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micos.Prohibidolareproduccintotaloparcialdeestedocumento.

3.Introduccin a los

Sistemas de Transmisin

Generalidades

La electricidad es una de las manifestaciones ms contundentes y hermosa de la energa dentro de la

naturaleza, y que en s esta reviste una mayscula importancia, para el hombre y en la evolucin de lacivilizacin moderna. De tal modo el consumo de energa elctrica es uno de los indicadores del desarrollo de

las sociedades modernas junto con el grado de cobertura del servicio. El progreso econmico de un pas en

vas de desarrollo, como Venezuela, marcha a la par de su capacidad para llevar la energa elctrica a los

puntos ms remotos del territorio Nacional.El suministrar energa elctrica a un pas requiere de un proceso complejo, cuya tarea es efectuada por las

empresas del sector elctrico; siendo el sector elctrico en s una estructura extensa, complicada, de singularimportancia y con un alto nivel estratgico. La tarea de hacer llegar a todos los hogares y organizaciones un

servicio de electricidad de alta calidad, confiable y de bajo costo se convierte en un reto para todas lascompaas que conforman el sector elctrico. Sin embargo, ste proceso es de complejidad creciente, en

donde todas las situaciones estructurales y operativas ameritan estudios delicados, de manera que no se afecte

los costos y la calidad del servicio; y es entonces donde surge la necesidad, e importancia de estudiar losgrandes sistemas elctricos. En particular, los sistemas de transmisin de energa es el subsistema de mayor

extensin (aunque de menor costo) dentro del sector elctrico.

En el presente captulo se una breve introduccin a los sistemas de potencia, con el objetivo de establecer

la ubicacin del sistema de transmisin de energa dentro de la compleja estructura del sistema de potencia;enunciando los conceptos ms bsicos sobre a estructura y operacin de los sistemas de potencia.

Prembulo: Necesidad de la Normalizacin

Los profesionales del sector elctrico emplean en muchas ocasiones los estndares, prcticas

recomendadas, y guas extensivamente en el diseo, instalacin, operacin, y mantenimiento de sistemas

elctricos. Los estndares establecen requerimientos especficos tales como definiciones de trminos

elctricos, mtodos de medicin y procedimientos de pruebas y dimensionamiento y caractersticas de

equipos. Las prcticas recomendadas, sugieren los mejores mtodos de lograr un objetivo para unascondiciones especificadas. Las guas especifican los factores que deben ser considerados en el cumplimiento

de un objetivo determinado. Todos son agrupados como documentos cada uno de ellos con su respectiva

validez y mbito de aplicacin. Se ha de tener mucho cuidado sobre la aplicabilidad de estndares, enparticular por su mbito, contexto y aplicabilidad, pero adems sobre la vigencia del mismo.

En el caso particular de Venezuela, COVENIN, Comisin Venezolana de Normas Industriales en su

Norma COVENIN 391, ha establecido las normas modernas que rigen la normalizacin de los sistemaselctricos. Adems CODELECTRA, Comit de Electricidad, quien junto a COVENIN son los organismos

encargados de erigir normativas de seguridad en aspectos de sistemas elctricos. En general, COVENINadopt muchos otras normas de un mbito de aplicabilidad ms extenso.

Las normativas como se ha evidenciado, depende del contexto, mbito y poseen una vigencia, de tal modo

que en el sector elctrico se suelen distinguir por normativas internacionales, nacionales, regionales yespeciales. En la Tabla 1, se muestra un resumen de algunas normativas aplicables al sector elctrico en

funcin a su contexto.

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Introduccin a los Sistemas de Transmisin

Francisco M. Gonzalez-Longatt, Mayo, 2007

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objetivodeevaluacin,oacadmicos.Prohibidolareproduccintotaloparcialdeestedocumentosinautorizaci

ndelautor.

DerechosReservadosdeAutor2007.Copyright2007.

