Informe transmision
- 1. República Bolivariana de Venezuela Ministerio de la Educación Popular I.U.P. Santiago Mariño Transmisión II TRANSMISION DE ENERGIA ELECTRICA II Realizado por: Gilmer Rodríguez C.I 24.431.59
- 2. Introducción Las líneas de transmisión de alta tensión frecuentemente están sometidas a una serie de acciones que provocan vibraciones en los conductores y alteraciones en estos. El complejo mecanismo de interacción entre los alambres de un conductor eléctrico queda sometido a una serie de cálculos para determinar de manera aproximada la manera correcta de llevar a cabo una línea de transmisión, a pesar de que dichas alteraciones puedan ser difícil de predecirlas y percibirlas. Sin embargo, existen una serie de pruebas ya previamente establecidas para facilitar el proceso. A continuación se desglosara el tema para explicar un poco más a fondo de dichas alteraciones
- 3. Esquema 1. Parámetros de tensado: Tensiones mecánicas que forman parte integral en un conductor tendido. 2. Deducción de las ecuaciones e la catenaria y parábola para analizar el comportamiento de un conductor. Longitud, flecha y foco. 3. Hipótesis de carga para el establecimiento de la ecuación cambio de estado. 4. Definiciones involucradas en los criterios de localización. 5. Variaciones de tensión en un mismo vano. 6. Esfuerzos en los conductores.
- 4. Desarrollo 1. Parámetros de tensado: tensiones mecánicas que forman parte integral en un conductor tendido. En la construcción de líneas aéreas de media y alta tensión, una vez efectuado el plantado de los soportes como postes, estructuras reticuladas, entre otros; en sus respectivas fundaciones, con todos sus accesorios tales como ménsulas, crucetas, morseteria y cadena de aisladores se debe realizar el montaje o tendido de conductores. El tendido de conductores se realiza sobre roldanas colgadas sobre las cadenas de aisladores de las ménsulas y crucetas de los postes Luego se efectúa el flechado de los cables, es decir, hacer cumplir el valor de flecha correspondiente por medio de los valores obtenidos previamente. Después de realizar esto se fija a las morsas de las cadenas de suspensión y de retención. El vano real, es un dato obtenido del proyecto real de la línea, pueden existir varios vanos reales en una línea debidoa las distintas circunstancias al trazar la línea puede tenerse valores de vano distintos al de diseño. Las cadenas de suspensión de aisladores dispuestas verticalmente, no deben absorber las diferencias de tensiones mecánicas debidas a las distintas longitudes de los vanos de los tramos, o a las variaciones de las condiciones meteorológicas, por lo tanto, es necesaria que la tensión de los cables sea la misma en todos los vanos del tramo. Si así no fuere, y el cálculo de las tensiones y flecha se hicieran de forma independiente para cada uno de los vanos del tramo, se debería tensar de manera distinta en vanos contiguos y como los cables cuelgan de la cadena de suspensión de aisladores, las diferencias de tensiones provocarían la inclinación en sentido longitudinal de dichas cadenas, adoptando las cadenas una
