el Hawk y el modelo con el cual se analizaran las relaciones de voltaje y corriente
en el extremo emisor es el de línea larga donde la carga propuesta es de 100MW
con un factor de potencia de 0.8 en atraso.
En seguida se muestran los datos iniciales introducidos al programa
necesarios para realizar el cálculo de la línea de transmisión bajo análisis.
Una vez introducidos los datos iniciales los resultados obtenidos con el
programa son los siguientes.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 72
El siguiente paso consiste en elegir el modelo de línea con el que se
determinaran los parámetros de operación, también es necesario ingresar la
potencia de la carga en el extremo receptor y su correspondiente factor de
potencia.
Los resultados obtenidos se imprimen en un archivo de texto con extensión .txt
para su posterior análisis. A continuación se muestra el archivo generado.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 73
Por último, por medio de los resultados obtenidos, se generan las gráficas
mostradas en la Fig. 27, Fig. 28, Fig. 29 y Fig. 30
Figura 27. Potencia real en el extremo receptor vs tensión de fase en el
extremo emisor de la línea (115 kV)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
x 107
6.6
6.65
6.7
6.75
6.8
6.85
6.9
6.95x 10
4
Prn potencia extremo receptor de la línea (W)
Vsn
t
ensi
ón e
xtre
mo
emis
or d
e la
line
a
(V
)
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 74
Figura 28. Potencia real en el extremo receptor vs regulación de la línea
(115 kV)
Figura 29. Potencia real en el extremo receptor vs eficiencia de la línea
(115 kV)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
x 107
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Prn potencia extremo receptor de la línea (W)
Reg
r
egul
ació
n
(%
)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
x 107
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Prn potencia extremo receptor de la línea (W)
n
efic
ienc
ia
(%
)
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 75
Figura 30. Perfiles de tensión en vacío y con la carga SIL de la línea (115
kV)
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 06.6
6.65
6.7
6.75
6.8
6.85
6.9
6.95x 10
4
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 76
3.6 SIMULACIÓN DE UNA LÍNEA DE 69 kV
Las características de la línea de transmisión que va de la subestación Arcelia
a la subestación Altamirano son las siguientes, el nivel de tensión es de 69kV, la
configuración de la línea es horizontal (6H01), el conductor utilizado es el linnet y
el modelo con el cual se analizaran las relaciones de voltaje y corriente en el
extremo emisor es el de línea larga donde la carga propuesta es de 100MW con
un factor de potencia de 0.8 en atraso.
En seguida se muestran los datos iniciales introducidos al programa
necesarios para realizar el cálculo de la línea de transmisión bajo análisis.
Una vez introducidos los datos iniciales los resultados obtenidos con el
programa son los siguientes.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 77
El siguiente paso consiste en elegir el modelo de línea con el que se
determinaran los parámetros de operación, también es necesario ingresar la
potencia de la carga en el extremo receptor y su correspondiente factor de
potencia.
Los resultados obtenidos se imprimen en un archivo de texto con extensión .txt
para su posterior análisis. A continuación se muestra el archivo generado.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 78
Por último, por medio de los resultados obtenidos, se generan las gráficas
mostradas en la Fig. 31, Fig. 32, Fig. 33 y Fig. 34
Figura 31. Potencia real en el extremo receptor vs tensión de fase en el
extremo emisor de la línea (69 kV)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
x 107
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5x 10
4
Prn potencia extremo receptor de la línea (W)
Vsn
t
ensi
ón e
xtre
mo
emis
or d
e la
line
a
(V
)
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 79
Figura 32. Potencia real en el extremo receptor vs regulación de la línea
(69 kV)
Figura 33. Potencia real en el extremo receptor vs eficiencia de la línea
(69 kV)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
x 107
0
10
20
30
40
50
60
70
Prn potencia extremo receptor de la línea (W)
Reg
r
egul
ació
n
(%
)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
x 107
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Prn potencia extremo receptor de la línea (W)
n
efic
ienc
ia
(%
)
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 80
Figura 34. Perfiles de tensión en vacío y con la carga SIL de la línea (69
kV)
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 81
3.7 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
Los valores de los parámetros de secuencia positiva y secuencia cero
obtenidos de la base de datos del Sistema Eléctrico Nacional (Anexo E) se
presentan en la Tabla 2.
Tabla 2. Parámetros eléctricos R, XL, B de secuencia positiva y cero
obtenidos de la base de datos del Sistema Eléctrico.
PARÁMETROS ELÉCTRICOS Nivel de
tensión (kV) Resistencia (+) Reactancia (+) Susceptancia (+) Resistencia (0) Reactancia (0)
400 0.00042 0.00513 0.15646 0.00416 0.01753 230 0.01022 0.0835 0.16357 0.06007 0.24499 115 0.00994 0.03839 0.00430 0.03078 0.11396 69 0.18754 0.47251 0.00806 0.60782 1.4923
Los valores de los parámetros de secuencia positiva y secuencia cero
obtenidos por medio de las simulaciones se presentan en la Tabla 3.
Tabla 3. Parámetros eléctricos R, XL, B de secuencia positiva y cero
obtenidos por medio de simulaciones.
PARÁMETROS ELÉCTRICOS Nivel de
tensión (kV) Resistencia (+) Reactancia (+) Susceptancia (+) Resistencia (0) Reactancia (0)
400 0.00041 0.00514 0.15244 0.00438 0.01786 230 0.01026 0.08328 0.1614 0.06159 0.24929 115 0.01017 0.03897 0.00419 0.03109 0.11287 69 0.19223 0.49778 0.00756 0.53144 1.5579
Los porcentajes de incertidumbre que presentan los parámetros
calculados se muestran en la Tabla 4.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 3. DESARROLLO TÉCNICO 82
Tabla 4. Porcentajes de incertidumbre de los parámetros eléctricos R, XL,
B de secuencia positiva y cero.
PARÁMETROS ELÉCTRICOS Nivel de
tensión (kV) %ℯ (+) %ℯ (+) %ℯ (+) %ℯ (0) %ℯ (0)
400 2.38 0.19 2.57 5.28 1.88 230 0.39 0.26 1.33 2.53 1.76 115 2.31 1.51 2.55 1.00 0.95 69 2.50 5.35 6.20 12.57 4.40
A partir de los porcentajes de incertidumbre mostrados en la tabla 4 se puede
observar que los parámetros eléctricos calculados para la línea de transmisión de
de 400 kV no tienen una variación mas allá del 5.28% con respecto a los valores
reales, siendo el parámetro con mayor incertidumbre la resistencia de secuencia
cero.
En cuanto a la línea de transmisión de 230 kV los parámetros eléctricos
calculados mantienen un grado de incertidumbre menor al 3% con respecto a los
valores reales.
Para la línea de 115 kV los parámetros eléctricos calculados presentan un
grado de incertidumbre mayor son: 2.31% en el valor de resistencia y 2.55% en
el valor de susceptancia, ambos de secuencia positiva.
En la línea de 69 kV los parámetros eléctricos calculados muestran el grado
de incertidumbre más alto de los cuatro niveles de tensión, alcanzando un
porcentaje del 12.57% para la resistencia de secuencia cero.
A pesar de las variaciones existentes, el grado de incertidumbre se encuentra
dentro de un rango aceptable, por lo que el programa cumple con los propósitos
establecidos al inicio del trabajo, proporcionando resultados con buen grado de
confiabilidad.
CAPÍTULO 4 JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 84
4.1 JUSTIFICACIÓN ECONÓMICA
El salario que percibe un Ingeniero Electricista recién egresado, sin contar con
experiencia es de $6000.00 mensualmente, laborando 8 horas diarias 5 días a la
semana1.
El valor monetario que tiene 1 hora de trabajo es:
= . = $60004 = $1,500.00 = = $1500.005 = $300.00
ℎ = . ℎ = $300.008 = $37.50
El tiempo invertido en la realización del algoritmo desarrollado para la
obtención de los Parámetros Eléctricos de Líneas de Transmisión Eléctrica fue:
Los meses de Septiembre y Octubre del presente año, 3 días a la semana y 4
horas por día.
Por lo que se tienen:
9 Semanas en dos meses, de los cuales se laboraron 26 días.
El Valor Monetario que se tiene por el tiempo invertido en la realización del
algoritmo es:
. ℎ : ( ) ( . ℎ ) = ( 26 )(4 ℎ ) = 104 ℎ . = ( . ℎ )( ℎ ) = (104 ℎ )($37.50) = $3,900.00
El Valor Monetario del algoritmo anteriormente calculado es por persona. Para
el desarrollo del algoritmo participaron 3 personas por lo que tenemos:
: ($3900.00)(3) = $11,700.00
1 De acuerdo a la página web Portal del Empleo del Gobierno del Distrito Federal.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 85
4.2 CONCLUSIONES
Al realizar el análisis de los resultados obtenidos por medio del programa
desarrollado se puede constatar que son similares a los parámetros que se
encuentran en la base de datos de líneas de transmisión del Sistema Eléctrico
Nacional, teniendo un porcentaje de incertidumbre que no va más allá del 15%.
Este grado de incertidumbre nos permite afirmar que el programa cumple con
la función de realizar cálculos de parámetros de líneas de un sistema eléctrico
real, así mismo se comprueba su efectividad como herramienta auxiliar en el
aprendizaje de la materia de Sistemas Eléctricos de Potencia.
Los alumnos podrán utilizar de manera confiable el programa desarrollado
para la obtención de valores de tensión, corriente, potencia, factor de potencia en
el extremo emisor de una línea de transmisión a la que se le conecta una carga
con características definidas por los usuarios.
Los resultados se complementan con la obtención de regulación, la eficiencia,
perfiles de tensión y límite de cargabilidad, se cuenta con la representación por
medio de gráficas que permiten llevar a cabo un análisis más profundo del
comportamiento de la línea de transmisión.
Los parámetros de secuencia positiva se podrán utilizar para llevar a cabo
análisis de flujos de potencia, así como realizar cálculos de corto circuito.
De la misma forma los parámetros de secuencia cero son utilizados en el
análisis de corto circuito para fallas a tierra.
Con el desarrollo del programa se obtiene un instrumento de gran utilidad por
medio del cual se maximiza el potencial de los alumnos, aumentando sus
habilidades de análisis y mejorando su capacidad para enfrentarse a problemas
presentes en la industria.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 86
4.3 RECOMENDACIONES
Ampliar la base de datos de las Líneas de Transmisión del Sistema Eléctrico
Nacional con configuraciones del interior de la República, ya que el programa
desarrollado solo cuenta con las del área metropolitana y zonas aledañas.
Complementar el programa incluyendo el algoritmo para el cálculo de
parámetros de líneas de transmisión subterráneas.
Realizar el algoritmo para que el cálculo de los parámetros de las líneas de
transmisión pueda realizarse de forma trifásica.
