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1. TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTUTO TECNOLOGICO DE CERRO AZUL
INGENIERIA ELECTROMECANICA
MATERIA:
SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA
TEMA:
4.1 REPRESENTACION DE LINEAS DE TRANSMISION
PERIODO AGO-DIC 2018
UNIDAD 4 LINEAS DE TRANSMISION

2. UNIDAD 4 LINEAS DE
TRANSMISION.
Un problema muy importante en el diseño y operación de un sistema de potencia es la
conservación del voltaje dentro de los límites especificados en varios puntos del sistema. En
este capítulo se desarrollarán ecuaciones con las que se pueden calcular el voltaje, la
corriente y la potencia en cualquier punto de la línea de trasmisión, siempre que se
conozcan estos valores en un punto; este punto es, por lo general, una de las terminales de
la línea. Sin embargo, el propósito de este capítulo no es solamente desarrollar las
ecuaciones pertinentes, sino también proveer la oportunidad de entender los efectos de los
parámetros de la línea sobre los voltajes de barra y el flujo de potencia.

3. SUBTEMA 4.1
REPRESENTACION DE
LINEAS DE TRANSMISION

4. La red de transporte de
energía eléctrica es la parte
del sistema de suministro
eléctrico constituida por los
elementos necesarios para
llevar hasta los puntos de
consumo y a través de
grandes distancias, la energía
eléctrica generada en las
centrales eléctricas.

5. Una línea de transporte de energía
eléctrica o línea de alta tensión es
básicamente el medio físico mediante
el cual se realiza la transmisión de la
energía eléctrica a grandes distancias.
Está constituida tanto por el elemento
conductor, usualmente cables de acero,
cobre o aluminio, como por sus
elementos de soporte, las torres de alta
tensión.

6. Torre eléctrica
■ Una torre eléctrica o apoyo eléctrico (a veces
denominada torreta) es una estructura de
gran altura, normalmente construida en
celosía de acero, cuya función principal es
servir de soporte de los conductores
eléctricos aéreos de las líneas de
transmisión de energía eléctrica. Se utilizan
tanto en la distribución eléctrica de alta y
baja tensión como en sistemas de corriente
continua tales como la tracción ferroviaria.
Pueden tener gran variedad de formas y
tamaños en función del uso y del voltaje de
la energía transportada. Los rangos
normales de altura oscilan desde los 15 m
hasta los 55 m, aunque a veces se pueden
llegar a sobrepasar los 300 m.1 Además del
acero pueden usarse otros materiales como
son el hormigón y la madera.

7. Clasificación por la tensión de funcionamiento
Líneas de transmisión aéreas de energía se clasifican en el sector de la energía
eléctrica por la gama de tensiones:
-Baja tensión - menos de 1.000 voltios, que se utiliza para la conexión entre un cliente
residencial o comercial pequeña y la utilidad.
-Media tensión - entre 1.000 voltios y aproximadamente 33 kv, que se utiliza para la
distribución en las zonas urbanas y rurales.
-De alto voltaje, que se utiliza para la sub-transmisión y la transmisión de grandes
cantidades de energía eléctrica y la conexión a muy grandes consumidores.
-Extra Alto Voltaje - más de 230 kv, hasta aproximadamente 800 kv, utilizado para
larga distancia, transmisión de potencia muy alta.
-Ultra Alta Tensión - superior a 800 kv

8. Tipos de torres
• Torre de suspensión: Sirven
solamente para soportar los
conductores; son empleados en las
alineaciones rectas.
• Torres de amarre: Se utilizan para
proporcionar puntos de amarre cuando
no se pueden utilizar la suspensión por
ahorcamiento (Recomendado hasta 30
Kv y nunca en ángulo)

9. • Torres de anclaje: Se utilizan para
proporcionar puntos firmes en la
línea, que limiten e impidan la
destrucción total de la misma
cuando por cualquier causa se
rompa un conductor o apoyo.
• Torres de ángulo: Empleados para
sustentar los conductores en los
vértices o ángulos que forma la
línea en su trazado.