- 5. posición incorrecta, ya que la posición vertical es la correcta y no la inclinada. Para su cálculo primero se determina el valor del vano de regulación del tramo. A continuación se realiza el cálculo mecánico del conductor para los estados atmosféricos en el lugar de emplazamiento de la línea y se determina el estado base de cálculo. A partir de este estado, tomado como básico, para las diferentes temperaturas consideradas, aplicando la ecuación de estado, se calculan las distintas tensiones mecánicas, luego el tiro, la flecha y el tiempo para la décima onda de retorno. 2. Deducción de las ecuaciones de la catenaria y parábola – para analizar el comportamiento de un conductor. Longitud, flecha y foco. Los conductores se deben tensar de modo que, sin importar la condición climática imperante, su tensión nunca supere la máxima admisible. Intuitivamente se puede establecer que si la temperatura es baja, la flecha es reducida y la tensión mecánica elevada y en cambio si la temperatura es alta el cable se afloja y por lo tanto la flecha es elevada. Un conducto está sometido no solo a la acción del peso propio, como hemos considerado hasta el momento, sino también a la presión del viento que pueda existir y, en ciertas zonas, al peso del hielo, es decir, que la variación de las condiciones climáticas modifica la carga a la cual está sometido el conductor. En general la longitud viene dada por: Tomando en cuenta la ecuación de la parábola y la catenaria
- 6. A través de esto es permitido demostrar que la longitud del conductor es aproximadamente igual a la del vano al efecto de los cálculos. Se llama Vano de una conducción aérea a la distancia entre apoyo y apoyo, esta distancia, medida en metros, se denomina luz. Cabe añadir que en ocasiones se agrega otro 5% a ella para complementar todas aquellas adversidades como desperdicios, puntos muertos y entradas a subestaciones. Por otra parte, para efectuar el cálculo mecánico de un conductor es fundamental conocer las fuerzas que actúan sobre el mismo, además del peso propio, hay que considerar dichas fuerzas y flecha la cual se define como la distancia entre la línea recta que pasa por los dos puntos de sujeción de un conductor en dos apoyos consecutivos, y el punto más bajo de este mismo conductor. 3. Ecuación de cambio de estado Existen muchos factores los cuales afectan el estado del conductor, la temperatura del ambiente, el clima, la humedad, presión, etc. Las condiciones climáticas de la zona que atraviesa la línea, que se fijan para el proyecto, se denominan estados de carga y se emplea el conjunto de las más desfavorables a criterio del proyectista experimentado en los cálculos. Principios del cálculo de la tensión de un conductor. Se asume un conductor homogéneo, es decir con un módulo de elasticidad E y coeficiente térmico de dilatación constantes: S: Sección total D: Diámetro
- 7. E: Modulo de elasticidad P: Peso en Kg por metro lineal 01: Temperatura del conductor M1: Estado de carga del conductor T1: Tensión total del conductor (proyección horizontal) A: Longitud del vano L1: longitud del arco Se bebe determinar la nueva tensión T2 del conductor, definida por: 02: Nueva temperatura M2: Nuevo estado de carga del conductor T2: Tensión del conductor, por calcular L2: Longitud del arco La diferencia L2-L1 de la longitud de arco ocurrida al pasar del estado I al estado II Alargamiento elástico: L1= T2 - T1/ E . S Alargamiento Termico: L1 (Q2 - Q1) La curva del equilibrio. La curva de equilibrio de un hilo pesado, homogéneo, inextensible, y flexible suspendido entre dos puntos fijos, es una catenaria. Sin embargo, los conductores de líneas eléctricas son hilos extensibles, flexibles y muy frecuentemente heterogéneos, por consiguiente no es una catenaria sino una curva elástica transcendente muy semejante a esta.
