Se plantea el desarrollo de una linea de transmisión @ 400 kv con una carga de 250 MW a una distancia de consumo de 150 kM.

1. Juan Carlos Olivar Rivero
jcarlosolivar18@hotmail.com
Práctica Evaluativa Individual.
Transmisión de Energía Eléctrica.
Líneas de Transmisión.
Diseño de 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:
a. El nivel de tensión.
b. Seleccionar si el circuito debe ser sencillo o doble.
c. Menciona el número de conductores por fase.
d. Explica qué material utilizarías para el conductor.
Desarrollo del Proyecto planteado.
Según la tabla 2, Material PDF, Transmisión de Energía Eléctrica- Líneas de Transmisión;
tenemos las características del fabricante de las líneas en los sistemas de transmisión eléctrica,
la cual nos muestra un (1) conductor que tiene una corriente térmica a transportar de:
Capacidad Térmica (CT): 1538 A (amperes)
Tipo de Condutor: 1113 MCM ACSR
kV @ 500 kV
La carga eléctrica generada a tener en consideración es de 250 MW con una longitud de
consumo de 150 kM, el cual se establece bajo una tensión de trabajo de 400 kV.
Características de la línea @ 500 kV, según la tabla:
R = 0,028 Ω/Km
X = 0,325 Ω/Km
Partiendo de estos datos Técnicos y considerando un Factor de Potencia (FP) de 0,95 (dato
encontrado documentalmente por CADAFE-VENEZUELA), se determinó la potencia máxima
(Pmáx), bajo la condición térmica:
Donde:
Pmáx = (√3)*Kv*CT*FP
Pmáx = 1012,3 MW.
Tras analizar la máxima potencia a transportar, por límite térmico, se determina que el criterio de
densidad máxima admisible es el más restrictivo y por lo tanto el que limitará la máxima
capacidad de transporte de la Línea, el cual es de 250 MW, concluyendo lo siguiente:
Pmáx >> Pgenerada
Calculo de R total (Rt) de la linea (Resistencia):
Rt = lg * R

2. lg = longitud en kM desde generación hasta el consumo.
Rt = 4,2 Ω.
Calculo de X total (Xt) de la linea (Reactancia):
Xt = lg * X
Xt = 48,75 Ω.
Calculo de L total (Lt) de la linea (Inductancia)
Lt = L * lg
Donde:
X = 2*π*f*L; donde f es la frecuencia medida en Hertz (Hz), Despejando a L y multiplicando por su
distancia de la linea total nos queda:
Lt = 0,1293 H/kM.
Calculo de la Z de la linea (Zl) (Impedancia):
Zl = Rt + jXt
Zl = 4,2Ω + j48,75Ω
En fasor polar:
Zl = 48,93 Ω [85,1 grads].
Dichas características eléctricas de la linea en estudio, procedemos a determinar si cumple por
Caida de Tensión, por Capacidad de Transporte, por límite término y por efecto Joules (pérdidas).
Condición 1.
Cálculo de caída de tensión (ß) @ 400 kV:
ß debe ser menor (por norma) al 5% (ß%).
ß = (√3)*In*lg([R/km*cos ø] + j[X/km*sin ø])
siendo cos ø el Factor de Potencia establecido por la empresa de 0,95.
Ahora, In es la corriente nominal donde:
In = S/[(√3)*Vn], y;
S es la potencia aparente del sistema donde:
S = MW/FP
S = 263,2 MVA; por lo tanto:
In = 380 A.
ø = cos^(-1) [0,95]
ø = 18,19 grads.
sin = 0,31.
Sustituyendo estos valores en ß, nos queda:
ß = 12572,87 V
Verificando la condición, tenemos:

3. ß% = [ß/(V de trabajo)]*100 ; recordando que son 400 kV de trabajo.
ß% = 3,14%, esto es menor que el 5% establecido según la norma.
Condición 2.
Capacidad de Transporte:
2.1 Máxima potencia a transportar por densidad de corriente:
Pmáx = (√3)*V*In*FP
Pmáx = 250,1 MW.
2.2 Máxima potencia por caída de tensión:
Pmáx = ([(10 * kV)^2] / [lg([R/Km + X/Km*tag (18,19)])])*ß%
Donde ß% es el % máximo permitido del 5%.
Pmáx = 0,396 MW.
Condición 3.
Potencia Máxima por límite Térmico (Iterm.):
Siendo un conductor 1113 MCM ACSR @ 1538 A con 75 grados C. Tenemos:
Pmáxtérm. = √3*Iterm.*V*FP
Pmáx = 1012,28 MW
Siendo Pmáx >>> PTransportada = Pmáx >>> Pcentral.
Condición 4.
Pérdidas por efecto Joule (Pj):
Pj = R/Km*lg*(In^2)
Pj = 606,48 kW
Pj% = (Pj/Pcentral)*100
Pj% = 0,243% < 5%.
Características eléctricas de la línea @ 400 kV
Tension de Trabajo = 400 kV
Imáx de linea = 380 A.
PCentral = 250 MW
Longitud total de linea (lg) = 150 KM
Rt = 4,2 Ω
Xt = 48,75 Ω
Zt = 48,93 |ø 84,08|
Condición 1.
ß% = 3,14% < 5%
Condición 2.
Pmáx = 250,1 MW
Pmáx por ß% = 0,396 MW < 5%
Condición 3.
PMax por límite Térmico = 1012,28 MW >> 250 MW
Condición 4.
Por Pérdidas Joule = 606,48 kW
Pj = 0,243% < 5%

4. La línea deberá tener una estructura de transmisión (torres) para:
400 kV
Circuito Doble
Conductores por Fase = 2
Tipo de Conductor = 1113 MCM
Material = ACSR
Temperatura = 75 grados Centigrados (C).
Conductores de aluminio y Acero reforzado (ACSR).
Selección de la Pag. 3, Tablas 3 y 4. Material PDF del curso Transmisión de Energía Eléctrica,
apartado Líneas de Transmisión.