Diferentes métodos de cálculo eléctrico de una línea aérea de alta tensión de corriente alterna trifásica

Abstract

Una línea de transmisión consiste en el equivalente de 2 o más conductores eléctricos para el propósito de transmitir energía eléctrica. Para transmisión monofásica la línea puede consistir en un simple conductor con retorno por tierra o de dos alambres. Para la transmisión trifásica, tres conductores' son generalmente usados, aunque en algunas instalaciones un conductor neutro o su equivalente es empleado. Los conductores de una línea de transmisión están separados por algún dieléctrico como aire para transmisión aérea, o por otros materiales aislantes como en cables. Desde que dos conductores están separados por un dieléctrico, ellos forman un condensador, cuya capacidad está uniformemente distribuida a lo largo de alambres. Cuando se aplica una diferencia de potencial entre los conductores fluye corriente de carga. Este efecto se puede reemplazar por un gran número de condensadores conectados entre aquellos dos conductores. Un problema interesante a tener en cuenta al proyectar una línea de transporte y en su funcionamiento es el mantenimiento de la tensión dentro de los límites especificados en varios puntos del sistema. En esta tesis deduciremos fórmulas, en las cuales se pueden calcular, la tensión, la corriente y el factor de potencia en cualquier punto de una línea de transporte, conocidos dichos valores en un punto. Corrientemente las cargas vienen especificadas por la tensión, la potencia y el factor de potencia, de los cuales pueden calcularse la corriente para emplearle en las ecuaciones. Las fórmulas que se van a deducir son interesantes, porque dan idea del efecto de los distintos parámetros de una línea de transporte sobre la caída de tensión a lo largo de la misma, para varias cargas. Las líneas de transporte funcionan normalmente con cargas trifásicas equilibradas. Aunque no estén dispuestas equiláteramente, e incluso sin transposición, la influencia de la asimetría es pequeña y se consideran equilibradas las fases. Es independiente el que la carga, definida por su tensión, potencia y factor de potencia esté conectada en  o , puesto que la puede reemplazarse para efectos de cálculo, por su equivalente en . Una línea de transporte tiene 4 parámetros: resistencia e inductancia, que constituyen la impedancia en serie de la línea y la capacidad y conductancia, que determinan la admitancia en paralelo entre conductores o entre tase y neutro. La conductancia en paralelo se desprecia casi siempre cuando se trata de calcular la tensión y la intensidad de una línea de transporte. La clasificación de éstos, según su longitud, está basada en las aproximaciones admitidas al operar con los parámetros de la línea. La resistencia, inductancia y capacidad están uniformemente repartidas a lo largo de la línea y en el cálculo exacto de líneas largas hay que considerarlo así. En las líneas de longitud media se considera, sin embargo, que la mitad de la capacidad está agrupada en cada extremo de la línea, sin que por ello se cometa un error apreciable al calcular la tensión y la intensidad en los terminales. Por último, en las líneas cortas es tan pequeña la susceptancia capacitiva total, que puede despreciarse.