ANEXOS
ANEXO
P
OS
A. CONF
EMPL
A
INParámetros dFIGURACIO
LEADAS E
A.1 Líneas
STITUTO POde Líneas de ONES P
N CFE
de 400 kV
OLITÉCNICO TransmisiónPARA L
V
NACIONALn de Energía LÍNEAS
Eléctrica DE TRRANSMISIÓ
88
ÓN
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
89
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
90
ANEXO
P
OS
A
INParámetros dA.2 Líneas d
STITUTO POde Líneas de de 230 kV
OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
91
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
92
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
93
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
94
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
95
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
96
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
97
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
98
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
99
ANEXO
P
OS
INParámetros d
STITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
100
ANEXO
P
OS
INParámetros dA.3 Líne
STITUTO POde Líneas de eas de 115
OLITÉCNICO TransmisiónkV
NACIONALn de Energía Eléctrica
101
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
102
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
103
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 104
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
105
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 106
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 107
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 108
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 109
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 110
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 111
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 112
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 113
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 114
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 115
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 116
ANEXO
P
OS
INParámetros dA.4 Líne
STITUTO POde Líneas de eas de 69 k
OLITÉCNICO TransmisiónkV
NACIONALn de Energía Eléctrica
117
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
118
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
119
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
120
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
121
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
122
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
123
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
124
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
125
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
126
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO TransmisiónNACIONALn de Energía Eléctrica
127
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
128
ANEXO
P
OS
INParámetros dSTITUTO POde Líneas de OLITÉCNICO Transmisión
NACIONALn de Energía Eléctrica
129
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 130
B. CÁLCULO DE PÁRAMETROS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN*
B.1 Línea de 400 kV
Circuito 1 Circuito 2
*Los cálculos de secuencia positiva son realizados únicamente para el Circuito 1. Los cálculos para el Circuito 2 se realizan de la misma forma.
Configuración utilizada: AV08
Nombre del conductor utilizado: Bluejay
= 0.0415 0.3048 1 = 0.01265
= 1.259 2 139.37 = 0.01599
= 0.0861 Ω 11.609 = 0.0535 Ω
Se tienen dos conductores por fase, por lo tanto: = √ × = √0.01265 × 0.45 = 0.0754 = × = √0.01599 × 0.45 = 0.0848
Se calcula la distancia equivalente entre fases = = (8.516)(8.517)(17.033) = 10.73
Se calculan los parámetros de la línea en secuencia positiva
° = ° ∝ +∝ +. = 0.0535 50 + 228.120 + 228.12 = 0.0299 Ω/
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 131
= 2 × 10 ln = 2 × 10 ln 10.730.0754 = 9.9159 × 10 /
= 2 = 2 (60)(9.9159 × 10 ) = 3.7382 × 10 Ω ∴ 0.3738 Ω
= 400100 = 1600
. . = = 0.3738 Ω1600 Ω = 2.3362 × 10 . .
. . = 2.3362 × 10 . . (22 ) = 5.1396 × 10 . . . . = = 0.0299 Ω 1600 = 1.8687 × 10 . .
. . = 1.8687 × 10 . . (22 ) = 4.1111 × 10 . . = 2ln = 2 × 8.85 × 10ln 10.730.0848 = 1.1487 × 10 /
= 12 = 12 (60)(1.1487 × 10 ) = 230.906555 × 10 Ω − m
∴ 230.906 × 10 Ω − Km
. . = = 230.906 × 10 Ω − Km1600 Ω = 144.3165 . . −
. . = 144.3165 . . − 122 = 6.5598 . . = 1. . = 16.5598 . . = 0.1524 . .
A continuación se utilizan los parámetros de la línea en secuencia positiva
para realizar el cálculo de corriente, tensión, factor de potencia, regulación y
eficiencia en el extremo emisor, para una carga de 100 MW y factor de potencia
de 0.8 en atraso que se encuentra conectada en el extremo receptor; utilizando los
modelos matemáticos para línea corta, media y larga.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 132
Cálculo de la impedancia serie y de la admitancia en derivación de la línea de
transmisión para una longitud dada de 22 km. = ( + ) = (0.029990 + 0.373807)22 = 8.2501∠85.41° Ω
= 1 = 1− 2.3091 × 10 122 = 9.5279 × 10 s
Cálculo de la corriente, tensión y potencia en el extremo receptor de la línea.
= √3 = 400√3 = 230940.107 = √3 = 100√3(400 )(0.8) = 180.421∠ − 36.86°
= ∗ = (230940.107)(180.421∠36.86°) = 33.337474 + 24.994108
Modelo de línea corta = = 1 = = 0 = + = (1)(230.9401 × 10 ) + (8.2501∠85.41°)(180.421∠ − 36.86°) = 231928.1144∠0.2756° = + = (1)(180.421∠ − 36.86° ) = 180.421∠ − 36.86° = ∗ = (231928.1144∠0.2756°)(180.421∠36.86°) = 41.844702∠37.135 = 33.358972 + 25.261790
= = 0.7972 % = × 100% = 33.337474 33.358972 × 100% = 99.934 %
% = | || | − × 100% = 231928.1144 − 230940.107230940.107 × 100% = 0.4278 %
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ANEXOS 133
Modelo línea media
= = 1 + 2 = 1 + ( 9.5279 × 10 )(8.2501∠85.41°)2 = 0.9996∠0.0018° = = 8.2501∠85.41° Ω
= 1 + 4 = ( 9.5279 × 10 ) 1 + ( 9.5279 × 10 )(8.2501∠85.41°)4 = 0.0001∠90°
= + = (0.9996∠0.0018°)(230940.107) + (8.2501∠85.41°)(180.421∠ − 36.86°) = 231835.781∠0.2775° = + = (0.0001∠90°)(230940.107) + (0.9996∠0.0018°)(180.421∠ − 36.86° ) = 167.5174∠ − 30.52° = ∗ = (231835.781∠0.2775° )( 167.5174∠30.52°) = 38.836434∠30.7975° = 33.359807 + 19.884463
= = 33.359807 38.836434 = 0.8589 % = × 100% = 33.337474 33.359807 × 100% = 99.93 %
% = | || | − | || | × 100% = 231928.552 − 230940.107230940.107 × 100% = 0.4280 %
Modelo línea larga
= = 8.2501∠85.41° 9.5279 × 10 = 294.2598∠ − 2.295°
= √ = (8.2501∠85.41° )( 9.5279 × 10 ) = 0.0280∠87.705° = = cosh( ) = cosh(0.02280∠87.705) = 0.9997∠1.1919 = senh( ) = (294.2598∠ − 2.295°) senh(0.0280∠87.705°) = 6.7085∠85.410
= 1 senh( ) = 1294.2598∠ − 2.295° senh(0.0280∠87.705°) = 7.74758 × 10 ∠90.00°
= +
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 134
= (0.9997∠1.1919)(230940.107) + (6.7085∠85.410)(180.421∠ − 36.86° ) = 231692.446∠1.412° = + = (7.74758 × 10 ∠90.00°)(230940.107) + (0.9997∠1.1919)(180.421∠ − 36.86°) = 170.5456∠ − 30.77° = ∗ = (231692.446∠1.412° )( 170.5456∠30.77° ) = 39.514127∠32.182° = 33.443197 + 21.045635
= = 33.443197 39.514127 = 0.8463 % = × 100% = 33.33747433.443197 × 100% = 99.68 %
% = | || | − | || | × 100% = 231761.974 − 230940.107 230940.107 × 100 = 0.3558 %
Se procede a realizar los cálculos de impedancia de secuencia cero con los
siguientes datos de los hilos de guarda
= 7.80 Ω 11.609 = 4.8477 Ω
= 0.00255 0.3048 1 = 7.7724 × 10
Se calculan la distancia equivalente de conductores de fase a los hilos de
guarda.
. . =
= (8.0328)(16.5143)(25.0201)(15.7139)(21.1225)(28.1292) = 17.7228
Se calculan los RMG del grupo de conductores de fase y el grupo de hilos de
guarda.
( . ) = ( ) ( ) ( ) ( ) = (0.0754) (8.516) (8.517) (17.033) = 2.0552
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ANEXOS 135
( . ) = = (7.7724 × 10 )(12.855) = 0.0999
Se realiza el cálculo de las impedancias de secuencia cero conductor de fase,
hilo de guarda y mutua.
= + 0.5208 . .( . ) = 0.06 + 0.5208 17.72282.0552
= 0.06 + 0.4873 Ω
= 12 3 + 0.5208 . .( . ) = 12 (3 × 4.8477) + 0.5208 17.72280.0999
= 7.2705 + 1.1712 Ω
= 0.178 + 0.5208 . . = 0.178 + 0.5208 853.4417.7228
= 0.178 + 0.8763 Ω
Se calcula la impedancia de secuencia cero total de la línea de transmisión.
= + +
= (0.06 + 0.4873 ) + (7.2705 + 1.1712)(0.178 + 0.8763)(7.2705 + 1.1712) + (0.178 + 0.8763)
= 0. 3191 + 1.2993 Ω
Los valores de impedancia en por unidad son.
. . = = 0.3191 + 1.2993 Ωkm 1600 Ω = 1.9949 × 10 + 8.1212 × 10 . ./
. . = 1.9949 × 10 + 8.1212 × 10 . . (22 ) = 4.3889 × 10 + 0.178 . .
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 136
Donde la parte real representa la resistencia de secuencia cero en por unidad
y la parte imaginaria la reactancia de secuencia cero en por unidad, de la línea de
transmisión.
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ANEXOS 137
B.2 Línea de 230 kV
Configuración utilizada: 9H01
Nombre del conductor utilizado: Bluejay
= 0.0415 0.3048 1 = 0.01265
= 1.259 2 139.37 = 0.01599
= 0.0861 Ω 11.609 = 0.0535 Ω
Se calcula la distancia equivalente entre fases. = = (6.35)(6.35)(12.70) = 8.004
Se calculan los parámetros de la línea en secuencia positiva.
° = ° ∝ +∝ +. = 0.0535 50 + 228.120 + 228.11 = 0.0599 Ω/
= 2 × 10 ln = 2 × 10 ln 8.0040.01265 = 1.290007 × 10 /
= 2 = 2 (60)(1.290007 × 10 ) = 4.8632 × 10 Ω ∴ 0.4863 Ω
= 230100 = 529
. . = = 0.4863 Ω529 Ω = 9.1932 × 10 . .
. . = 9.1932 × 10 . . (90.47 ) = 0.0831 . .
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 138
. . = = 0.0599 Ω 529 = 1.1323 × 10 . .
. . = 1.1323 × 10 . . (90.47 ) = 0.0102 . . = 2ln = 2 × 8.85 × 10ln 8.0040.01599 = 8.9460 × 10 /
= 12 = 12 (60)(8.9460 × 10 ) = 296.509153 × 10 Ω − m
∴ 296.509 × 10 Ω − Km
. . = = 296.509 × 10 Ω − Km529 Ω = 560.5087 . . − . . = 560.5087 . . − 190.47 = 6.1955 . .
= 1. . = 16.1955 . . = 0.1614 . . A continuación se utilizan los parámetros de la línea en secuencia positiva
para realizar el cálculo de corriente, tensión, factor de potencia, regulación y
eficiencia en el extremo emisor, para una carga de 100 MW y factor de potencia
de 0.8 en atraso que se encuentra conectada en el extremo receptor; utilizando los
modelos matemáticos para línea corta, media y larga.
Cálculo de la impedancia serie y de la admitancia en derivación de la línea de
transmisión para una longitud dada de 90.47 km. = ( + ) = (0.0599 + 0.4863)90.47 = 44.3291∠82.9675° Ω
= 1 = 1− 296.5091 × 10 190.47 = 3.0511 × 10 s Cálculo de la corriente, tensión y potencia en el extremo receptor de la línea.
