Universidad Nacional del Nordeste
Facultad de Ingeniería
PROYECTO LINEAS DE TRANSMISION DE LA ENERGIA ELECTRICA
Cátedra: GENERACION Y TRANSPORTE DE LA ENERGIA ELECTRICA
Autores: DSIKOSKI Javier LU 8255, NOGUERA Feliciano LU 11070, PEPPO Miguel Alejandro LU 10086 Página | 1
Datos del Problema
Tensión: 110 [KV]
Longitud: 115 [Km]
Potencia Base: 20 [MW] Base Trifásica
Cos
Vano Rural 260 [m]
Vano Urbano 170 [m]
Tasa de crecimiento anual (i) es del 5%
n = 15 vida útil en años
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Calculo Eléctrico:
Potencia demandada en el tiempo (Pn)
ntPbPn 1
1505.0120 Pn
MwPn 56.41
El incremento de la potencia demandada a través del tiempo se grafica mediante la
siguiente curva:
20
25
30
35
40
45
0 5 10 15 20
t (años)
P(M
W)
Calculo estimativo de la sección más económica del Conductor
Se considera el 6 % de la potencia máxima a transmitir como perdida tolerable debido al
efecto joule.
Las perdidas trifásicas debidas al efecto Joule se determina según la expresión:
Perdidas por efecto Joule
P = 3. R.I2
Refiriéndola a la potencia a transmitir obtenemos la potencia específica Pe
Pn
IRPe
23 (1)
Potencia a transmitir, cos3 1 IUPn cos3 1
U
PnI
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22
1
15
cos
U
Pn
Pe
LS
22
293.01108.3406.0
56,41115000
kVmm
m
MwmS
Remplazando I en la expresión (1)
2
1 cos3
3
U
Pn
Pn
RPe
Recordando que
S
LR
22
1 cos
U
Pn
S
LPe
De esta última expresión se despeja la sección S:
Resistividad: C
1
C = conductibilidad, 2
8.34mm
mC
S = 219 mm2 Sección calculada
Características del conductor preseleccionado
Conductores PIRALAC para transmisión bajo normas IRAM 2187 para
media y alta tensión.
Sección nominal:……………………………..240/40
Formación Aluminio:………………...............26 x 3,45 mm
Formación Acero:…………………………….7 x 2,68 mm
Diámetro aproximado:………………………..21.9 mm
Masa aproximada:…………………………….980 kg/km
Largo de expedición:…………………............2500 m
Carga de rotura:……………………………….8675 Kg.
Resistencia eléctrica a 20 ºC:………………...0,119/km
Corriente admisible a 40 º C:…………………565 A
1 -Alma de acero. 2 -Conductor de aluminio.
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LXjRZ
Verificación de la corriente:
cos3 1
15
U
PnIc
93.01103
56,41
kV
KwIc AIc 5,234
admisibleIIc (565 amp)
Calculo como línea media
Donde:
VS = tensión en el extremo emisor.
VR = tensión en el extremo receptor.
IS = corriente en el extremo emisor.
IR = corriente en el extremo receptor.
IC’’ = corriente el condensador del extremo emisor.
IC’ = corriente el condensador del extremo receptor.
R =resistencia eléctrica de la línea.
XC = reactancia capacitaba de la línea.
XL = reactancia inductiva de la línea.
Z = impedancia de la línea.
ZR = impedancia de la carga.
º05,63º03
110·
RfRffR VVZIVVs
Calculo de la impedancia
R = resistencia
; donde
XL = reactancia
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º01º20º50
tRR ALCC
línealadeLongitudLkmLLRRt CC
;115·º50º50
º07,13
115º·01191.0
º50
º50
C
C
Rt
kmkm
Rt
mldvml
mllxllxLmdvm
ll
58,2
2,4222
58,22
2
33
21
2
2
21
2
2
21
Calculo de la resistencia
kmR C
119.0º20
CAL
º
110·23 6 Según anexo I a la especificación técnica GC-IE-T Nº 1
Ct º30
km
RCkm
R CC
º01191.0º0º3010·231119.0 º50
6
º50
Calculo de la reactancia inductiva
3321
log1445.0
·
lllDMG
KmRMG
DMGX
LXX
Le
LeL
l1
l3 dvm
l2 dvm/2
2·Lm
Según calculo vano rural: dvm = 2,58 m y Lm = 2 m
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º44,7241,45º903,43º07,13
º903,43115·376.0
376,000885.0
57,3log1445.0
ZZ
Xkmkm
X
KmX
KmX
LL
LeLe
formalaymaterialdeldependequefactorkDext
kRMG
mDMGxxDMG
;2
57,358,22,42,43
Para un conductor de Al con alma de acero de 26 hilos según V Landa Tomo 1
k = 0.809
Dext = 21,9 mm
mRMGmmRMGRMG 00885.085.82
9,21809.0
Reemplazando:
Calculo de la admitancia
G = Conductancia
Y = G +j · B; donde
B = susceptancia
Calculo de la conductancia:
Para el calculo de líneas de transmisión de energía con niveles de tensión superiores a
120kv , la conductibilidad toma valores insignificantes frente a los de la susceptancia
razón por la cual no se considera.
