LNEAS DE TRANSMISINCONCEPTOS GENERALES*

1. SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA*Conjunto de instalaciones y equipos para producir, transportar y distribuir energa elctrica a los usuarios de una zona, ciudad, regin o pas.

La funcin del sistema elctrico de potencia es abastecer a todos los usuarios con energa elctrica tan econmicamente como sea posible, en la cantidad deseada y con un nivel aceptable de calidad, seguridad y confiabilidad

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FUNCIN O ELEMENTONORMA AMERICANA (ANSI)NORMAS EUROPEAS (IEC)Transformador de potencia o potencial, dos devanadosTransformador de potencia o de potencial tridevanadoAutotransformadorAutotransformador tridevanadoGeneradorLnea de transmisinSeccionadorInterruptor de potencia52Contacto normalmente abiertoContacto normalmente cerradoTransformador de corrienteFallo

2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA*Componentes principales: Equipos directamente relacionados con la produccin, transporte y distribucin de energa elctrica

ComponenteDescripcinEjemplosPlantas de generacinInstalaciones y equipos para producir energa elctrica mediante la transformacin de otras formas de energa.Plantas hidrulicas con o sin embalsePlantas trmicas: gas, carbn, nuclear, etc. Plantas elicasPlantas solaresTransformadoresEquipos para elevar y reducir los niveles de tensin de operacin del sistema elctricoTransformadores de potenciaTransformadores de distribucinEquipo de compensacin reactivaEquipos que producen o consumen energa reactiva para control de voltaje, control de factor de potencia o estabilidadBancos de condensadoresReactoresStatic Var Compensation (SVC)Condensador sincrnicoLneas de transmisinEquipos para transportar energa elctrica entre dos puntosLneas de transmisin, sub-transmisin, distribucin.

Equipo de corte y maniobra *2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA

ComponenteDescripcinEjemplosEquipo de corte y maniobraRealizan las maniobras de conexin y desconexin de los equipos elctricos principales en condiciones normales de operacin o bajo falla.Pueden manejar los sobrevoltajes asociados a las maniobras (switcheo) y el fenmeno del arco elctrico.Interruptor de potencia (circuit breaker)Seccionador (disconnector)Reconectadotes (Recloser)Cortacircuitos (Cut-outs)

Equipo de proteccin: No previene las fallas, su operacin tiene gran efecto sobre la seguridad y estabilidad del sistema *2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA

ComponenteDescripcinEjemplosEquipo de proteccinEquipos que detectan las fallas o condiciones anormales de operacin y realizan una accin.Rels de proteccin (Relays): Poseen alguna forma de inteligencia para ejecutar su funcin. Comparan los valores de una o varias seales de entrada con respecto a una referencia. Si se cumple el criterio de comparacin se produce una orden de disparo o alarma.Pararrayos (Surge Arrester)

Equipo de medida: *2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA

ComponenteDescripcinEjemplosEquipo de medidaToman muestras de las seales de inters, y las convierten a seales analgicas o digitales de bajo rango. Por ejemplo, baja tensin y baja corriente (1A, 5A).Transformadores de instrumentacinMedidoresRemote Terminal Unit (RTU)Analizadores de seales

Equipo de control *2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA

ComponenteDescripcinEjemplosEquipo de controlPermiten controlar la operacin de los equipos principales del sistema de potencia.Regulador de velocidad (Governor)Regulador de voltaje (Excitation control, AVR)Power System Stabilizer (PSS)Control convencional (humano)Programmable Logic Controlers (PLC)Scada, control coordinado, centro de control

Equipo de comunicaciones *2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIATorre de microondas

Equipo de comunicacionesTransmisin y recepcin de seales de medida, control, proteccinPLC (Power Line Carrier)Telfono, microondas, radio

Equipo de servicios auxiliares *2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIAPlanta de emergenciaBanco de bateras 125 V DC

Equipo de servicios auxiliaresFuentes de alimentacin de los equipos principales.Bancos de bateras, plantas de emergenciaCargadores de bateras, tableros de distribucin AC y DC, transformadores de servicios auxiliares

Subestaciones *2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIASalida, campo o baha de una subestacinBarraje

Plantas de generacin *2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIAEstn constituidas por la central de generacin y la subestacin elctrica

Sistemas de Control *2. COMPONENTES DEL SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA

Nivel de controlEquiposUbicacin3Computador sistema de control remotoCentro de control remoto2Computador central de sistema de control localCasa de control1Rels de proteccin y equipo de controlTablero de control y proteccin ubicado en caseta de rels o casa de control0Equipo de corte y maniobra y controles locales de equipo asociado al proceso.Patio de subestacin, tablero de control local de equipo, zona de proceso