= √3 = 230√3 = 132790.5619 = √3 = 1003(230 × 0.8) = 313.777∠ − 36.86°
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ANEXOS 139
= ∗ = (132790.5619)(313.777∠ − 36.86°) = 33.337617 + 24.994215
Modelo de línea corta = = 1 = = 0 = + = (1)(132.7905 × 10 ) + (44.3291∠82.96°)(313.777∠ − 36.86°) = 142786.133∠4.025° = + = (1)(313.777∠ − 36.86°) = 313.777∠ − 36.86° = ∗ = (142786.133∠4.025°)(313.777∠36.86°) = 44.803004 = 33.871878 + 24.994215
= = 0.756 % = × 100% = 33.33761733.871878 × 100% = 98.422 %
% = | || | − | || | × 100% = 142.7861 − 132.7905132.7905 × 100% = 7.5273 %
Modelo de línea media
= = 1 + 2 = 1 + ( 3.0511 × 10 )(44.3291∠82.96°)2 = 0.9933∠0.04° = = 44.3291∠82.96°
= 1 + 4 = ( 3.0511 × 10 ) 1 + ( 3.0511 × 10 )(44.3291∠82.96°)4
= 3.0409 × 10 ∠90.02° = +
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ANEXOS 140
= (0.9933∠0.04°)(132.7905 × 10 ) + (44.3291∠82.96°)(313.777∠ − 36.86°) = 141904.877∠4.095° = + = (3.0409 × 10 ∠90.02)(132.7905 × 10 ) + (0.9933∠0.04°)(313.777∠ − 36.86°) = 289.2728∠ − 30.39° = ∗ = (141904.877∠4.095°)(289.2728∠30.39° ) = 41.049223∠34.48° = 33.835825 + 23.241678
= = 33.83582541.049223 = 0.8242 % = × 100% = 33.33761733.835825 × 100% = 98.527 %
% = | || | − | || | × 100% = 142.862 − 132.790132.790 × 100% = 7.585%
Modelo de línea larga = = cosh( ) = cosh(0.1163∠86.48°) = 0.9933∠0.04° = senh( ) = (381.1627∠ − 3.51°) senh(0.1163∠86.48°) = 44.2297∠82.98°
= 1 senh( ) = 1381.1627∠ − 3.51°senh(0.1163∠86.48°) = 3.0443 × 10 ∠90.01°
= = 44.3291∠82.96°3.0511 × 10 = 381.1627∠ − 3.51°
= √ = (44.3291∠82.96°)( 3.0511 × 10 ) = 0.1163∠86.48° = + = (0.9933∠0.04°)(132.7905 × 10 ) + (44.2297∠82.98°)(313.777∠ − 36.86°) = 141880.168∠4.087° = + = (3.0443 × 10 ∠90.01°)(132.7905 × 10 ) + (0.9933∠0.04°)(313.777∠ − 36.86°)
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 141
= 289.2569∠ − 30.38° = ∗ = (141880.168∠4.087°)(289.2569∠30.38° ) = 41.039817∠34.47° = 33.831722 + 23.231039
= = 33.831722410.39817 = 0.824 % = × 100% = 33.33761733.831722 × 100% = 7.5662 %
% = | || | − | || | × 100% = 142.837 − 132.790132.790 × 100% = 98.53 %
Se procede a realizar los cálculos de impedancia de secuencia cero con los
siguientes datos de los hilos de guarda.
= 7.80 Ω 11.609 = 4.8477 Ω
= 0.00255 0.3048 1 = 7.7724 × 10
Se calculan la distancia equivalente de conductores de fase a los hilos de
guarda.
. . =
= (5.9258)(7.0287)(12.0139)(5.9258)(7.0287)(12.0139) = 7.9305
Se calculan los RMG del grupo de conductores de fase y el grupo de hilos de
guarda.
( . ) = ( ) ( ) ( ) ( ) = (0.01265) (6.35) (6.35) (12.7) = 0.9318
( . ) = = (7.7724 × 10 )(8.6) = 0.08175
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 142
Se realiza el cálculo de las impedancias de secuencia cero conductor de fase,
hilo de guarda y mutua.
= + 0.5208 . .( . ) = 0.06 + 0.5208 7.93050.9318
= 0.06 + 0.4843 Ω
= 12 3 + 0.5208 . .( . ) = 12 (3 × 4.8477) + 0.5208 7.93050.08175
= 7.2705 + 1.0347 Ω
= 0.178 + 0.5208 . . = 0.178 + 0.5208 853.447.9305
= 0.178 + 1.0581 Ω
Se calcula la impedancia de secuencia cero total de la línea de transmisión.
= + +
= (0.06 + 0.4843) + (7.2705 + 1.0347)(0.178 + 1.0581)(7.2705 + 1.0347) + (0.178 + 1.0581)
= 0.3601 + 1.4574 Ω
Los valores de impedancia en por unidad son.
. . = = 0.3601 + 1.4574 Ωkm529 Ω = 6.8090 × 10 + 2.7551 × 10 . ./
. . = 6.8090 × 10 + 2.7551 × 10 . . (90.47 ) = 0.0616 + 0.2492 . . Donde la parte real representa la resistencia de secuencia cero en por unidad
y la parte imaginaria la reactancia de secuencia cero en por unidad, de la línea de
transmisión.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 143
B.3 Línea de 115 kV
Configuración utilizada: 7H15
Nombre del conductor utilizado: Hawk
= 0.0289 0.3048 1 = 0.008808
= 0.858 2 139.37 = 0.010896
= 0.1931 Ω 11.609 = 0.12001 Ω
Se calcula la distancia equivalente entre fases. = = (6.50)(6.50)(13) = 8.18948
Se calculan los parámetros de la línea en secuencia positiva.
° = ° ∝ +∝ +. = 0.12001 50 + 228.120 + 228.11 = 0.13452 Ω/
= 2 × 10 ln = 2 × 10 ln 8.189480.008808 = 1.3669 × 10 /
= 2 = 2 (60)(1.3669 × 10 ) = 5.1530 × 10 Ω ∴ 0.5153 Ω
= 115100 = 132.25
. . = = 0.5153 Ω132.25 Ω = 3.8964 × 10 . .
. . = 3.8964 × 10 . . (10 ) = 0.0389 . .
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 144
. . = = 0.13452 Ω 132.25 = 1.0171 × 10 . .
. . = 1.0171 × 10 . . (10 ) = 0.0101 . . = 2ln = 2 × 8.85 × 10ln 8.189480.010896 = 8.3969 × 10 /
= 12 = 12 (60)(8.3969 × 10 ) = 315.900199 × 10 Ω − m
∴ 315.900 × 10 Ω − Km
. . = = 315.900 × 10 Ω − Km132.25 Ω = 2388.6578 . . −
. . = 2388.6578 . . − 110 = 238.8657 . . = 1. . = 1238.8657 . . = 0.0041864 . .
A continuación se utilizan los parámetros de la línea en secuencia positiva
para realizar el cálculo de corriente, tensión, factor de potencia, regulación y
eficiencia en el extremo emisor, para una carga de 100 MW y factor de potencia
de 0.8 en atraso que se encuentra conectada en el extremo receptor; utilizando los
modelos matemáticos para línea corta, media y larga.
Cálculo de la impedancia serie y de la admitancia en derivación de la línea de
transmisión para una longitud dada de 10 km. = ( + ) = (0.13452 + 0.5153)10 = 5.32568∠75.36° Ω
= 1 = 1− 315.900 × 10 110 = 3.16555 × 10 s
Cálculo de la corriente, tensión y potencia en el extremo receptor de la línea
= √3 = 115√3 = 66395.28096 = √3 = 1003(115 × 0.8) = 627.55464∠ − 36.86°
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ANEXOS 145
= ∗ = (66395.28096)(627.55464∠ − 36.86°) = 33.37665 + 24.99424
Modelo de línea corta = = 1 = = 0 = + = (1)(66.39528 × 10 ) + (5.32568∠75.36°)(627.55464∠ − 36.86°) = 69042.23287∠1.7268° = + = (1)(627.55464∠ − 36.86°) = 627.55464∠ − 36.86° = ∗ = (69042.23287∠1.7268°)(627.55464∠36.86°) = 43.32777∠38.58 = 33.86776 + 27.02351
= = 0.78166 % = × 100% = 33.3766533.86776 × 100% = 98.54 %
% = | || | − × 100% = 69.04223 × 10 − 66.39528 × 1066.39528 × 10 × 100% = 3.98 %
Modelo de línea media
= = 1 + 2 = 1 + ( 3.16555 × 10 )(5.32568∠75.36°)2 = 0.99991∠0.0012° = = 5.32568∠75.36°
= 1 + 4 = ( 3.16555 × 10 ) 1 + ( 3.16555 × 10 )(5.32568∠75.36°)4
= 3.16542 × 10 ∠90° = + = (0.99991∠0.0012°)(66.39528 × 10 ) + (5.32568∠75.36°)(627.55464∠ − 36.86°) = 69036.30191∠1.7281° = +
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ANEXOS 146
= (3.16542 × 10 ∠90)(66.39528 × 10 ) + (0.99991∠0.0012°)(627.55464∠ − 36.86°) = 626.23972∠ − 36.70° = ∗ = (69036.30191∠1.7281°)(626.23972∠36.70° ) = 43.23327∠38.4281° = 33.86845 + 26.87086
= = 33.8684543.23327 = 0.78338 % = × 100% = 33.3766533.86845 × 100% = 98.54 %
% = | || | − | || | × 100% = 69.04251 − 66.3952866.39528 × 100% = 3.987 %
Modelo de línea larga
= = 5.32568∠75.36°3.16555 × 10 = 410.16910∠ − 7.32°
= √ = (5.32568∠75.36°)( 3.16555 × 10 ) = 0.01298∠82.68° = = cosh( ) = cosh(0.01298∠82.68°) = 0.99991∠0.001219° = senh( ) = (410.16910∠ − 7.32°) senh(0.01298∠82.68°) = 5.32385∠75.36°
= 1 senh( ) = 1410.16910∠ − 7.32° senh(0.01298∠82.68°) = 3.1644 × 10 ∠90.00°
= + = (0.99991∠0.001219°)(66.39528 × 10 ) + (5.32385∠75.36°)(627.55464∠ − 36.86°) = 69035.38266∠1.7275° = + = (3.1644 × 10 ∠90.00°)(66.39528 ×× 10 ) +(0.99991∠0.001219°)(627.55464∠ − 36.86°) = 626.24013∠ − 36.70497° = ∗ = (69035.38266∠1.7275° )(626.24013∠36.70497° ) = 43.23272∠38.43° = 33.86598 + 26.8731
= = 33.8659843.23272 = 0.7833 % = × 100% = 33.3766533.86598 × 100% = 98.55 %
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 147
% = | || | − | || | × 100% = 69041.5964 − 66395.2809666395.28096 × 100% = 3.98 %
Se procede a realizar los cálculos de impedancia de secuencia cero con los
siguientes datos de los hilos de guarda.
= 7.80 Ω 11.609 = 4.8477 Ω
= 0.00255 0.3048 1 = 7.7724 × 10
Se calculan la distancia equivalente de conductores de fase a los hilos de
guarda.
. . =
= (10.7873)(11.3739)(15.0620)(15.0620)(11.3739)(10.7873) = 12.2716
Se calculan los RMG del grupo de conductores de fase y el grupo de hilos de
guarda.
( . ) = ( ) ( ) ( ) ( ) = (0.008808) (6.5) (6.5) (13) = 0.8390
( . ) = = (7.7724 × 10 )(8.5) = 0.0812
Se realiza el cálculo de las impedancias de secuencia cero conductor de fase,
hilo de guarda y mutua.
= + 0.5208 . .( . ) = 0.1345 + 0.5208 12.27160.8390
= 0.1345 + 0.6068 Ω
= 12 3 + 0.5208 . .( . ) = 12 (3 × 4.8477) + 0.5208 12.27160.0812
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 148
= 7.2705 + 1.135 Ω
= 0.178 + 0.5208 . . = 0.178 + 0.5208 853.4412.2716
= 0.178 + 0.9594 Ω
Se calcula la impedancia de secuencia cero total de la línea de transmisión.