10. • Torres de fin de línea: Soportan las
tensiones producidas por la línea; son su
punto de anclaje de mayor resistencia.
• Torres especiales: con funciones
diferentes a las anteriores; pueden ser
usados para cruce sobre ferrocarril, vías
fluviales, líneas de telecomunicación o
una bifurcación.

11. Las ecuaciones generales que relacionan el voltaje
y la corriente de líneas de trasmisión establecen el
hecho de que los cuatro parámetros de una línea de
trasmisión, analizados en los dos capítulos
precedentes, están distribuidos uniformemente a lo
largo de la línea. Se desarrollarán más tarde estas
ecuaciones generales pero, primeramente, se
usarán los parámetros concentrados que dan
resultados con una buena exactitud en líneas cortas
y medias. Si la línea aérea se clasifica como corta,
la capacitancia en derivación es tan pequeña que
se puede omitir por completo con una pérdida de
exactitud pequeña y sólo se requiere considerar la
resistencia R y la inductancia L en serie para la
longitud total de la línea. Como se muestra en la
Ilustración 10, una línea de longitud media se
puede representar con suficiente exactitud con R y
L como parámetros concentrados, con la mitad de
la capacitancia al neutro de la línea concentrada en
cada terminal del circuito equivalente.

12. Como se mencionó anteriormente, por lo general, la conductancia en
derivación, G, se desprecia cuando se calcula el voltaje y la corriente de
líneas de trasmisión de potencia. Si los capacitores se omiten, el
mismo circuito representa las líneas cortas. En lo que se refiere a la
capacitancia, se consideran como cortas las líneas de 60 Hz de
conductor abierto que tienen menos de 80 km (50 millas) de longitud.
Las líneas de longitud media son las que están entre 80 km (50 millas)
y 240 km (150 millas) de longitud. Las líneas que tienen más de 240
km (150 millas) requieren de cálculos en términos de constantes
distribuidas si se necesita un alto grado de exactitud, aunque para
algunos propósitos, se puede usar una representación de parámetros
concentrados para líneas hasta de 320 km (200 millas) de largo.
Normalmente, las líneas de trasmisión se operan con cargas trifásicas
balanceadas. Aunque las lineas no estén espaciadas equiláteramente y
no estén transpuestas, la asimetría resultante es ligera y se considera
que las fases están balanceadas.

13. Con el fin de distinguir entre la
impedancia serie total de una línea y la
impedancia serie por unidad de longitud,
se adoptará la siguiente nomenclatura:
z = impedancia serie por unidad de
longitud por fase
y = admitancia paralelo (o en derivación)
por unidad de longitud por fase al neutro
1 = longitud de la línea
Z = zl = impedancia serie total por fase
Y = y1 = admitancia en paralelo (o
derivación) total por fase al neutro

14. Partes de las torres de transmisión
1. Aislador
2. Paquete de dos conductores (Arreglo
multifase-algunas líneas tienen 4).
3. Espaciador para mantener los dos
conductores separados.
4. Soporte del cable de guarda, con
conexión a tierra, ubicado en la parte
superior de la torre o poste
5. Las tres fases de un lado de la torre
constituyen un circuito eléctrico. La
mayoría de las líneas tienen dos
circuitos, uno para cada lado. (Doble
Terna)
6. Placa de identidad indicando que línea
es y quién es el dueño. También por lo
general tiene un letrero de advertencia
de seguridad sobre los peligros de
electrocución.
7. Dispositivo Anti-escalamiento – alambre
de púas – para detener la escalada no
autorizada

16. Cotas de las torres de transmisión

17. Torres de Alta tensión

18. Materiales de Postes y torres Para alta,
media y baja tensión
■ Generalizando los materiales que se utilizan son:
 Madera.
 Hormigón.
 Metal.