Calculo de la susceptancia:
f = frecuencia
B = 2 · · f ·Cs; donde
Cs = capacidad de servicio
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Km
F
DMGHMG
HMG
RMG
DMGCs
224
2log
02412.0
3321 .. hhhHMG
HMG = altura media geométrica
DMG = distancia media geométrica
RMG = radio medio geométrico
max11 .7,0 fhh
max22 .7,0 fhh
max33 .7,0 fhh
Según calculo vano rural
mh 25,131
mh 52,142
mh 8,153
mf 93.4max
Calculando:
mh 8,91
mh 07,112
mh 35,123
mHMGHMG 66.1075.1005.945.123
Km
FCs
Km
FCs
3
22
10919.8
58.466.104
66.102
00885.0
58.4log
02412.0
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KvUKvUUU
KvUKvKvU
AKKvU
IBUAU
KvUU
U
BZB
Amho
A
YZA
SLSLSfSL
SfSf
Sf
RRfSf
RfRL
Rf
º8.65.122º8.671·3·3
º8.67.70º94.5065.10º1233.018.63
º5.215.234º·44.7204541.0º05.63º·1233.0995.0
´·
º05.633
º44.7241.45
º127.0993.0´2
º9010·2225.3º·44,7241,451´
2
·1´
4
Calculo de IR
º5.21º5.215.234
93.0cos5.234
93.0·110·3
56.41
·cos·3
RR
RR
R
R
RR
AI
arAI
kv
MwI
URL
PI
Calculo de U
mhoY
mhoBtLBBt
km
mhoB
Km
FHzB
º90·10·0174.3
10·0174.311510·802.2·
10·802.210919.850·2
4
46
63
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Calculo de Is
mhoC
mhoC
mhomhoC
YZYC
º127.9010·2113.3
º127.09965.0º9010·225.3
4
º9010·01747.3º44.7241.451º9010·2225.3
41
4
4
44
º56.1619.226º372.2186.232º127.904.20
º5.215.234º·127.0993.0º05.63·º127.9010·21135.3
···
º127.0993.0´
4
AIsAAIs
AKvmhoIs
IDUCIs
DAD
RRS
Calculo de Ic´
º9024.10´2
º9010·2225.3º·05.63´
2´
4
AIcmho
KvIc
YUIc Rf
Calculo de Ic´´
º8.964.11´́2
º9010·2225.3º·8.672.70´́
2´́
4
AIcmho
KvIc
YUIc Sf
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Calculo de I
º97.1665.2278.964.11º88.168.226
´´
º24.1744..2289023.10º5.215.234
´
AIAI
IcIsI
AIAI
IcII R
Se verifica
Calculo del factor de potencia en el extremo del emisor
92.0)cos(
º38.23
82.656.16
s
s
s
s VSIS
Cálculos de las potencias en el extremo del generador
Potencia activa en el extremo del generador
MwPsAKvPsIsUPs SSL 04.449597.0·78.184·97.1403cos3
Potencia reactiva en el extremo del generador
AMVQssenAKvQscsenIsUQs SSL 04.19)38.23(·78.184·97.14033
Potencia aparente en el extremo del generador
AMVSsSsQsPsSs ·98.4704.1904.442222
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Cálculos de las potencias en el extremo del receptor
Potencia activa en el extremo del receptor
MwPR 56.41
Potencia reactiva en el extremo del receptor
AMVQsenAKvQ
IUQ
RR
RRRRRLR
·44.16)6.21(·192·1103
º6.21)93.0arccos(cos3
Potencia aparente en el extremo del receptor
AMVSSQPS RRRRR ·68.4444.1655.412222
Calculo de pérdidas de potencias
%6.5%
%100·041..44
509.1%
%100·%
5.2
55.41045.44
p
p
Ps
