Seleccion Conductor San Carlos

8/6/2019 Seleccion Conductor San Carlos

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SELECCION DE CONDUCTOR DE FASESistemas de Transporte de Energa

Juan Carlos Castro Castro 0207514Fabio Nelson Orrego Marulanda 0208039

Profesor: Leonardo Cardona CorreaUniversidad Nacional de Colombia

Resumen

En el diseno de los sistemas de transmision son muchas las consideraciones tecnicas que permiten queestos sean confiables, rentables y funcionales, consideraciones que llevan implicado la viabilidad del proyectoy la tasa de retorno a la cual se esperan recuperar los costos directos de dicha inversion, pero no solo estasconsideraciones son determinantes en el diseno pues se pueden plantear costos directos altos ( Conductoresde Fase ) a unos costos indirectos Bajos ( Mantenimiento y Perdidas en la red )los cuales tendr an un valor

significativo en la tasa de recuperacion., El presente documento es un estudio para la seleccion de conductorde un trayecto de 117Km para un circuito de 230KV en el cual se interconectan dos Subestaciones, eneste se pretenden resaltar los factores mas importantes en la selecci on del conductor como; La regulacion,Consideraciones Fsicas y esfuerzos mecanicos que soportara, Perdidas por Efecto Corona y Efecto Joule,Analisis de Flujo DC y Capacidad Amperica.

I. INTRODUCCION

En la contruccion de una red de transmision de Energia un 30 % de los costos de dicha infraestructura se

encuentran inherentes en el Conductor Empleado, por eso se debe saber dimensionar correctamente.,

El sobredimensionamiento de este somete a las torres a grandes esfuerzos por lo cual los incrementos de costo en

el conductor se ven reflejados directamente en la robustes de las estructuras y aisladores, ello sin considerar la gran

inversion operativa para hacer el tendido de estos., A cambio Se podra tener una significativa reduccion de las

perdidas tecnicas lo cual hace pensar en un analisis aun mas detallado de la relacion Costo- Beneficio y del tiempoen el cual se esperaria recuperar dicha inversion., Fenomenos como; el Efecto Corona, Efecto Joule y la Corriente

Termica son factores que aceleran la rata de envejecimiento del conductor y disminuyen la potencia transmitida, no

tendra ningun tipo de justificacion la elaboracion de un proyecto en la cual gran cantidad de energa sea necesaria

para alimentar las perdidas que en este se dan, no solo representa inviabilidad, sino ejecucion de un modelo y

desarrollo antitecnico.

En la infraestructura de los Sistemas de transmision, son los conductores los que mayor desarrollo han tenido;

la resistencia mecanica, la resistencia electrica, las aleaciones empleadas, la corriente termica son Factores que

cada vez estan mejorando a un precio acorde a las necesidades del proyecto y la industria. En el presente Trabajo

se pretende realizar el estudio de Perdidas de Energia, Regulacion de Tension y Capacidad Amperica para 5

Conductores preseleccionados en base a la historia y experiencias en Circuitos de 230KV del pais, esto con

el Proposito de Emplear el conductor mas acto a nuestras necesidades del proyecto., La discriminacion de losconductores se hara en el siguiente orden.

1. Resistencia Mecanica.

2. Consideraciones Tecnicas ( Perdidas,Regulacion y Perfiles de Campo).

3. Balances y Costos.

Una Segunda parte del proyecto aborda el Analisis de Flujo DC empleando valores de uno de los conductores

preseleccionados., Para una Lnea entrante en el Sistema Interconectado Nacional ( Equivalente Oriente - Equivalente

Bogota ), En el cual se hara un Estudio Completo de Contingencias para el nuevo Sistema.


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II. OBJETIVOS

.

1. Emplear el modelo descrito en la asignatura para seleccion del Conductor.

2. Determinar la incidencia que representan las perdidas Tecnicas sobre los diferentes Conductores de la Prese-

leccion.

3. Obtener la Curva de Estabilidad de Tension para los diferentes Conductores.4. Realizar un Estudio de Contingencia para un circuito adicionado al sistema interconectado Nacional.

5. Obtener y Graficar los Perfiles de Campo del Circuito para la mnima altura sugerida por el RETIE.

6. Seleccionar en base a condiciones tecnicas y economicas el conductor mas acto para el proyecto planteado.

7. Realizar el balance de costos por el metodo de Valor Presente.

III. CONSIDERACIONES INICIALES

.

Los Conductores Preseleccionados deben ser Mnimo 5 con sus respectivas fichas Tecnicas y su respectiva

justificacion.la resistencia mecanica de estos debe asegurar que los vanos esten por encima de 430mt para terreno plano.

IV. PRESELECCI ON DE CONDUCTORES

.

En el documento Proceso de optimizacion de lneas de transmision en Colombia de ISA se establecen los

conductores empleados por esta en circuitos de 230KV. Las experiencias de ISA y los Conductores se Citan a

Continuacion.

1. ACSR Bluejay ( 1113 KCM, Composicion 45/7 ), Empleado en 1985 para el diseno de la lnea ANCON

SUR -ESMERALDA, 230KV., La seleccion de este Conductor represento un 5 % en disminucion de costospara ISA, Comparado con el Finch de calibre equivalente el cual se pretenda emplear.

2. AAAC Las condiciones Fisicas y qumicas de este conductor son muy parecidas a las del ASCR Conductividad

52,5 %, densidad 2,690 g/cm3), con la ligera ventaja que a un mismo diametro el peso en unidades por

kilometro es menor, lo cual disminuye costos en estructura, su capacidad de rotura es menor y la capacidad

de corriente es ligeramente mayor a la del ACSR. Este fue empleado por ISA en 1979 para el circuito

ESMERALDA - YUMBO II.

3. ACAR ( 1000KCM, 18/19 ), presenta excelente comportamiento bajo condiciones de contaminacion salina

y tiene caracteristicas mecanicas que permiten una menores costos de inversion inicial que el conductor tipo

AAAC equivalente. Con este conductor se obtiene un vano promedio de 450mts. En 1989 se empleo por ISA

en CUESTECITAS - MAJAYURA Interconexion Colombo- Venezolana.

4. Conductor ACSR/AW.

5. Conductor ACSR-HS.

Las Caractersticas Fsicas y constructivas se encuentran en el cuadro 1 ( Caractersticas fsicas de Conductores

).


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Cuadro ICARACTERISTICAS FISICAS DE CONDUCTORES

Conductor CodigoCalibre(AWG/Kcmil)

Diametro(mm)

RMG(mt)

Peso(Kg/Km)

CargadeRotu-ra

ResistenciaAC(Ohm/Km)75C

CapCorriente(Amp)

Caracteristica de Constru

ACSR30/7

Skimmer 795 28.94 0.0119 1857 17106 O,O696 922

Alambre de Aluminio H19, Cableado Concesobre nucleo de Acero

bierto de Zinc clase A.

AAAC37

400mm2 28.00 0.0107 1275.9 13685 O,O858 909Alambre de aleacionAluminio 6201 T81,CabConcentricamente.

ACAR18/19

1000Kcmil 29.23 0.0133 1394 11428 O,O738 991

Alambre de Aluminio H19, Cableado Concenmente alrededor de un Nde aleacion de AluminioT81,

ASCR/AW30/7

Skimmer 795Kcmil 28.94 0.0119 1744 16755 O,O81 941

Alambre de Aluminio H19, Cableado Concenmente alrededor de un Nde acero recubierto conminio, el nucleo puede s

alambre o un toron de 7alambres cableados de fconcentrica.

ACSR54/7

Canary 900Kcmil 29.51 0.0119 1732 14476 O,O62 959Alambre de Aluminio H19, Cableado Concenmente.

V. CARACTERISTICAS DE MATERIALES

.

Carga de Rotura;Es la carga por unidad de superficie de la seccion original, aplicada en el momento de la rotura

de la probeta. Normalmente se expresa en N/mm2. El valor de la carga de rotura nominal de un conductor mixtoaluminio acero esta dada por:

R = (Rac + 4,8).Sac + (Ral + 0,98).Sal;

Siendo Rac y Ral las cargas de rotura de los hilos correspondientes, para aleacion de aluminio acero.

Los valores que caracterizan el comportamiento mecanico del cable son el modulo de elasticidad E y el coeficiente

de dilatacion lineal Alfa, este ultimo al disminuir la temperatura influye reduciendo la longitud del conductor y

aumentando el tiro, su solicitacion mecanica. En cables mixtos interesa encontrar valores equivalentes a un conductor

ideal homogeneo:

V-A. ACSR/AW

Utilizado normalmente como cable aereo desnudo para distribucion electrica primaria y secundaria. El conductor

ACSR/AW ofrece las mismas caractersticas de fortaleza del ACSR pero la corriente maxima que puede soportar el

cable (ampacity) y su resistencia a la corrosion son mayores debido al aluminizado del nucleo de acero. Provee mayor

proteccion en lugares donde las condiciones corrosivas del ambiente son severas y ofrece las mismas caractersticas

de fortaleza del ACSR pero la corriente maxima que puede soportar el cable y su resistencia a la corrosion son

mayores debido al aluminizado del nucleo de acero. Provee mayor proteccion en lugares donde las condiciones

corrosivas del ambiente son severas.