4. VOLTAJES UTILIZADOS EN SISTEMAS DE POTENCIA *Para algunos equipos del sistema elctrico, no aplica el concepto de voltaje nominal:

Voltaje de operacinEs el voltaje al cual opera el sistema de potencia y sobre el cual se define la regulacin de voltaje. Se expresa en kV rms lnea-lneaVoltaje nominalEs el voltaje mximo al cual puede operar en forma continua un equipo elctrico. Se expresa en kV rms lnea-lnea

1Lneas de transmisinEl voltaje nominal es su voltaje de operacin.2Transformadores de distribucin y potenciaLos voltajes nominales corresponden a los voltajes de la relacin de transformacin, es decir, voltajes de operacin. Ejemplo: 115/13.8 kV. Sin embargo, algunos de sus componentes pueden designarse con el voltaje mximo nominal.3GeneradoresSe designan por su voltaje operativo. En general, valores de baja y media tensin.

4. VOLTAJES UTILIZADOS EN SISTEMAS DE POTENCIA Clasificacin:*Niveles de tensin establecidos por el RETIE Norma NTC 1340:http://www.portalelectricos.com/retie/index.phphttp://www.cidet.com.co

Extra alta tensin (EAT)> 230 kVAlta tensin (AT)57,5 kV < V 230 kVMedia tensin (MT)1 kV < V 57,5 kVBaja tensin (BT)25 V < V 1 kVMuy baja tensin (MBT)V < 25 V

4. VOLTAJES UTILIZADOS EN SISTEMAS DE POTENCIA Clasificacin:*ANSI segn voltaje nominal: ANSI segn voltaje de operacin:

Bajo voltajekVmax 1Medio voltaje1 < kVmax 72,5Alto voltaje72,5 < kVmax 242Extra alto voltaje242 < kVmax < 1000Ultra alto voltajekVmax 1000

DistribucinkVoperacin 34,5Subtransmisin34,5 < kVoperacin 138TransmisinkVoperacin > 115

5. LNEAS DE TRANSMISINDispositivo que transmite potencia elctrica entre dos puntos por medio de conductores y opera a un voltaje mayor a 1 kV con seal DC o AC sinusoidal de 50 60 Hertz. *

5. LNEAS DE TRANSMISINUna lnea de transmisin de potencia se puede representar como una red de dos puertos o cuadripolo *Entrada, fuente o envoSalida, carga o reciboRed de secuencia positivaLineal PasivaBilateral Parmetros elctricos son independientes de la carga elctrica y de la corriente elctrica. Slo dependen de la geometra de montaje de los conductores y del tamao y tipo de conductor.No es fuente de energa elctrica Parmetros elctricos son los mismos vistos desde cualquier par de terminales.

5. LNEAS DE TRANSMISINElementos principales (conductores): *Se utilizan cables, no alambresPueden utilizarse conductores distintos para fases y apantallamiento (cables guarda)Pueden ser desnudos o aisladosLos materiales ms utilizados son: aluminio (AA), cobre (CU), acero galvanizado (SS) y aleaciones y combinaciones de stos como ACSR, alumoweld (AW), ACSR/AW, copperweld Los cables aislados pueden tener o no un neutro concntrico, y ser monopolares, bipolares, tripolares, triplex, armados o acorazados.Material aislante preferido: Polietileno reticulado (XLPE)En los cables aislados siempre se utiliza una pantalla metlica exterior que se conecta a tierra para controlar el gradiente de potencial.

5. LNEAS DE TRANSMISINElementos principales (Estructuras): *Autosoportadas o retenidasPostes de concreto, madera, aceroTorres en acero galvanizado (celosa)

5. LNEAS DE TRANSMISINElementos principales (aisladores): *Suspensin y retencinTipo pin, poste, cadenas conformadas por unidades de suspensinMateriales: Porcelana, vidrio, materiales sintticos

5. LNEAS DE TRANSMISINElementos principales (herrajes): * Grapas para sujetar cables de fases y guarda Amortiguadores Espaciadores para mantener separados los conductores de un haz Anillos para control de efecto corona Cuernos de arco Crucetas y dems elementos metlicos Cables para retencin o anclaje

5. LNEAS DE TRANSMISINElementos principales (obras civiles): *Lneas subterrneas Cimentaciones Corredor o servidumbre (Right of way) Bancos de ductos o zanjas Cajas de inspeccin, halado o tiro Lneas areas

5. LNEAS DE TRANSMISINElementos principales (puesta a tierra): * Cable de cobre desnudo Conectores cobre-cobre o bimetlicos Varillas de puesta a tierra en cobre o copperweld Contrapesos Mallas de puesta a tierra

