EXPOSICION SOBRE LAS LINEAS DE TRANSMISIO ING EN SISTEMAS DE POTENCIA

1. TEMA 3: Modelado y
Operación de Líneas
de transmisión
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
DEPARTAMENTO DE POTENCIA
CATEDRA: ING. EN SISTEMAS DE POTENCIA
Profa.: Ing. María Artigas Realizado por:
Jose Rios, CI: 26.860.845
Eliecer Gutierrez, CI:
Maracaibo, mayo de 2023

2. 1.- Consideraciones de diseño de las
líneas de transmisión y las
estructuras que la soportan (torres)
Una línea aérea de transmisión consta de conductores,
aisladores, estructuras de soporte y en la mayor parte de
los casos, hilos de guarda.
• Por su tendido:
– Aéreas.
– Subterráneas.
• Por su nivel de tensión (ANSI C84.1 en caso
Venezuela):
– Media tensión: 4.16, 6.9, 8.3, 12.47, 13.8,
23.9, 34.5, 69 kV
– Alta Tensión: 115, 138 y 230 kV
– Extra alta tensión: 400 y 765 kV
• Por su longitud:
– Corta < 80 km
– 80 ≤ Media ≤ 240 km
– Larga > 240 km

4. Conductores ACSR
• Conductores:
Existen diferentes tipos de conductores utilizados en las líneas de transmisión, pero
los más comunes son los conductores de aluminio. Estos conductores se
caracterizan por tener una alta conductividad eléctrica y una resistencia mecánica
adecuada para soportar su propio peso y las cargas de viento y hielo a las que
están sometidos.
AAC -Todos los conductores de aluminio
AAAC -Todos los conductores de aleación de aluminio
ACSR -Conductores de aluminio con alma de acero
ACAR-Conductores de aluminio con alma de aleación

5. • Aisladores:
Tiene como función sujetar y aislar al conductor de la estructura de apoyo, puede
estar en Cadenas verticales o en V de discos de porcelana o vidrio y los números de
discos aumenta con la tensión.

6. • Hilos de guarda:
Los hilos de guarda se ubican arriba de los conductores de fases protegen a estos
últimos contra descargas atmosféricas. Suelen ser de acero de alta o extra alta
resistencia mecánica, Alumoweld o ACSR con sección transversal mucho menor
que la de los conductores de fases, o OPGW (Optical ground wire).

7. • Otras consideraciones:
Factores Eléctricos Factores
Mecánicos
Factores
Ambientales
Factores
económicos
Determinación de tipo
y cantidad de
conductores del haz
por fase
El diseño mecánico se
enfoca sobre la
resistencia mecánica
de los conductores,
hileras de aisladores y
estructuras de
soporte
Uso del terreno y el
impacto visual
Mayor cumplimiento
de factores técnicos a
menor costo
Determinación de
cantidad de discos de
aislamiento
Efecto sobre las
comunidades
adyacentes
Costo de perdidas en
mantenimiento
Numero, tipo y
ubicación de los
cables de guarda
El acceso a la
propiedad, la vida
silvestre y el uso de
instalaciones del
espacio publico
Costo de instalación
de la línea
Los espaciamientos
entre los conductores
para determinar la
impedancia en serie
Las vibraciones se
controlan por el
ajuste de las
tensiones de los
conductores

8. • Estructuras de soporte (Torres):
En las líneas de transmisión se emplean diferentes estructuras de soporte que
están diseñadas para mantener los conductores a suficiente altura del suelo y
adecuadamente distanciados entre sí.
Se clasifican así:
 Según el nivel de tensión:
– Media tensión
– Alta Tensión
– Extra alta tensión
– Ultra alta tensión

9.  Según su función mecánica:

10. 2.- Inductancia, capacitancia y
resistencias de líneas
La inductancia de un circuito magnético que tiene una
permeabilidad constante µ se puede obtener con la
determinación de:
• Inductancia:

11. • Capacitancia:
La capacitancia de una línea de transmisión es el resultado de la
diferencia de potencial entre los conductores y origina que se
carguen de la misma forma que las placas de un capacitor cuando
hay diferencia de potencial entre ellas.