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V-B. Cable mixto aleaci on de aluminio-acero (ACAR)

Formados por alambre de aluminio duro y alambres de acero galvanizado, normal o con acero galvanizado

engrasado. El acero galvanizado va recubierto con una capa de grasa especial como protecci on adicional. Este

conductor se utiliza sobretodo en tramos largos debido a su alta resistencia mecanica pero no deben usarse en

lugares corrosivos por efectos volcanicos entre el acero y el aluminio, lo cual debilita al conductor provocando

su falla. El cableado con nucleo variable de acero permite alcanzar la dureza deseada sin perjudicar la corriente

maxima que puede soportar el cable. Es un conductor cableado conc entricamente, compuesto por una o mas capas

de alambre de aleacion de aluminio 1350-H19 cableado con nucleo de acero de alta resistencia. Estos conductores

estan compuestos de varios alambres de aluminio, de igual o diferente diametro nominal, y de alambres de acero

galvanizado.

Los alambres van cableados en capas concentricas. Tienen un tipo de inconveniente con respecto a los de aluminio

exclusivamente, es su mayor peso. No obstante, tiene una mayor resistencia mecanica, logrando disminuir con ello

el numero de apoyos y de aisladores al poderse aumentar la longitud de los vanos. Las proporciones de aleacion de

aluminio y acero pueden ser ajustadas para obtener la relacion conductividad-fortaleza que mejor se ajuste al uso

final del cable. Es posible agregar proteccion adicional anti-corrosion aplicando grasa al nucleo al cable completo.

El uso del ACAR es una opcion muy interesante para lneas de transmision y distribucion. Los hilos de aluminio

aleacion 6201 refuerzan mecanicamente el conductor como un alma que tiene la misma funcion que el acero en el

CAA, pero con una mayor ampacidad. Su combinacion con los hilos de aluminio 1350-H19 da como resultado un

bueno e interesante equilibrio entre resistencia mecanica y desempeno electrico. Su buena relacion resistencia-pesolo hace un cable recomendable en aplicaciones en las que tanto la corriente maxima que puede soportar el cable

como su fortaleza son consideraciones de importancia en el diseno de las l neas de transmision. Estos conductores

ofrecen una buena resistencia a la traccion y un excelente relacion esfuerzo de tension-peso, para el diseno de estas

lneas cuando tanto la capacidad de corriente como la resistencia mecanica son factores crticos a ser considerados

en el mismo. El alma de aleacion de aluminio de estos conductores esta disponible en diversas formaciones, de

acuerdo al esfuerzo de tension deseado. Ademas a igual peso, los conductores ACAR ofrecen mayor resistencia

mecanica y capacidad de corriente que el ACSR.

los conductores de aleacion de aluminio presentan algunas ventajas respecto de los de aluminio acero, a saber:

Mayor dureza superficial, lo que explica la mas baja probabilidad de danos superficiales durante las operaciones

de tendido, particularidad muy apreciada en las l neas de muy alta tension, ya que como consecuencia se tendran

menos perdidas por Efecto Corona, y menor perturbacion radioelectrica. Menor peso, por lo que es mas economico.

V-C. Cable homogeneo de aleacion de aluminio (AAAC)

Estos cables contienen pequenas cantidades de silicio y magnesio (aproximadamente 0.5 a 0.6 %) y gracias a

una combinacion de tratamientos termicos y mecanicos adquieren una carga de ruptura que duplica la del aluminio

(comparandose al ACSR) alcanzando una alta resistencia-peso y perdiendo solamente un 15 % de conductividad

(respecto del metal puro), La aleacion de aluminio de este tipo de conductores ofrece una mayor resistencia a la

corrosion que el conductor ACSR. Se utiliza normalmente como cable aereo desnudo para redes de distribucion.

La aleacion de aluminio le proporciona una alta relacion resistencia / peso, ademas tiene una mejor resistencia a

la corrosion que el ACSR. Tienen un inconveniente con respecto a los de aluminio exclusivamente, y es su mayor

peso. No obstante, son mayores las ventajas. El cableado con nucleo de acero permite alcanzar una alta resistencia

mecanica pudiendo disminuir con ello el numero de apoyos y de aisladores al poderse aumentar la longitud delos vanos, todo esto sin sacrificar la corriente maxima que puede soportar el cable. Los conductores de aluminio

son fabricados segun el estandar 6201-T81 Estos conductores se utilizan cuando se necesita un esfuerzo de tensi on

elevado y una elevada relacion de esfuerzo mecanico-peso para la optimizacion de las flechas en vanos largos.

Estos conductores son utiles para instalaciones en zonas costeras o de alta corrosion ambiental, donde los ACSR

no pueden ser utilizados.


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Figura 1. Vanos para Diferentes Conductores

Figura 2. Estructura para Circuito de 230KV


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VI-0a. C alculo de par ametros por Formulacion: Para la Impedancia y la Capacitancia de Secuencia Positiva

empleamos las siguientes Formulas;

Z1 = Rac +ju2 ln DMGRMG

Z1 = Rac +j0,0754/Km ln DMGRMG

C1 =2

ln DMGr

C1 =55,55nF/Km

ln DMGr

En donde;

Rac = Resistencia del Conductor en ohm/Km (75C ).DMG = Distancia Medio Geometrica, para la estructura a emplear este valor es 8.568 mt.

RMG = radio Medio Geometrico del Conductor (mt).

r = Radio del Conductor (mt).E = Permitividad del Aire 8.82pF/mt.

Y para expresar el valor de la Reactancia en secuencia Positiva Empleamos;

Xl= Reactancia dada por el fabricante expresada en ohm/km

XD= Reactancia ajustada al DMG

VI-0b. ACSR 30/7: .

Xl (fabricante)=0.24450ohm/km

DMG(pies)=28.110pies

Rac (75C) = 0.O696ohm/Km.RMG=0.01195 mt.

r = 0.01447 mt.Z1 = 0,0696/Km +j0,0754/Km ln 8,5680,01195Z1 = (0,0696 +j0,495) = 0,5

81,99

Para la reactancia de acuerdo a las tablas se tiene;

X1 = XL +XDDMG = 28pies+ 1,32pu lg

XD = 0,2515/kmX1 = (0,2445 + 0,2515)/kmX1fabr = 0,496/km

C1 =55,55nF/Kmln 8,568

0,01447

C1 = 8,7nF/km


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VI-0c. AAAC 37: .

Rac (75C) = 0.O858ohm/Km.Xl (fabricante)=0.2577ohm/km

RMG=0.0107 mt.

r = 0.014 mt.Z1 = 0,0858/Km +j0,0754/Km

ln 8,5680,0107

Z1 = (0,0858 +j0,5) = 0,5180,26

X1fab = 0,509/km

C1 =55,55nF/Km

ln 8,5680,014

C1 = 8,657nF/km

VI-0d. ACAR 18/19: .

Rac (75C) = 0.O738ohm/Km.Xl (fabricante)=0.2489ohm/kmRMG=0.0133 mt.

r = 0.01461 mt.Z1 = 0,0738/Km +j0,0754/Km ln 8,5680,0133Z1 = (0,0738 +j0,487) = 0,493

81,38X1fab = 0,5/km

C1 =55,55nF/Kmln 8,568

0,01461

C1 = 8,715nF/km

VI-0e. ACSR/AW 30/7: .


RMG=0.0119 mt.

r = 0.01447 mt.Z1 = 0,081/Km +j0,0754/Km ln 8,5680,0119Z1 = (0,081 +j0,496) = 0,5

80,72

X1fab = 0,495/km

C1 =55,55nF/Kmln 8,568

0,01447

C1 = 8,7nF/km


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Cuadro IIIPAR AMETROS DE SECUENCIA POSITIVA

Conductor C odigoResistencia

(ohm/km)

Reactancia

(ohm/km)

Reactfabr

(ohm/km)

Capacitancia

(nF/km)

ACSR 30/7 Skimmer 0.0696 0.495 0.496 8.700

AAAC 37 0.0858 0.500 0.509 8.657

ACAR 18/19 0.0738 0.487 0.5 8.715

ACSR/AW 30/7 Skimmer 0.0810 0.496 0.495 8.700

ACSR 54/7 Canary 0.0562 0.496 0.495 8.72

VI-0f. ACSR 54/7: .


