Parámetros de diseño linea de transmisión

1. DISEÑO LÍNEA DE TRANSMISIÓN
Selecciona las características eléctricas que debería llevar una línea de transmisión para
alimentar un centro urbano a partir de una central eléctrica. Considera que la central eléctrica
genera 250 MW y se encuentra a 150 km de la población.
Para el diseño de la línea, debes utilizar tu criterio y definir los siguientes elementos:
El nivel de tensión.
Es fundamental antes de empezar a determinar los cálculos de inductancia, capacitancia de
una línea de transmisión definir el nivel de tensión a trabajar la línea.
Con base en los conceptos dados nuestra línea corresponde a una distancia de 150 km; lo
que quiere decir que poseemos una línea media (entre 80-200 km). Que puede ser
representada por un circuito equivalente “pi” nominal.
para mi caso particular voy a definir el nivel de tensión de la línea como de 400 kV ya que se
requiere alimentar un centro urbano y entre mayor sea la tensión menor serán las pérdidas al
terminal final de llegada.
Datos:
Potencia de Generación; 250 MW Nivel de tensión: 400kV
Distancia de la línea 150 Km.
Variables
L= Inductancia.
C= capacitancia.
ℓ= Longitud de la línea de transmisión.
ECUACIONES
XL = WLℓ
BC= WCℓ

2. W= 2π60 V= 400kV
ℓ= 150 KM.
CÁLCULOS
XL= ℓ(WL)
XL=150(0.325) = 48.75Ω (el valor para WL se tomó de la tabla para cálalos de XL a un nivel
de tensión de 400 kV).
La resistencia por KM
Asumo una línea de transmisión cuádruplexde 4 conductores por fase; con este valor definido
su resistencia se define por:
𝑅𝐾 − 𝐹𝐴𝑆𝐸 =
𝑅𝐾
#𝐶𝐼𝑅𝐶𝑈𝐼𝑇𝑂(#𝐶𝑂𝑁𝐷𝑈𝐶𝑇𝑂𝑅𝐸𝑆)
0.119
(1)(4)
= 0.02975Ω
𝐾𝑀⁄ valor de resistencia por km.
REACTANCIA INDUCTIVA
𝑋𝑅 =
2𝜋𝐹
#𝐶𝐼𝑅𝐶𝑈𝐼𝑇𝑂𝑆
[𝑂. 125 + 4.6 ∗ 𝐿𝑂𝐺 (
𝐷𝑒
√√2
4
∗ (400)3 ∗ (10.9)
) ∗ 10−4
= 0.3229Ω
𝐾𝑀⁄
SUCEPTANCIA
𝐵𝐾 =
(24.2)(2𝜋)(60)
𝐿𝑂𝐺
(12130)
√√2(400)3 ∗ 10.9
4
)(10.9)(1) = 4.97𝑋10−6 𝑆
𝐾𝑀⁄
CONDUCTANCIA
G-FASE=
𝑃−𝐹𝐴𝑆𝐸∗𝐼𝐾𝑀
𝑉2 𝐿𝐼𝑁𝐸𝐴
∗ 10−3
= 0
Ahora se multiplica cada uno de los factores obtenidos por kilómetro a la distancia total de
nuestra línea de transmisión que es de 150km.
Dando como resultado:

3. RL=4.45Ω
XL=48.44Ω
B=7.45 X10−4
SIEMENS
G=0
Ya teniendo definidas estas magnitudes para el largo total de la línea se calcula la impedancia
y admitancia.
𝑍𝐿̅̅̅̅ = ( 𝑅𝐿 + 𝑗𝑋𝐿) = 48.65∠84.63°
IMPEDANCIA
𝑌𝐿̅̅̅̅ = ( 𝐺𝐿 + 𝑗𝐵𝐿) = 7.456𝑋10−4
∠90°
ADMITANCIA
Calculo de impedancia potencia y ángulos característicos.
𝑍𝐶̅̅̅̅ = √
𝑍𝐿̅̅̅̅
𝑍𝑌̅̅̅̅
= 255.16∠ − 11.95°
𝑃𝐶 =
𝑉2
𝑍𝐶
=
3902
255.16
= 596.08 𝑀𝑊
⊖ 𝐶̅̅̅̅̅̅ = √ 𝑍𝐿̅̅̅̅ ∗ 𝑌𝐿̅̅̅̅ = √(48.65∠84.63°)(7,45𝑋10−4∠90°) = (0.0089 + 𝑗0.1902)
VALOR DE ÁNGULOS POR FASE
𝐴̅ = (0.98 + 𝑗1.63𝑋10−3
)
𝐵̅ = (4.44 + 𝑗47.87)
𝐶̅ = (8.068𝑋10−4 + 𝑗7.36)
Una vez obtenido los ángulos correspondientes podemos calcular la potencia con carga que
consumirá nuestra línea de transmisión.
𝑃𝐶 = 𝑆𝐶 ∗ 𝐶𝑂𝑆 ⊖ 𝐶 = 250 ∗ 0.9 = 225𝑀𝑊
𝑄𝐶 = 𝑆𝐶 ∗ 𝑆𝐸𝑁 ⊖ 𝐶 = 250 ∗ 0.436 = 109 𝑀𝑉𝐴𝑅
𝑆𝐶̅̅̅̅ = 250∠25.84°𝑀𝑉𝐴

4. 𝐼𝐶̅̅̅ = 25.84°𝐴
𝑉𝐶̅̅̅̅ = 390000∠0°𝑉
La corriente de salida de la línea queda dada por:
𝐼𝐶̅̅̅ =
𝑃𝐶
𝑉𝐶 ∗ √3 ∗ 𝐶𝑂𝑆 ⊖ 𝐶
∠(⊖ − ⊖ 𝐶) = 370.09∠− 25.84 𝐴
La tensión de salida de la línea queda dada por:
𝑉𝐶̅̅̅̅ =
𝑉𝐶̅̅̅̅
√3
= 225.166∠0° 𝑘𝑉
Los valores de tensión y potencia de entrada o inicial quedan dados por:
𝑉̅ = 𝐴̅ ∗ 𝑉𝐶̅̅̅̅ + 𝐵̅ ∗ 𝐼𝐶̅̅̅ = 230.903∠3.87° 𝐾𝑉
𝐼 = 𝐶̅ ∗ 𝑉𝐶̅̅̅̅ + 𝐷̅ ∗ 𝐼𝐶̅̅̅ = 327,36∠1.40° 𝐴
𝑃̅ = 𝑉̅ ∗ 𝐼̅ ∗ √3 ∗ 𝐶𝑂𝑆 ⊖= 226,55𝑀𝑊
Calculo de caída de tensión, perdida de potencia y eficiencia.
𝛥𝑉 =
399936.71 − 390000
399936.71
∗ 100 = 2.48%
𝛥𝑃 =
226.55 − 225
226.55
∗ 100 = 0.68%
£ =
225
226.55
∗ 100 = 99,31%
Con base en los resultadosobtenidosse utilizaran 4 líneas cuádruplex(A,B,C,D) tipo halcón con
conductores en aluminio con alma de acero, que permite disminuir el peso de la línea.
Tomando como criterio los valores permisibles para el diseño de líneas de transmisión áreas,
bajo este diseño las pérdidas de tensión son menores al 10% y las de eficiencia de potencias
son menores al 3% para cada 100km de línea.
La torre de transmisión a utilizar debe ser una torre de referencia 4BR14.
Circuito sencillo trifásico de 4 líneas cuádruplex por fase.