Lineas de transmision

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Curso intensivo en línea: TDEE18021X
Transmisión de energía eléctrica
Práctica individual con evaluación entre compañeros
Diseño de una línea de transmisión en 230kv
Cd. Cuauhtemoc Chihuahua
A 20 de abril del 2018
Perfil del alumno:
Nombre: Walter Antonio Quezada Sosa
Curso: transmisión de la energía eléctrica
Institucion: instituto tecnológico de monterrey

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1.1 INTRODUCCION
En esta práctica con evaluación entre compañeros está enfocada al diseño se una
línea eléctrica de Transmisión para alimentar un centro urbano a partir de una
central eléctrica. Considera que la central eléctrica genera 250 MW que se
encuentra a 150 km de la población.
Esta práctica tendrá como objetivo el aprendizaje del curso llevado a cabo de
transmisión de la energía eléctrica.
La práctica será enfocada al diseño de una línea de transmisión ubicado en la
comunidad de encinillas, en el municipio de chihuahua y el uso del servicio
solicitado por el usuario es para uso agrícola. El cual tendrá un nivel de tensión de
230kv con estructuras de nivel 8 (estructuras de soporte tipo torres metálicas)

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INDICE
1.1 Introducción……………………………………………………….…….……..………2
1.2 CRITERIOS DE SISEÑO A CONCIDERAR…………………………...…..………3
1.3 ASPECTOS TECNICOS PREDEFINIDOS A CONCIDERAR……:……….……7
1.4 ENFOQUE TECNICO DEL DISEÑO DE LA LINEA DE
TRANSMISION……………………………………….………………….….…..………18
1.5 CONCIDERACIONES DE DISEÑO ………………………….……………………1
1.6 PROYECTO ELECTRICO OBTENIDO……………..……….….…………………1

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1.2 CRITERIOS
1. El nivel de tensión.
EL NIVEL DE TENSION SELECCIONADO SERA DE 230KVA DEBIDO A
QUE LA LINEA DE TRASMICION ESIXTENTE EN EL ENTRONQUE
INICIAL QUE SE ENCUENTRA A 130KM DE DISTANCIA ES EL PUNTO
MAS CERCANO Y OPERA EN ESTE VOLAGE.
2. Seleccionar si el circuito debe ser sencillo o doble.
EL CIRCUITO EMPLEADO SERA DOBLE POR LA PARTE IZQUIERDA
DE LAS ESTRUCTURAS DE SOPORTE SERA COLOCADO EL
CIRCUITO DE ALIMENTACION HACIA LA SUBESTACION REDUCTORA
DE 230KV A 33KV UBICADA EN LA LOCALIDAD DE ENCINILLAS
CHIHUAHUA.
LA SUBESTACION SERA CORTADA EN EL PUNTO DE LA LINEA
EXISTENTE AVANZARA HASTA LA SUBESTACION REDUCTORA
230KV A/33KV, ALIMENTARA LOS TRANSFORMADORES DE
POTENCIA Y REGRESARA POR LA PARTE DERECHA DE LAS
ESTRUCTURAS DE TRANSMISION ESTO CON LA FINALIDAD DE
FORMAR UN ANILLO EN CASO DE UNA FALLA LIMENTARSE POR LA
OTRA SECCION.

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3. Menciona el número de conductores por fase.
EL NUMERO DE CONDUCTORES POR FASE SERAN 3 DEL CIRCUITO
PRINCIPAL PARTE IZQUIERDA DE LAS ESTRUCTURAS Y OTRO CIRCUITO
DERIVADO DE PROTECCION EN CASO DE FALLA DE 3FASES POR LA
PARTE DERECHA DE LAS ESTRUCTURAS QUE FORMARAN UN ANILLO EN
LA SUBESTACION REDUCTORA 230KV/33KV.
4. Explica qué material utilizarías para el conductor.
EL CONDUCTOR PROPUESTO DE DISEÑO SERA ACSR ALUMINIO
CON ALMA DE ACERO
I mínima del conductor (A): 1086
Tamaño mínimo: 900 KCM
Tamaño propuesto: 1113 KCM
Capacidad conductor propuesto, (A): 1150
EL CONDUCTOR ES CALCULADO POR LA CORRIENTE NOMINAL QUE
CIRCULA ATRAVEZ DE EL INDUCIDO POR LA CAIDA DE TENSION Y LAS
PERDIDAS DE EFECTO JOULE POR CALOR QUE AFECTAN A ESTE