Tabla 1. Diferentes Estndares a Nivel Regional y Mundial

Siglas Significado Pas

Estndares Europeos

CENELEC European Committe for ElectrotechnicalComunidad Econmica

Europea

BS British Standard Reino Unido

DIN Deutsche Institut Fr Normung Alemania

IEE Institutte of Electrical Engineer Reino UnidoCEI Comitati Electritecnico Italiano Italia

VDE Verband Deutsher Elektrotechniker AlemaniaEstndaresAmericanos

ANSI American National Standard Institute EE.UU.

IEEEInstitute of Electrical and Electronic

EngineerEE.UU.

ISA Instrument Society of America EE.UU.UL Underwriters Laboratories EE.UU.

Estndares Mundiales

IEC International Electromechanical Institute

LaAmerican National Standard Institute (ANSI), no escribe estndares, sino que ste instituto promueve

y coordina el desarrollo de la estandarizacin en nacional americana y aprueba aquellos documentos que hansido preparados de acuerdo con las regulaciones ANSI.

El Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) publica algunos cientos de documentos yestndares cubriendo varios campos de la ingeniera elctrica. Los estndares de la IEEE son rutinariamente

enviados a la ANSI; para su consideracin, y posterior aprobacin; para que sean considerados como

estndares nacionales americanos.

El Underwriters Laboratories, Inc (UL) prepara estndares para equipos elctricos incluyendo suaplicacin y prueba para cumplir con esos estndares. Los fabricantes que poseen sus productos aprobados

por los comits de la UL son autorizados para emplear la etiqueta UL en sus equipos.

La National Electrical Manufacturers Association (NEMA), prepara estndares que establecen las

dimensiones, rating, y requerimientos de rendimiento para equipos elctricos. Sus estndares son ampliamenteusados en la preparacin de especificaciones de adquisicin.

LaNational Fire Protection Association (NFPA), establecen estndares y documentos que especifican los

requerimientos de proteccin al fuego y a la seguridad; en particular la NFPA, edita el ANSI/NFPA 70-1999,

National Electric Code, que es una herramienta de criterios de seguridad en instalaciones elctrica.

Definicin de Sistema de Potencia

Establecer una definicin nica de sistema de potencia, es algo difcil, ya que existe gran cantidad deautores que han establecido sus puntos de vista al respecto de sto, por ello, para ser objetivo se presentan los

conceptos internacionalmente aceptados por instituciones de importancia.

Una de las definiciones ms aceptadas a escala mundial, es la establecida por elInstitute of Electrical and

Electronics Engineer (IEEE -Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos), este define un sistema de

Potencia como: una red formada por unidades generadoras elctricas, cargas y/o lneas de transmisin depotencia, incluyendo el equipo asociado, conectado elctricamente o mecnicamente a la red1. Por otra parte

el diccionario de termitos elctricos y electrnicos de la IEEE, define el sistema de potencia como las fuentes

de potencia elctrica, conductores y equipos requerido para suplir la potencia elctrica2 [2].

Sobre la base de las definiciones antes expuestas, este autor, define un sistema de potencia, como:

1 IEEE, Power System Engineering Committee (1992). Transactions on Power Apparatus and System, July de

1992, pp. 1894-1898.2IEEE Standard Dictionary of Electrical & Electronic Terms, ANSI-IEEE Standard 100-1984.

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nobjetivodeevaluacin,oacadmico

s.Prohibidolareproduccintotalopa

rcialdeestedocumentosinautorizacindelautor.

DerechosReservadosdeA

utor2007.Copyright2007.

Red elctrica de potencia que se encarga de generar, transmitir y distribuir la energa elctrica, hasta

los consumidores.

Figura 1. Vista general de una Representacin simple de la Estructura de un Sistema de PotenciaTpico

Ha de entenderse, entonces, un sistema elctrico de potencia, como el conjunto de elementos queconstituyen la red elctrica de potencia siendo su funcin; generar, transmitir y distribuir, la energa elctrica

hasta los usuarios, bajo ciertas condiciones y requerimientos.