= + +
= (0.1345 + 0.6068) + (7.2705 + 1.135)(0.178 + 0.9594)(7.2705 + 1.135) + (0.178 + 0.9594)
= 0.4111 + 1.4926 Ω
Los valores de impedancia en por unidad son.
. . = = 0.4111 + 1.4926 Ωkm 132.25 Ω = 3.1085 × 10 + 0.0112 . ./
. . = 3.1085 × 10 + 0.0112 . . (10 ) = 0.03108 + 0.1128 . . Donde la parte real representa la resistencia de secuencia cero en por unidad
y la parte imaginaria la reactancia de secuencia cero en por unidad, de la línea de
transmisión.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 149
B.4 Línea de 69 kV
Configuración utilizada: 6H01
Nombre del conductor utilizado: Linnet
= 0.0243 0.3048 1 = 0.007406
= 0.721 2 139.37 = 0.009156
= 0.2737 Ω 11.609 = 0.17011 Ω
Se calcula la distancia equivalente entre fases. = = (4.1)(4.1)(8.2) = 5.1656
Se calculan los parámetros de la línea en secuencia positiva.
° = ° ∝ +∝ +. = 0.17011 50 + 228.120 + 228.11 = 0.19068 Ω/
= 2 × 10 ln = 2 × 10 ln 5.16560.007406 = 1.30949 × 10 /
= 2 = 2 (60)(1.30949 × 10 ) = 4.9366 × 10 Ω ∴ 0.4936 Ω
= 69100 = 47.61
. . = = 0.4936 Ω47.61 Ω = 0.0103 . .
. . = 3.7201 × 10 . . (48 ) = 0.4977 . .
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 150
. . = = 0.19068 Ω 47.61 = 40.05 × 10 . .
. . = 40.05 × 10 . . (48 ) = 0.1922 . . = 2ln = 2 × 8.85 × 10ln 5.16560.009156 = 8.7771 × 10 /
= 12 = 12 (60)(8.7771 ∗ 10 ) = 302.216053 × 10 Ω − m
∴ 302.216 × 10 Ω − Km
. . = = 302.216 × 10 Ω − Km47.61 Ω = 6347.7431 . . − . . = 6347.7431 . . − 148 = 132.2446 . .
= 1. . = 1132.2446 . . = 0.007561 . . A continuación se utilizan los parámetros de la línea en secuencia positiva
para realizar el cálculo de corriente, tensión, factor de potencia, regulación y
eficiencia en el extremo emisor, para una carga de 100 MW y factor de potencia
de 0.8 en atraso que se encuentra conectada en el extremo receptor; utilizando los
modelos matemáticos para línea corta, media y larga.
Cálculo de la impedancia serie y de la admitancia en derivación de la línea de
transmisión para una longitud dada de 48 km. = ( + ) = (0.19068 + 0.4936)48 = 25.3992∠68.87° Ω
= 1 = 1− 302.216 ∗ 10 148 = 1.58826 × 10 s
Cálculo de la corriente, tensión y potencia en el extremo receptor de la línea.
= √3 = 69√3 = 39837.1685 = √3 = 1003(69 × 0.8) = 1045.92440∠ − 36.86°
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 151
= ∗ = (39837.1685)(1045.92440∠ − 36.86°) = 33.337651 + 24.994241
Modelo de línea corta = = 1 = = 0 = + = (1)(39.837110 ) + (25.3992∠68.87°)(1045.92440∠ − 36.86°) = 63933.61907∠12.72° = + = (1)(1045.92440∠ − 36.86°) = 1045.92440∠ − 36.86° = ∗ = (63933.61907∠12.72°)(1045.92440∠36.86°) = 66.869732 = 43.353912 + 50.911681
= = 0.6483 % = × 100% = 33.33743.353 × 100% = 76.89 %
% = | || | − × 100% = 63.9336 − 39.837139.8371 × 100% = 60.48 %
Modelo de línea media
= = 1 + 2 = 1 + ( 1.58826 × 10 )(25.3992∠68.87°)2 = 0.99811∠0.04° = = 25.3992∠68.87°
= 1 + 4 = ( 1.58826 × 10 ) 1 + ( 1.58826 × 10 )(25.3992∠68.87°)4
= 1.58876 × 10 ∠90.02° = + = (0.99811∠0.04°)(39.8371 × 10 ) + (25.3992∠68.87°)(1045.92440∠ − 36.86°)
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 152
= 63866.2953∠12.76° = + = (1.58876 × 10 ∠90.02)(39.8371 × 10 ) + (0.99811∠0.04°)(1045.92440∠ − 36.86°) = 1040.1650∠ − 36.54° = ∗ = (63866.2953∠12.76°)(1040.1650∠36.54° ) = 66.431485∠49.3° = 43.319865 + 50.363989
= = 43.31966.431 = 0.6520 % = × 100% = 33.33743.319 × 100% = 76.95 %
% = | || | − | || | × 100% = 63.9872 − 39.837139.8371 × 100% = 60.62 %
Modelo de línea larga = = cosh( ) = cosh(0.06351∠79.43°) = 0.99811∠0.04° = senh( ) = (399.8979∠ − 10.56°) senh(0.06351∠79.43°) = 25.3815∠68.88°
= 1 senh( ) = 1399.8979∠ − 10.56°senh(0.06351∠79.43°) = 1.58715 ∗ 10 ∠90.00°
= = 25.3992∠68.87°1.58826 × 10 = 399.8979∠ − 10.56°
= √ = (25.3992∠68.87°)( 1.58826 × 10 ) = 0.06351∠79.43° = + = (0.99811∠0.04°)(39.8371 ∗ 10 ) + (25.3815∠68.88°)(1045.92440∠ − 36.86°) = 63847.2895∠12.76° = + = (1.58715 × 10 ∠90.00°)(39.8371 × 10 ) +(0.99811∠0.04°)(1045.92440∠ − 36.86°)
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 153
= 1040.1706∠ − 36.54° = ∗ = (63847.2895∠12.76°)(1040.1706∠36.54° ) = 66.412073∠49.3° = 43.307207 + 50.349273
= = 43.30766.412 = 0.6520 % = × 100% = 33.33743.307 × 100% = 76.97 %
% = | || | − | || | × 100% = 63968.74 − 39.837139.8371 × 100 = 60.62 %
Se procede a realizar los cálculos de impedancia de secuencia cero con los
siguientes datos de los hilos de guarda.
= 7.80 Ω 11.609 = 4.8477 Ω
= 0.00255 0.3048 1 = 7.7724 × 10
Se calculan la distancia equivalente de conductores de fase a los hilos de
guarda.
. . =
= (3.3961)(3.3840)(6.7074)(6.7074)(3.3840)(3.3961) = 4.2558
Se calculan los RMG del grupo de conductores de fase y el grupo de hilos de
guarda.
( . ) = ( ) ( ) ( ) ( ) = (0.007406) (4.1) (4.1) (8.2) = 0.5824
( . ) = = (7.7724 × 10 )(4.08) = 0.0563
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 154
Se realiza el cálculo de las impedancias de secuencia cero conductor de fase,
hilo de guarda y mutua.
= + 0.5208 . .( . ) = 0.1906 + 0.5208 4.25580.5824
= 0.1906 + 0.4498 Ω
= 12 3 + 0.5208 . .( . ) = 12 (3 × 4.8477) + 0.5208 4.25580.0563
= 7.2705 + 0.9783 Ω
= 0.178 + 0.5208 . . = 0.178 + 0.5208 853.444.2558
= 0.178 + 1.1989 Ω
Se calcula la impedancia de secuencia cero total de la línea de transmisión.
= + +
= (0.1906 + 0.4498) + (7.2705 + 0.9783)(0.178 + 1.1989)(7.2705 + 0.9783) + (0.178 + 1.1989)
= 0.5270 + 1.5450 Ω
Los valores de impedancia en por unidad son.
. . = = 0.5270 + 1.5450 Ωkm 47.61 Ω = 0.0110 + 0.0324 . ./
. . = 0.0110 + 0.0324 . . (48 ) = 0.5313 + 1.5577 . . Donde la parte real representa la resistencia de secuencia cero en por unidad
y la parte imaginaria la reactancia de secuencia cero en por unidad, de la línea de
transmisión.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 155
C. CONDUCTORES E HILOS DE GUARDA UTILIZADOS EN LÍNEAS DE
TRANSMISIÓN, [3].