19. Postes de Madera
■ El campo de aplicación de este tipo
de apoyos es casi exclusivamente en
baja tensión y están en claro desuso.
■ Como ventajas podemos decir que
son fáciles de transportar gracias a
su ligereza y bajo precio en
comparación con los postes de
hormigón y los metálicos.
■ Como desventajas se puede apuntar
su vida media relativamente corta,
suele ser de unos 10 años, la
putrefacción es la mayor causa de
deterioro, sobre todo en la parte
inferior del poste, no se permiten
grandes vanos y los esfuerzos en la
cabeza y altura son limitados.

20. Hormigón Armado
■ Este material es el que más se
utiliza en redes de baja tensión.
■ La ventaja principal de este tipo de
postes es su duración ilimitada
además de no necesitar
mantenimiento.
■ El mayor inconveniente es el precio
con respecto a los postes de
madera y que al ser más pesados
se incrementan los gastos en el
transporte.

21. Hormigón armado vibrado
■ Con la finalidad de mejorar las
cualidades del hormigón armado
se fabrican este tipo de postes.
Suelen tener una altura entre los 7
y 18 m y su sección es rectangular
o en forma de doble T.
■ La principal ventaja (que hace que
sean los más utilizados) de este
tipo de postes es que se puede
fabricar en el lugar de su
implantación y así ahorrarse los
gastos en transportes.

22. Hormigón armado centrifugado
■ Este tipo de postes se emplea desde
electrificaciones en ferrocarriles, en
líneas rurales en baja tensión y alta
tensión incluido líneas de 220 KV,
mástiles para alumbrado exterior (en
el reglamento antiguo llamado
alumbrado público).
■ Además en combinación con varios
postes se pueden realizar
configuraciones de apoyos en ángulo,
derivación, anclaje, etc. No son
empleados en lugares de difícil
acceso precisamente porque su
fabricación no puede realizarse en
talleres provisionales.

23. Hormigón armado pretensado
■ Este tipo de postes cada vez es más utilizado ya que su precio resulta
mucho más económico que los del hormigón corriente.

24. Metal con presilla
■ Básicamente está constituido por
dos tramos ensamblados por
tornillos. Cada tramo está formado
por 4 montantes angulares de ala
iguales unidos entre sí por presillas
soldadas de ahí el nombre.
■ La cabeza o tramo superior tienen
una longitud de 6m y la parte
inferior se puede configurar con
diferentes tramos para obtener
alturas de 10, 12, 14, 18 y 20 m.

25. Torres metálicas de celosía
■ Este tipo de poste se emplea
prácticamente en las altas
tensiones, desde medias tensiones
hasta muy altas tensiones, es decir,
en líneas de 3ª, 2ª y 1ª categoría.
Su forma y dimensiones dependerá
de los esfuerzos a los que esté
sometido, de la distancia entre
postes y la tensión de la línea.

26. Aisladores
■ Sirven de apoyo y soporte a los conductores, al
mismo tiempo que los mantienen aislados de tierra.
El material más utilizado para los aisladores es la
porcelana, aunque también se emplea el vidrio
templado y materiales sintéticos.
■ Bajo el punto de vista eléctrico, los aislantes deben
presentar mucha resistencia ante las corrientes de
fuga superficiales y tener suficiente espesor para
evitar la perforación ante el fuerte gradiente de
tensión que deben soportar. Para aumentar la
resistencia al contacto, se moldean en forma
acampanada
■ Bajo el punto de vista mecánico, deben ser
suficientemente robustos para resistir los esfuerzos
debidos al peso de los conductores.

27. Aislador tipo Tensor
■ El aislador tipo tensor es utilizado
para suspender los conductores en
redes de transmisión aéreas en las
que existe un ángulo de giro mayor
a 30º o en los extremos de la línea,
razón por la cual deben soportar
esfuerzos mecánicos elevados,
existen aisladores tipo tensor de 3
1/2”, 4 1/4”, 5 1/2”, 6 3/4”.