RMG=0.0119 mt.

r = 0.0147 mt.Z1 = 0,062/Km +j0,0754/Km ln 8,5680,0119Z1 = (0,062 +j0,496) = 0,5

82,87

X1fab = 0,495/km

C1 =55,55nF/Km

ln 8,5680,0147

C1 = 8,72nF/km

En el Cuadro 3 se relacionan los parametros de Secuencia Positiva para los Conductores Preseleccionados.

VII. CALCULO DE PERFILES DE CAMPO ELECTRICO DENTRO DE LA FRANJA DE

SERVIDUMBRE

.

Considerando el Ancho mnimo para la zona de Servidumbre estipulado en el RETIE, Artculo 24., Zona de

Servidumbre, Tabla 42 el cual es de 30mt y la altura mnima de 6.5mt se van a determinar los perfiles de Campo

Electrico para los Conductores Preseleccionados.

Segun el Artculo 14.4 del RETIE de 1998 los Valores lmites de exposicion a campos electromagneticos para seres

humanos son de 10KV/mt, siendo esta una Exposicion ocupacional en un da de trabajo de 8 horas.Considerando que la lnea mas Cercana a la superficie es la lnea A y B, se tiene;

Fase A = 6.5mt

Fase B = 6.5mt

Fase C = 12.5mt

Realizando los Calculos para el Conductor ACSR 30/7 en donde;


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Cuadro IVVALORES DE CARGA

Conductor Qreal Qimag Mag Q Angulo

A 42.3422 -0.3539 42.343 -0.47

B -19.732 -40.0777 44.671 -116.21

C -18.411 37.0812 41.400 116.4

Cuadro V

VALOR DE CAMPO ELECTRICO EN SUPERFICIE DEL SUELO PARA ACSR 30/7

X(mt) Ea real Ea imag Eb real Eb imag Ec real Ec imag Et real Et imag ETotal(KV/mt)

0 4.2777 -0.0358 -1.9935 -4.0489 -1.8600 3.7462 0.4241 -0.3385 1.89

2 3.1584 -0.0264 -2.5891 -5.2585 -2.4157 4.8653 -1.8463 -0.4196 1.893

4 2.3336 -0.0195 -3.0010 -6.0951 -2.8000 5.6394 -3.4674 -0.4752 3.50

6 1.7559 -0.0147 -2.9190 -5.9287 -2.7236 5.4854 -3.8867 -0.4579 3.913

8 1.3522 -0.0113 -2.4137 -4.9022 -2.2520 4.5357 -3.3135 -0.3778 3.34

10 1.0654 -0.0089 -1.8235 -3.7035 -1.7014 3.4266 -2.4595 -0.2858 2.476

12 0.8570 -0.0072 -1.3425 -2.7267 -1.2526 2.5228 -1.7381 -0.2110 1.75

14 0.7022 -0.0059 -0.9963 -2.0235 -0.9296 1.8722 -1.2237 -0.1572 1.233

15 0.6396 -0.0053 -0.8646 -1.7561 -0.8068 1.6248 -1.0319 -0.1366 1.04

r = 0.01447mt

La Matriz Landa es;

ABC =

6,8 0,534 0,6420,534 6,8 1,152

0,6425 1,152 7,45

La Inversa de la matriz Landa es;

ABC1 =

0,1489 0,01 0,0110,01 0,1516 0,0220,011 0,022 0,1386

Multiplicando esta por los Vectores de Tension;

ABC1 =

0,1489 0,01 0,0110,01 0,1516 0,0220,011 0,022 0,1386

265,58 |0

265,58 |120265,58 |120

Se Obtienen Los Valores de Carga en parte real e imaginaria, Ver Cuadro 4 ( Valores de Carga )

Dividiendo la Carga sobre la distancia se obtiene el Campo, Cuadro 5 (Campo Electrico en la Superficie del

Suelo Para Conductor ACSR 30/7 )

El perfil de Campo Para este Conductor y los demas de la preseleccion se muestra en la figura 3 ( Perfiles de

Campo ), en el cual todos Los Conductores cumplen con el requisito Planteado en el RETIE, al no crear Campos

Electricos Superiores a 10KV/mt y a una altura mnima de 6,5mt.


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Figura 3. Perfiles de Campo en Superficie de Terreno

VIII. ANALISIS DE FLUJO DC

.

Se pretende adicionar la lnea bajo diseno al sistema interconectado Nacional mostrado en la figura 4., Los datos

de este se muestran en la figura 5 y 6 con la respectiva Lnea en adicion. Asumiendo una potencia Termica de

350 MVA y 200Km de distancia realice un estudio de contingencia para definir la potencia de diseno de la lnea,

suponiendo que la lnea a disenar es una de un circuito entre Equivalente Oriente y Bogota (Voltaje base de 230

kV y Potencia base 100MVA). Asuma un Valor de Reactancia calculado en los pasos anteriores;

El valor de la reactancia asumida es la del Conductor ACSR 30/7 el cual es de 0.495 ohm/km.

XL = 0,495/Km

200kmXL(p.u) = 99529XL(p.u) = 0,1871

.


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Figura 4. Adicion de Lnea al sistema Interconectado Nacional

Figura 5. Informacion de los Buses del SIN


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Figura 6. Informacion de las lneas

la matriz PTDF para el caso normal de operacion sin contingencia se muestra en la figura 7.

Ordenando las primeras diez (10) lneas que mayor sobrecarga generan sobre la lnea bajo diseno, indicando

la sobrecarga que generan con respecto al caso base sin contingencia, se tiene que las que mas inciden sobre

la lnea, lo hacen en baja proporcion., En el cuadro 6 Analisis de Flujos, se indica el comportamiento de la

lnea 49 cuando ocurre una contingencia en otra.


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Figura 7. Matriz PTDF sin Contingencias

Cuadro VIANALISIS DE FLUJO PARA LA LINEA BAJO DISENO

NormalL1fuera

L2fuera

L15fuera

L16fuera

L17fuera

L18fuera

L19fuera

L20fuera

L25fuera

L26fuera

Flujo por L49 163.2 176.2 176.2 169.8 169.8 169.8 169.8 183.2 183.2 201.3 201.3

Sobrecarga L49 0.08 0.08 0.04 0.04 0.04 0.04 0.122 0.122 0.233 0.233

determinar cual es la lnea que si falla mas impacta al sistema de transmision. Tomando la suma de los valores

absolutos de los cambios en por unidad en los flujos de todas las lneas, excepto la lnea que sale se tiene

que la lnea que se adiciona al sistema y las l neas 32, 33, 34 y 35 son las que mayor impacto generan, ver

Cuadro 7 ( Impacto de Contingencias en el SIN ).

Ante una Contingencia en la lnea disenada cuales son las lneas que mas y menos se sobrecargan. Las l neasmas sobrecargadas son L27 y L28, las menos sobrecargadas son L31, L36 y L37. ver Cuadro 8 ( Contingencia

de Lnea Disenada )

El flujo maximo por la Lnea 49 se presenta cuando sale L25 o L26, Considerando una sobrecarga del 120 %

tenemos la potencia de diseno de la Lnea;

Pn =PbajoContingencia

1,2=

201,3

1,2= 168MW


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Cuadro VIIIMPACTO D E CONTINGENCIAS EN EL SI N

L1 fuera L2 fuera L3 fuera L4 fuera L5 fuera L6 fuera L7 fuera L8 fuera L9 fueraL10 fuera

TOTAL 5.19 5.19 4.16 4.16 4.16 4.16 2.6 2.6 1.0 1.0

L11fuera L12fuera L13fuera L14fuera L15fuera L16fuera L17fuera L18fuera L19fuera L20fuera

TOTAL 3.7 2.8 8.1 8.1 3.5 3.5 3.5 3.5 7.7 7.7

L21fuera L22fuera L23fuera L24fuera L25fuera L26fuera L27fuera L28fuera L29fuera L30fuera

TOTAL 2.1 2.1 3.7 3.7 10.9 10.9 2.7 2,7 2.0 2.0L31fuera L32fuera L33fuera L34fuera L35fuera L36fuera L37fuera L38fuera L39fuera L40fuera

TOTAL 3.5 11.9 11.9 11.9 11.7 1.1 1.1 1.0 1.0 1.1

L41fuera L42fuera L43fuera L44fuera L45fuera L46fuera L47fuera L48fuera L49fuera

TOTAL 1.0 1.0 1.1 1.0 1.1 1.0 1.0 1.9 11.6

Cuadro VIIICONTINGENCIA DE LINEA DIS ENADA

Normal L49 fuera (flujo) L49 fuera

L27 15.1 25.1 0.66

L28 15.1 25.1 0.66

L31 9.8 -10.2 -2.04

L36 4.9 -5.1 -2.04

L37 4.9 -5.1 -2.04

Esta Potencia sera empleada como referencia para La Regulacion de Tension.

