Generalidades de transmisión electrica

1. GENERALIDADES DE LAS LÍNEAS DE
TRANSMISIÓN DE ENERGÍA
ELECTROMAGNÉTICAS
Freddy Alcala
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2. Línea de Transmision Eléctrica
• Es un conjunto de conductores o cables que transmiten bloques de
energía desde un centro de producción hasta un centro de consumo.
Los conductores se soportan en altas estructuras (torres o postes)
que las separan la distancia necesaria con respecto a la tierra, los
edificios y cualquier otro objeto. La altura de estas estructuras
garantiza que el flujo de electricidad a través de los conductores sea
continuo y asegura que no se producirá interferencia con ningún otro
elemento presente en el medio.

3. • Las líneas de transmisión confinan la energía electromagnética a una
región del espacio limitada por el medio físico que constituye la
propia línea, a diferencia de las ondas que se propagan en el aire, sin
otra barrera que los obstáculos que encuentran en su camino. La línea
está formada por conductores eléctricos con una disposición
geométrica determinada que condiciona las características de las
ondas electromagnéticas en ella

4. • El análisis de las líneas de transmisión requiere de la solución de las
ecuaciones del campo electromagnético, sujetas a las condiciones de
frontera impuestas por la geometría de la línea y en general, no
puede aplicarse la teoría clásica de circuitos, ya que ésta se ocupa de
circuitos con parámetros (resistencia, inductancia, capacidad y
conductancia) concentrados, en tanto que en una línea los
parámetros son distribuidos.

5. Parámetros Primarios de la Línea

6. Resistencia de la Línea
• Como la línea está formada por conductores físicos, tiene una
resistencia eléctrica que es la principal causante de las pérdidas de
energía, que en este caso, se manifiesta en forma de calor. Estas
pérdidas tienen que ser mínimas, lo cual depende de un diseño
adecuado de la línea, tomando en consideración factores como el
calibre de conductores, número de los mismos por fase, tipo de
material e influencia del medio ambiente, entre otros.

7. Ecuaciones de la Resistencia de la Línea en C.A.
La resistencia de c.d. se caracteriza por tener una densidad de corriente distribuida uniformemente en toda la
sección transversal del conductor.

8. Inductancia de la Línea
• Caracteriza el efecto del campo magnético que rodea a los
conductores, el cual produce en ellos efectos de autoinducción e
inducción mutua. El parámetro inductancia reunirá a ambos efectos
en uno sólo y resulta ser clave en el diseño de las líneas de
transmisión, ya que es dominante en relación a los otros parámetros
de éstas.

9. Arreglo de las Líneas de Transmisión por numero de Conductores de Fase
• Son líneas de transmisión en la cual se disponen dos conductores por
fase, tal como se muestra en la figura, donde las distancias entre los
conductores de cada fase son simétricas.
Calculo de la Distancia media geométrica

10. Capacitancia de la Línea
• Representa el efecto del campo eléctrico existente entre los
conductores y entre conductores y tierra. Circuitalmente este
parámetro constituye un camino de fuga para las corrientes que
circulan por los conductores. Como se verá en su oportunidad, las
corrientes de fuga dependen de la tensión de operación de la línea y
de su longitud, por lo que tendrán importancia en las líneas de
mediana y gran longitud.

11. Conductancia de la Línea
• Representa el efecto de las corrientes de fuga desde los conductores
a tierra debido a la imperfección del sistema de aislación. Las
corrientes de fuga, principalmente fluyen a través de las superficies
de los aisladores que soportan a los conductores, cuyas propiedades
aislantes varían decisivamente con el estado de sus superficies. En los
cálculos normales se desprecia su efecto debido a su valor pequeño y
a que no existen expresiones analíticas que permitan su evaluación.
Cuando se requiere, las pérdidas debido a la conductancia, se
determinan experimentalmente.

12. Efecto Corona
• ¿Qué es? Son los efectos relacionados con un conjunto de fenómenos que
aparecen al hacerse conductivo el medio gaseoso que rodea a un
conductor sometido a una alta tensión.
• ¿Por qué se produce? Alta tensión aplicada sobre los conductores de las
Líneas → Elevados campos eléctricos en la superficie conductores [E
(kV/m)] → aceleración iones libres en el aire → multiplicación del
fenómeno (efecto de “avalancha”) .
• ¿Qué produce? efectos lumínicos, audibles, ozono, radioeléctricos y
pérdidas de energía suplementarias.
• ¿Porqué se lo denomina así? Los efectos lumínicos aparecen como una
aureola (corona) azulada pálida alrededor de los conductores de fase.
• ¿Siempre se produce? No, es necesario que E > EC (EC: Gradiente Eléctrico
Crítico Corona). El valor de la tensión que toma el conductor y que produce
en su periferia el EC se denomina “Tensión Crítica Corona”.

13. Clasificación de Líneas de Transmisión
• Las líneas de trasmisión son clasificadas en este curso de acuerdo a la
longitud de la línea de transmisión y por tanto el comportamiento de
los parámetros y ecuaciones asociados a cada clasificación son
diferentes.
• De tal manera, que resulta muy importante determinar los
parámetros y ecuaciones de cada tipo de línea de transmisión que se
distinguen como líneas cortas, medianas y largas.

14. Línea Corta
• Son aquellas líneas de transmisión que no exceden los 80 Km de longitud, en esta
clasificación de línea corta, los parámetro se consideran en su forma concentrada
siendo R y L los de mayor importancia, el valor de C es muy pequeño por lo que
se desprecia. Aun así los resultados obtenidos mediante las ecuaciones asociadas
a este tipo de línea son muy confiables. En la figura siguiente se observa que R y L
forman un circuito serie simple, donde Z es la impedancia total de la línea de
trasmisión.

15. Línea Media
• Las líneas medias comprenden longitudes superiores a la línea corta
sin rebasar los 240 Km de longitud, de igual forma que en las líneas
cortas los parámetros se consideran en forma concentrada, siendo el
parámetro de admitancia en paralelo (Y) de importancia en los
cálculos, sin embargo se desprecia la conductancia (G ).

16. Línea Larga
• Son líneas de transmisión superiores a los 240 Km de longitud, se representa de
igual forma que la línea media, con la diferencia que sus parámetros deben
considerarse en forma distribuida a lo largo de toda la línea, la diferencia entre
parámetros concentrados y distribuidos consiste en el caso de parámetros
concentrados, al recibir una señal en el punto de entrada del sistema
instantáneamente aparece en su punto de salida, mientras que al considerar los
parámetros distribuidos la señal se retarda en reflejarse en el punto de salida,
esto implica un nuevo modelado de las ecuaciones que considere la longitud
apropiada de la línea, de las cuales existen los métodos por ecuaciones
diferenciales y el método Hiperbólico.