Las tareas de un sistema de potencia son realizadas por cada una de las mayores empresas que prestan elservicio de electricidad (Electric-Utility). A nivel mundial las empresas de suministro de electricidad son

tanto de capital pblico como privado. En pases como EE.UU. Reino Unido, Argentina, Per entre otros, las

empresas con capital privado son las que se encargan de prestar el servicio elctrico en su totalidad. En el

caso particular de Venezuela, el servicio suministro de energa elctrica efectuado por empresas de naturalezapblica y privada.

El Sistema Elctrico Nacional (SEN) lo conforman 18 empresas elctricas pblicas y privadas, todas

agrupadas en una organizacin denominada la Cmara Venezolana de la Industria Elctrica (CAVEINEL)

[3]. CAVEINEL tiene por objetivo ejercer la representacin institucional de sus afiliados y velar por los

intereses generales de la industria elctrica y su personal, en armona con los intereses de la colectividad. Lasempresas pblicas son CADAFE con cinco empresas filiales (Eleoriente, Elecentro, Eleoccidente, CADELA

y SEMDA), EDELCA, ENELVEN, ENELCO y ENELBAR. Las empresas privadas son la Electricidad de

Caracas con sus empresas filiales (CALEV, ELEGGUA y CALEY), ELEBOL, CALIFE, ELEVAL ySENECA.

Los sistemas de potencia son estructuras complejas y extensas, y debido a mltiples factores (estratgicos,

econmicos, etc.) no operan de manera aislada, sino que por el contrario, se encuentran relacionados entre s,

constituyendo lo que se denomina un Sistema Interconectado (Power-Pool). Un sistema interconectado son

dos o ms sistemas de potencia que se encuentran conectados elctricamente entre s, los cuales sonplanificados y operados de manera poder suministrar la energa de manera ms confiable y econmica a sus

cargas y consumidores, combinando, con los planes de expansin, mejora y mantenimiento de cada sistema,

con el objetivo de lograr crecer a la par de la carga.

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Figura 2. Estructura General del Sistema Interconectado Nacional

Las interconexiones facilitan la coordinacin de las actividades de planificacin y operacin de los

sistemas de generacin y transmisin de los sistemas de potencia; integrndolos a los efectos de expandir y

operar el sistema Interconectado, y as satisfacer la demanda de energa elctrica, asegurando la calidad y

confiabilidad del servicio al menor costo posible, mediante la optimizacin en el uso de las instalaciones y delos recursos energticos.

Ahora bien, en atencin a la definicin sencilla, resulta evidente que el sistema de potencia posea tres

partes principales: las centrales de generacin, las lneas de transmisin y las redes de distribucin; la

representacin de un sistema de potencia puede ser esquematizado de la siguiente Figura.

F

lujodeEnerga

Figura 3. Estructura General de un Sistema de Potencia

Las interconexiones en los sistemas de potencia se llevan a cabo en el nivel de transmisin (Tie-Line), esto

encuentra su justificacin en la posibilidad de poder intercambiar fcilmente grandes bloques energticos.

Figura 4. Estructura General de un Sistema de Potencia Interconectado

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Dentro de los sistemas de potencia debido a su estructura, es comn distinguir cuatro niveles funcionales u

operativos de tensin: generacin, transmisin, sub-transmisin y distribucin. El sistema de potencia estaconstituido por muchos elementos cada uno de ellos cumple con funciones especficas, de manera que en

operacin conjunta garanticen un flujo confiable y econmico de electricidad.

Sistema de Generacin

El sistema de generacin es la parte bsica del sistema de potencia, esta se encarga de entregar la energaelctrica al sistema, esto a partir de la transformacin de distintos tipos de energa primaria. El conjunto de

unidades generadoras reciben el nombre de centrales o plantas de generacin, siendo su tarea tomar una

fuente primaria de energa y convertirla en energa elctrica. El tipo de central de generacin y su ubicacin

depende de las condiciones fsicas de la fuente primaria de utilizacin. La seleccin del tipo de central de

generacin elctrica se realiza por criterios tcnicos y econmicos, siendo estos ltimos lo de mayorimportancia. Una central elctrica consta de las mquinas motrices, generadores, aparatos de maniobra y

proteccin, etc. que sirven para la produccin de energa elctrica. En la realidad, el nombre de central

elctrica es la abreviacin de Central Generadora de Energa Elctrica.