IX. ESTABILIDAD DE TENSION

.

Suponiendo un factor de potencia para la l nea del 0.95 en atraso, descartar conductores que no cumplan con

mas o menos el 10 %.

VR =

B2A

B2A

2 CAA = (R Y/2)2 + (1 X Y/2)2B = 2(R PR +XL QR) Y QR (R2 + X2L) VS2C= (R2 +X2L) (P2R + Q2R)

A manera de Ejemplo la regulacion de Tension para el ASCR 30/7, cuyos parametros son;

Y = 0,115nMho/kmXL = 0,495/kmRac = 0,0696/kmDistancia = 117kmV s = 230KVPR = 168MWQR = 55,21MVAR

XL1 = 57,91R1 = 8,143Y/2 = 6,72 109


16/31


17/31

17

f(816mt/25C) =1,2921,5238104816+6,37681098162

1+0,00367( 75+252

)

f(816mt/25C) = 0,990kg/mt3

f(3196mt/13C) =1,2921,52381043196+6,376810931962

1+0,00367(

75+13

2 )

f(3196mt/25C) = 0,7492kg/mt3

X-0g. CALOR POR CONVECCI ON: Para el Conductor ASCR 30/7;

D = 0.0289 ;

V = 2200m/h.

u = Viscocidad absoluta del aire (Kg/h*mt).

K = Conductividad termica del aire ( W*mt/mt2C)

QC = 0,5561

DVfuf

0,6 K (Tc Ta)uf = 0,06197 + 1,647 104

Tc+Ta

2

K= 0,0242 + 7,43261 105 Tc+Ta

2

uf(816mt/25C) = 0,0702Kg/h mtK(816mt/25C) = 0,0280W mt/mt2 CQC(816mt/25C) = 45,9418W/mt

uf(3196mt/13C) = 0,0692Kg/h

mt

K(3196mt/13C) = 0,0275W mt/mt2 CQC(3196mt/13C) = 47,8244W/mt

X-0h. CALOR POR RADIACI ON:

Qr= 17,825D

348

2

4

273 + Ta

100

4[W/mt]

Donde;

E = Factor de estado Superficial ( 0.7 para superficies envejecidas 1 ano en adelante).

Qr(816mt) = 24,448W/mtQr(3196) = 28,760W/mt

X-0i. CALOR RECIBIDO DEL SOL:

QS = 700 D [W/mt]

QS = 20,23W/mt


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18

Cuadro XCAPACIDAD TERMICA PARA DIFERENTES CONDUCTORES

Par ametro ACSR 30/7 AAAC 37 ACAR 18/19 ACSR/AW 30/7 ACSR 54/7

Qj(816mt)W/mt 50.16 49.165 50.523 50.204 50.83

Qj(3196mt)W/mt 56.354 55.1894 56.778 56.406 57.137

Ij(816mt)Amp 848.93 756.982 827.4 787.28 905.44

Ij(3196mt)Amp 899.827 802.018 877.13 834.486 959.985

MVA(816mt) 338.193 301.56 329.612 313.629 360.7014

MVA(3196mt) 358.465 319.5 349.423 332.435 382.43

X-0j. CALOR POR EFECTO JOULE:

QJ = QC + Qr QS

QJ(816mt) = 50,160W/mtQJ(3196mt) = 56,354W/mtRac = 0, 0696 103/mtIT(816mt) = 848,94AmpIT(3196mt) = 899,827Amp

MV AT(816mt) = 338,19MVAMVAT(3196mt) = 358,465MVA

Las Capacidades Termicas de los Conductores se muestran en el cuadro 10 ( Capacidades Termicas de Conduc-

tores )

En el cuadro 10 ( Capacidad Termica para diferentes Conductores ) el conductor ACSR 54/7 es el que mayor

corriente requiere para alcanzar los 75C lo cual lo hace perfecto ante cualquier eventualidad de sobrecarga porcontingencia.

XI. PERDIDAS DE ENERGIA

.

Calcular las perdidas de energa por efecto corona y por efecto Joule para una vida util de 30 anos. Las perdidas

se deben dar en unidades de energa y en pesos (considerar 280 $/kWh de perdidas). Asumir que la lnea empieza

cargada al 50 % de la potencia de diseno durante el primer ano y aumenta en forma uniforme hasta llegar al 100 %

en el ano 30.

En la figura 8 se muestra una aproximacion al perfil de lnea del proyecto. Primero seran determinadas las perdidas

por efecto Corona para el primer ano ( Conductor nuevo ) y posteriormente las de los proximos 29 a nos ( Conductor

viejo ), por ultimo en base a la curva de carga se determinaran las p erdidas por efecto joule para 30 anos.

XI-A. P ERDIDAS CORONA EN BUEN TIEMPO

.

Siendo la densidad relativa del aire a diferentes alturas;

r =1,292 h 1,5238 104 + h2 6,3768 109

1,292

Las densidades relativas a las diferentes alturas se muestra en el cuadro 11 ( Densidades relativas ).


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19

Figura 8. Perfil de Lnea SanCarlos-Sabanalarga

Cuadro XIDENSIDAD RELATIVA A DIFERENTES ALTURAS

ALTURA (mt) DENSIDAD REL

1800 0.8037

2450 0.7407

3100 0.6818

1820 0.8017

XI-A0k. Calculos del Campo superficial: A continuacion se muestra la matriz landa y su inversa para obtener

las magnitudes de Carga y campo Electrico para el conductor ACSR 30/7;

r=0.01447mt


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20

Cuadro XIICAMPOS SUPERFICIALES (KV/CM ) PARA DIFERENTES CONDUCTORES

Fase ACSR 30/7 AAAC 37 ACAR 18/19 ACSR/AW 30/7 ACSR 54/7

A 13.945 14.34 13.83 13.94 13.71

B 14.98 15.40 14.86 14.98 14.73

C 14.52 14.93 14.40 14.52 14.28

Cuadro XIII

CAMPOS EO Y EC (KV/CM ) PARA DIFERENTES CONDUCTORES

Campos 1800mt 2450mt 3100mt 1820mt

Eo buen Tiempo (ACSR 40/7) 29.66 28.09 26.58 29.61

Ec mal Tiempo (ACSR 40/7) 30.81 28.66 26.632 30.75

Eo buen Tiempo (AAAC 37) 29.77 28.192 26.678 29.72

Ec mal Tiempo (AAAC 37) 30.93 28.766 26.735 30.86

Eo buen Tiempo (ACAR 18/19) 29.627 28.06 26.55 29.579

Ec mal Tiempo (ACAR 18/19) 30.785 28.628 26.60 30.717

Eo buen Tiempo (ACSR/AW 30/7) 29.66 28.089 26.58 29.611

Ec mal Tiempo (ACSR/AW 30/7) 30.818 28.659 26.632 30.75

Eo buen Tiempo (ACSR 54/7) 29.596 28.026 26.52 29.546

Ec mal Tiempo (ACSR 54/7) 30.754 28.596 26.57 30.685

=

8,147 1,688 1,6271,688 8,147 2,233

1,627 2,233 8,362

1 =

0,1312 0,0218 0,01970,0218 0,1361 0,03210,0197 0,0321 0,1320

QaQbQc

= 0,1312 0,0218 0,01970,0218 0,1361 0,03210,0197 0,0321 0,1320

132,8 |0

132,8 |120132,8 |120

EaEbEc

=

13,94514,98

14,52

[KV/cm]

En el cuadro 12 ( Campos Electricos Superficiales ) se establecen los campos para los cinco (5) Conductores.

EO = 30

2 0,9 (1 0,07r) 2/3r KV pico/cmEC = 30 r 1 + 0,3rr KV pico/cm

k = e0,2354+1,0443 E

E0

W= 3 103 ekPBT =

20,94106fVn2Wlog D

req

W/mtAhora se procede a determinar las perdidas de efecto Corona en buen tiempo equivalente (Pa+Pb+Pc) para cada

Conductor y a cada altura, Esta informacion se encuentra en el Cuadro 15 ( Perdidas Corona en buen Tiempo) y

en el cual se puede apreciar que las perdidas mas bajas las posee el Conductor ACSR 54/7.