5. LNEAS DE TRANSMISINElementos principales (otros): * Pararrayos de lnea Empalmes y terminales monofsico y trifsicos para cables aislados Anclajes (Anchors) Balizas para sealizacin aeronutica

5. LNEAS DE TRANSMISINDesignacin de Conductores *El tamao del conductor se designa con base en el rea total. Circular Mil (CMIL)Es una prctica norteamericana1 CMIL = 0,506 7*10-3 mm2, es el rea de un crculo cuyo dimetro es una milsima de pulgadaA cada rea estandarizada se le asigna una designacin AWG o kcmilLos conductores hasta 211 600 cmil se designan por un calibre AWG: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0, 1/0, 2/0, 3/0, 4/0Los conductores mayores a 211 600 se designan por kcmilEs comn asociar a cada calibre el nombre en Ingls de un ave (Parrot, ostrich etc). Milmetros cuadrados (mm2) Es la prctica internacional pues cumple con el Sistema Internacional (SI) de unidades

5. LNEAS DE TRANSMISINConductores desnudos:*En la seleccin de un conductor se busca la mayor relacin conductividad/peso y/o fuerza/peso a un mnimo costo.Conductores estndar:AAC (All Aluminum Conductor)ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced)AAAC (All Aluminum Alloy Conductor)ACAR (Aluminum Conductor, Aluminum-Alloy Reinforced) http://www.centelsa.com/http://www.sural.com/productos/desnudos/acsr.htmhttp://www.cdeln.com/produc.htm

5. LNEAS DE TRANSMISINConductores desnudos:*Conductores estndar:AAC (All Aluminum Conductor): Aluminio 1350-H19, bajo costo, conductividad de 61,2%, buena resistencia a la corrosin. Mayor relacin conductividad/peso de todos los conductores areos. Se usa en zonas urbanas, vanos cortos, mxima transferencia de corriente.ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced): Ncleo de acero rodeado de una o varias capas de aluminio 1350-H19, vanos largos, el rea en cmil se especifica en funcin del rea de aluminio, se elonga menos que otros conductores, soporta altas temperaturas.AceroAluminioACSR 4 AWG 6 Al/1 S

5. LNEAS DE TRANSMISINConductores desnudos:*Conductores estndar:3. AAAC (all aluminum alloy conductor): No contiene ncleo de acero, aleacin de aluminio de alta fortaleza 6201-T81, alta relacin resistencia/peso, ofrece mayor resistencia a la corrosin que el ACSR. La resistencia DC a 20 C de los conductores AAAC y el ACSR estndar del mismo dimetro es aproximadamente la misma. 4. ACAR (Aluminum Conductor, Aluminum-Alloy Reinforced): Mezcla de hilos AAAC y AAC del mismo dimetro, excelente balance entre propiedades mecnicas y elctricas, alta resistencia a la corrosin.

5. LNEAS DE TRANSMISINConductores desnudos:*Conductores modificados:Incrementar:Capacidad de corriente para el mismo dimetroAuto-amortiguamiento para reducir las vibraciones areas Esfuerzo mecnico para reducir la catenaria de los conductores. Formas de los hilosGrado de temple del aluminio de los hilosDiferentes tipos de cubiertas para la proteccin contra la corrosin del ncleo de aceroModificacin de la configuracin geomtrica del conductor para producir un perfil variable frente al vientoCambios

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CONSTANTES ELCTRICAS PRIMARIAS

Resistencia en serie por unidad de longitud, R, expresada en /mInductancia en serie por unidad de longitud en H/m. Capacidad en paralelo por unidad de longitud, C, en F/mConductancia en paralelo por unidad de longitud, G, en S/m

Z=R+jX y Y=G+jB Y=1/Z

CARACTERISTICAS DE UNA LINEA DE TRANSMISION

Las caractersticas de una lnea de transmisin se llaman constantes secundarias y se determinan con la cuatro constantes primarias

Impedancia Caracterstica

Constante de Propagacin

ECUACIONES DE LA LINEAS*

CONSTANTE DE PROPAGACIONA veces llamada coeficiente de propagacin.Expresa la atenuacin (prdida de la seal) y el desplazamiento de fase por unidad de longitud de una lnea de transmisin.La Amplitud de una seal disminuye con la distancia viajada.

IMPEDANCIA CARACTERSTICAPara una mxima transferencia de potencia fuente carga.

La Zo es una cantidad compleja (Ohms), idealmente es independiente de la longitud.

La impedancia caracterstica de una lnea depende de la permitividad, permeabilidad, frecuencia y geometra de la lnea.

*Si la frecuencia es suficientemente alta como para que se cumpla que R

IMPEDANCIA CARACTERSTICA

IMPEDANCIA CARACTERSTICA

IMPEDANCIA CARACTERSTICA

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