Rea
ctan
cia
por
cond
ucto
r 1
pie
de s
epar
ació
n, 6
0 H
z
Cap
aciti
va
X’ a
, MΩ
-mi
0.12
26
0.12
83
Rea
ctan
cia
por
cond
ucto
r 1
pie
de s
epar
ació
n, 6
0 H
z
Cap
aciti
va
X’ a
, MΩ
-mi
0.10
90
0.10
74
0.10
57
0.10
55
0.10
40
0.10
32
0.10
31
0.10
15
0.10
04
0.09
92
0.09
88
0.09
80
0.09
81
0.09
69
0.09
65
0.09
50
0.09
46
0.09
12
0.09
25
0.08
97
0.08
90
0.08
85
0.08
74
0.08
66
0.08
55
0.08
47
0.08
37
0.08
29
0.08
22
0.08
14
0.07
76
Indu
ctiv
a X
a, Ω
/mi
0.47
6
0.46
5
0.45
8
0.46
2
0.45
1
0.44
5
0.45
2
0.44
1
0.44
1
0.43
2
0.43
0
0.42
4
0.43
2
0.42
3
0.42
0
0.41
5
0.41
2
0.39
9
0.40
6
0.39
5
0.39
0
0.39
0
0.38
6
0.38
0
0.37
8
0.37
2
0.37
1
0.36
5
0.36
4
0.35
8
0.34
4
Indu
ctiv
a X
a, Ω
/mi
1.96
87
2.04
09 RM
G
DS, p
ie
0.01
98
0.02
17
0.02
29
0.02
22
0.02
43
0.02
55
0.02
41
0.02
64
0.02
64
0.02
84
0.02
89
0.03
04
0.02
84
0.03
06
0.03
14
0.03
27
0.03
35
0.03
73
0.03
52
0.03
86
0.04
02
0.04
02
0.04
15
0.04
36
0.04
44
0.04
66
0.04
70
0.04
94
0.04
98
0.05
23
0.05
86
Res
iste
ncia
CA
, 60
Hz
50°C
, Ω
/mi
0.37
31
0.37
92
0.33
72
0.30
37
0.30
06
0.29
87
0.25
72
0.25
51
0.21
48
0.21
34
0.21
20
0.21
07
0.18
43
0.18
32
0.18
26
0.16
03
0.15
96
0.12
84
0.13
02
0.10
92
0.10
82
0.10
11
0.09
41
0.09
37
0.08
32
0.08
21
0.07
46
0.07
35
0.06
78
0.06
67
0.05
15
RM
G, p
ie
0.00
497
0.00
255
20°C
, Ω
/mi
0.34
88
0.34
52
0.30
70
0.27
67
0.27
37
0.27
19
0.23
42
0.23
23
0.19
57
0.19
43
0.19
31
0.19
19
0.16
79
0.16
69
0.16
63
0.14
61
0.14
54
0.11
72
0.11
88
0.09
97
0.09
88
0.09
24
0.08
61
0.08
56
0.07
62
0.07
51
0.06
84
0.06
73
0.06
23
0.06
12
0.04
76
CD
, 20°
C,
Ω/1
,000
pi
e
0.06
46
0.06
40
0.05
69
0.05
12
0.05
07
0.05
04
0.04
33
0.04
30
0.03
61
0.03
59
0.03
57
0.03
55
0.03
09
0.03
08
0.03
07
0.02
69
0.02
68
0.02
15
0.02
17
0.01
81
0.01
80
0.01
67
0.01
55
0.01
55
0.01
36
0.01
35
0.01
21
0.01
20
0.01
09
0.01
08
0.00
80
Res
iste
ncia
C
A, 6
0 H
z,
50°C
Ω
/mi
6.60
00
7.80
00
Diá
met
ro
exte
rior,
pul
0.60
9
0.64
2
0.68
0
0.68
4
0.72
1
0.74
1
0.74
3
0.78
3
0.81
4
0.84
6
0.85
8
0.88
3
0.87
9
0.91
4
0.92
7
0.97
7
0.99
0
1.10
8
1.06
3
1.16
5
1.19
6
1.21
3
1.25
9
1.29
3
1.34
5
1.38
2
1.42
7
1.46
5
1.50
2
1.54
5
1.76
2
Diá
met
ro e
xter
ior,
pul
0.37
50
0.31
25 C
apas
de
al
umin
io
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4
Tre
nzad
o
AL/
St
18/1
26/7
26/7
18/1
26/7
30/7
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9
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9
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9
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9
84/1
9
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500
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500
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000
795,
000
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000
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000
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0
1,11
3,00
0
1,11
3,00
0
1,27
2,00
0
1,27
2,00
0
1,43
1,00
0
1,43
1,00
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1,59
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0
1,59
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 156
D. CÓDIGO FUENTE
Función PRINCIPAL %El siguiente programa realiza el cálculo de los parametros en secuencia %positiva y secuencia cero para líneas de transmisión de 400, 230, 115 y 69 %kV de acuerdo a la configuración y tipo de conductor elegido por el usuario %Ademas realiza el calculo de las caracteristicas de operacion de la linea %de transmision en ambos extremos, utilizando un modelo definido por el %usuario
fprintf('\nLos niveles de tension nominal para lineas de transmision: \n') fprintf('1. 400 kV\n') fprintf('2. 230 kV\n') fprintf('3. 115 kV\n') fprintf('4. 69 kV\n') a = input('\nIntroduzca el numero de la opcion deseada : '); long = input('\nIntroduzca la longitud en km de la linea de transmision a calcular : '); [Niveltension]=Tension(a); [r,c]=MENUSLINEAS(a); [DATOS]=datos(a); [clave] = configuraciones(a,c); [conductor] = conductores(a,r); [RMG,REXT,Resist]=tablaradios(a,r); [DSL,DSC]=Radiogeo(DATOS,c,RMG,REXT); [XL,XC,deq,R,ZBASE,XLPU,XCPU,RPU,BPU,Z,Y,GMDgr3togr1,GMDgr3togr2,GMRgrof3,GMRgrof2,Z0a,Z0g,Z0m,Z0total,R0PU,XL0PU]=CALCULOS(DATOS,DSL,DSC,c,Resist,long,Niveltension); modeloslineas(Z,Y,long,Niveltension,clave,conductor,XL,XC);
Función Tensión
%Esta funcion tiene como finalidad establecer el nivel de tension nominal definido %por el usuario function [Niveltension] = Tension(a); TENSIONESNOM = [400 230 115 69]; Niveltension = TENSIONESNOM(1,a); return;
Función MENUSLINEAS %Esta funcion realiza la eleccion del menu a desplegar de acuerdo a la %tension nominal elegida por el usuario function [r,c] = MENUSLINEAS(a); switch a case 1 [r,c]=MENU400; case 2 [r,c]=MENU230; case 3 [r,c]=MENU115; case 4 [r,c]=MENU69; end
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ANEXOS 157
Función datos %La función 'datos' tiene como finalidad realizar la lectura de los datos %necesarios para realizar los cálculos de parametros de secuencia positiva %y secuencia cero de la línea de transmisión de acuerdo a la configuración %utilizada y la tension nominal del sistema function [DATOS] = datos(a); %Tabla de datos de configuraciones de líneas de transmisión de 400 kV %Ncond Nguarda distcond Dab Dbc Dca Dag1 Dbg1 Dcg1 Dag2 Dbg2 Dcg2 distguard LINEAS400 = [ 2 2 0.45 10 10 20 9.2442 11.0885 18.9857 18.5868 10.8153 9.4059 13.30; %AH01 2 2 0.45 11.47 11.47 22.94 8.8640 11.1146 20.7754 20.3610 10.8079 9.0648 14.94; %AH02 2 2 0.45 12 12 24 8.9451 12.2562 22.5481 22.1311 11.9325 9.1096 17.40; %AH03 2 2 0.45 11.773 11.773 23.546 9.9288 9.4044 18.8551 17.6850 8.7201 10.7948 9.623; %AH04 2 2 0.45 12.65 12.65 25.30 9.0064 11.7926 23.0807 22.6607 11.7926 9.2017 17.40; %AH05 2 2 0.45 10 10 20 9.4837 10.6977 18.4103 18.0150 10.4423 9.6716 12.00; %AH06 2 2 0.45 8.25 8.25 16.5 8.8890 11.2414 17.9065 37.8716 29.9089 21.8367 35.58; %AH07 2 2 0.45 8.5160 8.5172 17.0332 8.0328 16.5143 25.0201 15.7139 21.1225 28.1292 12.80]; %AV08 LINEAS230 = [ 1 2 0 6.35 6.35 12.70 5.9259 7.0288 12.0140 12.0140 7.0288 5.9259 8.60; %9H01 1 2 0 6.5 6.5 13 5.9887 6.9904 12.0981 12.0981 6.9904 5.9887 8.50; %9H02 1 2 0 6.35 6.35 12.70 5.9259 7.0288 12.0140 12.0140 7.0288 5.9259 8.60; %9H03 1 2 0 6.5 6.5 13 5.6580 6.5125 11.7180 11.9914 6.9923 6.2042 8.10; %9H04 1 2 0 6.32 6.72 13.04 5.8260 7.0169 12.3745 12.3745 7.2728 5.8260 9.14; %9H05 1 2 0 6.32 6.32 12.64 5.5570 7.7428 12.9965 12.9965 7.7428 5.5570 10.92; %9H06 1 2 0 10 10 20 6.8252 8.0922 16.8637 17.2424 8.3904 6.5954 12.29; %9H07 1 2 0 7 7 14 5.8464 8.0610 13.9205 13.9205 8.0610 5.8464 11.40; %9H08 1 2 0 8 8 16 6.7779 8.3630 14.8977 14.8977 8.3630 6.7779 11.00; %9H09 1 2 0 6.52 6.52 13.04 5.8260 7.1432 12.3745 12.3745 7.1432 5.8260 9.14; %9H10 1 2 0 5.5 5.5 11 15.2925 9.8163 4.4000 16.3371 11.3755 7.2389 4.721; %9V01 1 2 0 6.5 5.34 11.84 21.1559 15.8650 9.4994 21.6731 16.5485 10.6015 2.84; %9V02 1 2 0 7.5 5.5 13 14.4642 9.0947 2.7772 15.2107 10.2404 5.4649 2.84; %9V03 1 2 0 5.5 5.5 11 15.2925 9.8163 4.4000 16.3371 11.3755 7.2389 4.721; %9V04 1 2 0 5.5 5.5 11 15.5217 10.0883 4.8087 19.0656 14.9782 12.0705 13.18; %9V05 1 2 0 6.45 6.45 12.9 22.8393 16.4048 9.9903 23.8680 17.8092 12.1595 5.72; %9V06 1 2 0 6 6 12 16.0702 10.1119 4.2720 17.8885 12.8062 8.9443 6.50; %9V07 1 2 0 7.5 7.5 15 19.3401 11.8401 4.3403 23.1591 17.3923 13.4589 12.79; %9V08 1 2 0 6 6 12 6.1612 12.0814 18.0544 10.4862 14.7635 19.9489 7.20; %9V09 1 2 0 5.9414 5.9 11.8207 17.3607 11.4246 5.5509 19.0392 13.5101 9.1001 6.50; %9V10 2 2 0.33 5.3724 4.18 9.5513 16.3407 10.9700 6.7900 18.8611 14.3631 11.4991 9.30; %9V11 1 2 0 5.3724 4.18 9.5513 16.3231 10.9512 6.7719 18.9443 14.4705 11.6329 9.30; %9V12 1 2 0 6.0613 5.0478 11.1091 33.3903 27.3575 22.3453 19.2183 24.4317 29.0259 9.80; %9V13 1 2 0 5.9335 5.88 11.8068 17.0047 11.0800 5.2000 19.1426 13.9042 9.8793 8.40; %9V14 1 2 0 0.4020 13.86 13.8258 19.0542 12.0900 5.2300 22.1086 16.2247 12.0177 10.82; %9V15 1 2 0 5.9419 5.92 11.8510 17.3913 11.4499 5.5937 17.3582 12.1244 8.4184 6.50; %9V16 1 1 0 8.4469 4.6457 7.8686 9.6393 11.9403 7.5042 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %9T01 1 2 0 6.3348 7.0214 13.1 18.1965 11.9500 5.2146 22.5014 18.8670 14.2265 14.60; %9T02 1 1 0 11.2969 11.5248 5.2 14.2077 16.1988 19.108 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %9T03 1 2 0 6.3348 6.7562 12.83 18.1865 11.9400 5.4668 22.5052 18.8761 14.3394 14.62]; %9T04 LINEAS115 = [ 1 2 0 4.01 4.01 8.02 2.8348 3.1113 6.5943 8.0817 5.6134 5.4649 4.42; %7H01 1 2 0 2.92 2.92 5.84 4.3103 4.3975 6.0951 6.0951 4.3975 4.3103 3.18; %7H02 1 2 0 3.6 3.6 7.2 3.6541 3.6541 6.2668 6.2668 3.6541 3.6541 3.60; %7H03 1 2 0 3.96 3.96 7.92 3.7460 3.7460 6.7377 6.7729 3.7673 