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CT 7228 Clase 1 2015
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CT 7228
SISTEMAS DE TRANSMISION
SUBTERRANEA
CT - 7228
Prof. Juan Carlos Rodríguez
Laboratorio de Alta Tensión
CT 7228
SISTEMAS DE TRANSMISION SUBTERRANEA
CONTENIDO:
1.- Sistema de transmisión subterránea, aspectos generales,
definiciones, capacidad de transporte y limitaciones (semana 2).
2.- Constitución general de un cable de alta tensión, Clasificación según
su construcción (semana 3).
3.- Características eléctricas más relevantes (semana 4).
4.- Capacidad amperimétrica o de carga de los cables de alta tensión,
régimen permanente y transitorio (semana 5 – 9).
5.- Especificaciones y ensayos para cables de alta tensión (semana 10).
6.- Técnicas de instalación, evaluación y ubicación de fallas (semana 11).
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Libros y material de Consulta:
Advanced Power Cable Technology, Volume I , II (Tanaka, T. and Greenwood, A.).
Underground Transmission of Electric Power (Weedy, B.M.).
Electrical Power Cable Engineering ( Thue, W.).
Underground Power Transmission (Graneau P.).
IEC 60287 Electric Cables, calculation of the current rating.
IEC 60183 Guide to the selection of high-voltage cables.
Manual Técnico de Cables de Energía.
IEEE Std. 635 Guide for Selection and Design of Aluminum Sheaths for Power
Cables.
Guía de Cables Subterráneos – USB. Prof. Iñaki Rouse.
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EVALUACION.
Tareas Individuales (70 %) Se entregan la semana
siguiente a la asignación (*)
Trabajo y Exposición (30 %) Semana 12
(*) 25 % de penalización por cada semana de demora
CT 7228
SISTEMAS DE TRANSMISION
SUBTERRANEA
CT - 7228
SISTEMAS DE TRANSMISION SUBTERRANEA
Las ventajas de un suministro de energía basado en
redes subterráneas con respecto a las redes aéreas,
puede resumirse de la siguiente manera:
- Mayor confiabilidad
- Mayor seguridad
- Mejor imagen urbana
- Menor impacto ambiental
- Mayor continuidad del servicio
CT 7228
CT 7228
Las redes subterráneas han visto favorecida su expansión
en todo el mundo en zonas de alta densidad de carga y
con fuertes tendencias al crecimiento.
Es importante resaltar que el costo de las instalaciones
subterráneas ha disminuido de manera importarte a lo largo
de los años, debido a la aparición de nuevos productos y
equipos; aunque este suele ser superior al de un sistema
aéreo.
SISTEMAS DE TRANSMISION SUBTERRANEA
CT 7228
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ASPECTOS GENERALES
• Los cables subterráneos tienen un costo mayor en
cuanto a construcción e instalación y en casos
particulares en cuanto al mantenimiento que las líneas
aéreas.
• Los grandes costos de las instalaciones subterráneas
hacen necesario dispensar una especial atención en la
selección apropiada del tipo de cable y del correcto
dimensionamiento para servir la carga deseada durante
la vida de servicio esperada de la instalación.
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CAPACIDAD DE TRANSMISIÓN DE UNA LÍNEA
• Normalmente
dada en MVA
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CAPACIDAD DE TRANSPORTE DE UN CABLE
• La corriente que circula por un cable causa el
calentamiento del mismo → uno de los
mayores problemas asociados con las líneas
subterráneas.
• El límite de transmisión de energía en un
cable viene dado por la máxima temperatura
que puede alcanzar el conductor sin
deteriorar las propiedades del aislamiento.
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CAPACIDAD DE TRANSPORTE DE UN CABLE
• La capacidad de transporte de una línea
subterránea está limitada por la máxima
temperatura que pueden alcanzar los
elementos constitutivos de la misma.
• La capacidad de transmisión de energía de
los cables de media y alta tensión dependerá
adicionalmente de la construcción, del tipo de
instalación y/o canalización.
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• El cable debe ser capaz de transmitir la
potencia de diseño:
– Sin sobrecalentamiento del mismo.
– Sin excesivas caídas de voltaje.
– En condiciones anormales de funcionamiento del
sistema o emergencia, por períodos limitados de
tiempo que pueden durar 6 horas o más, un
determinado numero de veces, para no reducir la
vida útil del cable.
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TIPOS DE INSTALACIÓN - CANALIZACIONES
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DIRECTAMENTE ENTERRADOS
Se utiliza solamente en zonas no urbanas, en lugares donde
no se tienen construcciones o donde haya la posibilidad de
abrir zanjas posteriormente para cambio de cables,
reparación o aumento de circuitos.
Los cables directamente enterrados, nunca deben de
discurrir bajo carreteras o calzadas.
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CANALIZACIÓN ENTUBADA Y/O DUCTOS (BANCADAS)
Es la alternativa a seleccionar cuando el sistema de cables
tenga que atravesar sitios en donde no es posible abrir zanjas
para cambio de cables o aumento de circuitos con
determinada frecuencia, por las grandes pérdidas de
materiales, mano de obra y tiempo.
