Calculos en conductores de Potencia

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR PROGRESO ORGANISMO PÚBLICO DESCENTRALIZADO DEL GOBIERNO DEL ESTADO CLAVE: 31ETI0004Q ANÁLISIS ELECTROMECÁNICO EN LA REUBICACIÓN DE LAS ACOMETIDAS DE POTENCIA PARA LA SUBESTACIÓN DE LERMA CAMPECHE INFORME FINAL DE RESIDENCIA PROFESIONAL CARRERA INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA RESIDENTE EDDIE LAWRENCE BLANCO PECH ASESOR EXTERNO ING. INOCENCIO MARTÍNEZ HERRERA ASESOR INTERNO ING. RAMÓN SALVADOR MÉZQUITA MARTÍNEZ PROGRESO YUCATÁN ENERO 2015

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En este documento hay una detallada forma de calculo en los conductores de alta tensión por cambio de poste.

Transcript of Calculos en conductores de Potencia

  • INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR PROGRESO ORGANISMO PBLICO DESCENTRALIZADO DEL GOBIERNO DEL ESTADO

    CLAVE: 31ETI0004Q

    ANLISIS ELECTROMECNICO EN LA

    REUBICACIN DE LAS ACOMETIDAS DE POTENCIA

    PARA LA SUBESTACIN DE LERMA CAMPECHE INFORME FINAL DE RESIDENCIA PROFESIONAL

    CARRERA

    INGENIERA ELECTROMECNICA

    RESIDENTE

    EDDIE LAWRENCE BLANCO PECH

    ASESOR EXTERNO

    ING. INOCENCIO MARTNEZ HERRERA

    ASESOR INTERNO

    ING. RAMN SALVADOR MZQUITA MARTNEZ

    PROGRESO YUCATN

    ENERO 2015

  • ii

    CARTA DE TERMINACIN

  • iii

    CONTENIDO

    CARTA DE TERMINACIN ii

    CONTENIDO iii

    NDICE DE TABLAS Y FIGURAS iv

    RESUMEN vi

    CAPTULO I. INTRODUCCIN 1

    Justificacin 1

    Objetivo General 2

    Objetivos especficos 2

    Fundamento terico 3

    CAPTULO II. IDENTIFICACIN DE LA PROBLEMTICA 21

    Caractersticas del rea 21

    Identificacin de la problemtica 22

    Alcance y limitaciones 24

    CAPTULO III. METODOLOGA 25

    CAPTULO IV. RESULTADOS Y ANLISIS DE DATOS 50

    CAPTULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 68

    CAPTULO VI. COMENTARIOS DEL RESIDENTE 71

    REFERENCIAS 76

    APENDICE A 77

    APENDICE B 78

    APNDICE C 80

    APNDICE D 87

  • iv

    NDICE DE TABLAS Y FIGURAS

    TABLAS

    Tabla 1 Tensiones a diferentes temperaturas con la misma distancia del conductor. 55

    Tabla 2 Resultados de las flechas para los claros a igual nivel. 56

    Tabla 3 Flechas para el tramo de estructuras entre soportes a distinto nivel. 57

    FIGURAS

    Figura 1. Comparacin entre cables ACSR/TW y ACSR convencional. 6

    Figura 2. Ejemplos de configuracin para cables ACSR. 8

    Figura 3. Ejemplo de configuracin para cables ACAR. 9

    Figura 4. Conductor VR. 11

    Figura 5. Partes de una torre autosoportada. 13

    Figura 6. Torre con autoretenidas. 14

    Figura 7. Partes de un poste Troncocnico. 15

    Figura 8. Vista superior de un aislador de vidrio 17

    Figura 9. Vista transversal de un aislador de vidrio 18

    Figura 10. Partes de un aislador tipo polimrico. 19

    Figura 11. Organigrama de la Gerencia Regional de Transmisin Peninsular. 23

    Figura 12. Diagrama de una curva de catenaria. 26

    Figura 13. Partes que conforman una catenaria. 30

    Figura 14. Catenaria formada entre apoyos a diferente nivel. 33

    Figura 15. Descripcin de la resultante formada por los efectos de hielo y viento en un

    conductor. 40

    Figura 16. PLS-POLE poste troncocnico diseado en el programa. 42

    Figura 17. Tabla donde se presentan los puntos de conexin que existen. 43

    Figura 18. Tabla para la edicin de los parmetros del poste. 44

    Figura 19. Despliegue de tabla para la edicin de tubos que conforman el poste. 44

    Figura 20. Imagen de los puntos de interconexin creados. 45

    Figura 21. Vista de la pantalla principal del PLS-CADD y la lnea del terreno. 46

    Figura 22. Tabla de edicin para los puntos del plano pfl. 47

    Figura 23. Estructuras instaladas en el terreno de PLS-CADD. 48

    Figura 24. Tendido de los cables en PLS-CADD 49

    Figura 25. Tendido entre distintos apoyos. 56

    Figura 26. Diseo del terreno. 58

    Figura 27. Plano de Perfil 59

    Figura 28. Vista 3D superior de la lnea cableada 59

    Figura 29. Vista frontal 3D de la lnea cableada. 60

    Figura 30. Vista lateral de la seccin cableada de la lnea. 60

  • v

    Figura 31. Geolocalizacin y trazado de la lnea en Google Earth. 61

    Figura 32. Levantamiento topogrfico a travs de Google Earth. 61

    Figura 33. Esquema de la actual condicin de la acometida. 63

    Figura 34. Montaje de torre nueva y colocacin de conductores de acometida. 63

    Figura 35. Reubicacin de conductores en LT 73140 64

    Figura 36. Retiro de conductores e instalacin de nuevos para la LT 73080. 64

    Figura 37. Reubicacin de acometida LT 73010 a travs de la torre LT 73140 en antigua baha

    73020. 65

    Figura 38. Reubicacin acometida LT 73070 a la antigua baha 73010. 65

    Figura 39. Reubicacin acometida LT 73A30 a la antigua baha 73070. 66

    Figura 40. Reubicacin acometida LT73020 a la antigua baha 74A30. 66

    Figura 41. Retiro de cables y estructuras, condicin final del reacomodo. 67

  • vi

    RESUMEN

    En el presente trabajo se abordan las tcnicas y anlisis realizados durante la sustitucin de

    una estructura de lnea de transmisin, pues esta se encontraba en conflicto con las actividades

    realizadas por la SCT en la ampliacin de la carretera Champotn-Campeche.

    Aunado a lo anterior se aprovecha la reubicacin de las acometidas en la subestacin de

    Lerma. Se presentan las condiciones en las cuales se encuentra, el principal problema, as

    tambin como la solucin y un panorama de las consideraciones que se deben tomar para la

    reestructuracin de la llegada de las lneas.

    Han de realizarse clculos electromecnicos en tensiones, flechas y catenarias, y as

    conocer las circunstancias en las que operar la lnea y se comprobar si la ubicacin de las

    torres a instalar y distanciamientos son los adecuados.

    Se har uso de diversos softwares tales como: MATLAB para la resolucin de ecuaciones

    de tercer grado, as tambin el PLS-CADD con el cual se realiz el diseo de la seccin de

    lnea de transmisin, y en el PLS-POLE el diseo del poste que fue insertado en base a los

    planos dados en AutoCAD, de igual manera el estudio y comprobacin de los esfuerzos.

  • 1

    CAPTULO I. INTRODUCCIN

    En el presente capitulo se justifica el proyecto realizado en donde se explica el motivo por

    el cual se llev a cabo, de igual manera se describe el objetivo principal, as tambin los

    objetivos especficos tratados, y por ultimo de desglosa la fundamentacin de las

    terminologas sobre las cuales se trabajaron, que apoyan y complementan el conocimiento

    dentro del documento.

    Justificacin

    Las carreteras son las encargadas de enlazar ciudades por la va terrestre, la

    modernizacin de ellas son una inversin en la infraestructura que, si bien son trabajos que en

    su principio de realizacin son causa de molestias para las comunidades y quienes las

    transitan, sin embargo al finalizar la obra traen beneficios, pues sern mucho ms seguras para

    quien las utiliza.

    Las Lneas de Transmisin Elctrica tienen su importancia, pues son las encargadas de

    transportar la energa desde el punto de generacin hacia las diferentes localidades donde ser

    utilizada, de igual forma sirven de enlace entre las subestaciones. Las torres son elementos en

    las lneas de transmisin, las cuales se encargan de sostener los conductores que transmiten la

    energa, estas torres se colocan estratgicamente y de manera distribuida a lo largo de la

    misma.

    En la carretera Lerma-Campeche se han iniciado actividades de modernizacin para

    mejorar la vialidad, y dentro de los trabajos a realizar se observa que una torre de Transmisin

    de CFE al ampliar el tramo carretero, sta se encuentra en conflicto con los trabajos debido a

  • 2

    su tamao, de lo cual se deriva el presente proyecto, en el cual se sustituir y reacomodar la

    torre, aunado a esto se aprovecharon las maniobras realizadas, se pretende disear una

    reubicacin en las estructuras que forman parte de las acometidas en la subestacin de

    potencia que se encuentra a 0.4 km.

    De lo anterior se realizar un anlisis electromecnico, pues es necesario conocer los

    esfuerzos mecnicos de tensin que se generaran a partir de la reubicacin y sustitucin de la

    torre autosoportada por un poste troncocnico, as tambin que las flechas del cable estn

    dentro de lo permisible en las normas. Por consiguiente en el reacomodo de las acometidas se

    ha de disear una reubicacin que permita dar la confiabilidad para que su mantenimiento sea

    de manera adecuada y segura.

    Objetivo General

    Realizar un anlisis electromecnico en las tensiones mecnicas de los conductores por

    cambio y reubicacin de una torre autosoportada, as como una propuesta para la reubicacin

    de las acometidas de potencia para la subestacin de 115 kV en Lerma.

    Objetivos especficos

    - Identificar las trayectorias de las lneas.

    - Realizar clculos electromecnicos en tensiones tanto para los cables y estructuras.

    - Utilizar un software para diseo de lneas de transmisin con el fin de comprobar los

    clculos realizados.

    - Realizar diseo del reacomodo de las lneas.