Las centrales de generacin, son instalaciones encargadas de entregar energa al sistema, a partir detransformar alguna fuente de energa primaria (Hidrulica, Trmica, Nuclear, Elica, Geotrmica, etc.) en

energa elctrica. Existen muchas y muy variadas formas de generar energa elctrica, pero de acuerdo a su

forma primaria de energa se pueden distinguir los siguientes tipos: Trmica, Hidrulica, Nuclear, Solar,Elica, Geotrmica, Magneto-Hidrodinmica, Maremotrices.

Sistema de Transmisin

Las lneas de transmisin constituyen los eslabones de conexin entre las centrales generadoras y las redes

de distribucin y conduce a otras redes de potencia por medio de interconexiones. La misin del sistema de

transmisin es transportar grandes bloques de energa desde los centros de generacin a los puntos delsistema, interconectar las diferentes centrales y/o diferentes sistemas de potencia.

Las lneas de transmisin son los elementos fsicamente ms extensos del sistema de potencia y poseen un

gran nmero de ventajas:

Permite producir la energa elctrica en forma ms econmica. Se logra disminuir la capacidad de reserva y reserva rodante. Permiten mejorar la contabilidad del sistema de potencia.

Capacidad de reserva:Es el nmero de mquinas necesarias para atender la carga punta.Reserva Rodante: (Spining reserve) se refiere al nmero de mquinas en vaco, necesarias para atender

cambios bruscos de carga.

Las lneas de transmisin operan a niveles de voltaje elevados, esencialmente se debe al hecho que alduplicar la tensin de operacin se cuadriplica la potencia que se puede transmitir. Por ejemplo si se quisiera

transmitir una potencia de 2000 MWatt a una distancia de 400 Km. se necesitaran aproximadamente 45

lneas de 115 kV, 15 lneas de 230 kV, 4 lneas de 380 kV, 2 lneas de 500 kV, o una lneas de 700 kV, sedebe recordar que el nmero de lneas no es el nico factor a estudiar para transportar energa elctrica.

En Venezuela, los grandes recursos hidrulicos se ubican en la regin de Guayana, mientras que las

centrales trmicas se encuentran en la zona central, de manera que para unir todas estas fuentes de generacin

con los distribuidos centros de consumos, se emplean las redes de transmisin de potencia elctrica. Las reas

(compaas elctricas) que conforman el Sistema Interconectado Nacional (S.I.N) se encuentran unidas

atreves de un Sistema de Transmisin que alcanza los niveles de tensin de 230, 400 y 765 kV. Cada uno de

estos sistemas recibe el nombre de Red Troncal de Transmisin, presentando longitudes apreciables como elenlace Guayana - Centro que posee aproximadamente 650 Km.

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Tabla 2. Longitud de las Lneas de Transmisin y la Red Troncal de Transmisin por nivel de

Voltaje en Venezuela (2005)

Nivel de

Voltaje

(kV)

Longitud

R.T.T.

(Km.)

Totales

(Km.)

115 306 10.401

230 3.940 5.606

400 3.906 4.190765 2.083 2.803

El sistema de de 400 y 765 kV son considerados dentro de los sistemas de Extra Alta Tensin (EAT oEHV: Extra High Voltaje) y son de relativamente reciente implantacin en el pas 1968 y 1986

respectivamente.

Sistema de Distribucin

La energa elctrica es transmitida frecuentemente en bloques de magnitud considerable y en altastensiones desde el punto de generacin hasta el rea donde se pretende distribuirla, de ah que sea necesario

ejecutar uno o ms pasos de transformacin para llevarla a los niveles de utilizacin. El sistema de

distribucin es el ltimo sub-sistema dentro de los sistemas de potencia antes de llegar a los consumidores.

