El documento describe los elementos necesarios para diseñar una línea de transmisión eléctrica de 230 kV para transportar 250 MW desde una central eléctrica a 150 km de distancia. Explica que se requiere un circuito doble con 3 conductores por fase de aluminio calibre 900. También proporciona tablas con parámetros típicos para líneas de transmisión.

1. Transmisión de energía eléctrica
Tema 3
Subestaciones
Eléctricas
3.4 Diseño de una subestación
Diego Hernández Reyes

2. • Actividad 1
• Introducción
-Resistencia
-Inductancia
-Capacitancia
• Líneas áreas
-Conductores
-Estructuras de sosporte
-Aisladores
-Torres de transmission
• Lineamientos de diseño de las torres de trasmisión
• Tablas
-Subdivisión en el grupo de instalaciones
-Valores del calibre de los conductors
-Parámetros y valores reales de líneas de transmisión de 4000 y 230 KV
-Parámetros típicos de una línea de transmission
-Parámetros utilizados en la Red de Transmisión Eléctrico Mexicano.
• RESPUESTAS

3. • Actividad 1
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:
El nivel de tensión.
Seleccionar si el circuito debe ser sencillo o doble.
Menciona el número de conductores por fase.
Explica qué material utilizarías para el conductor.

4. • Introducción
Durante el curso Transmisión de Energía, hemos visto los
procesos que se realizan en las líneas de transmisión, la
construcción, materiales y requerimientos. Esta práctica tiene
objetivo realizar el diseño de una línea de transmisión eléctrica,
donde las condiciones son: la energía que genera la central
eléctrica, la distancia de la zona donde se va a distribuir la
energía.
Una línea de transmisión se caracterizada por:
Resistencia
Inductancia
Capacitancia
El estudio de estos es importante para el diseño, como el
desarrollo de los modelos de la línea de transmisión utilizados en
el análisis de sistemas de energía eléctrica.

5. La Resistencia
Produce una caída de voltaje de tipo I2R, afectando la regulación
de voltaje en la línea de transmisión. La resistencia de un
conductor de longitud (l) y con un área (A) de sección transversal
se obtiene con la siguiente ecuación:
𝑹 = 𝒓𝒉𝒐 (
𝑰
𝑨
)
Donde rho es la resistividad del material del conductor en Ohm-
metro. La siguiente tabla mostrara los valores de resistividad de
algunos materiales.

6. Inductancia
Este parámetro está determinado por el campo magnético generado
por la propia cercanía de los conductores y depende principalmente
de la geometría de la disposición de los mismos.
Capacitancia
Este parámetro está relacionado con el campo eléctrico de los
conductores y se presenta debido a la diferencia de potencial entre
estos, que hace que la línea de transmisión se comporte como un
capacitor.

7. • LINEAS AEREAS
Las líneas están constituidas por elementos como:
• Conductores
• Estructuras de soporte
• Aisladores
• Torres de transmision

8. Conductores
Estos son cables formados por alambres enrolladas en sentidos
opuestos, existen diferentes tipos hechos con diferentes materiales,
en este caso hablaremos del aluminio ya que en líneas de
transmisión eléctricas es mas usado por su bajo costo
Conductor mixtos aluminio con alma de acero (ACSR)
Estos cables se componen de un alma de acero galvanizado
recubierto de una o varias capas de alambres de aluminio puro. El
alma de acero asigna solamente resistencia mecánica del cable, y no
es tenida en cuenta en el cálculo eléctrico del conductor.

9. Estructuras de Soportes
Estas deben mantener los conductores a suficiente altura sobre tierra y
distanciados entre sí. En la parte más alta de la torre
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.

10. • Torres de transmisión
Diseño de torres de transmission
Una torre está compuesta principalmente por tres partes:
Pie de la torre
Cuerpo de la torre
Cabeza de la torre

11. • Lineamientos de diseño de las torres de transmisión
Dimensiones mínimas
Ángulos de estructura
-Ancho: 38 mm
-Espesor: 4.8 mm para miembros principales incluyendo, 4.0 mm
para el resto elementos
Ángulos en alimentación
-Espesor: 4.8 mm
Tornillos
-Diámetro: 12:7 mm
Intercambiabilidad de componentes
Para tipo de torre se deben diseñar los cuerpos y extensiones
indicadas

12. Tabla de subdivisión en el grupo de
instalaciones

13. Valores del calibre de los conductores de una línea de
transmisión, viene dado por el Sistema MCM
Parámetros y valores reales de líneas de transmisión de
4000 y 230 KV, estos valores pueden variar conforme
trascurre el tiempo

14. Parámetros típicos de una línea de transmisión
Parámetros utilizados en la Red de Transmisión
Eléctrico Mexicano.

15. • RESPUESTAS
Para poder transportar energía desde la central eléctrica hasta el centro urbano se
debería crear la línea de trasmisión aérea. Al tener una longitud de 150 km la
distancia en la cual se deben instalar estas torres debe ser de 1/6,1/2 y 5/6 de la
longitud total de la línea de transmisión, considerando que la central eléctrica genera
250 MW y esta se encuentra a 150 km del centro.
El nivel de tensión nominal será de 230 kV, con una Potencia nominal de 17 MW,
con circuito doble y 3 conductores por fase. Los conductores que se emplearan son
conductores tipo Canary calibre 900, de acero reforzados con aluminio. Esto porque
el aluminio es el material que se ha impuesto como conductor de líneas aéreas,
debido a su menor costo y ligereza con respecto a los de cobre por un mismo valor
de resistencia

16. ELEMENTOS
SOLICITADOS
CARACTERISTICAS
Nivel de tensión Muy alta: 230 K
R=0.013, X=0.092, Y=0.17, Zc=389
Potencia natural de 17 MW
Ampacidad de MVAs 382
Circuito doble
Conductores por
fase
3 tipo Canary
Material del
conductor
AC/SR De acero reforzados con aluminio
calibre 900
• RESPUESTAS

17. CFE. (2016, Junio). TORRES PARA LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y SUBTRANSMISIÓN. Consultado
en https://www.google.com.mx/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://lapem.cfe.gob.mx/normas/pdfs/c/J1000-
50.pdf&ved=2ahUKEwjuiKb6gvPdAhXkzIMKHaQoBz8QFjAAegQIAxAB&usg=AOvVaw1PonmZR9zwUtqZgrUZa598
CFE. (2014, Marzo 1). Diseño de líneas de transmisión aéreas. Consultado
en https://www.google.com.mx/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://lapem.cfe.gob.mx/normas/construccion/pdfs/1/DCDL
TA01.pdf&ved=2ahUKEwiI-
vyZg_PdAhWOw4MKHXdIDMsQFjAAegQIABAB&usg=AOvVaw17VSLVAkrP7vjiGtl3FMdZ&cshid=1538870574122
Mexicox.com, Obtención de parámetros típicos de una línea de transmisión, Trabajo realizado en el marco del Proyecto
266632 “Laboratorio Binacional para la Gestión Inteligente de la Sustentabilidad Energética y la Formación Tecnológica”,
con financiamiento del Fondo de Sustentabilidad Energética CONACYT-SENER (Convocatoria: S001920101). Creative
Commons (CC BY-NC-ND 2.5 MX)