Este documento presenta un taller sobre el cálculo de parámetros en redes aéreas. Incluye cálculos de impedancias de secuencia, capacitancias, inyección de reactivos, voltajes en vacío y campos eléctricos para líneas de 500 kV y 44 kV. También incluye el cálculo de parámetros de PI, compensación de reactancia, distancias de seguridad y niveles de aislamiento.

1. TTAALLLLEERR SSOOBBRREE CCÁÁLLCCUULLOO DDEE PPAARRÁÁMMEETTRROOSS EENN RREEDDEESS AAÉÉRREEAASS
La configuración de torre corresponde a una típica de una línea de 500 kV, la cual es una
línea de circuito sencillo, configuración horizontal con conductores de fase en haz, dos
cables de guarda, tal como se muestra en la Figura 1.
25 m
h
12.5 m
h+10 m
46 cm
Conductores en haz
Cerca eléctrica
Figura 1. Estructura típica de 500 kV
Conductor Cable de guarda
Rac = 0.08912 /km (a 75°C)
Diámetro = 25.17 mm
Suponer conductor macizo
Rac = 1.844 /km (A 20°C)
Diámetro = 10.00 mm
Conductor macizo
Longitud = 525 km
Resistividad del terreno = 200 .m
h promedio = 25 m

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Calcular:
1. Impedancias de secuencia Z1, Z2 y Z0 por km despreciando el efecto del cable de
guarda y considerando el efecto del mismo. Observar el cambio que se presentan (R
y X) al considerar este defecto del cable de guarda en los valores numéricos, explicar.
2. Calcular la capacitancia de secuencia positiva por unidad de longitud.
3. Calcular las capacitancias de secuencia (C1 y C0) considerando y despreciando
efecto de cables de guarda. Comparar resultados.
4. Obtener todos los parámetros anteriores con ayuda del programa ATP. Comparar los
resultados con respecto a cálculos manuales.
5. Determinar el circuito PI nominal de secuencia positiva y el PI exacto para línea larga.
Comparar resultados calculando el error entre los dos modelos. El error se puede
calcular comparando las magnitudes de la impedancia serie Z1. ¿Para qué longitud el
modelo PI nominal da un error por debajo del 4% en valor de la magnitud de la
impedancia serie Z1?
6. Calcular la inyección de reactivos de la línea en MVAR/km y para toda la longitud en
MVAR suponiendo que toda la línea tiene un voltaje nominal de 500 kV en todo su
recorrido y se comporta como un sistema trifásico completamente balanceado.
7. Calcular el voltaje en vacío al final de la línea considerando como modelo el PI exacto
y comparar con respecto a la magnitud del voltaje de la fuente (Efecto Ferranti).
Obtener un gráfico de este voltaje en función de la longitud de la línea para longitud
desde cero hasta 1000 km.
8. Las líneas de 500 kV en Colombia tienen compensación del efecto capacitivo
mediante reactores de línea. Investigar el valor de estas compensaciones para los dos
circuitos que van desde San Carlos hasta Sabanalarga.
9. En 500 kV se debe conservar una distancia mínima a tierra de los conductores de fase
de 9 m. Considerar una franja de servidumbre de la línea de 60 metros de acuerdo a
la Figura 2. Calcular el perfil de campo eléctrico dentro de esta franja de servidumbre.
La reglamentación colombiana en el RETIE exige un campo eléctrico máximo dentro
de la faja de servidumbre de 10 kV/m. Verificar si se cumple con esta exigencia. Si no
se cumple RETIE, el problema se puede resolver aumentando la altura mínima de 9
m. o juntando un poco las fases. Para estas dos soluciones determinar cuál debe ser
la altura h mínima sin variar la separación entre fases y cuál la nueva separación de
las fases para una altura de 9 m. Considerar cada solución de manera independiente.
Figura 2. Ancho de zona de servidumbre
10. Investigar lo que es un SIL y que significado físico tiene. Calcular el valor del SIL para
esta línea.

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Figura 3. Estructura tipo torrecilla para nivel de voltaje de 44 kV
La estructura de la Figura 3 corresponde a un nivel de tensión de 44 kV (Subtransmisión),
con dimensiones típicas tal como se ilustra.

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Conductor C. de G.
ACSR 2/0 AWG
Resist. = 0.44125 /km (a 75°C)
Diámetro = 11.35 mm
RMG = 3.66 mm
Acero SGX 3/8”
Rac = 0.7585 /km (a 20°C)
Diámetro = 9.78 mm
Conductor macizo
Resistividad del terreno = 150 .m
Longitud de la línea = 50 km
Calcular:
1. Impedancia de secuencia Z1, Z2 y Z0 por km para cada circuito considerando el
efecto del cable de guarda. La impedancia de secuencia cero incluye la de cada
circuito y una impedancia de acople de secuencia cero.
2. Calcular parámetros de secuencia (Z1 y Z0) mediante tablas. Comparar resultados.
3. Calcular el valor del SIL para esta línea.
4. Obtener Z1 y Z0 mediante el programa ATP y comparar resultados.