  • 3

    Fundamento terico

    El marco terico, que se desarrolla a continuacin, permite conocer los conceptos bsicos

    necesarios para el entendimiento del proyecto a realizar. Primero partiremos con la definicin

    de una acometida y Lnea de transmisin, pues son los principales trminos utilizados en el

    proyecto y va enfocado hacia ellos. Con lo cual permitir conocer el entorno en el cual se

    desarrollaran las actividades.

    Posteriormente se definirn cada uno de los elementos que integran una acometida de

    potencia, y los que conforman una lnea de transmisin, se han de describir y mencionar los

    diferentes tipos existentes, los cuales nos darn un panorama de las opciones que en su

    momento podran ser viables para la realizacin del proyecto. Con este marco terico se podr

    comprender el desarrollo del proyecto que se detallar ms adelante

    Acometidas

    La acometida es el punto de derivacin desde la red de distribucin por parte de la empresa

    suministradora, hacia la edificacin o propiedad en donde se har uso de la energa. Los tipos

    de acometidas se mencionan en funcin de la tensin suministrada:

    Baja tensin.- 127 V hasta los 1000 V

    Mediana tensin.- Van desde los 5 kV hasta los 10 kV.

    Alta tensin.- Que van desde los 60 kV hasta los 400 kV.

    En este apartado se utilizarn las acometidas de alta tensin o de potencia, las cuales se

    definen como la derivacin de una lnea de transmisin con la subestacin correspondiente, ya

    sea elevadora o reductora.

  • 4

    Lnea de transmisin

    Una lnea de transmisin es la encargada de transportar la energa elctrica desde una

    generadora hacia una subestacin, o de una subestacin a otra subestacin, es el principal

    sistema por el cual se hace llegar la corriente desde el punto de generacin hacia el punto

    donde se redistribuir en una red de distribucin a baja tensin.

    Algunas caractersticas de la lnea de transmisin son las siguientes:

    - Tensin nominal del sistema: este es el valor de voltaje nominal fase a fase en

    kiloVolts (kV) al que, en condiciones normales, debe operar la lnea de transmisin.

    - La tensin nominal del sistema est determinada por las necesidades de la red del

    sistema elctrico nacional, con previo anlisis del departamento de planeacin de

    CFE.

    - Los valores nominales empleados son: 115, 138, 161, 230 y 400 kV, de acuerdo a la

    especificacin CFE L0000-02 Tensiones de sistema de distribucin,

    subtransmisin y transmisin, con base en esta misma especificacin son

    restringidas las tensiones nominales de 138 y 161 kV.

    Conductores

    El principal componente de una lnea de transmisin, es el cable conductor. Existe una gran

    variedad de cables conductores empleados para la transmisin de energa elctrica area con

    diferentes caractersticas, conformacin y tratamiento de los materiales que lo componen, as

    como cables de ltima generacin con nuevas tecnologas aplicadas que hacen posible su

    operacin a altas temperaturas.

  • 5

    Las caractersticas mecnicas y elctricas de los cables conductores definen su

    comportamiento durante la instalacin y operacin en una lnea de transmisin por tal razn,

    es importante identificar sus propiedades para definir en consecuencia los parmetros de uso.

    Las tendencias en cuanto a nuevos materiales utilizados como conductor marcan la pauta

    para la fabricacin de una nueva generacin de cables conductores con una mayor capacidad

    de conduccin y menos prdidas de energa, mayor capacidad mecnica a la tensin, y un

    comportamiento mecnico-geomtrico ms favorable de las catenarias del cable, la cual es la

    curva formada por el conductor al estar suspendida entre dos puntos de apoyo o soporte, lo

    cual permite optimizar el uso de las estructuras de soporte.

    Sistemas de medicin de los calibres

    Circular mil

    Es el rea de un circulo cuyo dimetro es igual a un mil (una milsima de pulgada).

    ( ) ( ( )

    )

    [ ]

    El rea de la seccin transversal de un cable de un cable en CM, es la suma del rea de las

    secciones transversales de cada uno de los alambres que lo conforman. El CM es una unidad

    conveniente para realizar comparaciones del rea de las secciones transversales de varios

    cables, sin la necesidad de realizar clculos.

    Para el calibre de los cables (tamao de los cables), el acrnimo MCM o kCM significa

    miles de circular mil.

    Un kCM es igual a 0.5067 mm2 o aproximadamente 0.5 mm

    2. Esta aproximacin es til

    para una rpida comparacin del rea de secciones de los cables que se expresan en mm2,

    como es el caso de los cables de potencia aislados, de tal forma que un cable con rea de 1600

    kCM es equivalente a un cable con rea de seccin transversal de 800 mm2.

  • 6

    Materiales utilizados para la fabricacin de conductores

    Los materiales utilizados para la fabricacin de los conductores son designados por la

    American Nacional Standards Institute (ANSI) y especificados por la American Society for

    Testing Materials (ASTM).

    Los cables conductores se fabrican de diversos alambres de aluminio, cobre y acero, sin

    embargo actualmente no es comn el uso de cobre para la fabricacin de cables para lneas de

    transmisin areas. En la Figura 1 se muestra una comparacin entre las formas y

    configuracin de los cables ACSR.

    Figura 1. Comparacin entre cables ACSR/TW y ACSR convencional.

    Los alambres de acero utilizados para la fabricacin de cables conductores de lneas de

    transmisin areas poseen muy alta resistencia mecnica, pero muy pobre conductividad. Sin

    embargo, puede ser recubierto por una capa de zinc (galvanizado) para mejorar su proteccin

    para mbitos corrosivos, manufacturndose con tres diferentes grosores de zinc, conocidos

    como Clase A, B y C, donde la ltima es la ms resistente a la corrosin.

  • 7

    La fabricacin de los alambres de acero tambin puede ser hecha por dos tipos de capas de

    aluminio, el primero aluminizado donde se aplica una sola capa ligera de aluminio y para el

    segundo se aplica un revestimiento de mayor espesor de aluminio, comnmente se le conoce

    como aluminio soldado. Cuando se usa el cable tipo ACSR, la tercera terminologa para

    diferenciarlos es: ACSR/AZ y ACSR/AW (Aluminum Weld), respectivamente. Un tipo de

    recubrimiento relativamente nuevo usado para los alambres de acero es la mezcla de zinc al

    5% con aleacin de aluminio (zinc-5% aluminum-mischetal alloy), su designacin es

    ACSR/MA, ACSR/MB y ACSR/MC.

    All Aluminum Conductors (AAC)

    Manufacturado con aluminio 1350-H19, es un conductor de bajo costo que ofrece una

    conductividad de 61.2% IACS y buena resistencia a la corrosin. Su aplicacin para enlaces

    que requieren alta conductividad y moderados esfuerzos mecnicos, ideal para instalacin en

    reas urbanas limitadas por espacio, donde se tienen claros cortos y requerimientos de

    transferencia de corriente mxima.

    Aluminum Conductor Steel-Reinforced (ACSR)

    Compuesto por un ncleo de alambres de acero galvanizado envuelto por una o varias

    capas de aluminio 1350-H19 (de comn aplicacin e lneas de transmisin y distribucin). Su

    calibre expresado en circular mil es especficamente el rea de su seccin transversal del

    aluminio. La variedad de fabricacin de la proporcin de aluminio y acero permite obtener un

    amplio rango de capacidades de transmisin de corriente y caractersticas de resistencia

    mecnica, en la Figura 2 se pueden observar las diferentes configuraciones del cable ACSR.

  • 8

    La cantidad de alambres de aluminio y acero se indica separada por una diagonal, como es:

    26/7, significa que el conductor est compuesto por 26 alambres de aluminio y 7 de acero.

    La alta capacidad de soportar esfuerzos mecnicos combinado con la buena conductividad

    proporciona las siguientes ventajas al cable ACSR:

    - Menos elongacin del cable lo cual permite claros interpostales con menos flechas a

    determinada tensin mecnica.

    - Aplicacin de zonas sujetas a cargas mecnicas provocadas por hielo y viento.

    - Baja probabilidad de que se rompa por la cada de ramas de rboles.

    Figura 2. Ejemplos de configuracin para cables ACSR.

    All aluminum Alloy Conductor (AAAC)

    Desarrollado para reemplazar conductores ACSR con combinaciones 6/1 y 26/7 de

    aluminio/acero, este cable es enteramente fabricado de alambres de aluminio 6201-T81, el

    cual permite su comparacin, y en algunos casos mejorar sus caractersticas sobre conductores

    ACSR y AAC. Los conductores AAAC ofrecen la combinacin de buena conductividad, alta

    capacidad de tensin mecnica y excelente resistencia a la corrosin. Estas caractersticas lo

  • 9

    hacen una buena opcin para lneas de distribucin en zonas costeras y otras reas con

    severos problemas de corrosin.

    El conductor AAAC es ms susceptible a problemas de vibracin que un conductor ACSR

    instalado a la misma tensin mecnica.

    Aluminum Conductor, Aluminum-Alloy Reinforced (ACAR)

    Compuesto por alambres de aluminio1350-H19, reforzado con un ncleo y/o diferente

    distribucin de alambres de aleacin de aluminio 6201-T81, todos del mismo dimetro. Los

    cables ACAR cuentan con un buen balance entre propiedades elctricas y mecnicas con

    excelente resistencia a la corrosin. Con la fabricacin de varios arreglos en cuanto a la

    cantidad de alambres de aleacin de aluminio los cuales se pueden observar en la Figura 3, es

    posible lograr caractersticas similares a las de los conductores AAC y AAAC, inclusive de los

    ACSR.

    Figura 3. Ejemplo de configuracin para cables ACAR.

  • 10

    Conductores Modificados

    La construccin de conductores convencionales puede ser modificada para ajustar su

    desempeo bajo ciertas condiciones de operacin requeridas.

    Estas modificaciones pueden ser, entre otras:

    - Diferente forma de los alambres que lo componen, para disminuir el rea de la seccin

    transversal del conductor

    - El grado de templado de los alambres de aluminio, para brindar mayor resistencia

    mecnica

    - Diferentes tipos de recubrimientos, para la proteccin contra corrosin de los alambres

    de acero

    - La configuracin geomtrica del conductor para variar su comportamiento ante el

    viento.

