línea de transmisión equivalente tulcán - quito
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7/24/2019 Lnea de transmisin equivalente Tulcn - Quito
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1. LNEA DE TRANSMISIN TULCNQUITO
1.1Distancia Terrestre de Tulcn a Quito: 240km
1.2
Lneas de transmisin existentes
Las lneas de transmisin segn la Corporacin Elctrica del Ecuador, CELEC EP TRANSELECTRIC
(2010), que existen entre los sectores comprendidos desde Tulcn hasta Quito son:
Lneas existentes, 230KV
NombreCircuito
No.
Tipo Long. Vnom Inom Snom R+ X+
Conductor km kV kA MVA Ohm Ohm
L/T Santa Rosa - Pomasqui 1 1200 ACAR 46,00 230 0,833 332,0 2,5 22,8
L/T Santa Rosa - Pomasqui 2 1200 ACAR 46,00 230 0,833 332,0 2,5 22,8
Lneas existentes, 138KV
L/T Santa Rosa - Selva Alegre 1 636 KCM 25,00 138 0,556 133,0 2,5 12,2
L/T Santa Rosa - E. Espejo 1 636 KCM 9,50 138 0,556 133,0 1,0 4,6
L/T E. Espejo - Chilibulo 1 636 KCM 9,00 138 0,556 133,0 0,9 4,4L/T Chilibulo - Selva Alegre 1 636 KCM 9,00 138 0,556 133,0 0,9 4,4
L/T Selva Alegre - Pomasqui EEQ 1 636 KCM 18,00 138 0,556 133,0 1,8 8,8
L/T Pomasqui - Pomasqui EEQ 1 636 KCM 3,00 138 0,720 172,1 0,3 1,5
L/T Selva Alegre - SE 19 1 636 KCM 8,50 138 0,556 133,0 0,9 4,1
L/T SE 19 - Pomasqui 1 636 KCM 17,50 138 0,720 172,1 1,8 8,5
L/T Pomasqui EEQ - S/E 18_Cristiania 1 636 KCM 6,00 138 0,720 172,1 0,6 2,9
L/T Santa Rosa - El Carmen 1 397.5 KCM 29,30 138 0,416 99,5 4,7 14,8
L/T Santa Rosa - Conocoto 1 477 KCM 12,00 138 0,469 112,0 1,6 6,0
L/T Conocoto - San Rafael 1 477 KCM 15,50 138 0,469 112,0 2,1 7,7
L/T San Rafael - Vicentina 1 477 KCM 15,00 138 0,469 112,0 2,0 7,5
L/T Vicentina - Pomasqui 1 477 KCM 20,70 138 0,469 112,0 2,8 10,3
L/T Vicentina - Kennedy 1 477 KCM 12,50 138 0,469 112,0 1,7 6,2
L/T Kennedy - Pomasqui 1 477 KCM 14,70 138 0,469 112,0 2,0 7,3
L/T Vicentina - Guangopolo 1 477 KCM 7,00 138 0,469 112,0 0,9 3,5
L/T Pomasqui - Ibarra 1 477 KCM 60,50 138 0,469 112,0 8,2 30,1
L/T Pomasqui - Ibarra 2 477 KCM 60,50 138 0,469 112,0 8,2 30,1
L/T Ibarra - Tulcan 1 477 KCM 74,48 138 0,469 112,0 10,1 37,0
1.3Clculo de la impedancia de la lnea de transmisin utilizada en nuestro sistema TulcnQuito
Para determinar la impedancia de la lnea de transmisin usada en nuestro sistema, se establecern las
caractersticas elctricas de la lnea, que comprenden el nivel de tensin y la potencia mxima de transmisin,
a fin de seleccionar un conductor apropiado, y en base a esto, calcular el valor de impedancia.