- 8. Cargas actuantes en los apoyos eléctricos. Los apoyos que deben mantener los conductores a suficiente altura sobre tierra y adecuadamente distanciados entre sí. Según su función se clasifican en: - Apoyos de alineación: Su función es solamente soportar los conductores y cables de tierra; son empleados en las alineaciones rectas. - Apoyos de anclaje: Su finalidad es proporcionar puntos firmes en la línea, que limiten e impidan la destrucción total de la misma cuando por cualquier causa se rompa un conductor o apoyo. - Apoyos de ángulo: Empleados para sustentar los conductores y cables de tierra en los vértices o ángulos que forma la línea en su trazado. Además de las fuerzas propias de flexión, en esta clase de apoyos aparece la composición de las tensiones de cada dirección. - Apoyos de fin de línea: Soportan las tensiones producidas por la línea; son su punto de anclaje de mayor resistencia. - Apoyos especiales: Su función es diferente a las enumeradas anteriormente; pueden ser, por ejemplo, cruce sobre ferrocarril, vías fluviales, líneas de telecomunicación o una bifurcación. 4. Definiciones involucradas en los criterios de localización. - Autopista de Primer Orden: Camino público, pavimentado y dispuesto para el tránsito de vehículos, es una vía de circulación de automóviles y vehículos de carga, con dos bandas de circulación, una para cada
- 9. sentido, separadas entre sí por una franja ancha de terreno o vallas de protección. - Características particulares: Conjunto de documentos técnicos que establecen los requerimientos, valores límite y criterios de carácter general para el diseño de líneas de transmisión. - Claro Efectivo: Se refiere a la distancia horizontal entre dos estructuras consecutivas. - Claro Medio Horizontal: Es el valor obtenido de la semisuma de los claros adyacentes a la estructura de referencia. - Claro vertical: Es el valor de la distancia horizontal existente entre los dos puntos más bajos de las catenarias adyacentes a la estructura de referencia. - Deflexión: Es el Angulo de cambio de dirección de la trayectoria de la línea. - Entronque: Se refiere al punto de conexión entre dos líneas. - Fluencia metálica: Propiedad de los cables que produce perdida de la resistencia mecánica del conductor, provocada por las condiciones de carga a las que se ve sometida el cable. - Separador-amortiguador: Dispositivo mecánico que se utiliza para atenuar la amplitud de las vibraciones eólicas en los conjuntos de dos o más cables conductores de una misma fase en líneas de transmisión aéreas.
- 10. - Separador flexible: Dispositivo que se utiliza para mantener separados los cables de una misma fase por medio de varillas o un elemento rígido con articulaciones. - Separador rígido: Dispositivo que se utiliza para mantener separados los cables de una misma fase por medio de un elemento rígido sin articulaciones y que no permite el movimiento entre los conductores. - Stub: Elemento metálico que es la unión entre la estructura y su propia cimentación. - Temperatura coincidente: Es la temperatura ambiente que se presenta con la condición del viento máximo. - Uso mecánico de la estructura: Es la conjugación de tres parámetros deflexión, claro medio horizontal y el vertical. 5. Variaciones de tensión en un mismo vano. Se admite que la tensión en todos los vanos varía con la temperatura de igual forma que lo haría el vano idealde regulación, no obstante las pequeñas diferencias se compensan mediante suaves desviaciones de las cadenas de aisladores o bienmediante la flexión de los soportes. Estos efectos modifican la longitud del conductor. De esta forma la tensión del conductor es la misma en todo el tramo comprendido entre dos retenciones. La que longitud debe tener el vano ideal de regulación a fin de que sean mínimas las diferencias de tensión a compensar entre cada vano. De la ecuación de estado se tiene:
- 11. 2 1 2 1 2 2 2 2 3 121212 24 a E a aLL O sea que la variación de longitud que experimenta el cable por variación de temperatura y por deformaciónelásticaesigual a la variacióndelongitudes dada por la ecuación de la parábola. 6. Esfuerzos en los conductores. Los esfuerzos en los conductores se pueden presentar debido a la tensión axial de la línea o debido al momento flexionándote del cable. Primeramente se determinan los esfuerzos dados sobre los cables producidos por tensión axial o por flexión, está dado por: Mientras que el máximo esfuerzo esta dado por: Todos los alambres exteriores están sujetos a carga axial, flexión, torsión y cortante respectivamente, cada una calculada para cada capa que están sometidas a los alambres trenzados.
- 12. Conclusión Mediante el anterior informe pudimos dejar en claro que el funcionamiento de una línea de transmisión depende de muchos factores, no solo constructivos conductores, tipos de torres, sino también matemáticos. Por lo cual se deben efectuar diversos estudios para poder realizar un correcto proyecto de una línea determinada. También es de suma importancia estudiar todo el territorio por donde pasará la línea, ya que si en el transcurso de esta se encuentra una zona urbana muy concurrida, y tomar en cuenta todos aquellos factores climáticos que puedan producir algún efecto en ella y por consiguiente preparar para proteger la línea contra factores externos e internos, ya que estos determinan en gran medida el rendimiento continuo y adecuado de la misma.