12. • Resistencia:
La resistencia de los conductores de las líneas de trasmisión es la causa más
importante de pérdida de potencia en ellas. El término "resistencia", a menos que
sea calificado específicamente, se refiere a la resistencia efectiva. La resistencia
efectiva de un conductor es:
La resistencia efectiva es igual a la resistencia de cd del
conductor sólo si la distribución de corriente a través del
conductor es uniforme.
La resistencia de corriente directa esta dada por la
ecuación
Donde ρ = resistividad del conductor ,I = longitud y A =
área de la sección transversal

13. 2.- Líneas muy cortas, medias y
largas
Para el estudio de las líneas según su longitud se hacen modelos aproximados de
circuitos equivalentes, introduciendo los parametros ABCD que dependen de R,L,C
y G.
La relación entre las cantidades en el extremo emisor y
el receptor se pueden escribir como
O de forma matricial
De forma general ,tenemos la siguiente tabla:

14. • Circuitos equivalentes según la
longitud de las líneas:
Línea corta Línea mediana
Línea larga

15. 4.- Estudio de líneas de transmisión
multicircuitales.
Arreglo típico de una línea trifásica con dos circuitos paralelos
La transposición da como resultado que cada
conductor tenga la misma inductancia
promedio en todo el ciclo.
Los conductores a y a' están en paralelo y
constituyen la fase a. Las fases b y c son
similares. Se supone que a y a' toman las
posiciones de b y b' y después las de c y c'
conforme los conductores se rotan en el ciclo
de transposición.

17. DMG (Distancia Medio Geométrico)
El DMG es aplicable al cálculo de la
inductancia en líneas trifásicas con
circuitos eléctricos en paralelo, puesto que
dos conductores que se encuentran en
paralelo, pueden ser tratados como hilos
de un solo conductor compuesto. La DMG
se abrevia Dm y también se le conoce como
DMG mutua entre los conductores
RMG (Radio Medio Geométrico)
EL RMG (radio medio geométrico) se abrevia Ds , este
es el promedio geométrico de las distancias entre hilos
de un mismo conductor. Este valor generalmente es
proporcionado en las tablas de características
eléctricas de conductores estandarizados.
Los RMG, 𝐷𝑠𝑏
b a-a’, 𝐷𝑠𝑏
c-c’ y 𝐷𝑠𝑏
d-d’ de los
conductores que ocupan primero las posiciones a y a’,
b y b’ y c y c’ son respectivamente:
La media geométrica de los conductores con
las diferentes posiciones es:

18. Inductancia en líneas trifásicas con circuitos paralelos
Para el cálculo de la inductancia en líneas trifásicas con circuitos paralelos:

19. Capacitancia en líneas trifásicas con circuitos paralelos

20. 5.- Transposición de líneas.
La energía eléctrica se transmite en alta tensión de
manera trifásica, y sin neutro (3 conductores). Lo
que pasa con estas líneas que recorren grandes
distancias es que tienen reactancias distribuidas,
tanto inductivas como capacitivas entre sí, así como
entre los conductores y la tierra; para anular los
efectos de estas reactancias se realizan
transposiciones, que consisten en invertir la
posición de las fases, para ellos se suelen utilizar
las torres de transposición.
La imagen que sirve de ejemplo
vemos como llegan 2 líneas (6
conductores) y como cambia la
posición de todos ellos.

21. 5.- Transposición de líneas.

22. 6.- Efectos de los cables de guarda.
Son cables de protección
que se utilizan en las líneas
de transmisión para
proteger contra los efectos
de los rayos y las
sobretensiones, así como
para reducir la
interferencia
electromagnética en la
línea.
En condiciones normales no
conducen corriente, están
diseñado para conducir
eventualmente corrientes
de rayo.

23. 6.- Efectos de los cables de guarda.
 Protección
contra rayos
 Protección
contra
sobretensiones
 Reducción de la
interferencia
electromagnéti
ca
 Mejora de la
estabilidad de
la línea
 Aumento de la
corriente de
tierra