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21

Cuadro XIVRELACION DE E/ EO PARA DIFERENTES CONDUCTORES

Campos 1800mt 2450mt 3100mt 1820mt

Fase A (ACSR 40/7) 0.665 0.702 0.742 0.666

Fase B (ACSR 40/7) 0.714 0.754 0.797 0.715

Fase C (ACSR 40/7) 0.692 0.731 0.772 0.693

Fase A (AAAC 37) 0.681 0.719 0.76 0.687

Fase B (AAAC 37) 0.731 0.772 0.816 0.732

Fase C (AAAC 37) 0.709 0.749 0.791 0.710

Fase A (ACAR 18/19) 0.660 0.697 0.736 0.661

Fase B (ACAR 18/19) 0.709 0.749 0.791 0.710

Fase C (ACAR 18/19) 0.687 0.726 0.767 0.688

Fase A (ACSR/AW 30/7) 0.665 0.702 0.742 0.666

Fase B (ACSR/AW 30/7) 0.714 0.754 0.797 0.715

Fase C (ACSR/AW 30/7) 0.692 0.731 0.772 0.693

Fase A (ACSR 54/7) 0.655 0.692 0.731 0.656

Fase B (ACSR 54/7) 0.704 0.743 0.786 0.705

Fase C (ACSR 54/7) 0.683 0.721 0.762 0.684

Cuadro XVPERDIDAS EN BUE N TIEMPO PARA CONDUCTORES A DIFERENTES ALTURAS KW/KM

Pbt en Conductor 1800mt 2450mt 3100mt 1820mtACSR 30/7 0.3474 0.3869 0.4363 0.3485

AAAC 37 0.3602 0.403 0.4569 0.3614

ACAR 18/19 0.3439 0.3825 0.4307 0.345

ACSR/AW 30/7 0.3474 0.3869 0.4363 0.3485

ACSR 54/7 0.3406 0.3783 0.4253 0.3416

XI-B. P ERDIDAS CORONA EN MAL TIEMPO

.

En el Cuadro 16 se pueden ver los valores de K y R para cada fase y cada Conductor;

PMT = K1 Funcionm, EEC

W/mt

= 18r

R = r e VrE

K1 =f50 (nr)

2 log(R

r)log(

r)

log(r

)

XI-B0l. Calculo de la Funcion Normalizada F(E/Ec, m): .

(m = 0,5)(X 0,4)Y = 3,398X3 + 31,07X2 21,954X+ 4,181

(m = 0,6)(X 0,5)Y = 8,1667X3 + 13,134X2 16,2X+ 3,987

(m = 0,75)(X 0,55)Y = 40,707X3 54,378X2 + 24,506X 3,7835El Calculo de perdidas en mal tiempo para varias alturas, varios valores de m y diferentes Conductores se muestra

en el Cuadro 19 ( Perdidas Corona en mal tiempo).


22/31

22

Cuadro XVIVALORES DE K Y R PARA DIFERENTES CONDUCTORES

Conductor R K

Fase A (ACSR 40/7) 1043 7.826

Fase B (ACSR 40/7) 662.526 8.253

Fase C (ACSR 40/7) 803.272 8.059

Fase A (AAAC 37) 1043.6 7.425

Fase B (AAAC 37) 662.652 7.829

Fase C (AAAC 37) 803.573 7.645

Fase A (ACAR 18/19) 1043.9 7.946

Fase B (ACAR 18/19) 662.49 8.381

Fase C (ACAR 18/19) 803.184 8.184

Fase A (ACSR/AW 30/7) 1043.8 7.826

Fase B (ACSR/AW 30/7) 662.526 8.253

Fase C (ACSR/AW 30/7) 803.272 8.059

Fase A (ACSR 54/7) 1044 8.068

Fase B (ACSR 54/7) 662.5 8.510

Fase C (ACSR 54/7) 803.096 8.309

Beta (ACSR 40/7) 1.2494

Sigma (ACSR 40/7) 21.652

Beta (AAAC 37) 1.2535

Sigma (AAAC 37) 21.2979

Beta (ACAR 18/19) 1.2482Sigma (ACAR 18/19) 21.756

Beta (ACSR/AW 30/7) 1.2494

Sigma (ACSR/AW 30/7) 21.654

Beta (ACSR 54/7) 1.247

Sigma (ACSR 54/7) 21.860

Cuadro XVIIRELACION DE E/E C, PARA DIFERENTES CONDUCTORES

Fase de Conductor 1800mt 2450mt 3100mt 1820mt

Fase A (ACSR 40/7) 0.6399 0.6881 0.7405 0.6414

Fase B (ACSR 40/7) 0.6874 0.7392 0.7955 0.6889

Fase C (ACSR 40/7) 0.6665 0.7167 0.7712 0.6679

Fase A (AAAC 37) 0.6558 0.7051 0.7587 0.6572Fase B (AAAC 37) 0.7041 0.7571 0.8146 0.7057

Fase C (AAAC 37) 0.6827 0.7341 0.7899 0.6843

Fase A (ACAR 18/19) 0.6354 0.6833 0.7353 0.6368

Fase B (ACAR 18/19) 0.6826 0.7341 0.7900 0.6841

Fase C (ACAR 18/19) 0.6618 0.7117 0.7659 0.6633

Fase A (ACSR/AW 30/7) 0.6399 0.6881 0.7405 0.6414

Fase B (ACSR/AW 30/7) 0.6874 0.7392 0.7955 0.6889

Fase C (ACSR/AW 30/7) 0.6665 0.7167 0.7712 0.6679

Fase A (ACSR 54/7) 0.6309 0.6785 0.7302 0.6320

Fase B (ACSR 54/7) 0.6779 0.7290 0.7846 0.6794

Fase C (ACSR 54/7) 0.6572 0.7067 0.7606 0.6586

XI-C. CALCULO DE PERDIDAS CORONA TOTAL ( Pbt + Pmt )

.

Empleando el factor de Ponderacion para Buen Tiempo, Lluvia Ligera y Lluvia Fuerte que se muestra a

continuacion, A manera de ejemplo se determinaran las perdidas Corona en el primer Ano y Segundo Ano del

Conductor ACSR 30/7 para 1800mt Hsnm, en el cuadro 21 (Perdidas Corona Totales a diferentes Alturas) se

encuentran determinadas para todos los Conductores;


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23

Cuadro XVIIIF( M, E/EC) PARA DIFERENTES CONDUCTORES Y DIFERENTES ALTURAS

F(m, E/Ec), 1800mt F(m, E/Ec), 2450mt F(m, E/Ec), 3100mt F(m, E/Ec), 1820mt

Fase Conductor m=0.5 m=0.6 m=0.75 m=0.5 m=0.6 m=0.75 m=0.5 m=0.6 m=0.75 m=0.5 m=0.6 m=0.

Fase A (ACSR 40/7) 1.96 1.139 0.298 2.68 1.72 0.594 3.58 2.50 1.07 1.98 1.154 0.304

Fase B (ACSR 40/7) 2.66 1.710 0.589 3.56 2.487 1.06 4.67 3.52 1.79 2.69 1.73 0.6

Fase C (ACSR 40/7) 2.34 1.441 0.446 3.55 2.129 0.833 4.17 3.05 1.445 2.36 1.46 0.45

Fase A (AAAC 37) 2.187 1.314 0.382 2.956 1.957 0.730 3.924 2.822 1.285 2.208 1.331 0.390

Fase B (AAAC 37) 2.940 1.942 0.722 3.893 2.794 1.265 5.077 3.92 2.01 2.966 1.965 0.735Fase C (AAAC 37) 2.593 1.648 0.555 3.464 2.4 1.00 4.55 3.409 1.707 2.617 1.668 0.566

Fase A (ACAR 18/19) 1.903 1.092 0.276 2.602 1.655 0.559 3.486 2.423 1.018 1.922 1.106 0.282

Fase B (ACAR 18/19) 2.591 1.646 0.554 3.463 2.403 1.00 4.552 3.411 1.708 2.615 1.666 0.565

Fase C (ACAR 18/19) 2.274 1.385 0.417 3.068 2.053 0.778 4.064 2.952 1.375 2.296 1.403 0.426

Fas A(ACSR/AW 30/7) 1.96 1.139 0.298 2.68 1.72 0.594 3.58 2.50 1.07 1.98 1.154 0.304

Fas B(ACSR/AW 30/7) 2.66 1.710 0.589 3.56 2.487 1.06 4.67 3.52 1.79 2.69 1.73 0.6

Fas C(ACSR/AW 30/7) 2.34 1.441 0.446 3.55 2.129 0.833 4.17 3.05 1.445 2.36 1.46 0.45

Fase A (ACSR 54/7) 1.844 1.045 0.255 2.527 1.592 0.525 3.393 2.34 0.965 1.862 1.06 0.261

Fase B (ACSR 54/7) 2.518 1.585 0.521 3.372 2.321 0.953 4.44 3.301 1.629 2.541 1.604 0.531

Fase C (ACSR 54/7) 2.207 1.331 0.390 2.984 1.981 0.7448 3.961 2.856 1.308 2.229 1.348 0.398

Cuadro XIXPERDIDAS EN MAL TIEMPO PARA DIFERENTES CONDUCTORES , DIFERENTES ALTURAS Y DIFERENTES VALORES DE M KW/KM

F(m, E/Ec), 1800mt F(m, E/Ec), 2450mt F(m, E/Ec), 3100mt F(m, E/Ec), 1820mt

Conductor m=0.5 m=0.6 m=0.75 m=0.5 m=0.6 m=0.75 m=0.5 m=0.6 m=0.75 m=0.5 m=0.6 m=0.