3.7251 4.00; %7H04 1 2 0 4.72 4.72 9.44 3.9601 3.9601 7.7614 7.7614 3.9601 3.9601 4.72; %7H05 1 2 0 4.33 4.33 8.66 3.8470 3.8470 7.2317 7.2317 3.8470 3.8470 4.33; %7H06 1 2 0 4.12 4.12 8.24 3.7889 3.7889 4.9397 6.9502 3.7889 3.1981 4.12; %7H07 1 2 0 4.27 4.27 8.54 3.8302 3.8302 7.1510 7.1510 3.8302 3.8302 4.27; %7H08 1 2 0 4.3 4.3 8.6 3.8668 3.8108 7.1465 7.0571 3.7566 3.9246 4.10; %7H09 1 2 0 3.6 3.6 7.2 3.7835 3.5376 6.0527 6.8791 4.0450 3.3649 4.05; %7H10 1 1 0 3.6 3.6 7.2 5.1983 3.7500 5.1983 0.0000 0.0000 0.00000 0.00; %7H11 1 2 0 4.1 4.1 8.2 3.3901 3.3901 6.7166 6.7166 3.3901 3.3901 4.10; %7H12 1 2 0 4.15 4.15 8.30 3.8000 5.6269 9.1285 20.1810 16.1242 12.1306 19.82; %7H13 1 2 0 4.72 4.72 9.44 4.4732 4.4732 8.0353 8.0353 4.4732 4.4732 4.72; %7H14 1 2 0 6.50 6.50 13 10.7873 11.3739 15.0620 15.0620 11.3739 10.7873 8.50; %7H15 1 2 0 3.5 3.5 7 4.5000 5.7009 8.3217 8.6608 5.9548 4.5177 7.40; %7H16 1 2 0 3.24 3.24 6.48 4.0084 2.3600 4.0084 19.0000 19.2743 20.0746 0.00; %7H17 1 2 0 4 4 8 3.9446 3.9446 6.8964 6.8964 3.9446 3.9446 4.00; %7H18 1 1 0 2.9 2.9 5.8 10.0802 7.2924 4.6443 0.00000 0.0000 0.00000 0.00; %7V01 1 1 0 2.75 2.75 5.5 7.9958 5.3217 2.7987 0.00000 0.0000 0.00000 0.00; %7V02 1 2 0 2.16 3.16 5.32 8.7600 5.6000 3.4400 10.6178 8.2073 6.9162 6.00; %7V03 1 2 0 2 2 4 8.2748 6.4399 4.7405 9.6800 8.1672 6.9067 2.90; %7V04 1 2 0 5.5 5.5 11 14.3503 8.8814 3.5114 15.5862 10.7648 7.0235 5.00; %7V05 1 2 0 3.2 3.2 6.4 8.5147 5.3235 2.1587 9.9126 7.3553 5.5154 5.60; %7V06 1 2 0 4.13 4.13 8.26 9.4085 5.2700 1.2081 13.2936 11.1271 9.4689 9.80; %7V07 1 2 0 3.4 3.8 7.2 10.4620 7.0500 3.2882 12.9214 10.7384 8.2657 8.10; %7V08 1 2 0 3.2 3.75 6.95 10.4477 7.2200 3.5523 12.9682 11.1373 8.4640 8.48; %7V09 1 1 0 2.8 2.8 5.6 8.7321 6.0407 3.5228 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7V10 1 2 0 4 4 8 10.5948 6.9462 4.0311 10.0125 6.0208 2.0616 3.00; %7V11 1 2 0 3.8 3.8 7.6 11.4512 8.1492 4.8177 12.1246 9.1679 6.2519 1.80; %7V12 1 2 0 5.48 5.48 10.96 14.5239 9.0765 3.7259 16.0525 11.3632 7.7861 5.70; %7V13 1 2 0 3.8 3.4 7.2 10.3557 6.9403 3.1913 12.8742 10.8191 8.2879 8.24; %7V14 1 2 0 3.7 3.7 7.4 11.3204 7.6000 3.9319 13.6292 11.2539 8.7207 8.30; %7V15
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 158
1 1 0 2.5 2.5 5 7.8102 5.4083 3.1623 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7V16 1 1 0 2.5 2.5 5 7.8102 5.4083 3.1623 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7V17 1 1 0 6.51 6.51 4 10.4695 8.5796 6.7535 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7T01 1 1 0 8.44 8.44 4.5 11.1427 8.8438 6.8757 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7T02 1 1 0 6.13 6.13 4 10.6235 8.7166 6.8628 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7T03 1 1 0 7.75 7.5 4.3 10.4849 8.2142 6.3123 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7T04 1 2 0 6.13 6.13 4 7.7500 8.1672 3.7500 9.6800 5.7500 6.9067 5.80; %7T05 1 2 0 9.21 9.21 4.5 8.4977 10.8852 4.2002 12.7508 6.3659 9.7778 10.34; %7T06 1 1 0 2.9 3.2 4.31 4.3200 5.2031 3.1088 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7T07 1 1 0 7.49 7.49 4 7.0023 8.7801 5.3935 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7T08 1 1 0 4.08 2.86 4.98 3.6693 3.6693 6.2522 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7T09 1 1 0 10.20 7.84 9.55 10.3694 7.7733 6.2010 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7T10 1 1 0 4.6 8.13 8.13 11.0698 6.9561 9.1073 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7T11 1 1 0 9.51 9.51 6.22 14.5248 11.4237 8.6608 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7T12 1 1 0 3.93 3.56 7.40 11.3204 7.8000 3.9319 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7T13 1 2 0 3.93 3.56 7.40 11.3204 7.8000 3.9319 13.6292 11.3899 8.7207 8.30; %7T14 1 1 0 6.19 6.19 3.6 6.1581 4.6670 3.4643 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %7T15 1 1 0 7.9035 8.6021 4.54 9.1679 5.9752 5.4960 0.00000 0.00000 0.00000 0.00]; %7T16 LINEAS69 = [ 1 2 0.00 4.1 4.1 8.2 3.3961 3.3840 6.7074 6.7074 3.3840 3.3961 4.08; %6H01 1 2 0.00 2.8 2.81 5.61 3.2022 3.2022 5.1008 11.6128 8.9273 6.3328 9.85; %6H02 1 2 0.00 3.4 3.4 6.8 3.7612 3.8062 6.1601 6.1685 3.8108 3.7569 3.51; %6H03 1 2 0.00 5.25 5.25 10.5 5.5653 7.0434 11.1073 11.1073 7.0434 5.5653 8.80; %6H04 1 1 0.00 3.24 3.24 6.48 4.0084 2.3600 4.0084 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6H05 1 2 0.00 3.24 3.24 6.48 2.8625 2.8625 5.4027 5.4027 2.8625 2.8625 3.24; %6H06 1 2 0.00 2.50 2.50 5.00 2.1915 2.1915 4.1596 4.1596 2.1915 2.1915 2.50; %6H07 1 2 0.00 2.91 2.91 5.82 2.9150 2.7559 4.8610 4.8610 2.7559 2.9150 2.60; %6H08 1 2 0.00 3.00 3.00 6.00 3.0887 3.0887 5.2479 5.2479 3.0887 3.0887 3.00; %6H09 1 2 0.00 3.00 3.00 6.00 2.3431 2.3431 4.8466 4.8466 2.3431 2.3431 3.00; %6H10 1 2 0.00 3.20 3.20 6.40 1.8608 1.8608 4.8931 4.8931 1.8608 1.8608 3.20; %6H11 1 2 0.00 2.50 2.40 4.90 6.4049 4.0078 1.5207 8.3288 6.6640 5.5370 5.58; %6V01 1 2 0.00 2.44 2.44 4.88 7.4361 4.9990 2.5676 9.0574 7.1925 5.7736 5.48; %6V02 2 2 0.45 2.44 2.44 4.88 7.4084 4.9725 2.5445 8.8245 6.9075 5.4279 5.16; %6V03 1 1 0.00 2.5124 2.5124 5.00 6.7546 4.2500 1.7678 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6V04 1 2 0.00 2.5495 2.5124 5.0062 6.8546 4.3500 1.9164 8.2234 6.4778 4.6811 4.80; %6V05 1 1 0.00 2.05 2.05 4.10 8.8459 6.8097 4.7854 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6V06 1 2 0.00 2.50 2.50 5.00 6.7000 4.2000 1.7000 7.9612 6.0108 4.6239 4.30; %6V07 1 2 0.00 2.4875 2.4875 4.95 7.5000 5.0312 2.5500 8.6452 6.7789 4.9992 4.30; %6V08 1 2 0.00 3.80 3.40 7.20 11.1100 7.7100 3.9100 14.1791 11.7073 9.6387 8.81; %6V09 1 2 0.00 2.00 2.50 4.50 6.5000 4.0000 2.0000 7.9057 6.0208 4.9244 4.50; %6V10 1 1 0.00 2.25 2.25 4.50 6.8740 4.6840 2.5986 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6V14 1 2 0.00 2.50 2.50 5.00 6.7000 4.2000 1.7000 7.9612 6.0108 4.6239 4.30; %6V15 1 1 0.00 2.5495 2.5124 5.0062 6.8546 4.3500 1.9164 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6V16 1 1 0.00 3.9293 3.5440 7.20 10.1494 6.7000 3.0676 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6V17 1 1 0.00 2.50 2.50 5.00 6.7000 4.2000 1.7000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6V18 1 2 0.00 8.3569 3.8262 9.8358 10.4477 11.1373 8.4640 12.9682 7.2200 3.5523 8.48; %6T01 1 1 0.00 1.8930 1.8954 1.825 9.7994 7.9915 9.5490 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6T02 1 1 0.00 1.8930 1.8954 1.825 9.5400 7.9324 9.7130 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6T03 1 1 0.00 4.8373 4.8373 2.40 7.0214 4.7854 2.8320 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6T04 1 1 0.00 4.7539 3.60 4.7539 6.1098 7.8160 4.4777 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6T05 1 1 0.00 3.2889 2.2937 3.15 4.8231 2.0506 3.3457 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6T06 1 1 0.00 4.8877 4.8877 5.00 7.5961 3.1145 5.2393 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6T07 1 1 0.00 3.9648 3.9648 3.80 4.9649 6.7772 3.2542 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6T08 1 1 0.00 2.1023 2.1023 3.80 5.3759 3.4000 1.7493 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6T09 1 1 0.00 2.6518 2.6518 3.80 6.6157 4.7401 2.9030 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6T10 1 1 0.00 3.1468 3.1468 4.50 6.8456 2.5223 4.6232 0.00000 0.00000 0.00000 0.00; %6T11 1 2 0.00 3.8327 3.4365 7.20 9.8078 6.4009 2.6291 12.4693 10.4098 8.1366 8.10; %6T12 1 1 0.00 3.5510 3.5510 3.80 8.8284 5.1245 6.9635 0.00000 0.00000 0.00000 0.00]; %6T13
switch a case 1 DATOS=LINEAS400; case 2 DATOS=LINEAS230; case 3 DATOS=LINEAS115; case 4 DATOS=LINEAS69; end return;
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ANEXOS 159
Función MENU400 %Esta funcion permite elegir al usuario una opcion de los menus de configuraciones y conductores para una %tension nominal de 400kv function[r,c] = MENU400(); fprintf('Las configuraciones utilizadas por este programa para una tensión de 400 kV son (Ver Anexo): \n') fprintf('1. AH01\n') fprintf('2. AH02\n') fprintf('3. AH03\n') fprintf('4. AH04\n') fprintf('5. AH05\n') fprintf('6. AH06\n') fprintf('7. AH07\n') fprintf('8. AV08\n') c = input('\nIntroduzca el número de la configuración que desea utilizar: '); fprintf('\nLos conductores preferentes para una tensión de 400 kV son: \n') fprintf('1. Bluejay\n') fprintf('2. Finch\n') r = input('\nIntroduce el número del conductor de tu preferencia: '); return;
