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PROYECTO FINAL DE CARRERA ESTUDIO DE LA LÍNEA ALTA TENSIÓN SET ALMAZÁNSET SORIA Mª Carmen De La Hoz Palacios Ingeniería Técnica Industrial: Electricidad Universidad de Zaragoza. Curso 2009-2010 Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 2 INDICE 1. OBJETO DEL PROYECTO. .................................................................................................... 4 2. NORMATIVA DE APLICACION. .............................................................................................. 4 3. JUSTIFICACION DEL PROYECTO. ....................................................................................... 4 4. DESCRIPCION DEL ENTORNO DEL EMPLAZAMIENTO. .................................................... 6 5. CARACTERISTICAS DE LA LINEA. ..................................................................................... 10 5.1. CONDUCTOR. ............................................................................................................... 12 5.2. AISLAMIENTO. ............................................................................................................... 14 5.3. HERRAJES Y GRAPAS. ................................................................................................ 16 5.4. APOYOS. ........................................................................................................................ 18 6. PARAMETROS ELECTRICOS DE LA LINEA ELECTRICA. ................................................. 19 6.1. CONSTANTES CARACTERISTICAS DE LA LINEA. ..................................................... 20 6.1.1 RESISTENCIA ELECTRICA. ................................................................................. 20 6.1.2 COEFICIENTE DE AUTOINDUCCION. ................................................................ 22 6.1.3 CAPACIDAD. ......................................................................................................... 26 6.1.4 PERDIDAS EN UNA LÍNEA. .................................................................................. 27 6.2. CARACTERISTICAS ELECTRICAS. ............................................................................. 32 6.2.1 RESISTENCIA ELECTRICA. ................................................................................. 32 6.2.2 REACTANCIA DE AUTOINDUCCION. ................................................................. 32 6.2.3 SUCEPTANCIA. .................................................................................................... 33 6.2.4 IMPEDANCIA. ........................................................................................................ 34 6.2.5 ADMITANCIA. ........................................................................................................ 34 6.3. IMPEDANCIA Y POTENCIA CARACTERISTICA. ......................................................... 35 6.3.1 IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA. ....................................................................... 35 6.3.2 POTENCIA CARACTERISTICA. ........................................................................... 36 6.4. RESUMEN DE LOS PARAMETROS ELECTRICOS. .................................................... 37 Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 3 6.5. METODO DEL MOMENTO ELECTRICO. ...................................................................... 38 7. CALCULO MECANICO DE CABLES. ................................................................................... 49 7.1. CALCULO MECANICO PARA EL VANO MEDIO. ......................................................... 54 7.2. CALCULO MECANICO PARA EL VANO MAXIMO........................................................ 60 7.3. CALCULO MECANICO PARA EL VANO MINIMO. ........................................................ 64 7.4. RESUMEN DE LAS MAGNITUDES CALCULADAS. ..................................................... 68 8. DISTANCIAS MINIMAS DE SEGURIDAD. ........................................................................... 70 8.1. DISTANCIAS DE LOS CONDUCTORES AL TERRENO. .............................................. 70 8.2. DISTANCIAS ENTRE CONDUCTORES. ....................................................................... 70 8.3. DISTANCIAS A TIERRA. ................................................................................................ 72 9. GLOSARIO. ........................................................................................................................... 73 10. BIBLIOGRAFIA. ................................................................................................................... 76 Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 4 1. OBJETO DEL PROYECTO El presente Documento tiene por objeto describir y analizar las características más significativas, desde el punto de vista eléctrico y mecánico, de la línea eléctrica de 132 kV, situada en la provincia de Soria, que va desde la Subestación de Seccionamiento de Almazán de Red Eléctrica de España, S.A. hasta la Subestación de Distribución de Soria, construida por IBERDROLA DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA, S.A.U. 2. NORMATIVA DE APLICACIÓN En la redacción se han tenido en cuenta todas y cada una de las especificaciones contenidas en el Reglamento Técnico de Líneas Eléctricas de Alta Tensión (RLAT), aprobado por Decreto 223/2008, de 15 de febrero, y publicado en el B.O.E. el 19 de marzo de 2008. Asimismo se ha tenido en cuenta lo establecido en las normas UNE correspondientes y Normas IBERDROLA. 3. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO Las líneas eléctricas constituyen uno de los principales elementos que intervienen en la composición de una red eléctrica. La interconexión de sistemas, el transporte, reparto y distribución de la energía dentro de un sistema determinado, se realizan por medio de líneas aéreas o subterráneas. La interconexión entre redes regionales o nacionales, así como el transporte entre grandes centros de producción y consumo, para los que siempre se emplean altas tensiones con distancias de orden elevado, son dominio exclusivo de las líneas aéreas. Cuando se trata de redes rurales, provinciales, o cuando las distancias superan algunos kilómetros, predominan las líneas aéreas. Cuando se trata de centros urbanos, zonas industriales densas o distancias muy cortas, es práctica normal utilizar las líneas subterráneas. Para densidades de carga pequeñas y medias, el sistema normalmente utilizado es el aéreo. Para grandes densidades de carga en las aéreas congestionadas de las ciudades es normal utilizar el sistema subterráneo mediante cables enterrados a lo largo de las calles. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 5 Una línea eléctrica aérea deberá ser diseñada y construida de forma tal que durante su vida prevista: a) Desempeñe su propósito bajo un conjunto de condiciones definidas, con niveles aceptables de fiabilidad y de manera económica. b) No sea susceptible de un colapso progresivo (cascada) si sucede un fallo en un componente específico. c) No sea susceptible de causar daños humanos o pérdida de vidas durante su construcción, explotación y mantenimiento. Al diseñarse una línea eléctrica aérea debe limitarse su impacto en el medio ambiente. Igualmente se considerarán las disposiciones legales que le afecten a cada Comunidad Autónoma, en nuestro caso la Comunidad de Castilla y León. Asimismo, debe considerarse la seguridad de las personas y de los animales, tanto de la avifauna como del ganado. La vida útil es el periodo de funcionamiento previsto de la línea, para su propósito prefijado con las operaciones normales de mantenimiento, pero sin que sean necesarias reparaciones substanciales, la vida útil de las líneas aéreas se considera que es, generalmente, de 40 años. Estos requisitos expuestos, están basados en las consideraciones que se indican en la Norma UNE-EN 50341-1 “Norma básica aplicable a líneas eléctricas aéreas de tensiones superiores a 45 kV” El sistema aéreo de distribución tiene una vida útil menor que un sistema enterrado esto puede ser porque el sistema aéreo es más propenso a sufrir mayor número de averías como consecuencia del viento, hielo, nieve o accidentes de todo tipo, sin embargo conviene no olvidar que la reparación y localización de averías es mucho más sencilla en un sistema aéreo que en un sistema subterráneo. Los elementos que constituyen parte de las líneas aéreas aparecen reflejados en el RLAT y son los siguientes: • Conductores • Herrajes • Aisladores • Apoyos Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 6 4. DESCRIPCIÓN DEL ENTORNO DEL EMPLAZAMIENTO Para conocer el posible efecto sobre el territorio de la línea eléctrica analizada, se ha definido un área de estudio lo suficientemente amplia como para englobar las ubicaciones de los apoyos y demás elementos de la línea eléctrica, así como su área de influencia. Las imágenes siguiente muestran donde está localizada la línea a estudiar. FIGURA 1: IMAGEN DE LA COMUNIDAD DE CASTILLA Y LEÓN. Tiene su ubicación en la comunidad de Castilla y León, en la provincia de Soria, concretamente abarca los terrenos de los términos municipales de Almazán, Coscurita (Bordejé), Borjabad, Cubo de la Solana, Los Rábanos, Golmayo y Soria. Es una zona donde predominan pequeños desniveles, pasando varias veces por ríos, como es el caso del río Duero o el río Golmayo y por carreteras, tanto por sendas como por autovías, como es el caso de la A-15. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 7 FIGURA 2: IMAGEN DE LA PROVINCIA DE SORIA. FIGURA 3: IMAGEN APROXIMADA DE LA ZONA DE PASO DE LA LINEA. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 8 El área de estudio queda delimitada por las siguientes coordenadas UTM que hemos podido obtener con el programa SIGPAC, en las que están representadas las coordenadas de la subestación de Almazán y la subestación de Soria.  X Y LATITUDLONGITUD SET ALMAZAN 540369,51 4587687,34 41º 26´, 23,08’’ N -2º 31’ 0,36’’ W SET SORIA 541964,72 4625016, 36 41º 46’ 30, 52’’ N -2º 29’ 42, 3’’ W TABLA 1. COORDENADAS UTM DEL ÁREA DE ESTUDIO DE LA LÍNEA ELÉCTRICA. La línea como ya se ha comentado anteriormente empieza en la subestación de transformación de Almazán y finaliza en la subestación de Soria, como lo plasma las imágenes siguientes recogidas del SIGPAC: FIGURA 4: SUBESTACION DE TRANSFORMACION DE ALMAZÁN. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 9 FIGURA 5: SUBESTACION DE TRANSFORMACION DE SORIA. El reglamento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión, divide el estudio de las acciones sobre los conductores en tres zonas según la altitud: ZONA A La situada a menos de 500 metros de altitud sobre el nivel del mar. ZONA B La situada a una altitud entre 500 y 1000 metros sobre el nivel del mar. ZONA C La situada a una altitud superior al 1000 metros sobre el nivel del mar. TABLA 2. ZONAS SEGÚN LA ALTITUD DEL TERRENO Nuestra línea pertenece a la zona C, ya que es una zona donde predominan las altitudes mayores de 1000 m, aunque hay zonas inferiores a esta altitud, cogeremos la zona C al ser la más desfavorable. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 16 La carga de rotura del aislador la obtenemos de las características del aislador que hemos elegido, 120 000 N, y la tracción máxima de los conductores, de las características del LA-280 cuyo valor es 28 812 N. En el caso que nos ocupa tenemos una cadena de aisladores con un coeficiente de seguridad de: C.S =120 000 N / 28 812 N = 4,16 Cuyo resultado es valido ya que entra dentro del requisito marcado. FIGURA 8: DETALLE DE LOS AISLADORES DE LA LINEA. 5.3 HERRAJES Y GRAPAS. Los herrajes, medio de unión del cable conductor con la cadena de aisladores y de ésta al apoyo, están dimensionados mecánicamente para soportar las cargas máximas de los conductores y con los coeficientes de seguridad reglamentarios, siendo su material acero estampado y galvanizado en caliente como medio de protección anticorrosiva, y están de acuerdo con las normas UNE 21.158. La grapa de compresión está compuesta por un manguito doble, de aluminio y otro de acero, que se comprimen contra el cable. Los diferentes herrajes de las cadenas de aisladores de los apoyos de 132 kV y de los conjuntos para cable de tierra tienen una carga de rotura de 120 kN. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 17 Los conjuntos de cadenas empleadas en la línea son de suspensión y de amarre, tipo SSS1R132C y ASS1R132C para el conductor. Según establece el artículo 28 º del R.L.A.T., los herrajes sometidos a tensión mecánica por los conductores y cables de tierra, o por los aisladores, deberán tener un coeficiente de seguridad mecánica no inferior a tres respecto a su carga mínima de rotura, a continuación lo comprobaremos. Cargas normales Peso de una fase, con vano máximo de 390 m 2*9,555 N/m * 390 m =7 452,9 N Sobrecarga de hielo, con vano máximo de 390 m 2* 0,36 √21,8 390 m12 848,47N Peso de 10 aisladores 5 9,8    10 490  Suma de los herrajes 12 kg*9,8 N/kg=117,6 N Suma total 20 908,9 N El coeficiente de seguridad mínimo será: C.S= 120 000 N /20 908,9 N=5,739 > 3 Cargas anormales Según el artículo 19,1 del reglamento: el 50 % de la tensión del cable roto en las líneas de uno o dos conductores por fase y circuito…………….……0,50* 28 812 N =14 406 N El coeficiente de seguridad mínimo será:       8,323 FIGURA 9: DETALLE DE LA GRAPA DE SUSPENSION Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 18 5.4 APOYOS. Las torres son metálicas, formada por perfiles de acero galvanizado, son totalmente atornillables, todas las torres van grabadas con una marca de identificación numerable. Son de celosía de ángulo tipo K, y llevan cimentación independiente en cada pata, como se pueden ver en la figura 10 y 11. FIGURA 10: CELOSIA EN FORMA DE K. FIGURA 11: CIMENTACIÓN INDEPENDIENTE. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 19 6. PARÁMETROS ELÉCTRICOS DE LA LÍNEA ELÉCTRICA Una línea de transmisión está caracterizada por cuatro parámetros repartidos a lo largo de su longitud: la resistencia, la inductancia, la conductancia y la capacidad. El estudio de estos parámetros es esencial tanto desde el punto de vista del diseño como para el desarrollo de los modelos de la línea de transmisión utilizados en el análisis de sistemas de energía eléctrica. Es posible realizar una clasificación de estos parámetros eléctricos, dependiendo de la forma en que éstos influyen dentro de un sistema eléctrico. • Parámetros longitudinales. ¾ R → RESISTENCIA → Ohmios (Ω) ¾ L → INDUCTANCIA → Henrios (H) • Parámetros transversales. ¾ C → CAPACIDAD → Faradios (F) ¾ G → CONDUCTANCIA → Siemens (S) Existen otras magnitudes que matemáticamente sirven de nexo de unión de los parámetros anteriores, algunas de las más importantes son: ¾ Z= (R+ jX) → IMPEDANCIA → Ohmios (Ω) ¾ Y= (G+ JB) → ADMITANCIA → Siemens (S) ¾ X= Lw = L (2πf) → REACTANCIA INDUCTIVA → Ohmios (Ω) ¾ B= Cw = C (2πf) → SUCEPTANCIA → Siemens (S) Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 20 6.1 CONSTANTES CARACTERÍSTICAS DE LA LÍNEA Las constantes características fundamentales de una línea eléctrica, por kilómetro de longitud de la misma, son cuatro: Resistencia eléctrica………………………………………..RK (Ω/km) Coeficiente de autoinducción o inductancia………………LK (H/km) Capacidad…………………………………………...………CK (F/km) Conductancia o perditancia……………………………......GK (S/km) 6.1.1 RESISTENCIA ELÉCTRICA La resistencia eléctrica es la causa principal de las pérdidas de potencia en las líneas de transporte, y resulta un parámetro muy importante para la evaluación de la eficiencia en el transporte y los distintos estudios económicos que hay que realizar. Es el parámetro más fácil de calcular, al depender únicamente del conductor y de si la línea es simple, dúplex, triplex o cuádruplex. El valor de la resistencia de los cables por cada kilómetro de longitud viene especificado en las tablas, a una temperatura de 20ºC. TABLA 4: CARACTERÍSTICAS MATERIALES EMPLEADOS EN CONDUCTORES. En conclusión, la resistencia depende de la temperatura de forma prácticamente lineal. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 21 La resistencia eléctrica de un conductor es: R=   ρ = Resistividad del conductor (Ω*m) L = Longitud del conductor en m S = Sección del conductor en mm2 La resistencia del conductor varía con la temperatura, y en la práctica se utiliza el valor dado por el fabricante. Dividido por dos ya que tenemos dos circuitos y en el caso de dúplex otra vez dividido por dos. Los resultados obtenidos han sido: Resistencia eléctrica a 20 º C = 0,122 Ω/ km. Línea Simple LA-280 (Hawk): RK=  0,122 Ω/ Km. = 0,061 Ω/ km. Línea Simple LA-380 (Gull): RK=   0,087 Ω/ Km. = 0,0435 Ω/ km. Línea dúplex LA-280 (Hawk): RK=   0,122 Ω/ Km. = 0,0305 Ω/ km. Se observa en el conductor LA-280 que la resistencia en la dúplex es la mitad que en la simple, resultado lógico ya que la línea de doble circuito dúplex opondrá menos resistencia que la simple al tener mayor sección (dos conductores en paralelo) y por lo tanto menos pérdidas. También en el conductor LA-380 se observa que al tener un sección mayor su resistencia eléctrica dada por el fabricante es menor, lo que nos lleva a obtener una resistencia algo menor que el conductor LA-280. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 22 6.1.2 COEFICIENTE DE AUTOINDUCCIÓN Toda variación temporal de la intensidad de corriente de un circuito produce una fuerza electromotriz de inducción en el mismo, ya que tal alteración causa a su vez una modificación del flujo que, creado para aquella corriente, abarca el circuito. Estas fuerzas electromotrices se llaman de autoinducción. Se da el nombre de coeficiente de autoinducción a la relación entre el flujo Φ creado por la corriente en el circuito y la intensidad de la misma: LN  Ф  y La reactancia inductiva se calcula empleando esta fórmula: X2πfL X2πf󰇛µ 4,6lgDMG RMG󰇜10‐4 (H) X= Reactancia aparente en ohmios por kilómetro. f = Frecuencia de la red en herzios (50 Hz). RMG= Radio medio geométrico de las tres fases en mm. DMG= Distancia media geométrica de las distancias entre las tres fases en mm. µ= Permeabilidad magnética del conductor. Para conductores de cobre, acero-aluminio y aluminio tiene un valor de uno. Simplificadas las ecuaciones quedan de la siguiente forma: L0,54,6lgDMG RMG10‐4 (H) para la línea simple. L0,254,6lgDMG RMG10‐4 (H) para la línea dúplex. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 23 Hemos elegido según el catalogo de Imedexsa, para el conductor LA-280 el armado que más se aproxima a nuestra línea, el armado “N”, las dimensiones elegidas han sido b=2,7 c=2,5 a=2,4 y h=3,4 que corresponden al tipo NH3C y para el conductor LA-380 han sido b=2,5 c=2,5 a=2,4 y h=3,7 que corresponden al tipo NG2C. TABLA 5: CARACTERISTICAS DEL ARMADO DE LA LINEA LA-280. TABLA 6: CARACTERÍSTICAS DEL ARMADO DE LA LÍNEA LA-380. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 24 Para el conductor LA-280 el desarrollo es el siguiente: FIGURA 10: DISPOSICION Y DISTANCIAS ENTRE FASES. Las distancias medias geométricas se calculan así: D1= √’’ ’ = ,,,, , = 2,7637 m D2= √’’ ’ = √,,,,  = 4,168 m D3= √’’ ’ = ,,,, , = 2,738 m DT= √  = √,,,  = 3,1596 m Para la línea real, es decir, de doble circuito simple, el coeficiente de autoinducción y la reactancia es la siguiente: L= 0,5+4,6*log  = (0,5+4,6*log, , )* 10-4= 1,1826*10-3 H/km XK= = 1,1826*10-3 *314=0,1856 Ω/km Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 25 Si fuera dúplex (contamos con que la separación entre conductores de fase es de 40 cm): L=0,25+4,6  log  √ = (0,25+4,6  log , √,, )* 10-4= 7,977*10-4 H/km XK=  Lω =  *7,977*10-4 *314=0,1252 Ω/Km Se puede observar, que la línea simple tiene un coeficiente de autoinducción mayor que la línea dúplex, debido a que por la línea simple atravesará menos intensidad que por la dúplex. Para el conductor LA-380 el desarrollo es el siguiente: FIGURA 11: DISPOSICION Y DISTANCIAS ENTRE FASES. Las distancias medias geométricas de la línea LA-380 (GULL) son las siguientes: D1= √’’ ’ = ,,, , = 2,6223 m D2= √’’ ’ = ,,,,  = 2,7522 m D3= √’’ ’ = ,,, , = 2,6223 m Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 32 6.2 CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS De las cuatro características fundamentales por kilómetro de línea consideradas en el apartado anterior se deducen otras que son: Resistencia eléctrica………………………………………….…R (Ω) Reactancia de autoinducción…………………………………..X (Ω) Suceptancia………………………………………………..….…B (S) Perditancia………………………………………………..……..G (S) Impedancia………………………………………………….…...Z (Ω) Admitancia……………………………………………………….Y (S) Estas características dependen de la longitud de la línea, en nuestro caso es de 42,621 km. 6.2.1 RESISTENCIA ELÉCTRICA Según lo calculado en el apartado anterior obtenemos la resistencia eléctrica para los diferentes casos: Línea Simple LA-280 (Hawk): R = 1/2 * 0,122 Ω/ km*42,621 km = 2,599 Ω Línea Simple LA-380 (Gull): R = 1/2 * 0,087 Ω/ km*42,621 km= 1,854 Ω Línea dúplex LA-280 (Hawk):R = 1/2 * 1/2 * 0,122 Ω/ km*42,621 km =1,3 Ω 6.2.2 REACTANCIA DE AUTOINDUCCIÓN La reactancia de autoinducción está definida por la expresión: XK= L*ω ω = pulsación de la corriente (rad/s) L= Coeficiente de autoinducción. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 33 Línea Simple (Hawk) X = L*ω= 1,1826*10-3 *314*42,621km =7,91 Ω Línea Simple (GULL) X = L* ω =1,118*10-3 *314*42,621km =7,48 Ω Línea dúplex (Hawk) X = L* ω =  *7,977*10-4 *314*42,621km =5,34 Ω 6.2.3 SUCEPTANCIA La expresión de la suceptancia es: B K=CK* ω C=Capacidad de la línea (F/km) ω = pulsación de la corriente (rad/s) Línea Simple LA-280 (Hawk): B =2*C * ω =2*9,8289*10-9*314 *42,621 km=2,630*10-4 S Línea Simple LA-380 (Gull): B =2*C * ω =2*1,0422*10-8*314*42,621 km =2,790*10-4 S Línea duplex LA-280 (Hawk): B=2*C * ω =2*1,4405*10-8*314*42,621 km =3,856*10-4 S Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 34 6.2.4 IMPEDANCIA La impedancia es una magnitud vectorial o compleja, cuyos componentes ortogonales son: Componente real………………………………….RK Componente imaginaria………………………….XK Z K= RK+ j*XK (Ω/km) El módulo y el argumento del vector son, respectivamente: Línea Simple LA-280 (Hawk): ZK = 0,061 Ω/ km +j*0,1856 Ω/km=0,19571,8° Ω/km Z = 0,195371,806° Ω/km*42,621km=8,32371,8° Ω Línea Simple LA-380 (Gull): ZK = 0,0435 Ω/ km +j*0,1755 Ω/Km=0,18176,1° Ω/km Z = 0,180876,079° Ω/km*42,621km=7,70676,1° Ω Línea dúplex LA-280 (Hawk): ZK = 0,0305 Ω/ km +j*0,1252 Ω/km=0,12976,3° Ω/km Z = 0,128876,30° Ω/km*42 621 m=5,48976,3° Ω 6.2.5 ADMITANCIA La admitancia tiene la siguiente expresión: Y K=GK +j*BK (S/km) Es también una magnitud vectorial o compleja, cuyos componentes ortogonales son: Componente real…………………….. GK Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 35 Componente imaginaria…………….. BK Como GK= 0 entonces la admitancia queda de la siguiente forma: Y K= j*BK (S/km) El modulo y el argumento del vector son, respectivamente: Línea Simple LA-280 (Hawk): YK=j*6,1723*10-6 S/km=6,17*10-690° S/km Y=6,1723*10-690° S/km*42 621 m=2,63*10-490° S Línea Simple LA-380 (Gull): Y K=j*6,5454*10-6 S/km=6,54*10-6 90° S/km Y=6,5454*10-6 90° S/km*42 621 m=2,79*10-490° S Línea dúplex LA-280 (Hawk): YK=j*9,0467*10-6 S/km=9,05*10-6 90° S/km Y= 9,0467*10-6 90° S/km*42 621m=3,85*10-490° S 6.3. IMPEDANCIA Y POTENCIA CARACTERÍSTICA 6.3.1 Impedancia característica. La impedancia característica de una línea eléctrica no depende ni de su longitud ni de la frecuencia de la corriente que la recorre. Línea Simple LA-280 (Hawk): Zc=  =,,° ,° =177,89-3,97°Ω Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 36 Línea Simple LA-380 (Gull): Zc=  =,,° ,° =166,20-63,49°Ω Línea Dúplex LA-280 (Hawk): Zc=  =,,° ,° =119,32-60,74°Ω 6.3.2 Potencia característica Llamaremos potencia característica o natural de una línea, PC, a la potencia correspondiente a la impedancia característica ZC, además: - La potencia característica no depende de su longitud y es función del cuadrado de la tensión de transporte. - Puesto que para la potencia característica, el valor de la capacidad contrarresta al de la autoinducción, cuando la línea transporte una potencia igual a la característica, el coseno de φ será constante a lo largo de la línea. Línea Simple LA-280 (Hawk) PC=   =󰇛󰇜^ , = 97,9 MW Línea Simple LA-380 (Gull) PC=   =󰇛󰇜^ , = 104,84 MW Línea Dúplex LA-280 (Hawk): P C=   =󰇛󰇜^ , = 146 MW 6.4: RESUMEN DE LOS PARAMETROS ELECTRICOS Doble circuito Simple LA-280 Hawk Doble circuito LA-280 duplex Doble circuito Simple LA-380 Gull Constantes Kilométricas Resistencia eléctrica 0,061Ω/km 0,0305 Ω/km 