ACSR 40/7 56.288 34.649 10.789 75.754 5 1.150 20.127 100.163 73.296 34.844 56.821 3 5.084 11.01

AAAC 37 59.091 37.574 12.735 78.92 54.78 23.025 103.681 77.718 39.028 59.636 3 8.029 12.98

ACAR 18/19 55.468 33.811 10.254 74.822 50.103 19.322 99.125 72.016 33.674 55.997 34.240 10.47

ACSR/AW 30/7 56.288 34.649 10.789 75.754 51.150 20.127 100.163 73.296 34.844 56.821 35.084 11.01

ACSR 54/7 54.655 3 2.987 9.737 73.896 4 9.072 18.543 98.092 7 0.753 32.537 55.181 3 3.410 9.948

Pcoronanuevo = 0,836 0,3474 + 0,132 34,649 + 0,033 56,288

Pcoronanuevo = 6,721KW/Km

Pcoronaviejo = 0,836 0,3474 + 0,132 10,789 + 0,033 34,649

Pcoronaviejo = 2,858KW/Km

En la figura 9 se observan los perfiles de Perdidas Corona para el primer A no y Segundo Ano de cada Conductor;

a continuacion se determinan los calculos para las perdidas corona del Conductor ACSR 30/7 a un tiempo de 30

anos. En el Cuadro 22 ( Perdidas a 30 anos ) se encuentra la informacion de los cinco (5) Conductores.

Las Perdidas Tecnicas mas bajas por efecto Corona, las posee el Conductor ACSR 54/7 y es seguido por el ACAR

18/19.

PcoronaTotal = Pcnuevo 8760 + Pcviejo 8760 29;Pcorona = PcoronaTotal 280$/KWh;

Cuadro XXFACTORES DE PONDERACION

BT LL LF

Factores de Ponderacion 0.836 0.132 0.033


24/31

24

Cuadro XXIPERDIDAS CORONA TOTALES KW/KM

Conductor 1800mt 2450mt 3100mt 1820mt

Pcornuevo ACSR 40/7 6.7217 9.575 13.345 6.797

Pcorviejo ACSR 40/7 2.858 4.668 7.382 2.903

Pcornuevo AAAC 37 7.210 10.172 14.062 7.290

Pcorviejo AAAC 37 3.222 5.184 8.098 3.271

Pcornuevo ACAR 18/19 6.5811 9.402 13.137 6.656

Pcorviejo ACAR 18/19 2.7568 4.523 7.181 2.800

Pcornuevo ACSR/AW 30/7 6.7217 9.575 13.345 6.797

Pcorviejo ACSR/AW 30/7 2.858 4.668 7.382 2.903

Pcornuevo ACSR 54/7 6.442 9.232 12.932 6.516

Pcorviejo ACSR 54/7 2.658 4.383 6.985 2.701

Figura 9. Perfil de Perdidas Corona Para el Primer y Segundo Ano de Cada Conductor

PcoronaTotal = 994, 66KW

8760 + 471, 296KW

8760

29;

PcoronaTotal = 128,44 109KW/h

XI-D. PERDIDAS POR EFECTO JOULE

.

Teniendo presente la potencia de diseno de nuestra lnea (168 MW) y y una vida util de 30 anos, para la cual

empezara con 50 % de carga y aumenta en forma uniforme hasta llegar al 100 % en el ano 30, en la figura 10 se

presenta el diagrama de Carga para la lnea en los 30 Anos. Suponiendo un Factor de Potencia para la lnea de

0.95 en atraso se tiene que;


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25

Cuadro XXIIPERDIDAS CORONA TOTALES A 30 ANO S

Conductorperdida

KW(nuevo)

perdida

KW(viejo)

Perdida KWh

1a no

Perdida KWh

29a nos

TOTAL Perd a

30 anos KWh

ACSR 30/7 994.665 471.296 8713265.4 119728035.8 128441301.2

AAAC 37 1059.386 524.964 9153095.04 133361854.6 142514949.6

ACAR 18/19 975.97 456.283 8549497.2 115914133.3 1244663630.5

ACSR/AW 30/7 994.665 471.296 8713265.4 119728035.8 128441301.2

ACSR 54/7 957,528 441,699 8387945.28 112209214 3120597159.3

Figura 10. Curva de Carga para 30 anos

S=168MW

0,95= 176,842MVA

En el cuadro 23 se encuentra la potencia en MVA consumida cada Ano ( Demanda Anual ).

Para el Conductor ACSR se tiene;

Rac=0.0696ohm/km

S= 168MW0,95 = 176,842MVA

Imax =88,4211063230103 = 221,956Amp

Pe(ANO1) = 3 221,9562 0,0696/Km 117Km 8760 = 10542758090WhPe(ANO1) = 10542758,09KWh


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26

Cuadro XXIIIDEMANDA DE CARGA ANUAL (MVA)

ANO CARGA ( MVA ) ANO CARGA ( MVA )

1 88.421 16 134.156

2 91.47 17 137.205

3 94.519 18 140.254

4 97.568 19 143.303

5 100.617 20 146.352

6 103.666 21 149.4017 106.715 22 152.45

8 109.764 23 155.5

9 112.813 24 158.548

10 115.862 25 161.597

11 118.911 26 164.646

12 121.96 27 167.695

13 125 28 170.744

14 128.058 29 173.793

15 131.107 30 176.842

En el Cuadro 24( Perdidas por efecto Joule para diferentes Conductores ) se puede evaluar el valor de estas a

un periodo de 30 anos.Ahora Sumando las Perdidas Corona Anuales para el primer ano con conductor nuevo y en adelante con conductor

viejo ( Cuadro XXII Perdidas a 30 anos) con las Perdidas por efecto joule ( Cuadro XXIV )se tienen las Perdidas

Tecnicas totales para cada Ano, en el Cuadro XXV se determinan estas perdidas a continuacion se muestra el

ejemplo de perdidas totales del primer y segundo ano para el ACSR 30/7 Skimmer.

Nuevamente el ACSR 54/7 es el Conductor que representa las menores Perdidas.

PerdTotal1 = PerdCoronanuevo + PerdJoule1PerdTotal1 = 994,665KW (8760h) + 10542800KWhPerdTotal1 = 19256065,4KWh

Y para el segundo Ano sera;

PerdTotal2 = PerdCoronaviejo + PerdJoule2PerdTotal2 = 471,296KW (8760h) + 11282000KWhPerdTotal2 = 15410552,96KWh

Considerando un valor monetario de Perdidas igual a 280$/KWh se tiene a manera de ejemplo que para el

Conductor ACSR 30/7 Skimmer el primer ano de funcionamiento.

PerdTot = Perdanual 280$/KWhPerdTot = 19256065,4KWh 280$/KWhPerdTot = 5,391698,312$

Y para el Segundo ano;

PerdTot = Perdanual 280$/KWhPerdTot = 15410552,96KWh 280$/KWhPerdTot = 4,314954,8292$

En el Cuadro XVI ( Perdidas de energa Cuantificadas en Dinero), se muestran los costos que representa el empleo

de cada Conductor para cada ano.


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27

Cuadro XXIVPERDIDAS POR EFECTO JOULE (G WH) PARA DIFERENTES CONDUCTORES A 30 ANO S

ACSR 40/7 AAAC 37 ACAR 18/19 ACSR/AW 30/7 ACSR 54/7

Ano I(Amp) Pe(GWh) I(Amp) Pe(GWh) I(Amp) Pe(GWh) I(Amp) Pe(GWh) I(Amp) Pe(GWh)

1 221.956 10.5428 221.9564 12.9967 221.9564 11.1790 221.9564 12.2696 221.9564 9.3916

2 229.610 11.282 229.610 13.9085 229.6101 11.9633 229.6101 13.1304 229.6101 10.0504

3 237.263 12.047 237.2638 14.8512 237.2638 12.7741 237.2638 14.0204 237.2638 10.7316

4 244.917 12.836 244.9174 15.8248 244.9174 13.6115 244.9174 14.9395 244.9174 11.4352

5 252.571 13.651 260.2248 16.8293 252.5711 14.4755 252.5711 15.8878 252.5711 12.16106 260.224 14.491 267.8784 17.8647 260.2248 15.3661 260.2248 16.8653 260.2248 12.9092

7 267.878 15.356 275.5321 18.9310 267.8784 16.2833 267.8784 17.8719 267.8784 13.6798

8 275.532 16.246 275.5321 20.0282 275.5321 17.2271 275.5321 18.9078 275.5321 14.4726

9 283.185 17.161 283.1858 21.1564 283.1858 18.1974 283.1858 19.9728 283.1858 15.2878