Función tablaradios %El propósito de esta función es realizar la selección del %RMG y radio exterior de acuerdo al tipo de conductor utilizado en %la línea de transmisión a calcular function [RMG,REXT,Resist] = tablaradios(a,r); %Tabla de valores de Radio Medio Geomètrico y Radio Exterior para %conductores utilizados en líneas de 400, 230, 115, 69 kV %REXT %RMG %R20ºC CONDUCTORES400 = [ 0.01598 0.01264 0.05351; %Bluejay 0.01642 0.01328 0.05320;]; %Finch CONDUCTORES230 = [ 0.01598 0.01264 0.05351; %Bluejay 0.01642 0.01328 0.05320; %Finch 0.01479 0.01176 0.06196; %Rail 0.01518 0.01225 0.06140; %Cardinal 0.01407 0.01136 0.07284; %Drake 0.01350 0.01072 0.07383]; %Tern CONDUCTORES115 = [ 0.01407 0.01136 0.07284; %Drake 0.01350 0.01072 0.07383; %Tern 0.01033 0.00804 0.02243; %Pelican 0.01074 0.00865 0.02231; %Flicker 0.01089 0.00880 0.02218; %Hawk 0.01121 0.00926 0.02206; %Hen 0.00868 0.00676 0.17197; %Merlin 0.00915 0.00740 0.17010; %Linnet 0.00941 0.00777 0.16898; %Oriole 0.00773 0.00603 0.21678; %Waxwing 0.00815 0.00661 0.21454]; %Partridge CONDUCTORES69 = [ 0.01033 0.00804 0.02243; %Pelican 0.01074 0.00865 0.02231; %Flicker 0.01089 0.00880 0.02218; %Hawk 0.01121 0.00926 0.02206; %Hen 0.00868 0.00676 0.17197; %Merlin 0.00915 0.00740 0.17010; %Linnet 0.00941 0.00777 0.16898; %Oriole 0.00773 0.00603 0.21678; %Waxwing 0.00815 0.00661 0.21454]; %Partridge
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ANEXOS 160
switch a case 1 RMG=CONDUCTORES400(r,2); REXT=CONDUCTORES400(r,1); Resist=CONDUCTORES400(r,3); case 2 RMG=CONDUCTORES230(r,2); REXT=CONDUCTORES230(r,1); Resist=CONDUCTORES230(r,3); case 3 RMG=CONDUCTORES115(r,2); REXT=CONDUCTORES115(r,1); Resist=CONDUCTORES115(r,3); case 4 RMG=CONDUCTORES69(r,2); REXT=CONDUCTORES69(r,1); Resist=CONDUCTORES69(r,3); end return;
Función Radiogeo %Esta función realiza el cálculo de RMG equivalente , así como del radio %exterior equivalente para líneas de transmisión que cuentan con uno o dos %conductores por fase function [DSL,DSC] = Radiogeo(DATOS,c,RMG,REXT); if(DATOS(c,1)==1) DSL=RMG; DSC=REXT; end if(DATOS(c,1)==2) DSL=sqrt(RMG*DATOS(c,3)); DSC=sqrt(REXT*DATOS(c,3)); end return;
Función CALCULOS %La función 'CALCULOS' realiza las operaciones necesarias para la obtencion %de los parametros de resistencia, inductancia y susceptancia en secuencia %positiva y los parametros de resistencia y reactancia en secuencia cero function [XL,XC,deq,R,ZBASE,XLPU,XCPU,RPU,BPU,Z,Y,GMDgr3togr1,GMDgr3togr2,GMRgrof3,GMRgrof2,Z0a,Z0g,Z0m,Z0total,R0PU,XL0PU] = CALCULOS(DATOS,DSL,DSC,c,Resist,long,Niveltension); %secuencia positiva deq=((DATOS(c,4)*DATOS(c,5)*DATOS(c,6))^(1/3)); XL=(2*pi*60*(2*10^-7)*log(deq/DSL))*1000; XC=((1/(2*pi*60*(((8.85*10^-12)*2*pi)/(log(deq/DSC)))))/1000); R=((Resist*(278.1/248.1))/DATOS(c,1)); ZBASE=(Niveltension^2)/100; XLPU=(XL*long)/ZBASE; XCPU=(XC/long)/ZBASE; RPU=(R*long)/ZBASE; BPU=(1/XCPU); Z=(R+(XL*i)); Y=1/(XC*(-i)); %secuencia cero if (DATOS(c,2)==2) GMDgr3togr2=((DATOS(c,7)*DATOS(c,8)*DATOS(c,9)*DATOS(c,10)*DATOS(c,11)*DATOS(c,12))^(1/6)); GMRgrof3=((((DSL)^3)*((DATOS(c,4))^2)*((DATOS(c,5))^2)*((DATOS(c,6))^2))^(1/9)); GMRgrof2=(sqrt((7.7724e-4)*DATOS(c,13))); Z0a=(R*DATOS(c,1))+(0.5208*(log10(GMDgr3togr2/GMRgrof3)))*i;
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ANEXOS 161
Z0g=((3*(4.847))/2)+(0.5208*(log10(GMDgr3togr2/GMRgrof2)))*i; Z0m=(0.178)+(0.5208*(log10(853.44/GMDgr3togr2)))*i; Z0total=Z0a+((Z0g*Z0m)/(Z0g+Z0m)); R0PU=((real(Z0total))*long)/ZBASE; XL0PU=((imag(Z0total))*long)/ZBASE; GMDgr3togr1=0; end if (DATOS(c,2)==1) GMDgr3togr1=((DATOS(c,7)*DATOS(c,8)*DATOS(c,9))^(1/3)); GMRgrof3=((((DSL)^3)*((DATOS(c,4))^2)*((DATOS(c,5))^2)*((DATOS(c,6))^2))^(1/9)); Z0a=(R*DATOS(c,1))+(0.5208*(log10(GMDgr3togr1/GMRgrof3)))*i; Z0g=(3*(4.847))+(0.5208*(log10(GMDgr3togr1/7.7724e-4)))*i; Z0m=(0.178)+(0.5208*(log10(853.44/GMDgr3togr1)))*i; Z0total=Z0a+((Z0g*Z0m)/(Z0g+Z0m)); R0PU=((real(Z0total))*long)/ZBASE; XL0PU=((imag(Z0total))*long)/ZBASE; GMDgr3togr2=0; GMRgrof2=0; end fprintf('\n') disp(['El valor de la reactancia inductiva es: ',num2str(XL,'%1.5f'),' ohms/km']); fprintf('\n') disp(['El valor de la reactancia capacitiva es: ',num2str(XC,'%10.4e'), ' ohms-km']); fprintf('\n') disp(['El valor de la resistencia es: ',num2str(R,'%1.5f'),' ohms/km']); fprintf('\n') disp(['El valor de la reactancia inductiva en por unidad es: ',num2str(XLPU,'%1.5f'),' p.u.']); fprintf('\n') disp(['El valor de la reactancia capacitiva en por unidad es: ',num2str(XCPU,'%10.4e'), ' p.u.']); fprintf('\n') disp(['El valor de la susceptancia en por unidad es: ',num2str(BPU,'%1.5f'),' p.u.']); fprintf('\n') disp(['El valor de la resistencia en por unidad es: ',num2str(RPU,'%1.5f'),' p.u.']); fprintf('\n') disp(['El valor de la impedancia serie de la línea es: ',num2str(Z,'%1.5f'),' ohms/km']); fprintf('\n') disp(['El valor de la admitancia en derivacion de la linea es: ',num2str(Y,'%10.4e'), ' siemens/km']); fprintf('\n') disp(['El valor de la impedancia de secuencia cero de la linea es: ',num2str(Z0total,'%1.5f'), ' ohms/km']); fprintf('\n') disp(['El valor de la resistencia de secuencia cero en por unidad de la linea es: ',num2str(R0PU,'%10.4e'), ' ohms']); fprintf('\n') disp(['El valor de la reactancia inductiva de secuencia cero en por unidad de la linea es: ',num2str(XL0PU,'%10.4e'), ' ohms']); return;
Función modeloslineas
%Esta funcion tiene como finalidad permitir al usuario la eleccion del %modelo de lineas de transmision a usar para determinar las caracteristicas %de operacion function [] = modeloslineas(Z,Y,long,Niveltension,clave,conductor,XL,XC) fprintf('\n'); fprintf('\nLos modelos de representacion de lineas de transmision son : \n') fprintf('\n1. Modelo de linea corta') fprintf('\n2. Modelo de linea media (Circuito Pi)') fprintf('\n3. Modelo de linea larga (Ecuaciones hiperbolicas)') fprintf('\n'); modelo = input('Selecciona una opcion '); switch modelo case 1 [vrl,fpr,z,y,l,prlmin,prlmax,imax,fp]=datoscorta(Z,Y,long,Niveltension); lineacorta(vrl,fpr,z,y,l,prlmin,prlmax,imax,fp,Niveltension,long,clave,conductor); case 2 [vrl,fpr,z,y,l,prlmin,prlmax,imax,fp]=datospi(Z,Y,long,Niveltension); lineapi(vrl,fpr,z,y,l,prlmin,prlmax,imax,fp,Niveltension,long,clave,conductor); case 3
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ANEXOS 162
[vrl,fpr,z,y,prlmin,prlmax,imax,fp,l,L,Ca]=datoshi(Z,Y,long,Niveltension,XL,XC); lineahi(vrl,fpr,z,y,prlmin,prlmax,imax,fp,Niveltension,l,clave,conductor,L,Ca); end return
Función datoshi % Esta funcion define los datos necesarios para la simulacion de % una linea de transmision de longitud larga. % % En donde: % vrl: voltaje trifasico en el extremo receptor, V. % prl: potencia activa trifasica en el extrmo receptor, VA. % fpr: factor de potencia en el extremo receptor. % z: impedancia en serie de la linea, ohms/Km. % y: admitancia en paralelo de la linea, S/Km. % l: longitud de la linea, Km. %function [vrl,fpr,z,y,l,prlmin,prlmax,imax,fp,lmin,lmax,deltal] = datoshi; function [vrl,fpr,z,y,prlmin,prlmax,imax,fp,l,L,Ca] = datoshi(Z,Y,long,Niveltension,XL,XC) % Datos en el extremo receptor de la linea. vrl = (Niveltension)*10^3 + j*0.0; prlmin = 0.0; fprintf('\n'); prlmax = input('Ingresa el valor de la carga instalada en el extremo receptor de la linea en MW: '); prlmax = prlmax*10^6; fprintf('\n'); fpr = input('Ingresa el valor del factor de potencia con signo de atraso o adelanto de la carga conectada en el extremo receptor de la linea: '); fprintf('\n'); %prlmax = sqrt(prlmax); imax = 50; if (fpr<0) fp=1; else fp = -1; end %Parametros de la linea. z = Z; y = Y; l= long; L=(XL)/(2*pi*60); Ca=1/(2*pi*60*XC); %deltal = 100.0; return;
Función lineahi % Esta funcion realiza el Calculo del voltaje, corriente, potencia, factor % de potencia, regulacion y eficiencia de una linea de transmision de % longitud larga function [] = lineahi(vrl,fpr,z,y,prlmin,prlmax,imax,fp,Niveltension,l,clave,conductor,L,Ca) % Arreglos [deltaprl,vrn] = condinichi(prlmin,prlmax,vrl,imax); %[prl,prn,ic,tetha,irn,vrnv,vrnc,vsn,isn,ssn,psn,qsn,fpsn,reg,n,x,long,zl,yl] = arregloshi(imax,imaxl,deltal); [zl,yl,alpha,zo,A,B,C,D,ic,tetha,irn,prl,prn,vsn,isn,ssn,psn,qsn,fps,vrnv,vrnc,reg,n,x,Vsev,Vssil,isil,beta,zc,Asp,Bsp] = arregloshi(imax); i = 1; potencia = prlmin; while(i <= imax + 1); %Calculo de constantes ABCD [zl,yl,l,A,B,C,D,zo,i,beta,zc,Asp,Bsp] = abcdhi(z,y,zl,yl,l,A,B,C,D,zo,i,L,Ca,beta,zc,Asp,Bsp);
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ANEXOS 163
%Calculo de potencia y corriente en el extremo receptor [prl,prn,irn,tetha,i] = irhi(prl,prn,irn,tetha,prlmin,vrl,fpr,deltaprl,fp,potencia,i); %Calculo de voltaje y corriente en el extremo emisor. [vsn,isn,ssn,psn,qsn,fps,i,isil,zc] = vsishi(A,B,C,D,vrn,irn,vsn,isn,ssn,psn,qsn,fps,i,isil,zc); %Calculo del porciento de regulacion. [vrnv,vrnc,reg,n,i] = regulahi(vsn,A,vrn,prn,psn,reg,n,i); x(i) = prn(i); potencia = potencia + deltaprl; i = i + 1; end j=imax+1; p=i-1; k=imax+2; while(j>=1); [Vsev,j]=perfilvacio(vsn,j,p,Vsev,A,B,irn,k); [Vssil,j]=perfilsil(vrn,j,p,Asp,Bsp,isil,k,Vssil); j=j-1; end A; B; C; D; vsn; irn; z = abs(vsn); l; prn; % Graficas y archivo de salida. [h1,h2,h3,h4] = graficashi(vsn,isn,psn,qsn,fps,reg,n,vrl,irn,prn,tetha,fpr,x,fp,Niveltension,l,clave,conductor,imax,Vsev,Vssil);