    Aluminum Weld (AW)

    Aluminio soldado, tambin conocido como Aluminum-Clad. Para el ncleo de alambres de

    acero, el recubrimiento base de una copa de aluminio soldado (en lugar de galvanizado). El

    espesor de la capa de aluminio es aproximadamente 20% del radio nominal de alambre. Esta

    cap provee al cable una mejor proteccin contra la corrosin, por lo que es aplicable para

    zondas con alto ndice de corrosin. Para un conductor ACSR/AW (Aluminum Conductor,

    Aluminum-Clad Steel- Reinforced) se tiene una ligera reduccin de resistencia y, a su vez,

    reduccin de prdidas elctricas comparado con un ACSR convencional.

  • 11

    Trapezoidal-Shaped Wire Constructions (TW)

    Alambres trapezoidales que consisten en modificar la forma redonda de los cables para

    tener forma trapezoidal, excepto de los alambres del ncleo. De esta manera se obtiene una

    compactacin del conductor al reducir su dimetro exterior aproximadamente 10%,

    comparado con un cable convencional del mismo tiempo con los mismos circular mil de rea.

    Vibration Resistant Conductor (VR)

    Cable conductor resistente a vibraciones diseado para lneas de transmisin areas sujetas

    a vibraciones elicas y al fenmeno de galopeo. Consiste de dos cables trenzados entre s

    como se muestra en la Figura 4. La seccin transversal forma la rotacin.

    Los dos sub-conductores para hacer una cable VR pueden ser cualquiera de los conductores

    convencionales AAC, AAAC, ACAR o ACSR o tambin delos conductores modificados

    ACSR/TW y AAC/TW. Algunas de las ventajas son la reduccin de la amplitud y frecuencia

    de:

    - Ocurrencia del fenmeno de galopeo durante la presencia de hielo y viento alto,

    debido a la seccin transversal no redonda.

    - Vibraciones elicas y de la implcita fatiga de los alambres cerca de las clemas

    de sujecin del cable son, debido a la variacin del perfil a travs de la longitud del

    cable. Como resultado un cable VR puede ser instalado a altas tensiones mecnicas sin

    necesidad de amortiguadores adicionales.

    Figura 4. Conductor VR.

  • 12

    Hilos de guarda

    Estos son los encargados de proveer un blindaje a los cables conductores frente a las

    descargas atmosfricas, los cuales drenan hacia el sistema de tierras, la corriente elctrica de

    los rayos que inciden en las estructuras y en los cables de guarda.

    Actualmente, existen tecnologas de cables de guarda que sirven para el control, proteccin

    y comunicaciones. Para algunas lneas de transmisin se instalan con fibras pticas integradas.

    Estructuras de soporte

    Estas son una parte significativa en el costo de una lnea de transmisin. Las estructuras a

    utilizar deben soportar las tensiones mecnicas aplicadas a los cables conductores y a los hilos

    de guarda, en su diseo se deben considerar las distancias dielctricas y libramientos mnimos

    acorde al nivel de tensin elctrica de operacin. Los tipos de estructuras ms comunes

    utilizados por CFE son: torres de acero autosoportadas, postes troncocnicos y estructuras

    conformadas por postes de concreto o madera.

    La configuracin de la estructura se refiere a la cantidad de circuitos que lleva y el arreglo

    de las fases en el espacio. Esto se debe a los requerimientos elctricos, ambientales o la

    configuracin de la red elctrica. Las configuraciones tpicas de arreglos de fases en el espacio

    son horizontales, las cuales requieren de estructuras a bajo peso; las verticales necesitan de

    estructuras con mnimo de derecho de va y en delta, estas minimizan las prdidas elctricas

    de la lnea de transmisin y efectos de campo magntico para estructuras de monocircuito.

    Torres autosoportadas

    Estas son estructuras formadas por celosas, enrejado de acero, las cuales por su diseo son

    capaces de soportar su propio peso y las fuerzas ejercidas por los cables conductores y de

  • 13

    guarda como se muestra en la Figura 5. Debido a su aplicacin en cualquier tipo de terreno,

    son los tipos de estructuras ms tradicionalmente usadas para lneas de transmisin. Se pueden

    disear para diversas configuraciones de varios circuitos con diferentes disposiciones de fase

    en el espacio, y resulta el diseo ms econmico, aun cuando se requiera ms altura.

    Figura 5. Partes de una torre autosoportada.

    Torres autoretenidas

    Son estructuras de celosa que soportan su propio peso y las fuerzas ejercidas por los cables

    conductores y de guarda como se aprecia en la Figura 6, estos requieren para sostenerse

    erguidas de cables anclados al terreno, denominados retenidas. Son de dimensiones esbeltas,

    peso ligero y requieren de contante mantenimiento.

  • 14

    Figura 6. Torre con autoretenidas.

    Postes Troncocnicos

    Son estructuras formadas por secciones cnicas de acero, de apariencia esbelta esto se

    puede apreciar en la Figura 7. Son usados frecuentemente en las zonas urbanas y suburbanas

    donde los anchos de derecho de va son estrechos y solo es posible el uso de claros

    interpostales cortos. Tambin son usadas como estructuras compactas. Son estructuras

    utilizadas para minimizar el impacto visual de las instalaciones. Es comn su uso para niveles

    de tensin elctrica a partir de 115 kV, con estas estructuras es posible alcanzar alturas

    relativamente altas para el enganche de los cables. Es importante decir que los proyectos con

    postes troncocnicos son de alto costo de inversin.

  • 15

    Figura 7. Partes de un poste Troncocnico.

    Postes Morelos

    Son estructuras que tienen el propsito de transmitir energa en redes de distribucin y

    subtransmisin para niveles de tensin elctrica de hasta 115kV, lo anterior permite contribuir

    con las restricciones del ancho de derecho de va en zonas urbanas.

    Algunas ventajas de este tipo de postes son:

    - Diseo que garantiza el adecuado comportamiento de las cargas mecnicas que actan

    sobre la estructura.

    - Silueta que reduce al mnimo el espacio requerido para su instalacin.

    - Ligeros, econmicos y de montaje sencillo, en comparacin a las torres de celosa

    convencionales.

    - Instalacin directa de aisladores sobre la estructura y generalmente se utilizan

    aisladores tipo poste para el uso en suspensin.

  • 16

    La aplicacin de estos postes es para claros relativamente cortos, en comparacin con otro

    tipo de estructuras (postes troncocnicos, madera y torres de acero). La clasificacin de

    acuerdo a su tipo y funcionalidad refiere a: Morelos tipo I, para su uso en suspensin; poste

    Morelos tipo II, para uso en remate y deflexin.

    Aisladores

    Son componentes que cumplen con ciertos requerimientos elctricos que, de acuerdo al

    nivel de tensin elctrica de operacin, soportan las sobretensiones originadas por descargas

    atmosfricas y por maniobras, sin que se forme una trayectoria conductora, la cual sera, un

    arco elctrico sobre su superficie.

    Mecnicamente, los aisladores son los que soportan las cargas originadas por el viento y

    hielo en el cable conductor. El buen desempeo de una lnea de transmisin depende en gran

    medida, de la adecuada seleccin de cantidad y el tipo de aislador a utilizar, a este estudio se le

    conoce como coordinacin de aislamiento, as que es de gran importancia considerar las

    reas geogrficas con altos ndices de contaminacin y vandalismo.

    Para cumplir con lo anterior, se han desarrollado distintas formas de los aisladores, y los

    diseos actuales consideran los siguientes materiales:

    - Vidrio templado

    - Porcelana

    - Plsticos o resinas polimricas

    Acorde a su forma existen los siguientes tipos:

    - Suspensin (cap).

    - Alfiler (pin).

    - Poste (line post).

  • 17

    Aisladores de porcelana

    El material de porcelana se utiliza para la manufactura de tres tipos de aisladores; suspensin,

    alfiler y poste. En comparacin con los elaborados de vidrio templado, se diferencian por su

    mejor resistencia mecnica al impacto.

    La normativa internacional se establece en el documento IEC 60672 Ceramic and Glass

    insulating materials, que en cada una de sus partes, establece definiciones, mtodos de prueba

    y especificaciones para los materiales. La CFE establece los requerimientos y caractersticas

    en la norma de referencia NRF-018-CFE Aisladores tipo suspensin de porcelana o vidrio

    templado.

    Aisladores de vidrio templado

    El material de vidrio templado se utiliza principalmente en la fabricacin de aisladores tipo

    suspensin y alfiler mostrados en las Figuras 8 y 9, su costo es menor en comparacin con los

    de porcelana, razn por la cual son de mayor uso y aplicacin en lneas de transmisin que no

    presentan problemas de alta concentracin de contaminantes o problemas de impactos de

    armas de fuego (vandalismo). Sus caractersticas y requerimientos de fabricacin y pruebas,

    son establecidas en los mismos documentos que los aisladores de porcelana.

    Figura 8. Vista superior de un aislador de vidrio

  • 18

    Figura 9. Vista transversal de un aislador de vidrio

    Aisladores Sintticos

    Desarrollados de materiales plsticos o resinas polimricas, estos materiales han resultado

    buena opcin para la instalacin en lneas de transmisin con problemas de vandalismo y alta

    concentracin de contaminantes. Tienen alta resistencia a la radiacin ultravioleta y son de

    menor peso y mayor flexibilidad en comparacin los materiales de porcelana y vidrio.

    Por estas caractersticas, se ha encontrado tambin su aplicacin para separadores entre

    fases, para compactacin de espacios de lneas de transmisin y para evitar flameos entre fases

    durante fenmenos de galopeo.

    La aplicacin de estos aisladores en lneas de alto voltaje se somete a altos esfuerzos

    mecnicos, por lo que se fabrican con ncleos reforzados con fibra de vidrio. Para lograr la

    trayectoria de fuga necesaria, los faldones acomodados alrededor de ncleo se fabrican en

    materiales como la resina epxica, politetrafuoretileno (PTFE- polmero similar al polietileno),

    hule de etileno-propileno (EPR) o hule de silicn.

  • 19

    Figura 10. Partes de un aislador tipo polimrico.

    La CFE establece las caractersticas y requerimientos en los documentos: NRF-044-CFE

    Aisladores de suspensin sintticos para lneas de transmisin en tensiones de 161 a 400 kV

    y NRF-005-CFE Aisladores de suspensin sintticos para tensiones de 13,8 a 138 kV.

    Subestacin

    Las subestaciones elctricas son las instalaciones encargadas de realizar transformaciones

    de la tensin, de la frecuencia, del nmero de fases o la conexin de dos o ms circuitos.

    Pueden encontrarse junto a las centrales generadoras y en la periferia de las zonas de consumo,

    en el exterior o interior de los edificios. Actualmente en las ciudades las subestaciones estn

    en el interior de los edificios para ahorrar espacio y contaminacin. En cambio, las

    instalaciones al aire libre estn situadas en las afueras de la ciudad.

  • 20

    Las subestaciones pueden ser de dos tipos:

    Subestaciones de transformacin: son las encargadas de transformar la energa elctrica

    mediante uno o ms transformadores. Estas subestaciones pueden ser elevadoras o reductoras

    de tensin.

    Subestaciones de maniobra: son las encargadas de conectar dos o ms circuitos y realizar

    sus maniobras. Por lo tanto, en este tipo de subestaciones no se transforma la tensin.

    Transformador

    Se denomina transformador a un dispositivo elctrico que permite aumentar o disminuir la

    tensin en un circuito elctrico de corriente alterna, se mantiene la potencia. La potencia que

    ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin prdidas), es igual a la que

    se obtiene a la salida. Las mquinas reales presentan un pequeo porcentaje de prdidas, de

    acuerdo a su diseo y tamao, entre otros factores.

    El transformador es un dispositivo que convierte la energa elctrica alterna de un cierto

    nivel de tensin, en energa alterna de otro nivel de tensin, basndose en el fenmeno de la

    induccin electromagntica. Est constituido por dos bobinas de material conductor,

    devanadas sobre un ncleo cerrado de material ferromagntico, pero aisladas entre s

    elctricamente. La nica conexin entre las bobinas la constituye el flujo magntico comn

    que se establece en el ncleo. El ncleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de

    lminas apiladas de acero elctrico, aleacin apropiada para optimizar el flujo magntico. Las

    bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios segn correspondan a la entrada o

    salida del sistema en cuestin, respectivamente.

  • 21

    CAPTULO II. IDENTIFICACIN DE LA PROBLEMTICA

    En este captulo, se describe el lugar en donde se realizar la residencia profesional, su

    constitucin, ao en que comenz su operacin, as tambin el giro social que tiene, se

    presenta un organigrama de la dependencia en donde se encuentran las reas en que est

    subdividida, de igual manera tambin el rea en el que el residente desempeara su proyecto.

    Se explica brevemente la problemtica por la cual se ha de realizar el proyecto, se describe

    la intencin del mismo, y se delimitan los alcances que se obtendrn a lo largo del mismo, se

    presentan las limitaciones que podrn surgir a lo largo de su realizacin.

    Caractersticas del rea

    La Gerencia Regional de Transmisin Peninsular de la Comisin Federal de Electricidad,

    se localiza en la Ciudad de Mrida, Yucatn; con direccin Fsica: Calle 24 No. 199 entre 35 y

    37 Col. Chuburn de Hidalgo.

    Comenz su operacin en Diciembre de 1975, est dividida en 6 Superintendencias. En la

    Gerencia se realizan planes y proyectos de mejora y mantenimiento a los diferentes equipos en

    la pennsula, la cual comprende de los estados de Yucatn, Campeche y Quintana Roo. La cual

    a su vez, est dividida en reas llamadas Subgerencias: Subgerencia de Subestaciones y

    Lneas, Subgerencia de Proteccin y Medicin, Subgerencia de Comunicaciones, Subgerencia

    de Control y Subgerencia de Administracin.

  • 22

    Identificacin de la problemtica

    La principal problemtica es una torre de lnea de transmisin, la cual se encuentra en

    conflicto con los trabajos de la SCT por ampliacin y modernizacin de la carretera Lerma-

    Campeche, por consiguiente se derivan los trabajos electromecnicos requeridos para su

    reubicacin y sustitucin.

    Con lo anterior se aprovecha para realizar el reacomodo en las acometidas de la subestacin

    de Lerma en Campeche, ubicado a 0.4 km de la torre, pues al hacer un anlisis observatorio,

    se puede constatar que una lnea de entrada, se encuentra entre cruzada con las dems lneas

    de llegada, aunado a eso, se percibe que la torre por la cual llega a la baha se encuentra en

    condiciones de deterioro, y debe ser sustituida por una nueva.

    Con el anlisis electromecnico en la reubicacin de la estructura, y el reacomodo de las

    acometidas de la subestacin se solucionaran los siguientes problemas:

    - Los trabajos de modernizacin de la carretera podrn continuar.

    - Se podr sustituir los conductores daados, y dar mantenimiento a las estructuras.

    - Se ordenara la entrada de las lneas a la subestacin, lo cual dar seguridad al momento

    de realizar maniobras de mantenimiento en un futuro.

    - Se asegura el buen funcionamiento de la lnea de transmisin sustituida, pues se han de

    revisar las estructuras y corregir los daos generados por deterioro.

  • 23

    Organigrama

    A continuacin en la Figura 11, se presenta el organigrama de la empresa en donde se

    desarroll el proyecto de residencia, el cual muestra las subdivisin de los diferentes

    departamentos que lo conforman, de igual forma presenta el rea donde se desenvolvi el

    residente.

    Figura 11. Organigrama de la Gerencia Regional de Transmisin Peninsular.

  • 24

    Alcance y limitaciones

    El alcance en el presente proyecto es un anlisis electromecnico en los trabajos para la

    sustitucin de una estructura de soporte para lneas de 115 kV por estar en conflicto con los

    trabajos de remodelacin y ampliacin de la carretera Lerma-Campeche, de lo cual se derivan

    y se aprovechan para realizar trabajos de reacomodo en las acometidas de potencia, situadas a

    0.4 km de la torre en la Subestacin de Potencia.

    Se realizan los clculos de esfuerzos mecnicos en los cables, as como las flechas, lo

    anterior es para verificar que con el reacomodo e implantacin de un poste troncocnico,

    dichos esfuerzos sean los permisibles, as tambin para las flechas. De igual manera se

    realizar una propuesta en cuanto al reacomodo de las trayectorias de las lneas y las bahas en

    las cuales se conectarn, con un plano grfico y una geolocalizacin, con esta planificacin se

    pretende que las lneas a su llegada entren de manera ordenada, y as cumplir con las normas

    establecidas en cuanto a ngulos y distanciamientos entre lneas.

    Limitaciones:

    Las limitaciones presentes en la realizacin el proyecto, son las pocas visitas realizadas

    a la obra, pues debido a los costos administrativos y el lugar en que se han de realizar las

    actividades, no permite estar en contacto diario con ellas, con lo cual solo se podrn observar

    los trabajos realizados o por realizar en el momento de la inspeccin. Las actividades

    necesarias en el proyecto son demasiado extensas en comparacin con el tiempo que dura la

    residencia, por lo cual se quedara en un anlisis para su posterior realizacin. Por ultimo

    podemos mencionar que un desastre natural, como un huracn, tpico de la zona podra ser una

    limitante para que se cumpla el proyecto en su totalidad.

  • 25

    CAPTULO III. METODOLOGA

    En este captulo se presentan las diferentes alternativas para realizar clculos

    electromecnicos en las lneas de transmisin, las cuales luego se podr elegir alguna para la

    realizacin del presente proyecto, se describen el mtodo de la catenaria, el mtodo por

    hiptesis de carga, y tambin el mtodo por medio de un programa de Simulacin de lneas de

    transmisin; as como las alternativas en el reacomodo de las acometidas de la subestacin de

    Lerma.

    Condiciones de Operacin

    Al realizar un anlisis de reubicacin de una acometida, y cambio de una torre

    autosoportada por un poste troncocnico, se debe considerar los esfuerzos que se podrn

    generar. Estos estn dados por ciertas hiptesis de carga en los conductores. Estas hiptesis

    son las condiciones ambientales y de operacin bajo las cuales trabajar la lnea. Una vez

    determinadas, se deben calcular las flechas y tensiones de los cables con la finalidad de:

    Verificar que no se violen los libramientos mnimos establecidos.

    Verificar que no se excedan la capacidad de tensin mecnica en los cables.

    Ecuacin de cambio de estado

    Esta ecuacin es utilizada para correlacionar el comportamiento mecnico y geomtrico de

    un cable conductor tendido entre dos apoyos a partir de ciertas condiciones de partida de

    tensin y temperatura, que al actuar sobre el cable conductor del cual se conocen sus

    caractersticas y composicin, es posible conocer nuevas tensiones bajo otras condiciones de

    temperatura.

  • 26

    Ecuacin cartesiana de la catenaria

    Catenaria es la curva que adopta un cable flexible suspendido entre dos puntos con una

    carga uniformemente distribuida a lo largo del cable. En la Figura 12 se puede observar un

    tramo de la curva con sus respectivas componentes.

    Figura 12. Diagrama de una curva de catenaria.

    Se considera el arco OP

    Dnde:

    l es la longitud del arco de la catenaria OP

    T es la tensin mecnica en el punto P

    H es la tensin mecnica en el punto ms bajo de la catenaria.

    p es el peso del cable por unidad de longitud

  • 27

    Las ecuaciones de equilibrio que se pueden escribir para el arco OP son,

    3.1

    3.2

    A partir de las ecuaciones anteriores se tiene,

    3.3

    3.4

    Por otra parte se tiene,

    3.5 (

    )

    Sustituyendo en la ecuacin 3.5, la expresin

    3.6

    3.7

    3.8

  • 28

    Como se sabe,

    3.9

    Integrando la ecuacin 3.7, se obtiene,

    3.10

    Si se toma un nuevo eje de las abscisas OX paralelo a OX y una distancia igual a H/p, se

    verifica para los ejes OY, O`X:

    Si l=0, entonces

    , por lo tanto c1=0 la ecuacin queda como sigue,

    3.11

    Igualando las ecuaciones 3.4 y 3.7, se obtiene,

    3.12

    3.13

    Como se sabe que,

    3.14

    * +

    Integrando la ecuacin 3.13,

    3.15

    (

    )

  • 29

    l=0 cuando x =0 por lo tanto

    3.16

    3.17

    Por lo tanto,

    3.18

    3.19

    De la ecuacin 3.18, se deduce que,

    3.20

    Multiplicando el numerador y el denominador del segundo trmino de la ecuacin 3.19, por

    3.21

    Se obtiene

    3.22

  • 30

    Sumando las ecuaciones 3.18 y 3.20

    3.22

    (

    )

    Sustituyendo en la ecuacin 3. 21, la ecuacin 3.10, y recordando que,

    3.23

    3.24

    Que es la ecuacin cartesiana de la catenaria.

    La flecha

    Se denomina flecha a la distancia entre el punto ms bajo de la curva, con la recta que se

    forma entre los puntos de apoyo, en la Figura 13 se puede apreciar con la letra f.

    Figura 13. Partes que conforman una catenaria.

  • 31

    Dnde:

    d es el claro o vano

    f es la flecha

    Ta es la tensin mecnica en los apoyos A y A

    H es la tensin mecnica en el punto ms bajo de la catenaria.

    P es el peso del cable por unidad de longitud

    L es la longitud del arco de catenaria A A

    3.25

    3.26

    Sustituyendo queda.

    3.27

    Para la longitud del cable

    3.28

    Desarrollando el senh.

    3.29

  • 32

    Tomando los dos primeros trminos de la serie

    3.30

    (

    )

    3.31

    La longitud del cable puede expresarse tambin en funcin de la flecha:

    3.32

    Tensin mecnica en los apoyos

    Se parte de la expresin:

    3.33

    Desarrollando el coseno hiperblico nicamente con los dos primeros trminos de una serie

    infinita se tiene

    3.34 (

    )

    3.35

  • 33

    Claros entre diferentes niveles de soportes

    Al momento de realizar un clculo de tensin de los conductores entre soportes, se debe

    considerar si existen estructuras con distinto nivel entre el piso, o los soportes de los cables

    estn en distintas alturas, las variantes involucradas para el clculo se encuentran ilustradas en

    la Figura 14.

    Figura 14. Catenaria formada entre apoyos a diferente nivel.

    a es el claro entre apoyos a diferente nivel

    a

    d es la proyeccin horizontal del claro a.

    h es la diferencia de nivel entre apoyos.

    p es el peso del cable por unidad de longitud.

    T2 es la tensin mecnica en el soporte superior.

  • 34

    Los casos de los claros con apoyos a distinto nivel pueden resolverse siempre que el

    desnivel sea pequeo comparado con el claro. Es necesario calcular primero la flecha f (con

    las formulas de la catenaria o de la parbola) para un claro con apoyos al mismo nivel, de

    longitud igual a la proyeccin horizontal del claro inclinado.

    A partir de f, calcular las flechas f1 y f2 con las formulas de la parbola, como se deduce a

    continuacin:

    OP1 es la mitad del arco de catenaria, para un claro igual a 2X con apoyos al mismo nivel.

    OP2 es la mitad del arco de catenaria, para un claro igual a 2x, con apoyos al mismo nivel.

    Al aplicar las formulas de la parbola pueden establecerse las siguientes ecuaciones:

    3.36

    ( )

    3.37

    ( )

    Para la diferencia de niveles entre apoyos se puede deducir que,

    3.37

    3.38

    (

    )

    3.39

    ( )( )

    Como ( ) entonces:

    3.40

    ( )

  • 35

    Se obtiene el siguiente sistema de dos ecuaciones simultneas,

    3.41 ( )

    3.42 ( )

    Que al resolverse arroja

    3.43

    3.44

    Para el claro con apoyo al mismo nivel P1P2 se verifica que,

    3.45

    En la prctica puede considerarse que H = H

    Ahora se obtiene,

    3.46

    (

    )

    3.47

    (

    )

    Sustituyendo estos valores de x2 y x1 en las siguientes expresiones,

    3.48 ( )

    3.49 ( )

  • 36

    Se obtiene,

    3.50 (

    )

    3.51 (

    )

    Frmulas de la ecuacin de cambio de estado

    Esta ecuacin se usa para determinar las tensiones iniciales y finales en una lnea de

    transmisin.

    La ecuacin de cambio de estado establece que a partir de ciertas condiciones originales

    dadas es posible obtener el comportamiento de los parmetros de la lnea de transmisin en

    condiciones distintas.

    La ecuacin de cambio de estado corresponde a una ecuacin de tercer grado de la forma,

    .

    Deduccin de la ecuacin de cambio de estado

    La longitud del arco de la catenaria se puede escribir.

    3.52

    La relacin entre la longitud del conductor y el claro d se expresa por,

    3.53

    (

    )

  • 37

    En la ecuacin de cambio de estado de un conductor tendido entre dos puntos, se designar

    a como el coeficiente de dilatacin del metal del conductor. Bajo la influencia de un cambio

    de temperatura ( ) un conductor que tiene una longitud L a la temperatura , por

    definicin, resulta tener a la temperatura una longitud igual a L + L ( ). Sin embargo,

    como el conductor est fijo en sus dos extremos, su alargamiento modificar simplemente la

    tensin T, la cual tomara el valor de T.

    Se designar a E como el mdulo de elasticidad del metal del conductor. Bajo la influencia

    de una variacin de tensin (T T), la longitud del conductor sufrir una variacin igual a,

    3.54

    Resulta entonces que la variacin de longitud (L L) del conductor, bajo la influencia

    simultanea de la variacin de temperatura ( ) y de la tensin (T T), est dada por la

    siguiente expresin,

    3.55 ( ) ( ) ( )

    Considerando T=H, se obtiene,

    3.56

  • 38

    Ecuacin general de cambio de estado

    Esta ecuacin es la ms conocida y utilizada, y se obtiene designando por m a un

    coeficiente definido como la relacin del peso ficticio al peso real del conductor en el estado

    y T y por m al mismo coeficiente pero en estado y T. As,

    3.57 ( )

    (

    )

    (

    Multiplicando por ET2 y reagrupando trminos se tiene,

    3.58 *

    ( ) +

    O bien,

    3.59 *

    ( ) +

    Cambio del mdulo de elasticidad

    El mdulo de elasticidad de un cable nuevo (o mdulo de elasticidad inicial) es diferente al

    mdulo que tendr cuando haya sido tendido y sometido al esfuerzo correspondiente a la

    tensin mxima. Para la instalacin se deben calcular las tensiones de los conductores con el

    mdulo de elasticidad inicial a partir de la hiptesis de carga mecnica que genere la tensin

    mxima en el conductor con el mdulo de elasticidad final.

    Las tensiones necesarias para el tendido de los conductores son las tensiones sin viento a

    las posibles temperaturas a que se efectuara el tendido de los cables (comnmente en el rango

    entre 5 y 50C, en intervalos de cada 5C). Para calcular las tensiones correspondientes a las

  • 39

    diferentes temperaturas, se utiliza la ecuacin de ecuacin general de cambio de estado

    utilizando el mdulo de elasticidad inicial.

    Considerando:

    y

    La ecuacin de cambio de estado queda como,

    3.60 *

    (

    ) +

    Aumento de la carga del cable debido al viento y al hielo

    La Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005 Instalaciones Elctricas (utilizacin),

    Artculo 922-85. Cargas en los cables, establece que:

    La carga total para calcular la tensin mecnica mxima de los cables, es igual que el

    resultado de la suma del peso del cable ms la fuerza producida por el viento actuando

    horizontalmente y en ngulo recto con la lnea, a la temperatura y velocidad de viento

    indicadas en la tabla 922-83.

    En caso de existir carga de hielo en la zona, debe calcularse para una presin de viento de

    20 kg/m2 Sobre conductores con hielo, debindose tomar la mayor tensin mecnica que

    resulte entre este valor y la resultante con la mxima velocidad del viento sin hielo Esto se

    observa en la Figura 15.

  • 40

    Figura 15. Descripcin de la resultante formada por los efectos de hielo y viento en un

    conductor.

    Donde:

    Fp es la fuerza debida al peso propio del cable.

    Fv es la fuerza ejercida por el viento sobre el conductor.

    Fh es la fuerza debido al peso del hielo acumulado sobre el conductor.

    Fr es la fuerza resultante

    La fuerza resultante est dada por,

    3.61 ( )

    3.62

  • 41

    Calculo de la fuerza del aire

    Se calcula la presin dinmica, con la velocidad del aire en la zona, pasndolo a metros por

    segundo, posteriormente se sustituyen los datos en la siguiente formula.

    63.

    Pd = Presin Dinmica

    = Densidad del Aire

    V = Velocidad del aire

    Est ecuacin nos dar un resultado en pascales la cual convertiremos en Fuerza kg/m2 para

    el desarrollo de los clculos del proyecto.

  • 42

    Diseo por PLS-CADD

    En la realizacin de un diseo o anlisis de una lnea de transmisin PLS-CADD es una

    opcin muy viable, rpida y eficiente para el modelado de la misma, a continuacin se

    describen los requerimientos para poder realizar dicho modelado.

    Diseo de postes por PLS-POLE

    PLS-POLE es una herramienta de PLS-CADD, la cual nos permite disear, modelar y

    realizar pruebas a postes troncocnicos para las lneas de transmisin. La creacin se

    realiza de manera interactiva y por medio de tablas para la edicin de las partes, en la

    adicin y armado del mismo, se tienen las herramientas de la barra, lo cual nos hace fcil el

    entorno de trabajo. La Figura16, muestra la pantalla principal de PLS-POLE, diseo de

    postes. Se puede apreciar la estructura de un poste ya prediseado.

    Figura 16. PLS-POLE poste troncocnico diseado en el programa.

  • 43

    La Figura 17 muestra los puntos existentes en el poste. Se puede apreciar los puntos en los

    cuales el poste est. En la parte inferior existe la opcin de editar propiedades, la cual se

    explicar ms adelante.

    Figura 17. Tabla donde se presentan los puntos de conexin que existen.

    En la Figura 18 se presentan las propiedades del los postes, y en donde se encuentra la del

    poste seleccionado. Se pueden apreciar datos reelevantes como el diametro de la punta,

    diametro de la base, nombre del poste, altura del poste, modulos de elasticidad, y la cantidad

    de tubos que componen el poste, esta ltima parte se podr editar y modificar de acuerdo a las

    necesidades del proyecto y del diseo de la estructura con la que se este trabajando.

  • 44

    Figura 18. Tabla para la edicin de los parmetros del poste.

    El tamao y altura del poste se define a partir de la union de varios tubos los cuales pueden

    ir uno encima de otro, o interpolados, la edicion de estos tubos se realiza mediante una tabla

    de edicion la cual se muestra en la Figura 19, donde uno puede introducir la altura, el diametro

    inferior y superior de cada uno, asi tambien parametros mecnicos del poste.

    Figura 19. Despliegue de tabla para la edicin de tubos que conforman el poste.

  • 45

    Al momento de concluir el armado del poste, y realizar un zoom se pueden apreciar las

    etiquetas que el programa inserta para cada uno de los puntos en los cuales se han

    interconectado las partes como se muestra en la Figura 20, tales son los aisladores, los brazos

    del poste, y grapas, asi mismo se muestran los puntos de conexin de los cables, los cuales

    sern reconocidos posteriormente en el programa principal de PLS-CADD al momento de

    cablear las estructuras.

    Despues de haber creado el poste, se pueden realizar pruebas de resistencia en la estructura

    y cargas que puede soportar, de acuerdo al material que uno le haya asignado y las

    propiedades que se le hayan introducido. El programa desglosa tablas y tambien graficas de

    las mismas.

    Figura 20. Imagen de los puntos de interconexin creados.

  • 46

    PLS-CADD

    PLS-CADD es el programa principal para el armado de una linea de transmisin en el cual

    se disea, modela, crea y se simula el funcionamiento de la misma, aunado a esto se adquieren

    planos en 3D y planos de perfil de la lnea de transmisin. A continuacin se presentan los

    requerimientos para realizar la simulacin de una lnea de transmisin. De este programa se

    pueden obtener datos de flechas, tensiones en los soportes y tambien en los conductores,

    ademas se pueden crear propios conductores, o disponer de la edicin de los que ya estan

    preestablecidos con el fin de simular exactamente el que se vaya a utilizar en campo.

    El primer paso para el diseo de una lnea de transmisin en el programa, es la creacin del

    terreno sobre el cual se instalaran las torres o postes que se vayan a utilizar, en la Figura 21 se

    aprecia el trazo del terreno de un ejemplo que el programa. El terreno est conformado de una

    serie de puntos en un plano en 3D, posterior a esto se necesitan introducir los parmetros y

    condiciones del terreno bajo los cuales operar.

    Figura 21. Vista de la pantalla principal del PLS-CADD y la lnea del terreno.

  • 47

    En la Figura 22 se muestra una tabla en donde se aprecian los puntos introducidos para el

    terreno del plano de la Figura 21, los datos que se introducen son: el nombre del punto, el

    desplazamiento con respecto al primer punto, se puede incluir un ngulo y tambin una altura

    la cual es el desnivel del piso. Los datos se pueden introducir de manera manual, pero tambin

    el programa ofrece la importacin de archivos de cdigo ASCII, y tambin levantamientos

    topogrficos directos.

    Figura 22. Tabla de edicin para los puntos del plano pfl.

    Por consiguiente despus de haber creado el terreno, se puede proceder a la instalacin de

    las estructuras y postes que se necesitarn para la el tramo de la lnea, esto se puede realizar de

    dos formas, la primera es que el programa lo haga de manera automtica insertando una

    cantidad de estructuras de acuerdo a la distancia del terreno, y la segunda es la insercin

    manual de cada una de las estructuras, esto se realiza de manera interactiva mediante el botn

  • 48

    que se encuentra en la barra de herramientas, la cual nos permite seleccionar entre una

    estructura autosoportada, as tambin un poste troncocnico, o cualquier tipo de estructura

    creada con las herramientas de PLS-CADD. Las estructuras se pueden desplazar a lo largo de

    la lnea del terreno y as poder acomodarlas de acuerdo al diseo. En la Figura 23 se pueden

    observar las estructuras instaladas en el trayecto del terreno.

    Figura 23. Estructuras instaladas en el terreno de PLS-CADD.

    Despus de haber instalado las torres y estructuras en el programa, se puede proceder a

    cablear las estructuras, esto se realiza tambin de manera interactiva mediante el botn de

    tendido de cables, con lo cual se sita en la primera torre de izquierda a derecha y se presiona

    sobre l, entonces se ha de desprender una ventana para la seleccin de las estructuras esto se

    muestra en la Figura 24.

  • 49

    Figura 24. Tendido de los cables en PLS-CADD

  • 50

    CAPTULO IV. RESULTADOS Y ANLISIS DE DATOS

    En el presente captulo, se desglosa el anlisis realizado a las tensiones generadas en los

    cables por la sustitucin de una torre autosoportada, por un poste troncocnico, el cual tiene

    una altura diferente, lo cual hace un clculo ms complejo. Se presenta de igual forma, el

    diseo del tramo de sustitucin por medio del Simulador PLS-CADD, as como los datos

    obtenidos del mismo. Por consiguiente se muestra el reacomodo realizado a las acometidas de

    la subestacin de Lerma.

    Anlisis del tramo torre autosoportada y poste troncocnico

    Se analizan las tensiones mecnicas generadas en el tramo de lnea de transmisin de la

    torre cuatro a la torre cinco, poste troncocnico y la flecha generada por el peso del propio

    cable y el desnivel entre puntos de soporte del conductor. A continuacin se muestran, los

    datos de operacin de la lnea, as como las caractersticas del conductor utilizado.

    Datos:

    Lnea de transmisin

    Voltaje Nominal de la lnea de transmisin 115 kV

    Libramiento 7 m

    Tipo de Cable ACSR

    Calibre 477 kCM

    rea de la seccin transversal 280.83 mm2

    Dimetro externo 21.77 mm

    Peso por unidad de longitud (p) 957 kg/km

    Peso especfico (W) 0.003407 kg/m/mm2

    Mdulo de elasticidad inicial (Ei) 5,900 kg/m2

    Mdulo de elasticidad Final (Ef) 7,700 kg/m2

    Coeficiente de Dilatacin () 18.99x10-6(1/C)

    Carga de ruptura 8654 kg

  • 51

    Calculo del parmetro PAR

    Dado que se conocen las estructuras a emplear, se determina la tensin (t) con la ecuacin

    de la parbola. Se considera el claro medio horizontal (d=450m) y la flecha (f =8m) que se

    presenta en esta estructura al restar el libramiento mnimo de (7m) de la altura al punto de

    enganche (15m) sobre el nivel del suelo. Quedando as,

    4.1

    (

    )( )

    A continuacin se calcula el porcentaje de tensin con respeto a la carga de ruptura.

    4.2 (

    )

    El valor de tensin (t) representa un 34.98% de la tensin de ruptura del cable, lo cual es un

    valor muy alto. Ya que se recomienda que esta tensin (t) se encuentre en un rango entre 18 y

    22 por ciento de la tensin de ruptura, se considerar una tensin (t) de un valor igual al 18%

    lo cual dar (1,557.72 kg). Con este nuevo valor de tensin se calcula el parmetro (Par).

    4.3

    ( )

    (

    )

    Ahora se calcula el claro base a partir de la frmula del parmetro,

    4.4

    De esta ecuacin podemos deducir que,

    4.5

  • 52

    Este valor de claro se ajusta entonces a 320m. Con este valor de claro ajustado entonces se

    calcula: La tensin y el parmetro

    El porcentaje de la tensin de ruptura del cable

    4.6

    (

    ) ( )

    4.7

    (

    )

    4.8

    El porcentaje del 17.65% de la tensin de ruptura del cable es aceptable, por lo tanto se

    usar el parmetro de 1600 m. La condicin base ser:

    Curva caliente a 50C.

    Sin viento.

    Claro de regla de 320 m.

    Parmetro de 1600 m.

    Con la ecuacin de cambio de estado es necesario calcular la tensin:

    A -10C

    Sin viento.

    Sin hielo, y.

    Para un claro regla de 320 m.

  • 53

    Estado inicial:

    Estado buscado:

    Calculando k y k,

    4.9

    4.10

    Al sustituir estos valores en la ecuacin de cambio de estado,

    4.11 *

    ( ) +

    Al hacer operaciones esta ecuacin se reduce a,

    4.12 ( )

  • 54

    Al resolver la ecuacin, queda,

    4.13

    Al multiplicar por el rea de la seccin transversal,

    4.14

    El valor de t representa un 24% de la tensin de ruptura que debe ser ahora menor a 33%

    por lo tanto se cumple, y est en el rango aceptable.

    Y se calcula el parmetro para la curva fra,

    4.15

    (

    )

    Clculo a partir de las tensiones base

    Con estas Tensiones de base, T y t se procedi a calcular con respecto a la distancia real

    entre torres y se considera la influencia del viento sobre los conductores.

    Determinacin de tensiones a diferentes temperaturas con vientos de 100 km/h = 43kg/m2

    Estado inicial:

    T=

    = -10C

    m= 1

  • 55

    Estado buscado:

    T= Valor Buscado

    = 10, 20, 30, 40, 50C

    m= ( )

    Ahora se sustituye en la ecuacin de cambio de estado, con la distancia de la torre 4 a la 5

    4.16 *

    ( ) +

    Al resolver,

    4.17 [ ( ) ]

    A continuacin se presenta una tabla con las tensiones a las diferentes temperaturas en

    escala de 10 C, Para la resolver la ecuacin se utiliz MATLAB.

    Tabla 1

    Tensiones a diferentes temperaturas con la misma distancia del conductor.

    C Ecuacin a Resolver T (kg/mm2) t (kg)

    10 ( ) 10.86 3,049.81

    20 ( ) 9.27 2,603.29

    30 ( ) 8.84 2,482.53

    40 ( ) 3.56 999.75

    50 ( ) 3.17 890.23

  • 56

    Ahora procederemos a calcular las flechas tanto para la condicin fra y caliente con la

    respectiva distancia entre las torres.

    4.18

    Tabla 2

    Resultados de las flechas para los claros a igual nivel.

    Claro d(m) Flecha a 50C, Par= 1600 Flecha a -10C Par= 2,236.1

    297 6.89 m 4.93

    320

    Al obtener la flecha del cable para una longitud igual a la distancia entre puntos de apoyo a

    diferente nivel, se utilizan las formulas de la catenaria para calcular las flechas superior e

    inferior para la curva caliente que es la mxima elongacin, por lo tanto nos dar la mxima

    flecha, en la Figura 25 se muestra el esquema de una catenaria y sus componente cuando los

    puntos de apoyo se encuentran a diferentes alturas.

    Figura 25. Tendido entre distintos apoyos.

  • 57

    Tomando la altura de soporte de la estructura que es 15 metros, y el soporte del poste

    troncocnico el cual es 23 metros, se tiene una diferencia de alturas h=8m, ahora sustituyendo

    en las frmulas de f1 y f2, tenemos:

    4.19 (

    ( ))

    4.20 (

    ( ))

    Tabla 3

    Flechas para el tramo de estructuras entre soportes a distinto nivel.

    f1 f2

    3.47m

    11.47m

    Ahora se resta la flecha uno de la altura de la estructura, se puede observar que de los 15

    metros del soporte queda un libramiento de: 11.53 m, lo cual es un libramiento aceptable y se

    cumple con las normas establecidas.

  • 58

    Diseo y simulacin por software

    Se procedi a realizar un diseo por medio de software en el cual se incluye un

    levantamiento topogrfico, con el cual se utiliz la herramienta disponible en Google Earth,

    con el cual se puede apreciar la trayectoria de la lnea a travs de una vista satelital, y tambin

    se pudo obtener datos del relieve. A continuacin en la Figura 26 se presenta el diseo de la

    trayectoria del terreno en el programa PLS-CADD. En la figura 27 se presenta un esquema de

    perfil que el programa ofrece, en donde se aprecian las distancias entre torres, y la forma de

    las estructuras instaladas en el trayecto de la lnea diseada, de igual forma ofrece el ngulo

    de deflexin en grados, y se puede apreciar la holgura de los conductores.

    Figura 26. Diseo del terreno.

  • 59

    Figura 27. Plano de Perfil

    A continuacin en la Figura 28 se muestra una vista superior del diseo de la lnea con los

    conductores ya instalados en donde se aprecia la trayectoria.

    Figura 28. Vista 3D superior de la lnea cableada

  • 60

    En la Figura 29 se aprecia una vista lateral de la lnea de transmisin donde se observan las

    estructuras instaladas y el cableado, y en la Figura 30 se observa una vista lateral, en donde se

    puede notar la deflexin existente en el tramo.

    Figura 29. Vista frontal 3D de la lnea cableada.

    Figura 30. Vista lateral de la seccin cableada de la lnea.

  • 61

    Ahora se presenta la Figura 31, el cual es una toma de pantalla del Google Earth, en donde

    se aprecia la trayectoria de la lnea diseada en el programa PLS-CADD, con esta herramienta

    nos podemos dar una ubicacin del rea en donde se encuentran las estructuras y la trayectoria

    de las mimas, en la Figura 32 se puede ver que ofrece tambin una herramienta con la cual se

    pueden realizar levantamientos de relieve topogrfico la cual es muy til cuando se disea

    sobre terrenos con desniveles.

    Figura 31. Geolocalizacin y trazado de la lnea en Google Earth.

    Figura 32. Levantamiento topogrfico a travs de Google Earth.

  • 62

    Reacomodo de las acometidas de la subestacin

    Al momento de realizar un reacomodo de acometidas de potencia en una subestacin, hay

    ciertas normas o requerimientos antes de poder ejecutar los planes, en primer lugar se

    necesitan hacer libramientos, los cuales consisten en desenergizar las lneas, para realizar esta

    operacin se debe hacer una planeacin en base a estudios de flujo de potencia con el fin de no

    sobre cargar otras lneas, y propiciar alguna contingencia. Para ello se realiz un estudio de

    corridas de flujo, en donde se aprecian las lneas interconectadas y los generadores, y por

    medio de software se simularon las libranzas y se pudo apreciar que no es viable poder abrir

    dos lneas al mismo tiempo, pues la demanda de carga tiende a irse hacia otra lnea

    sobrecargandola y puede haber riesgo en el sistema.

    Para ello se define que las libranzas se necesitan realizar de una en una y tambin en

    horarios en los cuales la demanda de carga no es excesiva, con el fin de no sobrecargar otra

    lnea, para ello se prevn seis libranzas, incluida la lnea en la cual se insert un poste

    troncocnico del cual el anlisis de este proyecto.

    A continuacin se muestra en una serie de figuras el plan de libranzas y el esquema de

    cmo se realiz cada movimiento en el reacomodo de las acometidas a sus respectivas bahas.

    En las imgenes mostradas a continuacin, por disposicin de la GRTP los diagramas

    unifilares y las corridas de flujo no pueden ser mostrados en este documento.

  • 63

    En la Figura 33 se muestra un esquema de la condicin inicial de las acometidas en la

    subestacin de lerma, una vista satelital mediante Google Earth, en la Figura 34 se aprecia la

    instalacin de una estructura de remate y la instalacin de los conductores hacia la bahia, y por

    consiguiente se procede al plan de reubicacin de las siguientes acometidas.

    Figura 33. Esquema de la actual condicin de la acometida.

    Figura 34. Montaje de torre nueva y colocacin de conductores de acometida.

  • 64

    A continuacin en la Figura 35 se muestra el cambio de la LT 73140 hacia el costado

    izquierdo de la torre, con lo da oportunidad para continuar con el reacomodo, en la Figura 36

    se observa el retiro de conductores y la instalacin de la LT 73080 que pasa por la torre nueva

    hacia la bahia nueva.

    Figura 35. Reubicacin de conductores en LT 73140

    Figura 36. Retiro de conductores e instalacin de nuevos para la LT 73080.

  • 65

    En la Figura 37 se muestra el cambio de la acometida LT73010, instalandose ahora en la

    torre de la LT73140 para entrar por la bahia que ocupaba la anterior lnea LT73020. En la

    Figura 38 se aprecia el movimiento de la acometida LT73070 hacia la bahia que ocupaba la

    LT 73010.

    Figura 37. Reubicacin de acometida LT 73010 a travs de la torre LT 73140 en antigua

    baha 73020.

    Figura 38. Reubicacin acometida LT 73070 a la antigua baha 73010.

  • 66

    La Figura 39 muestra la reubicacin de la acometida 73A30 hacia la bahia que se encuentra

    a su costado izquierdo, la cual antes era ocupada por la LT 73070 y en la Figura 40 se muestra

    el ultimo movimiento para el reacomodo que consiste en colocar la LT 73020 en la bahia que

    antes ocupaba la LT73A30.

    Figura 39. Reubicacin acometida LT 73A30 a la antigua baha 73070.

    Figura 40. Reubicacin acometida LT73020 a la antigua baha 74A30.

  • 67

    Para finalizar en la Figura 41 se aprecia el retiro tanto de las estructuras como de los

    conductores para as poder dejar libre el espacio y se observa la condicin final del reacomodo

    de las acometidas, con lo cual las trayectorias han sido corregidas y reacomodadas para su

    facil entrada a la subestacin, con lo que se garantiza tambien su facil mantenimiento en caso

    de requerirse en un futuro.

    Figura 41. Retiro de cables y estructuras, condicin final del reacomodo.

  • 68

    CAPTULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

    El presente proyecto tuvo la finalidad de realizar un anlisis electromecnico con el cual se

    pudo verificar el cumplimiento de las normas en cuanto a libramientos, tensiones, y seguridad

    en el reacomodo de las acometidas de potencia, y la sustitucin de una torre autosoportada por

    un poste troncocnico derivado de los trabajos de ampliacin de la carretera por parte de la

    SCT. Por lo tanto se efectu un estudio analtico y se realizaron los clculos en las tensiones,

    mediante diferentes mtodos.

    Existen varios mtodos al momento de realizar un clculo en tensiones y flechas para una

    seccin de lnea de transmisin, sin embargo se puede observar un detalle, y son el nmero de

    incgnitas que se tienen, por ejemplo, en el mtodo de la catenaria el cual es un excelente y se

    pueden realizar clculos para diferentes niveles entre puntos de apoyo de los conductores, pero

    no dispone de ciertos parmetros y esto puede complicar el anlisis.

    Existe el mtodo de la ecuacin de cambio de estado, el cual toma datos tcnicos del

    conductor para realizar el anlisis, considera cargas de viento, hielo y tambin temperaturas a

    las cuales la lnea estar operando en el campo, datos que el mtodo de la catenaria no incluye

    para el anlisis, pero no es posible calcular flechas en donde los desniveles son a diferentes

    alturas. Ahora bien, en el presente documento se puede observar que se han integrado estos

    dos mtodos para compensar los espacios que cada uno no cubre por s mismo, con lo cual

    podemos decir que se han complementado el uno al otro.

    Por lo tanto se ha utilizado el mtodo de cambio de estado para determinar las tensiones y

    el comportamiento del conductor bajo las condiciones de la zona en donde est en funcin, los

  • 69

    datos obtenidos muestran que ha sido viable y no existe riesgo de operacin con las

    condiciones de la zona, las distancias entre estructuras y su trayectoria. Por consiguiente se

    han empleado estos datos con los cuales por el mtodo de la catenaria y a partir de la frmula

    de la flecha para diferentes niveles de soporte se han obtenido las flechas y libramientos

    finales a los cuales estar operando en las condiciones ms desfavorables y se observa que no

    representa riesgos para los conductores de la lnea.

    Por otra parte en el reacomodo de las acometidas de la subestacin se puede decir que hay

    ciertos pasos a seguir para realzalo, puesto que las lneas que la conforman estn en operacin

    y por lo tanto es imposible desenergizar todas para ejecutar los trabajos, se deben efectuar

    estudios previos de cargas y sobre cargas mediante simulaciones. En el presente documento se

    present una propuesta de reacomodo tomando en cuenta las simulaciones y estudios

    realizados con lo cual se puede observar mediante imgenes la secuencia de movimientos y

    libramientos realizados.

    Por lo tanto es necesario realizar una buena planeacin y tomar en cuenta los estudios

    previos de simulacin, puesto que esto ha de dar una visin de las posibles contingencias que

    pudieran ocurrir, y prever para la buena ejecucin de los trabajos. Hablando del tema de

    seguridad, con este reacomodo se tienen entradas fluidas y libres hacia la subestacin, con lo

    cual se garantiz que en el momento de requerir mantenimiento, el peligro es menor ya que las

    lneas no se entrecruzan, lo que haca riesgoso los trabajos. Con lo cual fue viable aprovechar

    la remodelacin y ampliacin de la carretera por parte de la SCT para reubicar las estructuras

    y las acometidas.

    Ahora bien, se puede concluir de igual forma que para el estudio de lneas de transmisin

    existe la posibilidad de utilizar software existente, el cual es una potencial herramienta, pues

    ofrece la posibilidad de disear, simular y probar un trayecto y as tener una visin e

  • 70

    informacin detallada de la infraestructura con lo cual se pueden prever varios factores que

    podran afectar la lnea, pues al poder introducir las caractersticas del terreno, del clima y

    temperaturas a las que est expuesta, se realiza un estudio ms completo y seguro.

    Por consiguiente se puede expresar que el presente trabajo, aporta una gua en la aplicacin

    de tcnicas y clculos para disear una lnea de transmisin y la forma de como poder integrar

    dos mtodos para hacer ms completo el estudio, as como para el estudio en el momento de

    ejecutar algn cambio o reestructuracin de la misma, tambin ofrece informacin acerca de la

    planeacin en la reubicacin de una acometida e informacin referente a los conceptos

    utilizados en este mbito. Y por ltimo ofrece una forma de diseo por software con ciertos

    pasos a seguir para la utilizacin del programa con lo cual es un apoyo, para quien desea

    utilizarlo.

    Por consiguiente se pueden hacer algunas recomendaciones, las cuales son: tener en cuenta

    siempre las normas establecidas por CFE al momento de realizar cualquier proyecto o diseo,

    pues en ellas estn estipulados los criterios necesarios, as tambin informacin necesaria de

    estudios previos al momento de abrir una lnea con el fin de no sobrecargar otras por la

    demanda de potencia y provocar una contingencia, y por consiguiente poder realizar una

    buena planeacin de los trabajos; y por ultimo apoyarse de software de diseo, pues estos

    ofrecen una rpida solucin adems de una vista previa y suponer caractersticas reales, lo cual

    lo hace un apoyo efectivo, rpido y seguro en el mbito laboral.

  • 71

    CAPTULO VI. COMENTARIOS DEL RESIDENTE

    Este captulo se enfoca al aprendizaje obtenido durante la realizacin de la residencia

    profesional, as como las habilidades y aptitudes, de igual forma se expresan algunas

    recomendaciones en la cuales se pudieran reforzar ciertos conocimientos en el marco de la

    formacin acadmica. Se describen brevemente las actividades en donde fueron adquiridas.

    Las lneas de transmisin son una parte fundamental de la red elctrica del pas, pues

    estas transportan la energa desde el punto de generacin hasta el punto de distribucin para su

    uso. Por lo tanto es indispensable su buen funcionamiento. El trabajo se efectu en el

    departamento de Lneas de Transmisin de la Gerencia Regional de Transmisin CFE, la

    realizacin de este proyecto tuvo un gran impacto en cuanto a conocimiento adquirido durante

    el proceso de residencia. Se comprendieron conceptos de lneas de transmisin como son sus

    nomenclaturas, voltajes de operacin, excepciones y caractersticas de funcionamiento y

    tensiones generadas por los efectos de peso del propio cable y tambin dilataciones debidas a

    las temperaturas, los cuales son factores importantes para su diseo. Se comprendi la manera

    de realizar una libranza de lneas y la forma en que se deben realizar, ya que debido al

    comportamiento de las lneas y el consumo de potencia por parte de la poblacin es

    indispensable realizar una buena planeacin con un estudio previo del desbalance de cargas

    generado al momento de abrir alguna lnea para su sustitucin o reubicacin. Si bien en la

    carrera se estudiaron materias como Sistemas Elctricos de Potencia, Subestaciones Elctricas

    pero no se profundiz en temas de operacin de lneas, aunque los temas tratados en clases

    fueron de base fundamental para la comprensin de lo aprendido hasta ahora en la residencia.

  • 72

    Gracias a la participacin en la residencia profesional, se adquiri habilidades de

    escritura, pues la redaccin de documentos con un parmetro que cumplir, proporciona la

    prctica de necesaria para la adecuada y correcta escritura, por otra parte tambin se

    adquirieron habilidades para poder comunicarse con los ingenieros, pues en un principio, por

    desconocer el lugar no era buena la comunicacin, y con el pasar del tiempo ya se pudo tener

    una mejor.

    El conocimiento adquirido en la residencia fue muy amplio, como interpretar un

    diagrama de flujo para conocer por donde se sobrecarga una lnea al momento de dejar fuera

    otra por mantenimiento, la simbologa que es una parte esencial para la correcta interpretacin,

    los diagramas de flujo, son utilizados para la toma de decisiones importantes, como por

    ejemplo en este proyecto se utiliz en la reubicacin de las acometidas pues as se determin

    la mejor forma de realizarlo, puesto que en las corridas de flujo se observaba que era

    imposible abrir dos lneas al mismo tiempo, pues propiciaba a la sobrecarga de otra. Por lo

    cual es que en el reacomodo se abri una por una para su intercambio, como se observ en los

    diagramas de propuesta.

    Por otra parte tambin se comprendieron y conocieron las normas que se aplican en las

    lneas de transmisin, tanto en su diseo y construccin, y las especificaciones de los

    componentes, ya sean aisladores apartarrayos etc. Las normas son fundamentales pues en ellas

    se especifican las condiciones para la seguridad y buen funcionamiento de las lneas, y se

    evitan riesgos en momentos de instalacin as como en operacin y mantenimiento.

    Se obtuvieron conocimientos en cuanto al diseo de una lnea de transmisin, ya sea un

    tramo o varios kilmetros de ella, pues se debe realizar un estudio previo tanto del terreno, las

    condiciones climatolgicas bajo las cuales esta va a operar, se debe tener en cuenta las

  • 73

    condiciones ms desfavorables y tambin se debe realizar un anlisis electromecnico para

    saber las tensiones que se generaran en los conductores por efectos de peso propio, corrientes

    de aire y tambin por efecto de dilataciones por las temperaturas a las que estn expuestos los

    conductores, se debe considerar las torres a utilizar, esto es debido a la configuracin de la

    lnea de trasmisin, de igual forma se deben tomar en cuenta las alturas de las torres, por los

    libramientos mnimos necesarios debido a los terrenos por los que atravesar la lnea de

    transmisin.

    Se conocieron los tipos de conductores utilizados en las lneas de transmisin, sus

    nombres, los hilos de guarda y como es su nomenclatura. De igual forma las especificaciones

    tcnicas de cada conductor, las cuales fueron utilizadas en este proyecto para los clculos de

    las tensiones generadas, flechas y cargas mecnicas.

    Hablando de habilidades en las tecnologas, se puede mencionar que se adquiri el

    conocimiento, as como la habilidad para la utilizacin de un software utilizado en CFE para el

    diseo y modelado de las lneas de transmisin PLS-CADD el cual es indispensable en el

    departamento de Transmisin debido a que con este software se disean las lneas as como se

    realizan pruebas mecnicas a estructuras con el fin de garantizar que estarn operando de

    manera adecuada y que la inversin que se ha realizado es la correcta y prever daos o fallas al

    momento de ser utilizadas, para la lnea de transmisin es posible observar las trayectorias, as

    como las posibles estructuras a utilizar, el nmero de ellas y poder ver si es posible optimizar

    en costos, de igual manera se realizan anlisis de vientos y temperaturas a las cuales estarn

    operando, este software requiri de una inversin considerable de tiempo para poder

    comprenderlo y utilizarlo, pues al no contar con una persona la cual pudiera explicar el

    funcionamiento del mismo, el manual de uso y videos de la red fueron necesarios, de igual

  • 74

    forma se tuvo la habilidad de usar el MATLAB como apoyo para la resolucin de problemas

    de ecuaciones de 3er grado. Mencionando otro software est el Word de Office pues si bien es

    un programa muy utilizado, se adquirieron conocimientos de varias herramientas que fueron

    de gran ayuda para facilitar el formato del documento final de la residencia.

    La informacin que existe referente a las lneas de transmisin es muy extensa y en el

    presente proyecto no toda informacin fue necesaria, por lo tanto fue necesario tener la

    capacidad de analizar dicha informacin obtenida y sintetizar para poder utilizar la necesaria

    en el documento, la cual vaya acorde a lo realizado en el proyecto presentado. En cuanto al

    anlisis de cargas mecnicas en los conductores, esta informacin present dificultad en el

    momento de interpretarla, pues aunque hay informacin, se encuentra de manera general y

    poco se entiende, por lo tanto se tuvo la necesidad de realizar una bsqueda hasta poder

    obtener la informacin acorde y de manera sencilla para el anlisis del proyecto.

    Al momento de iniciar la redaccin del reporte para el proyecto, uno de los retos fue el

    poder estructurar o saber cmo plantear, desde el marco terico, la metodologa y el anlisis

    de los datos obtenidos de manera que se tuvo que planificar y realizar un modelo de lo

    requerido y como deba ir organizado para poder presentar de manera ordenada cada elemento

    que compone el presente proyecto.

    Con la participacin en el rea de Subestaciones y Lneas se tuvo la oportunidad de

    trabajar con un compaero residente en el rea, proveniente de otra institucin, con el cual se

    realiz un proyecto en conjunto dentro del departamento, se aplic aplicar la capacidad de

    colaborar en equipo, se obtuvo un intercambio de conocimientos y la satisfaccin de haber

    terminado con xito la actividad asignada.