Modelo pri ATPDrow

1. PROYECTO FINAL ALTA TENSIÓN II I, DICIEMBRE-2017
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Resumen— En este documento se realiza una simulación de
una línea de transmisión usando el software ATPDraw, con el
propósito de comprar tanto el modelo simulado como la
implementación que tieneelsoftware para el modelamiento de una
línea llamado LCC, con el modelo de parámetros concentrados,
para llevar a cabo dicho modelo fue necesario calcular los
parámetros concentrados RLC de la línea, los cuales conforman
del modelo PI, al calcularestos parámetros se monta el modelo PI
y se alimenta con un generador de iguales características, con el
que se alimenta el modelo LCC, con el fin de realizar la
comparación de las formas de onda.
Palabras clave— ATPDraw, LCC, Modelo Pi, parámetros
concentrados, RLC, impedancia serie, admitancia shunt.,
DILATE
I. INTRODUCCIÓN
La línea de transmisión es el elemento más común
de los que conforman las redes eléctricas. En
conjunto, estos elementos constituyen las arterias a
través de las cuales fluye la energía eléctrica desde
centros de generación hasta centros de consumo. La
transmisión de dicha energía puede realizarse ya sea
por corriente alterna (c.a.) o directa (c.d.), y de
acuerdo al diseño de la línea puede ser de transmisión
aérea o subterránea.
La transmisión de energía eléctrica es aérea, de modo
que el aislante común entre conductores es el aire
circundante a los conductores, además de que los
dispositivos de generación y de transporte se diseñan
para que operen con corriente alterna trifásica.
En base a esto, es necesario desarrollar un modelo
matemático que represente el comportamiento de la
línea de transmisión aérea de corriente alterna y
trifásica. Este modelo se caracteriza por cuatro
parámetros principales:
 Resistencia serie
 Inductancia serie
 Conductancia en derivación
 Capacitancia en derivación.
Primeramente, se desarrolla el modelo de los
parámetros serie y posteriormente, se obtienen los
correspondientes al efecto en derivación.
II. OBJETIVO
Simular una línea de transmisión con componentes
RLC y comparar el con el modelo LCC de
ATPDraw.
III. DESARROLLO PRÁCTICO
Para realizar las simulaciones se tiene en cuenta los
datos de la siguiente línea:
Una línea trifásica, con un circuito y longitud de 70
millas (112,654 km), compuesta de conductores
Ostrich, está en un arreglo horizontal plano con un
espaciamiento de 15 pies entre conductores
adyacentes. La línea entrega una carga de 60 MW a
230 kV a 60 Hz, con un factor de potencia de 0.8 en
atraso.
A. Descripción de la simulación.
Figura 1: Simulación de la línea de transmisión en ATPDraw.
SIMULACIÓN DE LÍNEA 230 kV EN ATPDRAW
USANDO MODELO PI CON PARÁMETROS
CONCENTRADOS.
J. S. Yela V
Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.
Universidad del Valle, Cali- Colombia

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Para la línea se encontraron: la impedancia serie,
admitancia, los parámetros ABCD, con el fin de
obtener el modelo pi de parámetros concentrados.
Ingresamos los datos del ejercicio al software
DILATE, la longitud en [km] y el modelo de la línea
para este caso una línea media por su longitud:
Figura 1: Modelo Pi parámetros concentrados.
De igual forma ingresamos el tipo de conductor
ACSR con código de conductor Osirich como lo
indica el ejercicio.
Por último, ingresamos forma en como están
dispuesto las líneas en la torre de transmisión, esta
separación la hacemos en metros, es decir 15 pies
(4,57 m), a una altura igual para los tres conductores.
Figura 3: Torre de transmisión de la línea bajo estudio.
Calculamos la impedancia serie
][76,5][89,1815*2*15*15
3
mpiesDeq 
][7956,5 mDeqsimu 
Según la tabla A.3 del libro guía tenemos que para el
conductor Ostirch el radio medio geométrico es:
][0229,0 ftGMR 
Entonces la inductancia por fase seria:
]/[ln*10*2 7
mH
GMR
Deq
Lfase 





 
]/[
0229,0
89,18
ln*10*2 7
mH





 
]/[343,1 KmmH
]/[3432,1 KmmHsimuLfase

A una frecuencia de operación de 60Hz tenemos una
reactancia inductiva de:
]/[506299,060**2*10*343,1 3
kmxl  

][03,57][654,112*]/[506299,0  kmkmtotalxl
]/[5064,0 kmsimuxl 
En la tabla A.3 también encontramos la resistencia
del conductor a 50°C para el conductor tipo Ostrich.
]/[3372,050
miR C

La resistencia total seria:
][604,23][70*]/[3372,050  mimitotalR C
][84,24][654,112*]/[2205,050  kmkmsimuR C
Por último, calculamos la capacitancia vemos que la
tabla A.3 nos indican el Diámetro para este tipo de
conductor.
][680,0 inD 
][34,0
2
in
D
r 
Calculamos la capacitancia:
][68,226][89,18 inpiesDeq 

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







r
Deq
Can
ln
10*85,8**2 12

][10*5515,8
34,0
68,226
ln
10*85,8**2 12
12
m
F










][5,8][0085,0
m
F
km
F
simuCan 

963,36[nF]112654[m]*][10*5515,8 12
 
m
F
totalCan
Tabla I. Parámetros RLC para el modelo PI
Ya con los datos anteriores podemos calcular
impedancia serie y capacitancia:
Ingresamos los parámetros al modelo PI de ATP
Figura 3: Configuración del modelo PI en ATP con los
parámetros RLC calculados.
Con el fin de comparar, se realiza la simulación de la
línea en el modelo LCC que se encuentra en ATP,
siendo esto sencillo y rápido.
Figura 4: Configuración del modelo de la línea según
parámetros del cable y distancia entre conductores.
Pruebas en estado estables
Figura 5 Señal en estado estable del modelo LCC
Figura 6 Señal en estado estable del modelo PI

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CONCLUSIONES
Vemos que son valores muy cercanos, con esto se
puede comprobar las ventajas que presenta ATP con
sus modelos, a la hora de obtener de una forma rápida
los cálculos para un determinado diseño de una línea
de trasmisión.
IV. BIBLIOGRAFÍA
[1] B. Descripcion et al., “Atp para inexpertos.”
[2] N. Zawani, Junainah, Imran, and M. Faizuhar,
“Modelling of 132kV overhead transmission lines by
using ATP/EMTP for shielding failure pattern
recognition,” Procedia Eng., vol. 53, no. August 2014,
pp. 278–287, 2013.
[3] K. Fekete, S. Nikolovski, G. Knezević, M. Stojkov, and
Z. Kovač, “Simulation of lightning transients on 110
kV overhead-cable transmission line using ATP-
EMTP,” Proc. Mediterr. Electrotech. Conf. -
MELECON, pp. 856–861, 2010.
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