Función condinichi %Esta funcion se encarga de establecer las condiciones iniciales para una %linea de longitud larga, tales como la tension de fase en el extremo %receptor y los incrementos para los cuales se realizaran las %operaciones %function [deltaprl,vrn,imaxl,l] = condinichi(prlmin,prlmax,vrl,imax,lmax,lmin,deltal); function [deltaprl,vrn] = condinichi(prlmin,prlmax,vrl,imax) deltaprl = ((sqrt(prlmax) - sqrt(prlmin))/imax); vrn = (vrl/sqrt(3) + j*0.0); return;
Función arregloshi %Esta funcion se encarga de crear las matrices donde se almacenaran los %datos calculados e inicializarlas con valores de cero function [zl,yl,alpha,zo,A,B,C,D,ic,tetha,irn,prl,prn,vsn,isn,ssn,psn,qsn,fps,vrnv,vrnc,reg,n,x,Vsev,Vssil,isil,beta,zc,Asp,Bsp] = arregloshi(imax) %zl = zeros(imaxl + 1,imax + 1); zl = zeros(1,imax + 1); yl = zeros(1,imax + 1); alpha = zeros(1,imax + 1); zo = zeros(1,imax + 1); A = zeros(1,imax + 1); B = zeros(1,imax + 1); C = zeros(1,imax + 1); D = zeros(1,imax + 1); prl = zeros(1,imax+1); prn = zeros(1,imax+1); ic = zeros(1,imax + 1); tetha = zeros(1,imax + 1);
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ANEXOS 164
irn = zeros(1,imax + 1); isn = zeros(1,imax + 1); vsn = zeros(1,imax + 1); ssn = zeros(1,imax + 1); psn = zeros(1,imax + 1); qsn = zeros(1,imax + 1); fps = zeros(1,imax + 1); vrnv = zeros(1,imax + 1); vrnc = zeros(1,imax + 1); reg = zeros(1,imax + 1); n = zeros(1,imax + 1); Vsev=zeros(1,imax+1); isil=zeros(1,imax+1); Vssil=zeros(1,imax+1); beta=zeros(1,imax+1); zc=zeros(1,imax+1); Asp=zeros(1,imax+1); Bsp=zeros(1,imax+1); %iys = zeros(1,imax+1); %iz = zeros(1,imax+1); %vz = zeros(1,imax+1); %iyr = zeros(1,imax+1); %sl = zeros(1,imax+1); %pl = zeros(1,imax+1); %ql = zeros(1,imax+1); x = zeros(1,imax+1); return;
Función abcdhi %Esta funcion tiene como finalidad realizar el calculo de las constantes %generalizadas para una linea de transmision de longitud larga function [zl,yl,l,A,B,C,D,zo,i,beta,zc,Asp,Bsp] = abcdhi(z,y,zl,yl,l,A,B,C,D,zo,i,L,Ca,beta,zc,Asp,Bsp) zl(i) = z; %*long(j) yl(i) = y; %*long(j) alpha(i) = (sqrt(zl(i)*yl(i)))*l; beta(i)=((2*pi*60)*(sqrt(L*Ca))/l); if(abs(yl(i)) == 0.0); zo(i) = 0.0; else zo(i) = sqrt(zl(i)/yl(i)); end if(Ca==0.0); zc(i)=0.0; else zc(i)=sqrt(L/Ca); end A(i) = cosh(alpha(i)); Asp(i)= cos(beta(i)*(pi/180)); B(i) = zo(i)*sinh(alpha(i)); Bsp(i)=zc(i)*sin(beta(i)*(pi/180)); if(abs(zo(i)) == 0.0); C(i) = 0.0; else C(i) = (1.0/zo(i))*sinh(alpha(i)); end D(i) = A(i);
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ANEXOS 165
return;
Función irhi %Esta funcion tiene como finalidad realizar el calculo de la corriente y %potencia en el extremo receptor de una linea de transmision de longitud %larga function [prl,prn,irn,tetha,i] = irhi(prl,prn,irn,tetha,prlmin,vrl,fpr,deltaprl,fp,potencia,i) prl(i) = (potencia)^2; prn(i) = prl(i)/3; ic(i) = (prl(i)/(sqrt(3)*vrl*fpr*fp)); tetha(i) = acos(fpr)*fp; irn(i) = polarecta(ic(i),tetha(i)); return;
Función vsishi %Esta funcion tiene como finalidad realizar el calculo de la tension, %corriente, potencia y factor de potencia en el extremo emisor para una %linea de transmision de longitud larga function [vsn,isn,ssn,psn,qsn,fps,i,isil,zc] = vsishi(A,B,C,D,vrn,irn,vsn,isn,ssn,psn,qsn,fps,i,isil,zc) vsn(i) = A(i)*vrn + B(i)*irn(i); isn(i) = C(i)*vrn + D(i)*irn(i); ssn(i) = vsn(i)*conj(isn(i)); psn(i) = real(ssn(i)); qsn(i) = imag(ssn(i)); isil(i)=((vrn)/zc(i)); if(abs(psn(i)) == 0.0); fps(i) = 0.0; else fps(i) = (abs(psn(i))/abs(ssn(i))); end return;
Función regulahi %Esta funcion realiza el calculo de la regulacion de tension y la %eficiencia para una linea de transmision de longitud larga %function [vrnv,vrnc,reg,n,iys,iz,iyr,sl,pl,ql] = regulahi(vsn,A,vrn,prn,psn,y,isn,irn,z,imax); function [vrnv,vrnc,reg,n,i] = regulahi(vsn,A,vrn,prn,psn,reg,n,i) %i = 1; %while(i <= imax+1) vrnv(i) = abs(vsn(i)); vrnv(i) = vrnv(i)/abs(A(i)); vrnc(i) = abs(vrn); reg(i) = ((vrnv(i) - vrnc(i))/vrnc(i))*100; if((psn(i)) == 0.0); n(i) = 0.0; else n(i) = (prn(i)/psn(i))*100; end % iys(i) = (y/2)*vsn(i); % iz(i) = isn(i) - iys(i); % iyr(i) = iz(i) - irn(i); % vz(i) = iz(i)*z;
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ANEXOS 166
% sl(i) = vz(i)*(conj(iz(i))); % pl(i) = real(sl(i)); % ql(i) = imag(sl(i)); % i = i + 1; %end return;
Función perfilvacio %Esta funcion realiza el calculo del perfil de tension en vacio function[Vsev,j]=perfilvacio(vsn,j,p,Vsev,A,B,irn,k); k=k-j; Vsev(k)=((vsn(p))-(irn(j)*B(p)))/(A(p)); return;
Función perfilsil %Esta funcion realiza el calculo de persil de tension cuando se conecta la %carga SIL function [Vssil,j]=perfilsil(vrn,j,p,Asp,Bsp,isil,k,Vssil); k=k-j; Vssil(k)=Asp(p)*vrn + Bsp(p)*isil(p); return;
Función graficashi %Esta funcion tiene como finalidad crear el archivo de salida donde se %imprimiran los datos de operacion en ambos extremos de una linea de transmision de longitud %larga, asi como la graficacion de la tension contra la carga, la %eficiencia y la regulacion function [h1,h2,h3,h4,h5] = graficashi(vsn,isn,psn,qsn,fps,reg,n,vrl,irn,prn,tetha,fpr,x,fp,Niveltension,l,clave,conductor,imax,Vsev,Vssil); plot(prn,real(vsn)) xlabel('Prn potencia extremo receptor de la línea (W)'); ylabel('Vsn tensión extremo emisor de la linea (V)'); grid on; %plot(long,real(vsn)) %grid on; h1 = figure; h1 = plot(x,reg); xlabel('Prn potencia extremo receptor de la línea (W)'); ylabel('Reg regulación (%)'); grid on; h2 = figure; h2 = plot(x,n); xlabel('Prn potencia extremo receptor de la línea (W)'); ylabel('n eficiencia (%)'); grid on; h3=figure; h3=plot(prn,abs(Vsev)); grid on; hold on; h4=plot(prn,abs(Vssil)); hold off; fid = fopen('salida.txt','wt'); fprintf(fid,'Archivo de salida de una linea de transmision larga'); fprintf(fid,'a partir del modelo exacto.\n');
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ANEXOS 167
fprintf(fid,'\n'); fprintf(fid,'\n'); fprintf(fid,'Datos Iniciales\n'); fprintf(fid,'\n'); fprintf(fid,'Nivel de tensión = %0d kV',Niveltension); fprintf(fid,'\n'); fprintf(fid,'Longitud = %0d km',l); fprintf(fid,'\n'); fprintf(fid,'Configuracion %4s',clave); fprintf(fid,'\n'); fprintf(fid,'Conductor %9s',conductor); fprintf(fid,'\n'); fprintf(fid,'\n'); fprintf(fid,'Variables en el extremo emisor\n'); fprintf(fid,'\n'); fprintf(fid,' Vs /_ Is /_ Ps Qs FPs Reg n\n'); fprintf(fid,'\n'); for i=1:imax+1; fprintf(fid,'%15.10f %15.10f %15.10f %15.10f %15.10f %15.10f %15.10f %15.10f %15.10f\n',abs(vsn(i)),(angle(vsn(i))*180/3.1416),abs(isn(i)),(angle(isn(i))*180/3.1416),psn(i),qsn(i),fps(i),reg(i),n(i)); end fprintf(fid,'\n'); fprintf(fid,'Variables en el extremo recepetor\n'); fprintf(fid,'\n'); fprintf(fid,' Vr /_ Ir /_ Pr Qr FPr\n'); fprintf(fid,'\n'); for i=1:imax+1; fprintf(fid,'%15.10f %15.10f %15.10f %15.10f %15.10f %15.10f %15.10f \n',(vrl/sqrt(3)),i-i,abs(irn(i)),(angle(irn(i))*180/3.1416),prn(i),(prn(i)*tan(fp*tetha(i))),(fpr)); end fclose(fid); return;
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ANEXOS 168
E. LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO S
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309
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519
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0.00
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196
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Long
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0
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0
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
ANEXOS 169
S
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Parámetros de Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica
REFERENCIAS 176
REFERENCIAS
[1] Kothari, D.P.: Sistemas Eléctricos de Potencia, 3ª Edición, McGraw-Hill,
México, 2008.
[2] Miller, T.J.E.: Reactive Power Control in Electric Systems, John Wiley &
Sons, Estados Unidos, 1982.
[3] Stevenson, William D.: Análisis de Sistemas Eléctricos de Potencia, 2ª Edición, McGraw-Hill, México, 1985.
[4] Glover, J. Duncan: Sistemas de Potencia: Análisis y Diseño, 3ª
Edición, Ciencias e Ingenierías.
[5] Weddy, B.M.: Sistemas Eléctricos de Gran Potencia, Reverté
[6] Blackburn, J. Lewis: Symmetrical Components for Power Systems Engineering, Marcel Dekker, Inc.
[7] Sadat, Haadi: Power System Analysis, McGraw-Hill
[8] Anderson, Paul M.: Analysis of Faulted Power Systems, Wiley
Interscience, IEEE PRESS Power Systems Engineering Series