0,0435 Ω/km Reactancia de autoinducción 0,1856 Ω/km 0,1252 Ω/km 0,1755 Ω/km Susceptancia 6,172*10E-6 S/km 9,046*10E-6 S/km 6,545*10-6 S/km Perditancia 0 0 0 Características eléctricas Resistencia eléctrica 2,599 Ω 1,3 Ω 1,854 Ω Reactancia de autoinducción 7,91 Ω 5,34 Ω 7,48 Ω Susceptancia 2,630*10-4 S 3,856*10-4 S 2,790*10-4 S Perditancia 0 0 0 Impedancia 8,323∟71,8° Ω 5,489∟76,3° Ω 7,70676,1° Ω Admitancia 2,63*10-4∟90° S 3,85*10-4∟90° S 2,79*10-490° S Impedancia características 177,89Ω 119,32Ω 166,20 Ángulo característico θ=-3,97° θ=-60,74° θ=-63,49° Potencia característica 97,9 MW 146 MW 104,84 MW 6.5 METODO DEL MOMENTO ELÉCTRICO. El método del momento eléctrico permite determinar de forma aproximada, la potencia de transporte, la pérdida de ésta y la distancia a la que podrá ser transmitida. Para estudios en los que basta llegar a resultados sólo aproximados, la aplicación del método del momento eléctrico permite calcular con gran rapidez diversos conductores, para diferentes tipos de línea, como es el caso que nos lleva, de doble circuito simple y dúplex. Primero desarrollaremos el método para la línea actual, doble circuito simple LA-280 (Halcón), tanto en este caso como en el de los demás, utilizaremos una caída de tensión del 7% ya que es la más usual y un cos = 0,9: El momento eléctrico según las características impuestas anteriormente será: M  U RX =   ,,, = 8086,43 MW km La potencia de transporte aplicando la relación será: PA= M L = , MW ,  = 189,73 MW Para la línea real de longitud 42,621 km: pK(%) = RPA U = ,, , = 0,082 % En la línea de 42,621 km, la perdida en tanto por cien será: p42,621km(%)=0,082 % * 42,621 km =3,4949 % En valor absoluto: P=0,034949*189,7288 MW=6,63 MW. Potencia máxima por límite térmico. Pmax√3UImaxcosφ =√3132101162,44850,9 239,19 MW Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 39 Pérdida de potencia: La pérdida de potencia que, por el efecto Joule, se produce en la línea viene dada por la expresión: PP= 3*R*I2*L= 10,53 MW Rendimiento de la línea, viene dado por la expresión: η= (Pot. Total – Pot.perdida) *100/ Pot. Total =95,59 % Y la distancia mínima es la siguiente: L=   = 8086,43 238,9 = 33,8459 km La intensidad máxima ha sido calculada mediante la tabla 11 del RLAT, cuyo apartado nos proporciona una tabla numérica y unos coeficientes para utilizar en los cálculos. En función de estos datos hemos determinado las densidades de corrientes máximas admisibles, para el LA-280 y para el LA-380, así como las intensidades máximas correspondientes. Como las secciones de los conductores de cables de aluminio-acero, no vienen en la tabla, hay que proceder a interpolaciones. Para el conductor LA-280, tenemos: Sección del cable: 281,1 mm2 De 250 a 300mm2 = +50 mm2………………….......De 2,30 a 2,15 A/mm2 = -0,15 A/mm2 De 250 a 281,1 = +31,1 mm2……………………….x x= ,󰇛,󰇜  = -0,0933 A/mm2 Como este cable es de composición 26+7, el coeficiente reglamentario que hay que aplicar es de 0,937. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 40 Por tanto la densidad máxima será: δmax= (2,30-0,0933)*0,937 =2,0676 A/mm2 Y la intensidad correspondiente: Imax=2,0676 A/mm2 * 281,1 mm2 = 581,224 A Como el circuito es doble de un conductor por fase, la intensidad máxima en este caso será el doble, es decir Imax = 2 581,224 A1162,4485 A. Para el circuito doble dúplex, la intensidad máxima en este caso será el doble de la anterior, es decir Imax = 2  1162,4485 A.2324,89 A. Calculamos el método para la línea doble circuito dúplex Halcón, con las características utilizadas anteriormente: El momento eléctrico para la línea si fuera dúplex será: M  U RX =   ,,, = 13 388,83 MWkm La potencia de transporte de la línea: PA= M L = ., MW ,  = 314,14 MW Pérdida de potencia: pK(%) = RPA U = ,, , = 0,06788 % En la línea de 42,621 km, la perdida en tanto por cien será: p42,621km(%)=0,06788 % * 42,621 km =2,8934 % En valor absoluto: P=0,028934*314,137=9,089 MW Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 41 Potencia máxima por límite térmico: Pmax√3UImaxcosφ =√313210 2324,89  0,9 478,388 MW Y la distancia mínima es la siguiente: L=   = 13388,83 478,388 = 27,9873 km Ahora calculamos también el método para la línea doble circuito simple LA-380, utilizando como anteriormente una caída de tensión de 7% y un cos = 0,9: El momento eléctrico de la línea LA-380 será: M  U RX =   ,,, = 9495,95 MWkm La potencia de transporte de la línea: PA= M L = , MW ,  = 222,8 MW Pérdida de potencia: pK(%) = RPA U = ,, , = 0,0686 % En la línea de 42,621 km, la perdida en tanto por cien será: p42,621km(%)=0,0686 % * 42,621 km =2,926 % En valor absoluto: P=0,02926%*222,8 MW=6,5191 MW Potencia máxima por límite térmico. Pmax√3UImaxcosφ =√313210 1440,2769  0,9 296,36 MW Para el cálculo de la Imax del conductor LA-380, hemos realizado el mismo desarrollo que para el conductor LA-280: 7. CÁLCULO MECÁNICO DE CABLES. Un conductor de peso uniforme, sujeto entre dos apoyos por los puntos A y B situados a la misma altura, forma una curva llamada catenaria. La distancia f entre el punto más bajo situado en el centro de la curva y la recta AB que une los apoyos, recibe el nombre de flecha. Se llama vano a la distancia ‘a’ entre los dos puntos de amarre A y B. FIGURA 12: CARACTERISTICAS DEL VANO. Los postes deberán soportar las tensiones TA y TB que ejerce el conductor en los puntos de amarre. La tensión T=TA=TB dependerá de la longitud del vano, del peso del conductor, de la temperatura y de las condiciones atmosféricas. Para vanos de hasta 500 metros podemos igualar la forma de la catenaria a la de la parábola. La catenaria deberá emplearse necesariamente en vanos superiores a 500 metros de longitud, ya que cuanto mayor es el vano menor es la similitud entre la catenaria y la parábola. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 49 FIGURA 13: VISTA DE UN VANO A SU PASO POR BORDEJÉ. FIGURA 14: VISTA DE UN TROZO DE LÍNEA. Hemos medido con bastante aproximación los 162 apoyos con ayuda del visor SIGPAC y hemos realizado la siguiente tabla, así sabremos cual es el vano máximo, el mínimo y el medio de la línea, aproximadamente. VANO METROS OBSERVACIONES 1 259 SET ALMAZAN 2 165 3 236 4 121 5 361 6 299 7 287 8 323 9 222 10 332 Cruce CL-116 11 313 12 300 13 271 14 331 15 273 16 207 17 379 18 317 19 289 20 264 21 228 22 270 23 307 24 290 25 333 26 309 27 297 28 310 29 271 30 311 31 283 32 237 33 186 34 212 35 179 36 236 37 231 38 262 39 254 Cruce C-101 40 329 41 256 42 305 43 376 44 180 45 302 46 275 47 335 48 261 49 398 50 271 51 272 52 251 53 335 54 343 55 250 56 256 57 177 58 316 59 180 60 390 Cruza rio Duero 61 191 62 291 63 187 64 276 65 188 66 305 67 233 68 300 69 260 70 246 71 183 72 281 73 319 74 325 75 256 76 324 Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 51 77 261 78 326 79 265 80 305 81 197 82 291 83 291 84 308 85 246 86 264 87 262 88 255 89 233 90 287 91 165 92 349 93 380 94 307 95 195 96 254 97 218 98 164 99 337 100 251 101 246 102 274 103 273 104 230 105 247 106 313 107 290 108 263 109 282 110 228 111 170 112 235 113 225 114 225 115 193 116 215 117 211 118 234 119 317 120 232 121 291 122 140 123 220 Cruza N-111 124 120 Vano mínimo 125 215 126 203 127 297 128 228 129 152 130 197 131 278 132 385 133 260 134 275 135 187 136 286 137 246 138 278 139 299 140 284 141 231 142 335 Cruza SO-100 143 280 144 221 145 291 146 276 147 343 148 290 149 237 150 355 151 185 152 281 153 155 154 387 155 186 156 302 157 295 158 335 Cruza rio Golmayo 159 254 160 313 161 317 162 281 SET SORIA Tabla 9: REPRESENTACIÓN DE TODOS LOS VANOS. Para efectuar el cálculo mecánico de los conductores de las líneas aéreas, es fundamental conocer cuáles son las fuerzas que actúan sobre los mismos. Conocemos que a la carga que constituye el propio peso se suman según los casos el viento o el hielo, de acuerdo con las condiciones climatológicas consideradas en los cálculos. El Reglamento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión, divide el estudio de las acciones sobre los conductores en tres zonas según la altitud. Nuestra línea pertenece a la zona C, como anteriormente hemos concluido, las distintas hipótesis a cumplir según la elección de la zona son: ZONA C HIPÓTESIS PESO Tª (ºC) TRACCIÓN MÁXIMA P+H -20 ADICIONAL P+V -15 FLECHA MÁXIMA P+V 15 P+H 0 P 50 T.D.C P 15 T.H.F P -5 FLECHA MÍNIMA P -20 TABLA 11: HIPOTESIS EN ZONA C A continuación hemos hecho el cálculo mecánico para el vano medio, el vano máximo y el vano mínimo para obtener la flecha máxima, la flecha mínima, etc... y comprobar que cumple las condiciones especificadas por el Reglamento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 53 7.1 CÁLCULO MECANICO PARA EL VANO MEDIO Las características del vano medio son las siguientes: a (longitud del vano)=270 m Ф (diámetro del conductor) = 21,8 mm Trotura(Tensión de rotura)=8820kg/f= 86436 N S (Sección del conductor)= 281,1 mm p (peso)= 0,975kg/m p  g9,555 N/m E (módulo de elasticidad)=7700 kgf/mm2 = 75,46*109 N/m2 σ (coeficiente de dilatación)=18,90*10-6 ºC A) Tracción máxima admisible: La tracción máxima de los conductores y cables de tierra no resultará superior a su carga de rotura, dividida por 2,5, si se trata de cables; o dividida por 3 si se trata de alambres; considerándolos sometidos a la hipótesis de sobrecarga siguiente en función de las zonas de sobrecarga definidas en el artículo 17. Situación inicial del cable donde la tracción tiene que ser menor o igual a un tercio de la tracción de rotura. Tmax= Trotura  = 28 812 N T1 = 28,812 kN Peso propio P0,975kg m ⁄9,8N kg ⁄9,555 N/m Sobrecarga hielo: Al ser zona C la sobrecarga del hielo viene dada por la expresión siguiente: Ph0,36√d kg m ⁄ con d diámetro del conductor en mm. Ph0,36√21,81,68kgm ⁄ pasándolo a las unidades internacionales: Ph1,68kg m ⁄9,8N kg ⁄16,464 N/m Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 54 En conclusión como el hielo actúa de forma vertical, se suma al peso propio del conductor: m1pph26,019N m ⁄ Ecuación de la flecha: f1=   = , N/  N = 8,23 m Ecuación del cambio de estado Los conductores de las líneas eléctricas no son hilos sino cables, que no son homogéneos, ya que los que se utilizan, prácticamente en la actualidad, de aluminioacero, son homogéneos. Los cables de tierra o de protección si son de acero, o sea, homogéneos. El cálculo mecánico de unos y otros es el mismo, pero el de los heterogéneos hay que hacerlo en función del módulo de elasticidad y del coeficiente de dilatación, correspondientes a la proporción en que se encuentren el aluminio y el acero. Los valores del modulo y coeficientes citados serán los que facilite como datos el fabricante del cable, en nuestro caso E=7700 kgf/mm2 y σ=18,90*10-6 ºC En principio, se puede pensar que la única fuerza que actúa sobre el conductor es la fuerza de tensado, pero es necesario tener presente que esta es la consecuencia equilibradora de las demás acciones sobre el mismo, ya que, si el conductor estuviera en el suelo, la tensión para mantenerlo recto sería nula. De esta forma se ve que es el peso de un conductor el que crea la tensión a la que está sometido. Así pues, el primer dato que debe considerarse es su propio peso, pero además existirán acciones importantes debidas a las inclemencias atmosféricas. Por tanto, tanto los conductores como los cables de tierra de las líneas eléctricas aéreas están sometidos a la influencia de: - Las variaciones de temperatura ambiente. - La acción del viento. - La acción de los manguitos de hielo. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 55 Estas magnitudes de origen climatológico actúan sobre los cables modificando la tensión mecánica que se dio a los mismos cuando se hizo su tendido. La ecuación del cambio de estado tiene por objeto determinar la tensión del tendido de un cable a la temperatura de trabajo, de tal forma que en las condiciones de sobrecarga más desfavorable no sobrepase los límites impuestos por el reglamento. Siendo esta la ecuación del cambio de estado: A= αES 󰇛θ2θ1󰇜T1ES T T 22(T2+A)=B Baw2ES 24 A|θ2=1910ºC  75,46 N 281,110m󰇛θ220ºC󰇜28 812 N  ,N/,N  ⁄, N23732,62 N  400,9 󰇛󰇛θ220 ºC󰇜 B|m2= ,N  ⁄,  6,44310 m2  B) Hipótesis adicional Se considerarán los conductores y cables de tierra sometidos a su propio peso y a una sobrecarga del viento, en nuestra zona a una temperatura de -15 ºC. Con las hipótesis de tracción máxima y adicional, se obtiene la condición más desfavorable, que posteriormente utilizaremos para elaborar la tabla de tendido del vano. La condición más desfavorable es la que utilizaremos en la ecuación del cambio de condiciones, para obtener el resultado del resto de las hipótesis a calcular. A|θ2=23732,62+400,90*(-15ºC+20ºC)=25737,12 N Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 56 Sobrecarga del viento: Al tener el conductor de nuestra línea un diámetro mayor de 16 mm, la sobrecarga del viento viene dada por la expresión siguiente: Pv= P*d P: presión del viento en kg/m2 de sección horizontal del cable. d: diámetro del cable en metros. P = 50 kg/mm2*21,80*10-3m=1,09 kg/m El peso propio no cambia. En conclusión esta acción horizontal del viento sumada a la vertical del propio peso, da lugar al llamado peso aparente del cable: m 2= = 0,975 1,091,4624 kg/m pasándolo a unidades internacionales quedará: m2=1,4624 kg/m*9,8 N/kg= 14,33 N/m A|θ2=25737,12 N B|m2= 6,44310 14,33 =1,323 *1013 N3 Ecuación de cambio de estado: T22(T2+A)=B T2= 17 493,75 N <   cumple la condición. Ecuación de la flecha: f1=   = , N/ , N = 7,46 m Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 57 c) Flechas máximas Se determinaran la flecha máxima de los conductores, según la hipótesis de viento, la hipótesis de temperatura y la hipótesis de hielo, además de conocer la altura mínima de los postes de la línea. Peso propio +viento θ2=15ºC m2=14,33 N/m A|θ2=23732,62+400,90*(15ºC+20ºC)=37739,27 N B|m2= 6,44310 14,33/ =1,323 *1013 N3 Ecuación de cambio de estado: T22(T2+A)=B T2= 15 729,97 N <   cumple la condición. Ecuación de la flecha: f2=   = , N/ , N = 8,30m Peso propio + hielo θ2=0ºC m2=26,019 N/m A|θ2=23732,62+400,90*(0ºC+20ºC)=31750,62 N B|m2= 6,44310 26,019/ =4,36 *1013 N3 Ecuación de cambio de estado: T22(T2+A)=B T2= 27 196,44 N <   cumple la condición. Ecuación de la flecha: f2=   = , N/ , N = 8,72m Peso propio θ2=50ºC m1=9,555 N/m A|θ2=23732,62+400,90*(50ºC+20ºC)=51 795,62 N Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 64 Hipótesis adicional Se considerarán los conductores y cables de tierra sometidos a su propio peso y a una sobrecarga del viento, en nuestra zona a una temperatura de -15 ºC. Peso propio + viento θ1=-15ºC m1=14,33 N/m A|θ2=-18432,8+400,90*(-15ºC+20ºC)=-16428,3 N B|m2= 1,2710 m2 = 2,61*1012 N3 Ecuación de cambio de estado: T22(T2+A)=B T2= 21 880,12 N <   Ecuación de la flecha: f1=   = , N/ , N = 1,18 m c) Flechas máximas Se determinaran la flecha máxima de los conductores, además de conocer la altura mínima de los postes de la línea. Peso propio +viento θ2=15ºC m2=14,33 N/m A|θ2=-18434+400,90*(15ºC+20ºC)=-4402,5 N B|m2= 1,2710 m2 = 2,61*1012 N3 Ecuación de cambio de estado: T22(T2+A)=B T2= 15 403,18 N <   Ecuación de la flecha: f1=   = , N/ , N = 1,67 m Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 65 Peso propio + hielo θ2=0ºC m2=26,019 N/m A|θ2=-18434+400,90*(0ºC+20ºC)=-10416 N B|m2= 1,2710 m2 = 8,6*1012 N3 Ecuación de cambio de estado: T22(T2+A)=B T2= 24 612,58 N <   Ecuación de la flecha: f2=   = , N/ , N = 1,9 m Peso propio θ2=50ºC m2=9,555 N/m A|θ2=-18434+400,90*(50ºC+20ºC)=9629 N B|m2= 1,2710 m2 = 1,16*1012 N3 Ecuación de cambio de estado: T22(T2+A)=B T2= 8 090,93 N <   Ecuación de la flecha: f2=   = , N/ , N = 2,12 m d) Fenómenos vibratorios T.C.D (Tensión de cada día) Peso propio θ2=15ºC m2=9,555 N/m A|θ2=-18434+400,90*(15ºC+20ºC)=-4402,5 N B|m2= K*m22=1,16195 *1012 N3* 9,555 N2=1,16195 *1012N3 Ecuación de cambio de estado: T22(T2+A)=B T2= 12 204 N < 0,15*Trotura Cumple la condición. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 66 f2=   = , N/  N = 1,41 m T.H.F (Tensión en las horas frías) Peso propio θ2=-5ºC m2=9,555 N/m A|θ2=-18434+400,90*(-5ºC+20ºC)=-12420,N B|m2= K*m22= 1,16195 *1012 N3* 9,555 N2=1,16195 *1012N3 Ecuación de cambio de estado: T22(T2+A)=B T2= 16 624,67 N < 0,20*Trotura Cumple la condición. f2=   = , N/ , N = 1,03 m e) Tendido Peso propio θ2=25ºC m2=9,555 N/m A|θ2=-18434+400,90*(25ºC+20ºC)=-393,5 N B|m2= K*m22= 1,16195 *1012 N3* 9,555 N2=1,11 *1013N3 Ecuación de cambio de estado: T22(T2+A)=B T2= 22 438,93 N <   f2=   = , N/ , N = 0,76 m Aunque no hace falta colocar antivibradores, ya que las tensiones no exceden de lo permitido, en ningún caso, si que es recomendable como medio de protección colocar amortiguadores de tirante y grapas de suspensión armada como en la figura 9. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 67 7.4 RESUMEN DE LAS MAGNITUDES CALCULADAS. Todos los datos obtenidos de las tensiones, coeficientes de seguridad y flechas quedan reflejados en las tablas siguientes: CÁLCULO MECÁNICO DEL CONDUCTOR HALCÓN ZONA C Long. Vano=270 m Hipótesis de cálculo Tensiones en N. Coef. de seguridad Flechas en metros Observaciones Hielo, -20 ºC 28 812 3 8,23 Viento, 15 ºC 15 729,97 5,49 8,30 Hielo, 0 ºC 27 196,44 3,17 8,72 Sin sobrecarga,50ºC 9 772,60 8,84 8,91 Viento, -15 ºC 17 493,75 4,94 7,46 Hipótesis adicional Sin sobrecarga,15ºC 10 983,15 7,86 7,93 TDC ( 12,71% ) Sin sobrecarga, -5ºC 11 884,91 7,27 7,32 THF ( 13,75% ) Sin sobrecarga, 25ºC 10 596,20 8,15 8,22 Tendido TABLA 11: CALCULO MECANICO DEL VANO MEDIO. CÁLCULO MECÁNICO DEL CONDUCTOR HALCÓN ZONA C Long. Vano máx =390 m Hipótesis de cálculo Tensiones en N. Coef. de seguridad Flechas en metros Observaciones Hielo, -20 ºC 28 812 3 17,17 Viento, 15 ºC 15 794,39 5,47 17,25 Hielo, 0 ºC 27 918,68 3,09 17,72 Sin sobrecarga,50ºC 10 153,08 8,51 17,89 Flecha máxima Viento, -15 ºC 16 657,15 5,19 16,36 Hipotesis adicional Sin sobrecarga,15ºC 10 779,51 8,02 16,85 TDC (12,47% ) Sin sobrecarga, -5ºC 11 190 7,72 16,23 THF ( 12,94% ) Sin sobrecarga, 25ºC 10 588,45 8,16 8,22 Tendido TABLA 12: CALCULO MECANICO DEL VANO MAXIMO. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 68 CÁLCULO MECÁNICO DEL CONDUCTOR HALCÓN ZONA C Long. Vano min =120 m Hipótesis de cálculo Tensiones en N. Coef. de seguridad Flechas en metros Observaciones Hielo, -20 ºC 28 812 3 1,63 Viento, 15 ºC 15 403,18 5,61 1,67 Hielo, 0 ºC 24 612,58 3,51 1,9 Sin sobrecarga,50ºC 8 090,93 10,67 2,12 Viento, -15 ºC 21 880,12 3,95 1,18 Hipótesis adicional Sin sobrecarga,15ºC 12 204,00 7,08 1,41 TDC (14,12% ) Sin sobrecarga, -5ºC 16.624,67 5,2 1,03 THF ( 19,23% ) Sin sobrecarga, 25ºC 22 438,93 3,85 0,76 Tendido (Flecha mínima) TABLA 13: CALCULO MECANICO DEL VANO MINIMO Observamos que no hay ninguna tensión mayor que la tensión de rotura, y los coeficientes son todos mayores de 3, según explica el Reglamento que tiene que ser, concluimos que el calculo mecánico ha sido realizado con éxito. La flecha mínima nos ha salido muy pequeña, de valor 0,76 m, y la máxima de 17,89 m, hay demasiada diferencia entre una y otra. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 69 8. DISTANCIAS MINIMAS DE SEGURIDAD. 8.1 DISTANCIA DE LOS CONDUCTORES AL TERRENO De acuerdo con el apartado 25.1 del Reglamento, la distancia de los conductores al terreno deberá ser superior a: 15,3  150 Entonces obtenemos una distancia de: DT= 6,18 m DT: Distancia del conductor inferior al terreno, en metros. U: Tensión nominal de la línea (kV) La distancia tiene que ser como mínimo 6 metros, en nuestro caso se cumple. 8.2 DISTANCIA ENTRE CONDUCTORES La distancia mínima de los conductores entre si viene marcada por el articulo 25.2 del antiguo reglamento, esto es: √ +   Dc: Distancia entre conductores. K: Coeficiente que depende de la oscilación de los conductores con el viento (α) y de la tensión nominal de la línea. Fmax: Flecha máxima de cada apoyo (m). Lcadena: Longitud en metros de la cadena de suspensión. Los datos son los siguientes: Lcadena= 1 390 mm Fmax= 17,890 m Para saber el valor del coeficiente K hay que calcular el ángulo de oscilación y ver que valor de k le corresponde. tan      = 28,63º < 40 º El valor que le corresponde a k según la tabla 12 es de 0,6. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 70 ValoresdeK Angulodeoscilacion Lineasde1ªy2ª categoría Lineasde3ªcategoría Superiora65º0,7 0,65 Entre40ºy65º0,65 0,6 Inferiora40º0,6 0,55 Tabla 12: Valor del coeficiente K. Según los cálculos realizados: 3,73  FIGURA 15: DETALLE DE LAS DISTANCIAS ENTRE CONDUCTORES Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 71 8.3 DISTANCIA A TIERRA. Según el articulo 25.2 del antiguo Reglamento, la separación mínima entre los conductores y sus accesorios en tensión y los apoyos no será inferior a: 0,1  150 Dm= distancia entre conductores y partes metálicas. En nuestro caso: 0,98  Esta distancia tiene que ser mayor de 0,2, en nuestro caso cumple. FIGURA 17: DETALLE DE LA DISTANCIA MINIMA EN CARRETERA Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 72 9. GLOSARIO Para la mayoría de estos términos las definiciones corresponden a las establecidas en la norma UNE 21302. Aislamiento de un cable: Conjunto de materiales que forman parte de un cable y cuya función específica es soportar la tensión. Alta tensión: Se considera alta tensión, toda tensión nominal superior a 1 KV. Cable o cable aislado: Conjunto constituido por: - Uno o varios conductores aislados. - Su eventual revestimiento individual. - La eventual protección del conjunto. - El o los eventuales revestimientos de protección que se dispongan. Cable de tierra: Conductor conectado a tierra en alguno o en todos los apoyos, dispuesto generalmente, aunque no necesariamente, por encima de los conductores de fase, con el fin de asegurar una determinada protección frente a las descargas atmosféricas. Cable de tierra de fibra óptica: Cable de tierra que contiene fibras ópticas para telecomunicación. El componente conductor puede ser cableado, tubular o una combinación entre ambos. Cantón de una línea: Conjunto de vanos de una línea eléctrica comprendidos entre dos apoyos de amarre. Corriente de cortocircuito máxima admisible: Valor de la corriente de cortocircuito que puede soportar un elemento de la red, durante una corta duración especificada. Corriente de defecto o de falta: Corriente que circula debido a un defecto de aislamiento. Corriente de defecto a tierra: Es la corriente que en el caso de un solo punto de defecto a tierra, se deriva por el citado punto desde el circuito averiado a tierra o a partes conectadas a tierra. Estudio de la línea alta tensión SET Almazán-SET Soria 73 Defecto a tierra: Defecto de aislamiento entre un conductor y tierra. Empalme: Accesorio que garantiza la conexión entre dos cables para formar un circuito continúo. Nivel de aislamiento: Para un aparato o material eléctrico determinado, característica definida por un conjunto de tensiones especificadas de su aislamiento. a) Para materiales cuya tensión más elevada para el material sea menor que 300 KV, el nivel de aislamiento está definido por las tensiones soportadas nominales a los impulsos tipo rayo y las tensiones soportadas nominales a frecuencia industrial de corta duración. b) Para materiales cuya tensión más elevada para el material sea igual o mayor que 300 KV, el nivel de aislamiento está definido por las tensiones soportadas nominales a los impulsos de tipo maniobra y rayo. Red de distribución: Conjunto de conductores con todos sus accesorios, sus elementos de sujeción, protección etc., que une una fuente de energía o una fuente de alimentación de energía con las instalaciones interiores o receptoras. Redes de distribución de compañía: Son las redes de distribución propiedad de una empresa distribuidora de energía eléctrica. Tensión más elevada para el material ( Um): La mayor tensión eficaz entre fases para la cual se define el material, en lo que se refiere al aislamiento y determinadas características que están eventualmente relacionadas con esta tensión, en las normas propuestas para cada material. Tensión nominal: Valor convencional de la tensión con la que se denomina un sistema o instalación y para el que ha sido previsto su funcionamiento y aislamiento. Tensión soportada nominal a frecuencia industrial: Es el valor eficaz de una tensión alterna sinusoidal a frecuencia industrial; que el material considerado debe de ser capaz de soportar sin perforación ni contorneamiento durante los ensayos realizados en las condiciones especificadas. Tensión soportada nominal a los impulsos tipo maniobra o tipo rayo: Es el valor de cresta de tensión soportada a los impulsos tipo maniobra o tipo rayo prescrita para