LINEAS DE TRANSMISION

Son el conjunto de dispositivos utilizados para transportar energía eléctrica desde el punto donde es generada hasta el lugar donde se utiliza, generalmente una ciudad o una fabrica, intentando que el mínimo posible de energía se desperdicie en el trayecto, la energía se pierde en calor o en radiación, el esquema básico de una línea de transmisión es:

En una línea de transmisión se pierde energía debido a varios efectos, los principales son los causados por los efectos: resistivo, capacitivo e inductivo, para encontrar las pérdidas debidas a cada uno de estos efectos debemos encontrar una serie de parámetros que nos ayudan a facilitar los cálculos, estos parámetros son:

- Parámetro resistivo.- Parámetro capacitivo.- Parámetro inductivo.

Conociendo estos tres parámetros podremos calcular la impedancia de la línea y las pérdidas totales.

Una línea de transmisión puede ser monofásica, bifásica o trifásica, siendo la trifásica la mas común en el transporte de energía desde la planta generadora hasta el lugar donde se utilizara.

Para la construcción de una línea de transmisión trifásica, se necesitan como mínimo tres conductores por donde se enviara la energía, a cada uno de estos conductores se le conoce como fase, y bajo ciertas restricciones, un sistema trifásico se puede analizar como un equivalente monofásico, lo cual reduce la dificultad de los cálculos.

Como las líneas de transmisión son de longitudes bastante considerables, del orden de los kilómetros, y como ya sabemos las pérdidas de calor en un conductor que transporta una corriente I, están dadas por:

Perdidas en calor = (corriente)2 x (resistencia del conductor)

Si consideramos que cada fase de la línea de transmisión está fabricada con un material específico, y después de montada la línea, obviamente no podemos cambiar el valor de la resistencia del conductor, el único valor que podemos cambiar es la corriente que circula por este, así que generalmente el valor de esta corriente es bajo, comparado con el valor de la tensión en la fase, que puede llegar a los kilovoltios o mega voltios. Como la corriente que circula por la fase es pequeña, la caída de potencia en la línea es pequeña, lo cual es algo bastante bueno, ya que idealmente las pérdidas de potencia deberían de ser cero.

1. Parametro Resistivo:

Se refiere a la oposición que presenta la línea de transmisión al paso de la corriente debida únicamente a la resistencia de los conductores por donde se envía la energía de un punto a otro, si la corriente que circula por la línea es DC, las perdidas estarán dadas por:

P=Perdidas de potencia en DC

RDC =resistencia DC de la línea

I=corriente circulante por la línea

Fórmula 1. Perdidas de potencia en DC

En el caso de corrientes variantes en el tiempo, la fórmula 1, se transforma en:

IRMS= Corriente circulante por la línea en rms (Valor eficaz de la corriente).

RAC=Resistencia AC de la línea

Fórmula 2. Perdidas de potencia activa en AC

Nota: La resistencia AC de un conductor es mayor que su resistencia DC, esto es causado por el efecto piel (ver skin effect en: http://en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect),

Efectos debidos a la corriente alterna:

-Efecto piel: Este efecto hace que la resistencia del conductor aumente, ya que corriente tienden a circular por la periferia del conductor, este efecto es proporcional a la frecuencia,

Determinar la resistencia AC de los conductores es complicado, por lo cual, lo mas practico es utilizar los datos dados por los fabricantes, estos datos se obtienen por medio de pruebas hechas por los fabricantes.

La resistencia AC también se denomina resistencia efectiva y representa las pérdidas de potencia activa para el valor eficaz de la corriente AC. Por supuesto, las perdidas de potencia activa incluyen todos los efectos mencionados.

Perdidas de potencia

Perdidas de potencia= Potencia de entrada- Potencia de salida

%perdidas de potencia= (perdidas de potencia/Pentrada)*100%

Eficiencia en %=(Psalida/Pentrada)*100%

Los cálculos realizados a continuación, se asumen con un valor de resistencia AC referenciada a la temperatura nominal de operación, y la cual incluye los efectos causados por la frecuencia.

Expresiones matriciales para la resistencia

Considerando un grupo de n conductores cilíndricos, rectos, muy largos que conforman una línea de transmisión donde se cumple: