Cálculo de parámetros en líneas y redes aéreas de distribución.

PRÁCTICA # 02

TÍTULO.- Cálculo de parámetros en líneas y redes aéreas de distribución.

OBJETIVO: Familiarizarse con la designación y disposición de conductores en diferentes configuraciones de redes definidas en las normas vigentes, estudiar la modelación de componentes de una red de distribución.

INFORME:

1. Presente los resultados de las impedancias de secuencia positiva y cero debidamente ordenados y tabulados para las configuraciones dadas.

Cruceta centrada conductores de fase ACSR

Calibre del conductor Zo Z1 Z22AWG 2,407201+j1,96844 0,8343+j0,485432 0,8343+j0,4854321/0 AWG 2,097201+j1,900522 0,5243+j0,470177 0,5243+j0,4701772/0 AWG 1,98801+j1,865968 0,416+j0,461593 0,416+j0,4615933/0 AWG 1,903301+j1,830772 0,3304+j0,452906 0,3304+j0,4529064/0 AWG 1,834701+j1,794225 0,2618+j0,442468 0,2618+j0,442468266,8 MCM 1.782901+j1.728360 0.210000+j0.405777 0.210000+j0.405777300 MCM 1,765901+j1,710938 0,193+j0,40174 0,193+j0,40174336.4 MCM 1,740901+j1,707902 0,168+j0,399718 0,168+j0,399718

Estructura en volado Vp

Calibre del conductor Zo Z1 Z22AWG 2,082301+j1,96866 0,8343+j0,461593 0,8343+j0,4615931/0 AWG 1,772301+j1,90074 0,5243+j0,470177 0,5243+j0,4701772/0 AWG 2,918901+j1,859067 0,416+j0,461593 0,416+j0,4615933/0 AWG 1,903301+j1,830772 0,3304+j0,452906 0,3304+j0,4529064/0 AWG 1,834701+j1,794225 0,2618+j0,442468 0,2618+j0,442468266,8 MCM 1.458001+j1.728578 0.210000+j0.405777 0.210000+j0.405777300 MCM 1,441001+j1,711156 0,193+j0,401734 0,193+j0,401734336.4 MCM 1,159201+j1,708567 0,168+j0,399718 0,168+j0,399718

Para un solo conductor de fase 4/0.

Calibre del conductor Zo Z1 Z2 Neutro4/0 AWG 2,764704+j2,013446 0,2618+j0,405268 0,2618+j0,405268 2/0 AWG4/0 AWG 1,834704+j2,0203 0,2618+j0,405268 0,2618+j0,405268 1/0 AWG

Cruceta centrada en configuración delta

Calibre del conductor Zo Z1 Z22AWG 0,757322+j2,039845 0,584+j0,455886 0,584+j0,455886

1/0 AWG0,541322+J2,030808 0,368+J0,44682 0,368+J0,44682

2/0 AWG 0,465988+j2,022427 0,292667+j0,438461 0,292667+j0,4384613/0 AWG 0,405322+j2,010043 0,232+j0,426077 0,232+j0,4260774/0 AWG 0,357988+j1,991837 0,184667+j0,40787 0,184667+j0,40787266,8 MCM 0,318655+j1,939251 0,14533+j0,355284 0,14533+j0,355284300 MCM 0,301988+j1,934883 0,128667+j0,355284 0,128667+j0,355284336.4 MCM 0,288655+j1,930440 0,115335+j0,3465473 0,115335+j0,3465473

2. En un mismo gráfico de barras, ubique los valores de la resistencia y reactancia de secuencia positiva en función del calibre de conductor de fase.

2AWG 1/0 AWG

2/0 AWG

3/0 AWG

4/0 AWG

266,8 MCM

300 MCM

336.4 MCM

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

R1 X1 Vs Calibre del conductor

R1X1


2AWG 1/0 AWG

2/0 AWG

3/0 AWG

4/0 AWG

266,8 MCM

300 MCM

336.4 MCM

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9


R1X1


R1 X10

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45


4/0 AWG 4/0 AWG a la mitad


2AWG 1/0 AWG

2/0 AWG

3/0 AWG

4/0 AWG

266,8 MCM

300 MCM

336.4 MCM

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7


R1X1

3. Haga lo mismo que en 2, para secuencia cero, neutro de igual calibre de la fase y neutro reducido.

2AWG 1/0 AWG

2/0 AWG

3/0 AWG

4/0 AWG

266,8 MCM

300 MCM

336.4 MCM

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Ro Xo Vs Calibre del conductor

RoXo


2AWG 1/0 AWG 2/0 AWG 3/0 AWG 4/0 AWG 266,8 MCM

300 MCM

336.4 MCM

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5


Ro Xo


Ro Xo0

0.5

1

1.5

2

2.5

3


4/0 AWG4/0 AWG a la mitad


2AWG 1/0 AWG

2/0 AWG

3/0 AWG

4/0 AWG

266,8 MCM

300 MCM

336.4 MCM

0

0.5

1

1.5

2

2.5


RoXo

4. Analice en términos generales el ecuacionamiento para el cálculo, sintetice y enumere los datos requeridos.

Para la realización de esta práctica se procedió a aplicar la teoría de Carson y sus ecuaciones, a pesar del tiempo que a transcurrido (más de 50 años) las ecuaciones de Carson siguen utilizándose debido a que su modelo se adapta a la realidad de la disposición de los conductores y no se han formulado otras ecuaciones que sean útiles y desplacen a Carson.

La teoría de Carson se puede aplicar tanto a líneas aéreas como a líneas subterráneas, teniendo en cuenta los diámetros de los conductores y su disposición física pudiendo de esta manera encontrar el valor de las impedancias del sistema referidas a neutro, tierra o entre fases esto se representa en una matriz de impedancias.

Los datos requeridos para el cálculo son:

1. Configuración de la estructura a utilizar.- Se requiere la disposición física de los conductores tanto de fases como el neutro para que la geometría en el cálculo sea más exacto.

2. Datos del conductor a emplearse como el calibre del conductor, resistencia, radio medio geométrico son importantes en la aplicación de las fórmulas.

3. Con los datos de los conductores anteriores es necesario especificar en la hoja de cálculo que tipo de conductor se va a utilizar en las fases y el neutro.

4. Datos adicionales necesarios son la resistividad del suelo, la frecuencia de trabajo, la flecha de los conductores, la altura efectiva de los conductores.

5. Con los datos anteriores se procede a calcular las términos de la serie de Carson los mismos que toman en cuenta el efecto de la disposición de los conductores y el efecto de la tierra de conductividad infinita.

6. Luego se calcula las reactancias propias de los conductores de fase y del neutro teniendo en cuenta la frecuencia, diámetro y radio medio geométrico del conductor.

7. También se realiza el cálculo de las correcciones de las resistencias y reactancias por efecto de la conductividad finita de la tierra.

8. Se presenta como resultado la matriz de impedancias completa y las impedancias de secuencia cero, secuencia negativa y secuencia positiva.

5. Analice los resultados obtenidos en el desarrollo de la práctica.

Para esta práctica se realiza cálculos complejos los cuales son facilitados por el software de mathcad ya que l programa calculo todas las operaciones que intervienen para la obtención de valores de la resistencia y reactancia de secuencia positiva y de secuencia cero.

Al observar y analizar los resultados obtenidos en el cálculo del programa de simulación utilizando Mathcad y graficándolos en la hoja de cálculo de Microsoft Excel se puede apreciar que la resistencia en secuencia cero (0) cuando el calibre del conductor de la fase es igual al del neutro es 2 terceras partes de la resistencia que cuando se tiene conductor reducido (es decir que el calibre del conductor de fase es mayor que el calibre del neutro).

BIBLIOGRAFÍA: - Villamarín Bayardo, Cálculo de parámetros de redes de distribución., Tesis de grado, noviembre del 2000.- Apuntes de clase. Normas EEQSA, textos y catálogos

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