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CONDUCTOR Y QUE OCASIONAN QUE EL CONDUCTOR PIERDA
PROPIEDADES DE FLUJO DE CORRIENTE POR LO CUAL SI LA CORRIENTE,
LAS PERDIDAS Y LAS CAIDAS DE TENSION SUPERAN LAS CAPACIDADES
DEL CONDUCTOR TENDRA QUE SELECCIONARSE EN DISEÑO UN
CONDUCTOR MAYOR AL ESTABLECIDO PARA BAJAR LA RECISTENCIA Y
BAJAR LA CAIDA DE TENSION.
Contexto
Imagina que te piden ayuda para diseñar una 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:
5. El nivel de tensión.
6. Seleccionar si el circuito debe ser sencillo o doble.
7. Menciona el número de conductores por fase.
8. Explica qué material utilizarías para el conductor.
Puntos clave
 Recuerda que el diseño de las torres de transmisión se encuentra
predefinido.
 Enfoca tu resolución en la parte eléctrica de la línea.
 Considera la potencia a transmitir en la línea y la longitud de la misma.

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1.3 ASPECTOS TECNICOS A CONCIDERAR
Se tendrá en consideración las siguientes normas:
NOM-001-SEDE-2012 INSTALACIONES ELECTIRICAS (UTILIZADIO)
NOM-008-SCFI SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES DE MEDIDA
NRF-017-CFE REQUERIMIENTOS PARA LA CONSTRUCCION DE LINEAS DE
TRANSMICION MAYORES A 115KV.
NMX-J-150/1-ANCE COORDINACION DE AISLAMIENTOS: DEFINICION,
PRINCIPIOS Y REGLAS.
EN BASE A LAS NORMAS DE CFE PARA EL DISEÑO Y CONSTRUCCION DE
LINEAS DE TRANSMISION Los conductores tipo ACSR (Aluminum Conductor
Steel Reinforced) son los más utilizados a nivel mundial, estos conductores están
diseñados para operar a una temperatura continua máxima de 100o C, sin
embargo, normalmente se supone una temperatura total de 75o C debido a que su
uso tiene un buen desempeño del conductor (Westinghouse Electric Corporation,
1950). En general, las empresas eléctricas consideran en el análisis temperaturas
de operación del conductor que van desde 50o C hasta 100o C. En la figura 1 se
muestra el comportamiento de la corriente a través de un conductor Bluejay,
calibre 1113 KCM considerando las temperaturas de operación del conductor de
50o C, 75o C y 100o C ante variaciones de la temperatura ambiente, velocidad del
viento, ángulo del viento y altura sobre nivel del mar. A menos que se indique lo
contrario, los valores considerados en el análisis son los siguientes: temperatura
ambiente de 40o C, velocidad del viento de 2 m/s, ángulo del viento 45o C (con
respecto al conductor) y una elevación de 1600 m sobre el nivel del mar.
A

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NIVEL DE PERFIL
La municipalidad deberá proporcionar el plano de ubicación de la zona donde se realizara el
proyecto, donde deberán evidenciarse las vías de comunicación tales como caminos, los
accidentes más notables como ríos y quebradas.
PLANTA GENERAL DE LA ZONA DEL PROYECTO
Una vez que el concesionario haya fijado el punto de diseño, se procederá a hacer el trabajo
de campo haciendo un levantamiento general con GPS para ubicar por donde podría pasar la
línea, tomando puntos referenciales los que sean necesarios, con esta base de datos se
trazara la ruta preliminar de la poligonal, teniendo en cuenta algunos aspectos tales como:
 La menor cantidad de cambios de dirección posibles, es decir debemos tratar de que el
diseño de nuestra línea sea lo más recta posible. Los cambios de dirección requieren de
un armado especial lo cual encarece el proyecto y complica la labor de montaje.
 De ser posible respetar las distancias mínimas de la línea a los caminos ( 25 m en
caminos importantes y 15 m en caminos no importantes, estas distancias pueden variar
dependiendo del tipo de topografía del terreno, todo en coordinación con la
municipalidad).
 La cercanía a las vías de acceso, esto con la finalidad de que una vez empezado los
trabajos de montaje, no sea un impedimento para el transporte de las estructuras y el
tendido del conductor.
RUTA PRELIMINAR DE LA LINEA DEL PROYECTO
Sobre este plano general y con los datos del levantamiento con GPS, se hace un trazo
preliminar de la línea teniendo en cuenta los criterios antes mencionados, este trabajo se
realiza en gabinete por lo cual solo será una referencia para los trabajos del levantamiento
topográfico cuando se realice el expediente técnico.