28. Aislador tipo Pin
■ El aislador tipo pin es empleado en
redes eléctricas de distribución, en
estructuras en las cuales van
crucetas, este, es empleado para
sostener el conductor.
■ Existen aisladores de pin sencillos y
dobles y es seleccionado según el
nivel de tensión al cual va a
trabajar, para 7.2 kV, 13.2kV, 15 kV
se emplea pin sencillo y para 23 kV
y 34.5 kV se emplea pin doble.

29. Aislador tipo Carrete
■ El aislador tipo carrete se emplea
en redes aéreas de distribución de
energía eléctrica, en las estructuras
que no llevan crucetas para
sostener el conductor, el aislador
es ubicado en perchas, estas
pueden ser de uno, dos, tres,
cuatro y cinco puestos según la
cantidad de líneas.

30. Aisladores Fijos
■ Unidos al soporte por un herraje fijo y no pueden, por consiguiente, cambiar
normalmente de posición después de su montaje.

31. Aisladores en cadenas
■ Constituidos por un número variable de elementos según la tensión de servicio;
formando una cadena móvil alrededor de su punto de unión al soporte. Éste es el
tipo de aislador más empleado en media y en alta tensión.

32. Aisladores en cadenas
■ Caperuza-vástago: Este aislador se compone de una campana de
porcelana o vidrio templado, en forma de disco y que lleva en su parte
inferior algunas ondulaciones. En la parte superior de la campana está
empotrada una caperuza de fundición o acero, y en su parte inferior en un
hueco bastante reducido, lleva un vástago sellado al aislador. La figura
muestra la disposición de los aisladores en una cadena de suspensión o
en una cadena de amarre.

33. Aisladores en cadenas
■ Campana (discos), este elemento está constituido por un núcleo cilíndrico de
porcelana de diámetro comprendido entre 60 y 85 mm., y provisto de dos faldas
anchas. La unión de los aisladores campana entre sí se hace con un pequeño
vástago cilíndrico terminado en dos rótulas. La diferencia esencial entre el aislador
campana y el elemento caperuza-vástago, reside en el hecho de que el primero es
rigurosamente imperforable en servicio, mientras que el segundo puede, en
ciertas circunstancias, perforarse antes de ser contorneado, especialmente por la
acción simultánea de esfuerzos mecánicos y acciones eléctricas.

34. Herrajes
■ La sujeción del aislador al poste se realiza por medio de herrajes .En la figura se
muestran los diferentes tipos de herrajes.

35. Hilo de Guarda
■ Los cables de guarda instalados en
las líneas de alta tensión, son
cables sin tensión que se colocan
en la parte mas alta de las redes
de alta tensión, se conectan a la
misma estructura metálica en cada
torre y sirven para varios motivos.

36. Funcionamiento del hilo de guarda
■ Los hilos de guarda desempeñan funciones
importantes:
 Proteger las líneas aéreas contra descargas
atmosféricas, siendo su objetivo primordial.
 Reducir la tensión inducida en la línea aérea
por los rayos que caen en la cercanía.
 Proteger los conductores de fase,
absorbiendo las cargas atmosféricas.

37. Funcionamiento del hilo de guarda
 Reducir la acción devastadora del
rayo descargado directamente en
la línea aérea.
 Reducir el efecto de la corriente de
cortocircuito y participando por lo
tanto en la disminución de la
resistencia de tierra y
disminuyendo las tensiones de
paso que puedan poner en riesgo a
las personas o animales.

38. Representación de líneas
■ Línea corta
 Longitud menor que 80 Km
 Parámetros concentrados
 Capacitancia despreciable
■ Línea media
 Longitud mayor que 80 Km y menor que 240 Km
 Parámetros concentrados
 Capacitancia no despreciable
■ Línea larga
 Longitud mayor que 240 Km
 Parámetros concentrados solo en casos especiales y para longitudes
menores de 320 Km
 Parámetros distribuidos

39. Gracias por su
Atención