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1.3.1 Caractersticas elctricas de la lnea TulcnQuito
Estas caractersticas que constituyen los datos para el clculo de los parmetros de la impedancia de las
lneas del sistema simplificado planteado son obtenidos a partir de los datos reales, considerando slo las
lneas especificadas en el apartado anterior, con un valor de potencia mxima de transmisin igual al total
de las potencias individuales de transmisin de las lneas ya mencionadas y dems consideraciones
especificadas a continuacin.
Se procede a calcular la corriente de lnea considerando los siguientes datos. Se realiza el clculo con las
siguientes ecuaciones tomadas del libro de Sistemas de Potencia de Duncan Glover.
1.3.1.1 Verificacin de la potencia mxima de transmisin por circuito para la lnea con las
consideraciones establecidas en trabajos previos
332MVA circuito Santa Rosa Pomasqui112MVA circuito Pomasqui Ibarra
112MVA circuito Ibarra Tulcn
De donde:
o Corriente de lnea = 1517, 045 A
Para este valor de potencia de transmisin de la lnea de nuestro sistema equivalente (que fue
considerado para el proyecto anterior) se obtienen valores de corriente de lnea exageradamente
altos, lo cual imposibilita la seleccin de un conductor que soporte esta capacidad de corriente.
Para solucionar este problema, hemos escogido un valor de potencia ms acorde entre los
circuitos existentes para el diseo de nuestra lnea, a fin de poder seleccionar un conductor
adecuado.
o Potencia mxima de transmisin de la lnea por circuito (terna) =Con este valor de potencia, correspondiente al valor de potencia de los circuitos existentes a nivel
de 138 kV, procedemos a calcular los parmetros de la lnea para ser utilizados en nuestro
estudio. El conductor considerado ser de tipo ACSR, por ser el ms utilizado en los sistemas de
transmisin, y la lnea ser diseada a doble circuito.
1.3.1.2 Clculo del calibre del conductor de la lnea TulcnQuito:
o Potencia mxima de transmisin de la lnea por circuito (terna) = 112MVA
o Voltaje de transmisin de la lnea = 230 KV
o Capacidad de corriente de la lnea:
= 3 =112 10
230 0,92 3 = , Con la corriente obtenida se procede a observar la tabla de calibres de conductores ACSR,
tomada de la pgina web de ELECTROCABLES para verificar qu calibre de conductor es
el adecuado para la corriente calculada:
Calibre por corriente: PIGEON 3/0 AWG315 A
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Ahora calculamos el calibre del conductor por tensin, considerando la tensin de lnea
que es 230kV, la corriente de lnea que calculamos anteriormente que resulto de
305,59A, la longitud total de la lnea que es 230 km y la cada de tensin mxima en la
lnea delta v (v), que ser del 3%, variacin menor a la permitida equivalente al 5% en
la calidad del servicio elctrico del Ecuador segn el CONECLEC regulacin N 004/01
o Variacin de tensin mxima propuesta Vmx=3%o Longitud de la lnea = 230 Km
o Cada de tensin mxima:
= %100% =230 3%
100% = 6900
o Conductancia del conductor, para un conductor ACSR (61,0 %, de la conductividad del
cobre a 20C, IACS) = 3 5o Clculo de la seccin del conductor:
[] = 3 =3 0,92 240 000 305,59
35 6900
[] = , Con el clculo de cada de tensin se ha obtenido la seccin mxima admisible del
conductor, con este resultado se puede observar en la tabla de conductores qu calibre
de conductor tiene una seccin mnima alrededor del valor calculado:
Calibre por cada de tensin: MALLARD 795 AWG - 494,7 mm2- 918 A
Ahora que se tiene seleccionados los calibres calculados por corriente y cada de tensin,
se procede a seleccionar un conductor cuyas caractersticas del conductor puedan
soportar una corriente de 252,28 A y una tensin de 230 kV. Entonces, ntese que el
conductor por corriente abastece la corriente calculada, pero no soporta 230 kV puesto
que la seccin total del conductor es pequea, por lo tanto se considera la utilizacin del
conductor con mayor seccin a la obtenida en los clculos por cada de tensin:
1.3.1.3 Clculo de la resistencia de la lnea:
Para el clculo de la resistencia del conductor, hemos considerado que entre las distintas condiciones
ambientales que existe en el recorrido de la lnea de transmisin entre las provincias de Pichincha y
Cotopaxi, se considera como temperatura ambiente promedio 20C en todo el recorrido de la lnea.