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BANCADAS
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EN GALERÍAS
Se consideran dos tipos:
– la galería visitable, de dimensiones interiores suficientes para la circulación de personas,
– la galería registrable, o zanja prefabricada, en la que no está prevista la circulación de personas.
Limitación de servicios existentes
Las galerías se usarán preferentemente sólo para instalaciones
eléctricas de potencia y cables de control y comunicaciones. En ningún
caso podrán coexistir en la misma galería instalaciones eléctricas e
instalaciones de gas o líquidos inflamables.
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EN BANDEJAS, SOPORTES O DIRECTAMENTE SUJETOS
A LA PARED.
Este método, se empleará en subestaciones u otras
instalaciones eléctricas de alta y media tensión (de interior o
exterior) en las que el acceso quede restringido al personal
autorizado. Normalmente las bandejas se dispondrán
adosadas a la pared o en montaje aéreo.
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ETAPAS DE UN PROYECTO DE
TRANSMISIÓN SUBTERRÁNEA
• Se centra en el estudio de la capacidad amperimétrica
del cable, sobre la base de las diferentes tecnologías
de aislamientos, tomando en cuenta:
– Las diferentes disposiciones geométricas
– Tipos de bancada
– Proximidad de circuitos de cables en alta tensión existentes
– Análisis de períodos de sobrecarga frente a simple
contingencia, considerando o estimado los tiempos de
duración de la contingencia.
– Análisis técnico-económico entre las diferentes tecnologías
de aislamiento para su escogencia, recomendación y
aplicación.
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TRANSMISIÓN SUBTERRÁNEA
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NECESIDAD DE UN SISTEMA DE
TRANSMISIÓN SUBTERRÁNEO
• PLANTEAMIENTO E HIPÓTESIS
1. ENTORNO DEL PLAN DE EXPANSIÓN DEL
SISTEMA DE TRANSMISIÓN
El objetivo del estudio de transmisión es
establecer las expansiones y modificaciones
necesarias en el sistema de transmisión para
garantizar la confiabilidad y calidad del servicio.
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NECESIDAD DE UN SISTEMA DE
TRANSMISIÓN SUBTERRÁNEO
• Los estudios que determinan las expansiones
del sistema de transmisión para un período de
tiempo, se condicionan por las siguientes
premisas:
Resultados de los estudios de demanda.
Resultados de los estudios de generación.
Resultados de los estudios de la red de transmisión
del Sistema Nacional.
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NECESIDAD DE UN SISTEMA DE
TRANSMISIÓN SUBTERRÁNEO
2. HIPÓTESIS.
2.1. Se corren los flujos de carga del sistema
para estimar los flujos de potencia que
circularán por el circuito bajo estudio, para un
año horizonte, tomando en cuenta:
• El crecimiento interanual de la demanda
• La posible exportación o importación de
energía del S.N.I.
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NECESIDAD DE UN SISTEMA DE
TRANSMISIÓN SUBTERRÁNEO
2.2. Se realiza el estudio de las contingencias,
para asegurar la continuidad del servicio.
Se plantean los posibles escenarios en
cuanto al dimensionamiento por
ampacidad, incluyendo los estudios de
cortocircuitos.
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Ejemplo de selección de hipótesis para la
selección de la capacidad de corriente de un cable
Asumir peor Contingencia
como Período de
Emergencia
Asumir peor Contingencia
como Régimen
Permanente
30 (kAmp) 40 (kAmp) 30 (kAmp) 40 (kAmp)
Dimensionamient
o de la
Pantalla
Hipótesis A
Hipótesis B X
Hipótesis C X
Hipótesis D X
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Proceso de selección y
diseño adecuado para el
sistema de transmisión
subterránea
Definida la tecnología de
aislamiento
Información preliminar para el diseño de
la instalación subterránea
- Tensión nominal de la red.
- Potencia a trasmitir o intensidad de corriente.
- Naturaleza de la red: continua, alterna, monofásica, trifásica.
- Finalidad de la instalación.
- Forma de tendido: interior, exterior, enterrada, etc.
- Material conductor deseado (cobre o aluminio).
- Longitud de la línea.
- Condiciones medioambientales: Temperatura, humedad, etc.
- Condiciones de puesta a tierra.
- Datos del cortocircuito.
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Información preliminar para el diseño de
la instalación subterránea
- Naturaleza del servicio: permanente, intermitente, etc.
- Caída de tensión admisible.
- Posibilidades de sobretensiones, de origen atmosférico,
internas o por acoplamiento con otra red próxima.
- Normas existentes respecto a las características de la
instalación (calibres normalizados, tipo de instalación,
diámetro ductos, etc.).
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Resultados de las especificaciones de
los cables
- Tensión nominal del cable.
- Número de conductores.
- Sección nominal de los conductores.
- Material del conductor.
- Tipo de aislamiento.
- Características de la pantalla.
- Conexiones a tierra de la pantalla.
- Tipo de armadura y cubierta externa.
- Longitud del conductor.
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Resultados complementarios en el
manejo de los cables
- Condiciones de instalación.
- Intensidad máxima de corriente en régimen permanente.
- Sobrecargas eventuales y su duración.
- Intensidad de cortocircuito máxima en el conductor y en
la pantalla metálica.
- Funcionamiento en condiciones de emergencia
(sobretensiones asociadas).
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