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A NIVEL DE EXPEDIENTE TÉCNICO
Con el plano preliminar procedemos a hacer el levantamiento topográfico de la línea, para esto
se necesitara despejar la zona por donde pasara la línea.
Cada cierto tramo se pondrán referencias (jalones) los cuales deberán ir alineándose
formando la poligonal, en esta etapa es donde se definirá el recorrido final de la línea.
Este levantamiento se hará con equipos de estación total, teodolitos y otros instrumentos de
medición de probada calidad y precisión .
LEVANTAMIENTO DEL PERFIL LONGITUDINAL
En terreno llano o con pendiente constante y en líneas primarias en 22,9 kV, la nivelación del
perfil longitudinal será hecha con puntos del relieve a una distancia no mayor a 30 m; mientras
que en líneas de 60 kV y 138 kV, la separación máxima entre puntos del relieve será de 50 m.
En terrenos con relieve variable, o donde sea necesario registrar detalles importantes del
terreno, la cantidad de puntos y la distancia entre éstos será la necesaria para la fiel
representación del perfil longitudinal.

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PERFILES LATERALES
Cuando la pendiente del terreno transversal al eje del trazo sea mayor que el 30% se deberá
levantar un perfil lateral a la izquierda o a la derecha del eje (en el lado más alto según
corresponda).
El perfil lateral deberá levantarse para una proyección horizontal medido a partir del eje de la
línea, según el nivel de tensión y a la siguiente distancia:
¨ De 3m para líneas primarias en 22,9 kV
¨ De 6m para líneas de 60 kV y 138 kV
¨ De 10 m para líneas de 220 kV
Se deberá colocar hitos de concreto en los vértices, extremos de línea y puntos de control
importantes a lo largo del trazo. En los sitios donde a criterio del ingeniero seria posible la
ubicación de un poste, se colocaran estacas pintadas de madera en dicha ubicación y en las
referencias para retenidas.
Marcas de las estacas e hitos: Las estaciones llevarán una numeración correlativa y la letra
E antes del número. Las estacas de relleno llevarán sólo el número relativo entre estaciones.
Los datos que se obtengan de este proceso se vacían en EXEL para procesarlos, estos datos
dependiendo del equipo con que se cuente nos dará las coordenadas UTM y se ubicaran en el
siguiente orden Distancia-Cota-Angulo- Descripción.
Los planos del perfil deberán contener la siguiente información:
 Cotas del terreno
 Distancias parciales
 Nombre de los propietarios de los terrenos que cruzan el trazo de la línea.
 Perfil lateral en caso de pendientes transversales mayores del 30 %.
 Todos los cruces, como carreteras, caminos, líneas de transmisión
 telegráficas o telefónicas, indicando las alturas del cruce.
 Los perfiles laterales serán ilustrados siguiendo la siguiente nomenclatura.
 Eje : con una línea sólida.
 Lado derecho : con una línea segmentada.
 Lado izquierdo : con una línea punteada

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Este plano nos dará la información que necesitamos para determinar los lugares donde
podemos ubicar los postes.
Teniendo en cuenta cumplir con distancia mínima de la parte mas baja del conductor al
terreno.
Asignamos los respectivos armados de acuerdo al requerimiento, si son de alineamiento, si
son vértices y los fines de línea, a continuación mostramos algunos armados, los mas
generales usados en el diseño de líneas aéreas:

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Este armado en especial se colocara en promedio a cada 500 metros según lo permita el
relieve del terreno, en el lenguaje del personal técnico de obra, capataz, operario y oficiales,
se denomina a este armado ROMPETRAMOS, es un armado para seguridad de la continuidad
de la línea.

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CALCULOS MECANICOS DEL CONDUCTOR
DISTANCIAS MÍNIMAS DE SEGURIDAD
DISTANCIA MÍNIMA ENTRE CONDUCTORES DE UN MISMO CIRCUITO EN DISPOSICIÓN
HORIZONTAL Y VERTICAL EN LOS APOYOS
Horizontal = 0,70 m
Vertical = 1,00 m
DISTANCIA MÍNIMA ENTRE LOS CONDUCTORES Y SUS ACCESORIOS BAJO TENSIÓN
Y ELEMENTOS PUESTOS A TIERRA
D = 0,25 m
DISTANCIA VERTICAL MÍNIMA ENTRE CONDUCTORES DE UN MISMO CIRCUITO A
MITAD DE VANO
– Para vanos hasta 100 m : 0,70 m
– Para vanos entre 101 y 350 m : 1,00 m
– Para vanos entre 350 y 600 m : 1,20 m
– Para vanos mayores a 600 m : 2,00 m
DISTANCIA MÍNIMAS DEL CONDUCTOR A LA SUPERFICIE DEL TERRENO
– En lugares accesibles sólo a peatones 5,0 m
– En laderas no accesibles a vehículos o personas 3,0 m
– En lugares con circulación de maquinaria agrícola 6,0 m
– A lo largo de calles y caminos en zonas urbanas 6,0 m