o Clculo de la profundidad de la piel:
= 1 =1
6 0 4 1 0 12.8310=0,01093044
Conductor a utilizar: MALLARD 795 AWG - 494,7 mm2 - 918 A
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o Radio del conductor
= 28,9510
2
o Relacin radioprofundidad de la piel para la determinacin de la resistencia ac:
=
28,9510
20,01093044 =1.3242833De aqu que:
= 1 +
28,951020,01093044
48 =1,064074
Para un valor conocido de resistencia DC a 20C para el conductor MALLARD
seleccionado, se tiene:
=0,0718 (
)
o Resistencia ACtotal de la lnea:
= 1,064074 0,0718 240 = ,
1.3.1.4
Disposicin de los conductores:
Para obtener la disposicin de conductores es necesario calcular la distancia mnima entre conductores
de fase segn indica el NESC (National Electrical Safery Code), norma ANSI C-2, para ello se utiliza la
siguiente expresin: = + / +
Donde:
D, Distancia entre fases [m]
K, Factor que tiene en cuenta el tipo de conductor y el ngulo de oscilacin de la cadena. (Para
un conductor ACSR mayor de 200 mm2 y un ngulo de oscilacin mximo de 55, este valor
es de 0.75)
F, Flecha mxima [m]
L, Longitud de la cadena de aisladores [m]
Vn, Voltaje nominal
Tomando en cuenta las consideraciones antes indicadas, en la figura siguiente se muestra el
esquema de la disposicin de conductores dispuestos en el soporte.
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1.3.1.5 Clculo de la reactancia inductiva de la lnea:
Para el clculo del valor de la reactancia inductiva de la lnea de transmisin, observamos en la tabla
de caractersticas elctricas de conductores el valor que corresponde al conductor MALLARD, en donde
tenemos:
o = 0.2442 /Una vez que tenemos este dato de la reactancia inductiva, se debe tomar en cuenta tambin el factor
de espaciamiento segn la distancia entre los conductores que se muestra en la disposicin de las
ternas en las torres de trasmisin.
La distancia entre conductores considerada de la configuracin tpica expuesta en el apartado anterior
es de 6m, que equivale a 19,685 pies, con este valor obtenemos el factor de compensacin por
espaciamiento para el clculo de la reactancia de las tablas:
o = 0,3635 /
Luego, la reactancia inductiva total viene dada por la siguiente relacin:
o = + Donde:
, Reactancia inductiva total []
, Reactancia inductiva parcial, obtenido de tabla [/milla] ,Compensacin por espaciamiento de conductores, obtenido de tabla [/milla ], Longitud total de la lnea en millas
o =0.2442 +0,3635 , 230 = ,
1.3.2 Impedancia de la lnea de transmisin TulcnQuito
1.4Parmetros finales de la lnea Tulcn Quito del Sistema Simplificado de Transmisin
Finalmente, los parmetros de la lnea de transmisin TulcnQuito para nuestro sistema de potencia:
Nombre No. de Long. Tipo Snom Vnom XCircuito km Conductor MVA kV Ohm
L/T TulcnQuito 1 240 Mallard 795 AWG 112 230 108,12
L/T TulcnQuito 2 240 Mallard 795 AWG 112 230 108,12
Los parmetros considerados en esta seccin son resultantes de una configuracin tpicautilizada en sistemas de transmisin del Ecuador, particularmente de la lnea Cuenca
Loja, 230kV, y que hemos considerado para nuestro estudio.
R + jXL = (18,34 + j108,12)