10 290.839 18.102 290.8394 22.3154 290.8394 19.1944 290.8394 21.0670 290.8394 16.1254

11 298.493 19.067 298.4931 23.5054 298.4931 20.2179 298.4931 22.1904 298.4931 16.9852

12 306.146 20.057 306.14681 24.7262 306.1468 2 1.2680 306.1468 2 3.3429 306.1468 1 7.8674

13 313.800 21.073 313.8005 25.9780 313.8005 22.3447 313.8005 24.5247 313.8005 18.7720

14 321.454 22.113 321.4541 27.2607 321.4541 23.4480 321.4541 25.7356 321.4541 19.6989

15 329.107 23.179 329.1078 28.5742 329.1078 24.5779 329.1078 26.9757 329.1078 20.6481

16 336.761 24.269 329.1078 29.9187 336.7615 25.7343 336.7615 28.2450 336.7615 21.6196

17 344.415 25.385 344.4151 31.2941 344.4151 26.9173 344.4151 29.5434 344.4151 22.6135

18 352.068 26.526 352.0688 32.7004 352.0688 28.1270 352.0688 30.8710 352.0688 23.6297

19 359.722 27.692 359.7225 34.1377 359.7225 29.3632 359.7225 32.2279 359.7225 24.668220 367.376 28.883 367.3761 35.6058 367.3761 30.6259 367.3761 33.6138 367.3761 25.7291

21 375.029 30.099 375.0298 37.1048 375.0298 31.9153 375.0298 35.0290 375.0298 26.8123

22 382.683 31.340 382.6835 38.6347 382.6835 33.2313 382.6835 36.4734 382.6835 27.9179

23 390.337 32.606 382.6835 40.1956 390.3371 34.5738 390.3371 37.9469 390.3371 29.0458

24 397.99 33.897 397.99081 41.7873 397.9908 35.9429 397.9908 39.4496 397.9908 30.1960

25 405.644 35.213 405.6445 43.4100 405.6445 37.3387 405.6445 40.9815 405.6445 31.3685

26 413.298 36.555 413.2982 45.0636 413.2982 38.7610 413.2982 42.5425 413.2982 32.5634

27 420.951 37.921 420.9518 46.7480 420.9518 40.2098 420.9518 44.1328 420.9518 33.7806

28 428.605 39.313 428.6055 48.4634 428.6055 41.6853 428.6055 45.7522 428.6055 35.0202

29 436.259 40.729 436.2592 50.2097 436.2592 43.1874 436.2592 47.4008 436.2592 36.2821

30 443.912 42.171 443.9128 51.9869 443.9128 44.7160 443.9128 49.0785 443.9128 37.5663

XII. BALANCE DE COSTOS

.

XII-A. Valor Presente

Considerando que el Costo inicial de la inversion solo para el conductor, representa casi un 30 % del total de la

obra se pretende abordar el siguiente Balance.,

A continuacion se estima la longitud Total del Conductor, que se aclara ( no son 117Km ) como se manifest o al

principio, ello debido al arco formado por la Catenaria en cada Vano y al tramo de empalme requerido en cada

Torre;

Una Estimacion de esta longitud se puede conseguir asumiendo los datos de Vano para el conductor ACSR 30/7Calculados al principio.

E= Cantidad de Empalmes requirido en Cada Torre por fase (2.5mt Cd/un)

A=Cantidad de Arcos para una fase

L=longitud total del trayecto

Longitud del Conductor= L+A+E;


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28

Cuadro XXVPERDIDAS TECNICAS TOTALES PARA DIFERENTES CONDUCTORES (KWH)

A no ACSR 30/7 AAAC 37 ACAR 18/19 ACSR/AW 30/7 ACSR 54/7

1 19256065.4 22277034.63 19728097.13 20983033.41 17780087.03

2 15410552.96 18507018.2 15960010.09 17258963.12 13919723.7

3 16176300.54 19450004.9 16771089.90 18148912.21 14600911.2

4 16965223.33 20423023.54 17609065.45 19068048.96 15304440.5

5 17780432.1 21428000.0 18473004.2 20016343.5 16030310.9

6 18620324.45 22463110.13 19363123.23 20993834.76 16778511.47 19485223.67 23530065.12 20280007.8 22000500.7 17549043.5

8 20375712.2 24627098.91 21224165.1 23036343.5 18341912.34

9 21290210.3 25755023.2 22194056.3 24101369.0 19157113.10

10 22231120.89 26914002.98 23191089.1 25195565.5 19994655.78

11 23196087.6 28104075.61 24215097.12 26318943.3 20854520.61

12 24186076.54 29325123.71 25265012.32 27471506.66 21736722.13

13 25202065.3 30577091.4 26342021.12 28653237.14 22641267.08

14 26242120.04 31859012.12 27445049.8 29864150.92 23568131.67

15 27308098.4 33173110.11 28575099.3 31104249.78 24517344.52

16 28398123.13 34517221.2 29731195.55 32373524.42 25488885.56

17 29514009.5 35893110.11 30914037.43 33671978.6 26482760.0

18 30655001.6 37299105.62 32124004.97 34999605.78 27498976.34

19 31821125.7 38736077.66 33360060.08 36356417.09 28537521.09

20 33012023.3 40204100.03 34623045.92 37742390.03 29598402.7821 34228002 41703109.92 35912034.23 39157563.34 29598401.79

22 35469051.9 43233007.87 37228067.48 40601907.79 31787162.65

23 36735013.21 44794000.4 38571102.56 42075432.89 32915042.70

24 38026056 46386067.66 39940034.34 43578130.00 34065262.94

25 39342101.23 48009033.1 41336099.3 45110011.04 35237815.55

26 40684098.3 49662009.2 42758003.25 46671077.01 36432691.92

27 42050075.3 51347111.73 44207101.3 48261313.98 37649916.49

28 43442004.6 53062231.56 45682005.74 49880727.04 38889462.79

29 44858041.11 54808056.34 47184005.27 51529320.01 40151352.95

30 46300006 56586075.8 48713109.94 53207093.79 41435571.06

Flecha = Hw

cosh

V ano2 wH

1

Flecha = 3079,081,857

cosh

4752 1,8573079,08

1

Flecha = 17,02mtLongitudArco = 478mt

El diferencial de Longitud que se adiciona en cada Arco es;

A=478mt-475mt=3mt;

Para 247 Torres se tiene;

A = 247 3mt = 741mtE= 247 2,5mt = 618mtL = 117000mtLongConductor = 741 + 618 + 117000LongConductor = 118236mtConductorTotal = 118236mt 3 = 354707mtInversionConductor = 354707mt Conductor$/mt

Empleando el metodo del Valor Presente y Considerando una tasa de Retorno interno del 10 % , en el cuadro

XXVII se determinan Las Perdidas de Energa traidas al presente Mediante;


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29

Cuadro XXVIPERDIDAS TECNICAS TOTALES EVALUADAS EN $ PARA DIFERENTES CONDUCTORES


1 5.391698.312 6.237500.328 5.523534.670 5.875200.345 4.978345.231

2 4.314954.8292 5.182065.048 4.468993.456 4.832538.897 3.897523.341

3 4.529267.897 5.446045.090 4.695956.234 5.081732.121 4.088331.732

4 4.750323.456 5.718623.789 4.930493.245 5.339123.087 4.285298.003

5 4.978535.743 5.999832.597 5.172323.591 5.604698.089 4.488586.994

6 5.213700.765 6.289719.027 5.421787.960 5.878342.908 4.698045.8907 5.455943.789 6.588323.694 5.678523.689 6.160145.970 4.913745.039

8 5.705195.560 6.895578.006 5.942856.066 6.450283.333 5.135729.089

9 5.961354.876 7.211467.002 6.214545.890 6.748443.221 5.364078.890

10 6.224667.098 7.536067.678 6.493637.034 7.054884.890 5.598534.034

11 6.494845.839 7.869156.876 6.780238.756 7.369367.921 5.839332.111

12 6.772134.890 8.211034.623 7.074293.003 7.692078.067 6.086323.990

13 7.056523.471 8.561510.605 7.375774.456 8.022934.009 6.339600.008

14 7.347867.462 8.920656.021 7.684643.789 8.362003.221 6.599167.576

15 7.646134.765 9.288456.389 8.001056.000 8.709212.089 6.864998.097

16 7.951525.754 9.664998.000 8.324821.123 9.064634.890 7.136934.700

17 8.263999.001 10.050345.056 8.656089.667 9.428200.890 7.415234.097

18 8.583300.876 10.443856.990 8.994734.087 9.799989.002 7.699734.345

19 8.909834.567 10.846232.098 9.340970.456 10.179890.098 7.990543.198

20 9.243234.230 11.257278.002 9.694434.897 10.567900.087 8.287661.00021 9.583734.832 11.677045.856 10.055527.087 10.964123.945 8.590961.013