pp
Mwp
p
PPsp
ActivaPotencia
R
%65.13%
%100·04.19
6.2%
%100·%
·6.2
44.1604.19
Re
q
q
Qs
AMVq
q
QQsq
activaPotencia
R
87.6%
%100·98.47
3.3%
%100·%
·3.3
68.4498.47
s
s
Ss
ss
AMVs
s
SSss
AparentePotencia
R
Calculo de la UR en vacío
º7.622.71º127.0993.0
º82.67.70
´
0
000
0
KvUKv
UA
UU
KAI
RR
Sf
R
R
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%1.12%121.05.63
5.6321.710
rrUn
UnU
r
UUn
R
Rf
Calculo de IR en cortocircuito
º72..65761.1º82.704621.0
º10.539.81
0
KAIK
KvI
B
UI
KvU
RccRcc
Sf
Rcc
Rcc
Regulación
Rendimiento
00
00 33.94100*
05.44
55.41100*
Pr
Ps
Impedancia Característica
8.804.374.3.571.370
.00032225,0.90102225,3
3.437.1344.7241.45
4
ZcjZcY
ZZc
mhojYmhoY
jZZ
Potencia Característica
MwPV
PZc
UP cC
Rc 8.835.32
8.8374
º011022
Conclusión: Comparando la potencia característica con la nominal, esta
última tiene un valor de 1.3 veces la potencia característica, valor
aceptable según criterios prácticos.
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Constante de propagación
: Constante de atenuación ( Neper/Km )
.j Donde:
: Constante de fase ( rad/Km )
Longitud de onda
Km.9,61591002,1
223
Velocidad de propagación
seg
Kmvvfv .3,3079999,615950
Resumen
44.7241.45Z º8.804.374Zc mhoY .90102225,3 4
Mwp 5.2 AMVq ·6.2 AMVs ·3.3
º9024.10´
AIc º8.964.11´́
AIc º97.1665.227
AI
º7.622.710
KvU R º72..65761.1
KAI Rcc %1.12% r
Kmjt
1.1004,110608,1 34
Km
1.10608.1 4
Km
rad.1004,1 3
Km
rad
jllYZl
00102,0115
118.0
118,0018,0.º2.8112,0..
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Extremo Emisor Extremo Receptor
KvU SL 85.649.122 KvURL 110
º82.67.70
KvU Sf º05.63
KvURf
º56.1618.226
AIs AIR 5.215.234
99178.0)cos( s 93.0cos R
MwPs 045.44 MwPR 55.41
AMVQs 04.19 AMVQR ·44.16
AMVSs ·98.47 AMVSR ·68.46
Diagrama Circular Receptor
RLRSLG
RR
S
R
S
RG
R
Rl
UUUU
senB
UAV
B
UAH
B
UA
B
UUS
kvU
Kv
D
mhoC
B
A
)(··
)·cos(·
)·(·
.
110
85.649.122U.UU
º127.0993.0 · D D
º127.9010·2113.3·CC
º44.7241.45B B
º127.0993.0AA
22
2
SLSLSL
4
21
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252º127.0º44.7244.45
110993.0
33,80º127.0º44.72cos44.45
110993.0
2
2
VsenV
HH
º3.724.264º127.0º44.72.44.45
110.993.0
º7.6592.296º85.6º44.7244.45
11049.122
2
2
2
1
11
SS
receptorextremoelencirculodelradioS
SS
Diagrama circular generador
)()cos(
.)·(·
22
''
2
12
senB
UDV
B
UDH
B
UU
B
UDS
GG
S
RG
S
G
S
º3.729.327)º127.0º44.72(.44.45
49.122.993.0`
º3.795.29685.644.72.44.45
49.122110'
4.29185.644.72·44.45
49.122·110
1.5585.644.72·cos44.45
49.122·110
2´
2
2
1
1̀1
SS
generadorextremoelencirculodelradioS
SS
VsenV
HH
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