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– En cruce de calles, avenidas y vías férreas 7,0 m
CÁLCULOS MECÁNICOS DEL CONDUCTOR OBJETIVO
Estos cálculos tienen el objetivo de determinar las siguientes magnitudes relativas a los
conductores de líneas y redes primarias aéreas en todas las hipótesis de trabajo:
– Esfuerzo horizontal del conductor
– Esfuerzo tangencial del conductor en los apoyos
– Flecha del conductor
– Parámetros del conductor
– Coordenadas de plantillas de flecha máxima (sólo en hipótesis de máxima temperatura)
– Angulos de salida del conductor respecto a la línea horizontal, en los apoyos.
– Vano – peso de las estructuras
– Vano – medio de las estructuras
HIPÓTESIS DE ESTADO
Las hipótesis de estado para los cálculos mecánicos del conductor se definen sobre la base
de los siguientes factores:
– Velocidad de viento
– Temperatura
– Carga de hielo
Designada la ubicación de las estructuras y hecho los cálculos justificativos respectivos,
procedemos a plasmar toda esa información en los planos de perfil topográfico y/o
planimétricos como se ve puede apreciar en la imagen:

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En esta lamina podemos apreciar toda la información que se requiere para el montaje
electromecánico, cada poste lleva en su parte superior un cuadro con información básica
como la altura del poste, carga de trabajo en la punta, si lleva retenida, si lleva puesta a tierra,
en la parte inferior se encuentra información de los parámetros, las distancias parciales y
acumuladas, el tipo de vegetación, los ángulos respectivos a cada vértice, la cota del terreno.
La forma de presentación es de acuerdo al criterio de cada ingeniero.
Con el expediente terminado y aprobado, el siguiente paso es la construcción de la línea, en
esta etapa es donde se realiza el replanteo ya que una vez en obra pueden surgir imprevistos
insalvables que impidan el montaje de algunos tramos de la línea.
A NIVEL DE CONSTRUCCION Y MONTAJE ELECTROMECANICO
Siguiendo el cronograma de trabajo establecido en el expediente técnico, las actividades de
construcción seguirán una secuencia, comenzando por la excavación.
Antes de ello se habrá señalado exactamente la ubicación de las excavaciones, utilizando un
teodolito y dejando una estaca en la ubicación designada para el poste.
MANIOBRA PARA EL IZADO DE POSTES
Usualmente en zona rural por ser el terreno accidentado a veces el uso de grúa es imposible,
entonces se tiene que recurrir a maniobras mecánicas para el izado de los postes como se
puede apreciar en la fotografía
Para realizar esta maniobra, se necesita un trípode, tecle, sogas y todos los implementos de
seguridad necesarios, la ubicación del gancho del tecle será ligeramente por encima del punto
de centro de gravedad del poste, el cual se encuentra en el recuadro en bajo relieve donde
lleva la información del tipo de poste, ejemplo 12/200 – y el nombre del fabricante.

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Esto permite que a medida que se recoge la cadena del tecle y el poste se va levantando, la
parte más pesada hace que el poste tienda siempre a la posición vertical. Las sogas sirven
para poner el poste a plomo una vez izado, y mantenerlo en esa posición para proceder a su
cimentación.
MONTAJE DE LOS ARMADOS
Una vez izado los postes se precede a colocar sus accesorios, para hacer el montaje de los
armados.
Teniendo los postes izados y los armados montados procedemos al tendido del conductor,
para el cual serán necesarios accesorios tales como poleas en cada uno de los postes.
TENDIDO DEL CONDUCTOR
Se coloca en un extremo de la línea la bobina que contiene el conductor a montar y se monta
sobre una portabobina como se ve en la foto.
Luego se jala el conductor con ayuda de un mensajero, que puede ser un cable de acero que
previamente se pasa por el tramo donde se tendera el conductor.

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Montado el conductor sobre las poleas se procede a hacer el flechado, para lo cual se puede
utilizar muchos métodos en la figura se aprecia el uso de una polea mecánica, no siempre se
puede contar con este mecanismo asi q se puede recurrir a pequeños tecles y hacer el
flechado por tramos.
Tendido el conductor y realizado el flechado se procede a ajustar el cable en los respectivos
armados.
Y la línea esta lista para realizar las pruebas en vacio.

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1.4 ENFOQUE TECNICO DEL DISEÑO DE LA LINEA DE TRANSMISION
El enfoque de esta línea de transmisión es la energiczacion de una comunidad
agrícola que consume 250kw de servicio los cuales se necesitan suministrar el
servicio hatsa esta ubicación por lo que se considera la construcción de una línea
de transmisión en 230kv desde el punto existente a 150km de distancia de la
ubicación de la comunidad.
La finalidad de esto es reducir las perdidas por efecto joule de calor
perdidas = i(al cuadrado)* R(resistencia)
por lo que el diseño esta enfocado en esta formula la recistencia baja conforme se
aumenta el tamaño del conductor y la corriente baja conforme se aumenta el
voltaje de operación
por lo tanto con un voltaje elevado se genera una baja corriende en amperes y y
una resistencia adecuada la cual no exceda los limites de perdidas permisibles por
diseño. Y se establecen los conductores deseados
La carga solicitada por el solicitante 250kw es la que marca el diseño de la línea
ya que tiene una corriente nominal de consumo de 1086amp
Las estructuras están por niveles de tensión como se muestra a continuación:
Las estructuras se catalogan por el desempeño que realizan y principalmente a su
capacidad de soporte mecanico estas se dividen básicamente en estructuras de
paso, estructuras de remate y anclajes sencillos o dobles según sea el caso de su
diseño como se puede observar en la siguiente figura:

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De acuerdo a la distancia básicamente de una estructura hacia otra y de un remate hacia otro se
determinara la estructura necesaria para dicho soporte dependiendo también del tipo de relieve
existente en la zona pueden llegar a darse claros mas grandes o mas cortos.

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1.5 CONCIDERACIONES DE DISEÑO
SE CONCIDERARA EL NIVEL DE TENSION EXISTENTE:230KV
El nivel de tensión se determina por el método deterministico ya que el punto más
cercano a la ubicación del solicitante está en una tensión de 230kv por lo tanto
seria el punto más cercano y más económico para la realización de este proyecto.
SE CONCIDERA LA CARGA SOLICITADA 250KW
La carga sedeada por el solicitante es la suma de las potencias necesarias para
alimentas y suministrar potencia a cada lote para su aprovechamiento.
Esta carga es la parte fundamental del diseño ya que es por la cual se trabaja.
Es la suma de todos los transformadores en media tensionn y estos obtienen una
cantidad en mva la cual puede ser simplificada a kw multiplicándose por .9
LA CARGA GENERADA POR LA ESTACION GENERADORA
La estación generadora debe de soportar la carga de aumento permisible que se
está solicitando por el cliente.
En cado se no cumplir con los requisitos de soporte se debiera hacer un aumento
de capacidad en su instalación o ya sea una modificación en las protecciones de
la misma
SE CONCIDERAN LAS COORDINACIÓN DE PROTECCIONES
Las protecciones básicamente estarán sujetas al tamaño del conductor y al tipo de
estructura de soporte seleccionada para la operación
Las protecciones serán aisladores, bajantes de tierra para protección contra sobre
tensiones, distancia entre conductores, herraje y en los interruptores por la
corriente nominal deseada por la carga
SE CONCIDERAN LAS CAIDAS DE TENSION Y LAS PERDIDAS PERMISIBLES
Los conductores deben soportar el mínimo permisible en % de la caída de tensión
de no ser así deberán de aumentarse los conductores con la finalidad de bajar la
resistencia del mismo y bajar por ende la caída de tensión sobre la línea de
transmisión.

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1.6 PROYECTO ELECTRICO OBTENIDO
El proyecto eléctrico que se obtuvo de acuerdo al diseño requiere de una serie de
reglamentos establecidos por cfe en este caso solo se expresara un esquema de
cómo seria distribuido la trayectoria del proyecto obtenido como se muestra a
continuación
En la cual se observa el punto de inicio de la línea, unión en entronque, tipo de
estructuras necesarias para la ejecución de la obra trayectoria y ubicación del
servicio solicitado