22 9.931212.037 12.105444.005 10.423934.210 11.368005.967 8.900467.976

23 10.285734.976 12.542456.987 10.799884.003 11.781105.897 9.216249.004

24 10.647332.098 12.988687.654 11.183256.946 12.201934.208 9.538311.960

25 11.015823.598 13.442419.777 11.574008.767 12.630878.654 9.866609.878

26 11.391456.765 13.905417.876 11.972234.976 13.067956.007 10.201223.789

27 11.774067.345 14.377123.470 12.377967.897 13.513245.098 10.542089.205

28 12.163645.332 14.857434.598 12.791111.897 13.966691.008 10.889090.081

29 12.560331.045 15.346345.876 13.211656.084 14.428237.086 11.242423.931

30 12.963928.045 15.844034.732 13.211645.065 14.898038.956 11.602078.913

PerdidasPr esente =Perdidasn(1 + 0,1)n

y en el Cuadro XXVIII El balance de Costos General Mediante;

V NP= Inversion+30n

Perdidasn(1 + 0,1)n

En donde;

Inversion = LongConductorTotal $Conductormt

En el Cuadro XXVIV Se determina la inversion Inicial con diferentes Conductores, este valor Corresponde al

Conductor Total por el Precio .


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Cuadro XXVIIPERDIDAS TECNICAS TOTALES EVALUADAS EN $ Y TRAIDAS AL PRESENTE PARA DIFERENTES CONDUCTORES


1 4.901543.231 5.670582.007 5.021808.483 5.341105.398 4.525738.724

2 3.566243.234 4.282707.462 3.693300.005 3.993856.934 3.221101.000

3 3.402854.986 4.091658.968 3.528112.813 3.818089.045 3.071645.297

4 3.244543.678 3.905943.567 3.367523.946 3.646698.263 2.926914.273

5 3.091272.936 3.725410.385 3.211652.367 3.480000.089 2.787023.013

6 2.943067.946 3.550445.835 3.060423.897 3.318100.564 2.651909.1827 2.799705.114 3.380808.909 2.914045.934 3.161111.456 2.521555.195

8 2.661548.686 3.216882.526 2.772324.582 3.009112.331 2.395902.341

9 2.528234.985 3.058321.001 2.635534.784 2.862000.002 2.274928.975

10 2.399843.897 2.905423.028 2.503634.267 2.719934.732 2.158513.242

11 2.276423.479 2.758293.471 2.376434.509 2.582976.845 2.046645.021

12 2.157843.254 2.616392.737 2.254183.537 2.450975.978 1.939342.534

13 2.044032.132 2.480073.543 2.136587.678 2.323952.436 1.836300.363

14 1.934942.364 2.349158.674 2.023623.967 2.202052.337 1.737723.168

15 1.830464.746 2.223675.484 1.915421.324 2.084953.623 1.643453.645

16 1.730543.535 2.103443.658 1.811786.756 1.972753.746 1.553232.222

17 1.635003.435 1.988353.635 1.712542.535 1.865302.908 1.467112.312

18 1.543863.474 1.878442.758 1.617863.745 1.762643.654 1.384980.970

19 1.456834.351 1.773453.646 1.527387.287 1.664587.385 1.306594.675

20 1.373903.908 1.673334.354 1.441053.485 1.570802.738 1.231902.54721 1.295102.647 1.577983.554 1.358853.645 1.481365.476 1.160943.478

22 1.220003.749 1.487124.436 1.280530.848 1.396653.636 1.093936.784

23 1.148704.637 1.400773.894 1.206126.367 1.315702.657 1.029222.912

24 1.081003.264 1.318663.787 1.135443.656 1.238818.356 968454.656

25 1.016734.526 1.240746.599 1.068200.496 1.165834.670 910635.650

26 955854.635 1.166774.647 1.004553.237 1.096534.760 855964.757

27 898154.755 1.096754.364 944293.647 1.030858.364 804164.867

28 843555.989 1.030364.547 887074.565 968554.567 755174.545

29 791853.457 967474.665 832923.543 909565.637 708700.098

30 742973.645 908000.002 781705.807 853803.546 664964.545

Cuadro XXVIIIBALANCE DE COSTOS MEDIANTE EL METODO DEL VALOR PRESENTE PARA DIFERENTES CONDUCTORES


Presente 52753495.786 67164200.345 56417598.234 62095433.587 46889849.113

Bajo el Criterio del Concepto tecnico y el Balance de Costos se ha podido determinar que el Conductor mas

acto para llevar a cabo dicho Proyecto es el ACSR 54/7 Canary.

Aunque las Consideraciones Tecnicas de los Conductores Preseleccionados son muy estrechas, el balance de costos

a un tiempo de 30 anos permitio realizar con mayor certeza la eleccion del Conductor.

Cuadro XXIXINVERSION INICIAL DEL CONDUCTOR 354.71 KM

ACSR 30/7 AAAC 37 ACAR 18/19 ACSR/AW 30/7 ACSR 54/7

$/Kmt Total $/Kmt Total $/Kmt Total $/Kmt Total $/Kmt Total

19063.406 6761980.742 13142.344 4661720.840 15804.750 5606102.873 14638.256 5192335.786 19010.452 6743


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XIII. CONCLUSIONES

.

1. Al realizar el Trabajo se pudo Corroborar que las Perdidas por efecto Corona son completamente ajenas ala Carga Conectada y que estas dependen solamente de la altura y del Campo el ectrico en la Superficie del

Conductor el cual a su ves depende del Radio y de la Tension.

2. Si bien el Campo electrico en la superficie del terreno segun Consideraciones del RETIE permite la seleccion

en un gran rango de conductores, la Regulacion de Tension a un Valor de 10 % es bastante restrintiva y limita

bastante el numero de conductores idoneos para el proyecto. En el Trabajo los Conductores Preseleccionados

estubieron por debajo de 5Kv/mt2, mientras que en la regulacion de tension estubieron muy cercanos a valores

de 8 y 9 %, esto considerando conductores entre 28mm y 32mm de diametro.

3. Se demostro en el Trabajo como es la seleccion del Conductor Ideal; Bajas perdidas Corona y Joule, Buena

Regulacion de Tension, Buena Rigidez Mecanica y en lo considerable economico. Pero inherente a estos

factores el lugar en donde se emplee determina muchas consideraciones adicionales como la contaminaci on

salina y el nivel de humedad relativa del aire.

4. Un buen Diseno de una lnea de transmision implica muchas consideraciones Tecnicas y sobre todo economi-

cas, se puede elegir Conductores con alta resistencia mecanica lo cual representa un costo alto en la inversion

a cambio de tener menos estructuras y menos aisladores.

5. Es de vital importancia el analisis de flujo DC en el diseno de un sistema de transmision, no solo nos permite

obtener la potencia de diseno de la lnea, sino tambien como una contingencia en esta altera algunas partes

del sistema, lo cual implica la coordinacion de nuevas protecciones. Obviamente se mejora la confiabilidad

del sistema.

6. Mediante el balance de Costos fue posible determinar el comportamiento de la inversion inicial en Cada

periodo de tiempo, lo cual do pie a la eleccion correcta del Conductor, y a la rentabilidad del proyecto.

7. Pudimos Comprobar que la unica forma en que varien las perdidas Corona y Joule en el mismo sentido es

variando el radio del conductor, ya que si elevamos la tension de transmision las perdidas Joule disminuyen,

pero el Campo electrico en la superficie del conductor aumenta y con ello las perdidas Corona.

REFERENCIAS

[1] CENTELSA., Cables de Energia y Comunicacion.,Tablas de Caractersticas fsicas y propiedades T ecnicas ACSR, ACAR, AAAC.,2011.[2] Leonardo Cardona Correa.,Gua para el trabajo de selecci on de Conductor de Fase.,UN-Transporte de Energa Electrica.,I-2011.[3] Edgar Raul Cabrera Letona., Asesorado por el Ing. Angel Eduardo Polanco Anzueto.,Universidad de San Carlos de Guatemala.,

Facultad de Ingeniera., Escuela de Ingeniera Mecanica Electrica AN ALISIS DEL DESEMPE NO OPERACIONAL DE LA L INEA DETRANSMISION DE 230 kV PUERTO QUETZAL-SUBESTACI ON ALBORADA., Guatemala, agosto de 2006.

[4] Francisco M, Gonzales-Longatt., Elementos de l neas de Transmision Aereas., 2007.[5] UNION FENOSA.,Especificacion Tecnica Conductores Desnudos de Aluminio con Alma de Acero.,[6] Carlos Buitrago Quintero.,Proceso de optimizacion de lneas de transmisi on en Colombia.

Seleccion Conductor San Carlos

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