Esta parte del sistema de potencia esta compuesto de lneas y dispositivos para distribuir la energa elctricahasta los usuarios. Estos pasos de transformacin dan lugar a las diferentes etapas del sistema de distribucin.

Dentro del sistema de distribucin se distinguen dos grandes niveles bien diferenciados:

Sistema de Distribucin Primaria. Sistema de Distribucin Secundario.


Primario


Secundario

Pecha

Cruceta

Figura 5. Estructura Fsica de un Sistema de Distribucin Areo Tpico

Las redes de distribucin constan de lneas de distribucin y dispositivos necesarios para distribuir laenerga elctrica hasta los consumidores, dentro de este sistema se distinguen dos grandes niveles bien

diferenciados.

Distribucin Primaria: que trabaja con niveles de tensin y potencia moderados. En Venezuela los nivelesde tensin suelen ser: 24 kV (Electricidad de Caracas ELECAR) 13.8 kV (Compaa Annima de

Administracin y Fomento Elctrico, CADAFE y sus comercializadoras) 6.9 kV (ELECAR y empresas

petroleras) y 4.16 kV (empresas del sector petrolero). En este nivel pueden ser alimentados consumidores

especiales como industrias y otros. Los circuitos de distribucin primario se caracterizan porque estnconectados a un solo punto o subestacin de distribucin, (Sistemas Radiales) y es muy poco visto solo en

casos especiales la conexin a ms de una subestacin (Sistema de Anillo Mltiple). Los niveles de potencia

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manejados en este sistema son modestos, as por ejemplo: para 13.8 kV. La capacidad de transporte no supera

los 5 MVA.Distribucin Secundario: Esta parte del sistema de potencia corresponde a los menores niveles de potencia

y tensin. Estando ms cerca del consumidor promedio (residencial). En Venezuela es comn que las

empresas elctricas suministren potencia en cuatro niveles de tensin bsicos y sus combinaciones 120/240V

(1,2) 208V (2,3), 480 y 600 V (3). De acuerdo a su configuracin los sistemas de distribucin pueden

ser:

Radial: muy econmico y utilizado en sitios rurales y de baja carga. Lazo o Anillo: Se usa en cargas medias, con mediana confiabilidad. Netwotks secundario: Especialmente utilizado para grandes cargas, requiere mayor inversin y

es caro.

Sistema de Sub-Transmisin

El sistema de sub-transmisin posee caractersticas muy similares del sistema de distribucin, pero

manejan mayor potencia (5 50 MVA) y se diferencian en que alimentan a un cierto nmero de

subestaciones de distribucin, los niveles de voltaje utilizados en Venezuela suelen ser: 69 kV, 34.5 kV, y 24

kV. El sistema de sub-transmisin se diferencia al de transmisin, debido a que el primero no realiza

interconexiones entre sistemas de potencias o centrales de generacin.

Breve Resea Histrica de la Electricidad Comercial

La evolucin tecnolgica de la energa elctrica cuenta en sus inicios con una serie de personajes que han

sido calificados como destacados genios de la historia de la tecnologa. Uno de ellos es Thomas Alva Edison

(1847-1931). Su invencin de mayor impacto en el uso masivo de la electricidad es la lmpara incandescentepara produccin en masa, en Octubre de 1879.

La trayectoria de Edison en la investigacin e invencin fue muy dilatada, en especial en el ao de 1878

cuando anuncia que inventar una lmpara elctrica segura y ms barata como alternativa a las lmparas de

arco y gas existentes al momento. Este anuncio es seguido por la formacin de un grupo que financi el

proyecto y que cre una compaa para tales fines, la "Edison Electric Light Company". Fue una de esas rarasocasiones en las que se financi una invencin que no exista, slo porque se confiaba en la trayectoria de

Edison. Catorce meses despus, Edison entregara su invencin que consisti fundamentalmente en la

bsqueda de un filamento apropiado para la lmpara incandescente. Entonces las lmparas incandescentes

fueron el motivo para la mayor divulgacin de la energa elctrica y las primeras cargas que se conectaron alos sistemas precarios de electricidad.

El suministro de electricidad sobre bases comerciales se bas inicialmente en generadores de corriente

continua que alimentaban instalaciones especificadas como los sistemas de iluminacin de calles, grandesalmacenes y teatros. En enero de 1882 la Holburn Viaduct Generating Station (Central Generadora del

Viaducto Holburn en Londres) comenz a funcionar y sta fue una de las primeras centrales de generacin de

energa elctrica del mundo que se utilizaba para consumidores privados de modo general en oposicin a las

instalaciones especializadas. Este esquema comprenda un generador de 60 kW accionado por una mquina de

vapor horizontal; la tensin de generacin era de 110 Voltios de corriente continua.El mismo ao empez a funcionar una central semejante en Nueva York. La planta elctrica de Menlo

Parkbrill con treinta (30) lmparas, cada una de las cuales poda ser encendida y apagada individualmente.

Tres aos ms tarde la planta elctrica de Pearl Street en el centro de la ciudad de Nueva York fueconcluida marcando as el inicio de la iluminacin elctrica de las ciudades del mundo. La historia de Edison

nos revela su evidente contribucin en el desarrollo de la electricidad, pero tambin nos revela sus

innovaciones como la creacin de un laboratorio de investigacin industrial y la novedosa forma definanciarlo (capital de riesgo). En resumen, Edison personifica al verdadero espritu innovador y emprendedor

que ha caracterizado al desarrollo tecnolgico desde entonces.

Las redes iniciales de distribucin de electricidad, como es el caso de la instalada por Edison en Nueva

York, utilizaban corriente continua. Al aumentar el consumo, el cual ha crecido casi exponencialmente a nivel

mundial desde principios de siglo, y al tener que recurrir a fuentes de energa abundante y econmica como es

el caso de la energa hidrulica, result que las fuentes de energa estaban ubicadas a considerables distanciasde los centros de consumo. Esto plante el reto de la transmisin de electricidad a largas distancias. Tal fue el

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caso de la generacin de electricidad en las Cataratas de Nigara, que deba ser trasmitida a travs de una

distancia de 700 kilmetros a la ciudad de Nueva York.

Surgi el uso de la corriente alterna (1881) como tecnologa que solventaba los problemas de la corriente

continua, el desarrollo de las redes de corriente alterna, empez en 1885 cuando George Westinhouse compr

las patentes que protegan el sistema de transporte de corriente alterna, desarrollado porL. Gaulard y J. D.

Gibbs de Pars.

La primera central importante de corriente alterna de Gran Bretaa se instal en Deptford en donde la

energa se generaba mediante mquinas de 10.000 HP, y se transmita a 10 kV a los consumidores de

Londres. Durante este perodo la batalla entre los defensores de la corriente alterna y los de la corrientecontinua alcanz su nivel ms intenso y agrio. Durante este mismo perodo tuvo lugar un desarrollo semejante

en los Estados Unidos y en otros pases del mundo. Debido principalmente al invento del transformador

prevalecieron los defensores de la corriente alterna y comenz un rpido desarrollo de las centralesgeneradoras de electricidad en locales de modo que cada gran ciudad o centro en el cual se consuma una

cantidad importante de energa elctrica tenia su propia central en funcionamiento. William Stanley, antiguo

socio de George Westinghouse se dedic a probar transformadores en su laboratorio de Great Barrington,

Massachusetts. All en el invierno de 1885-1886, instal Stanley la primera red experimental de distribucinde corriente alterna que alimentaba inicialmente 150 lmparas de la ciudad. La primera lnea de transmisin

de corriente alterna se puso en funcionamiento en 1890, para llevar energa elctrica, generada en una central

hidroelctrica desde Willamette Falls, hasta Portland, Oregn, distante una de las otras 13 millas (21 km).Las primeras lneas de transmisin fueron de tipo monofsico, la energa era solo utilizada inicialmente

para alumbrado, incluso los primeros motores eran de tipo monofsicos.

El 16 de mayo de 1888 Nikola Tesla (el mismo personaje que le dio el nombre a la unidad de induccinmagntica) present un trabajo donde describa los motores de induccin monofsicos y los sincrnicos.; apartir de entonces la importancia de los motores polifsicos se hacan evidente especialmente en las

exposicin de Chicago de 1893, donde se mostr en publico una red de distribucin elctrica bifsica. Las

bondades de la corriente polifsica, y especialmente la trifsica fue gradualmente sustituyendo la corriente

continua, para el ao de 1894 en los Estados Unidos existan cinco (5) centrales de generacin de las cuales

una era bifsica y las restantes trifsicas. Esencialmente la rpida aceptacin del sistema trifsico en corrientealterna, se debi a la existencia del transformador, que permite elevar los niveles de tensin de la generacin

para la transmisin aumentando la capacidad de transporte.Anecdticamente, Edison perdi una licitacin

para instalar una lnea de transmisin Nigara - Nueva York, al insistir en tecnologa de corriente continua.En la dcada de los cincuenta surge la corriente continua como posibilidad de transmitir energa elctrica

a grandes distancias, por su simplicidad y baja prdidas comparada con la corriente alterna, y por la

disponibilidad de los rectificadores de arco de mercurio. Estos ltimos dispositivos electrnicos permiten la

conversin de corriente continua a corriente alterna y viceversa, lo cual implica poder usar las ventajas deambos sistemas: la eficiencia en transmisin en alto voltaje y largas distancias de la corriente continua, por un

lado: y la eficiencia en distribucin en distancias relativamente cortas y bajo voltaje de la corriente alterna,

por el otro lado.

Hoy en da, se dispone de rectificadores controlados en estado slido que permiten la conversin decorriente continua a corriente alterna con mucho mayor eficiencia. Irnicamente, Edison propuso transmitir

energa en corriente continua y perdi una licitacin: hoy sta es una tecnologa ampliamente dominada.

Evidentemente, Edison estaba adelantndose al futuro.El sistema de transmisin en corriente continua, ha sido demostrado que en pases como los Estados

Unidos que son econmicamente inaceptables para longitudes menores a 350 millas (553 Km.) mientras que

en pases de Europa, donde las longitudes de las lneas son considerablemente mayores, existen en

funcionamiento lneas de transmisin en corriente continua.

Con el transcurrir del tiempo la transmisin de energa elctrica ha experimentado un crecimiento rpidoen los niveles escalonados de tensin, esto surge como una respuesta al aumento paulatino de la demanda

elctrica, la primitiva red de 1890 instalada entre Willamette - Portland operaba a 3300 Voltios, en 1907 sefuncionaba con tensiones de 100 kV, para 1913 la tensin aument hasta 150 kV, a 220 kV en 1926, a 287 kV

en la lnea de Hoover Dam a Los Angeles entro en servicio en 1936. Para el ao de 1965 se puso enfuncionamiento la primera lnea de 345 kV. En 1965 se coloc en operacin la primera lnea de 500 kV;

cuatro aos despus en 1969 se coloc en funcionamiento la primera lnea de 765 KV. Hoy en da seexperimentan con lneas en tensiones de operacin de 1100 y 1500 kV, de hecho, la extinta Unin Sovitica

consta de una lnea de 1200 kV, de 2500 Km. de longitud, para interconectar tres sistemas de potencia:

Siberia, Kazah y Ural.

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En el ao de 1917, se efecto la primera interconexin en los Estados Unidos, de esta manera, se unific la

frecuencia de operacin y se comienza la produccin ms econmica de energa, y adems de aumentar laconfiabilidad del sistema elctrico. Estas interconexiones trajeron consigo grandes ventajas pero tambin un

nmero considerables de problemas tcnicos.

La lmpara incandescente por su lado ha sufrido innumerables mejoras desde su invencin y ha

encontrado un serio rival en la lmpara fluorescente que es ms eficiente, es decir, obtenemos mayor

luminosidad con menos energa elctrica. Las lmparas fluorescentes haban restringido su uso a grandes

reas (industriales, oficinas, salones de clase, etc.) con muy poco uso en el hogar. Los avances recientes enmicroelectrnica han logrado sustituir los tradicionales balastros electromecnicos por balastros electrnicos

de significativamente menores dimensiones y ha comenzado un proceso de uso intensivo de lmparasfluorescentes que sustituyen directamente las lmparas incandescentes en el hogar. Las nuevas lmparas se

caracterizan por mayor eficiencia, confiabilidad y durabilidad. Esto constituye parte de una tendencia general

de ahorro en el consumo de energa elctrica que tiene detrs de s los avances en nuevos equipos elctricosde mejor desempeo que utilizan componentes microelectrnicos.

El suministrar energa elctrica a una comunidad requiere de un complejo sistema de generacin,

transmisin y distribucin de electricidad en escalas que superan en rdenes de magnitud aquella pequea red

de Edison en Nueva York. Los cambios tecnolgicos experimentados en cada una de las etapas del proceso de

llevar energa elctrica al hogar o a la industria han sido dramticos.En el caso de la generacin de electricidad hemos visto la incorporacin de nuevas fuentes, como la

energa elica, fotovoltaica, celdas de combustible (fuel cells) y otras, adems de las tradicionales fuentes de

energa hidroelctrica y termoelctrica. En estas dos ltimas, an cuando han cambiado poco los principiosbsicos de funcionamiento, el nfasis ha estado en disear plantas de generacin con mayor eficiencia,

confiabilidad y con menos posibilidades de perturbar el medio ambiente incorporando tcnicas ms novedosas

de diseo, simulacin, nuevos materiales y las ms recientes tecnologas de la informacin, control y

telecomunicaciones. Es necesario destacar el caso de la energa nuclear que se utiliza como fuente degeneracin de vapor en plantas termoelctricas, que ha sufrido serios reveses en seguridad con sus graves

consecuencias en el medio ambiente (Chernobyl en Rusia y Thee Mile Island en los Estados Unidos) y al

mismo tiempo ha resultado ser una energa costosa ante la sostenida baja de los precios de los combustibles

tradicionales como petrleo, carbn y gas natural. La consecuencia inmediata de estos dos factores ha sido la

salida de operacin de varias plantas elctricas nucleares en estados Unidos mucho antes de su perodoesperado de vida, lo cual podra significar el fin del uso de esta tecnologa. Sin embargo, por razones de

escasa disponibilidad de otros recursos energticos y de seguridad nacional, otros pases (los de Europa, porejemplo) en el mundo han continuado el uso creciente de energa nuclear para la generacin de electricidad.

Es evidente que los esfuerzos tecnolgicos estarn orientados a mejorar la seguridad, confiabilidad y a

disminuir los costos de las plantas nucleares.En los ltimos diez aos ha existido una efervescencia en los medios cientficos ante la posibilidad de

obtener materiales superconductores, comercialmente disponibles, que funcionen a temperatura ambiente. Los

materiales superconductores permiten que la corriente elctrica fluya en su interior sin resistencia, que es la

fuente ms frecuente de prdidas y recalentamiento de los materiales elctricos tradicionales. Sin embargo, la

superconductividad slo se observa en algunos conductores a temperaturas por debajo del helio liquido y

cercano al cero absoluto (-273 Celcius). Desde 1911, cuando la superconductividad fue observada porprimera vez por el cientfico holandsHeike Kamerlingh Onnes (quin gan el premio Nobel en 1913 por este

descubrimiento), hasta nuestros das, la ciencia no ha cesado de la bsqueda de aleaciones superconductoras a

temperatura ambiente.Hasta ahora slo se han logrado cermicas superconductoras que funcionan a 95 grados Kelvin a nivel de

laboratorios, en resultados presentados por los fsicos Ching-Wu Chu y Maue-Kuen Wu de los Estados

Unidos, en la reunin anual de la Sociedad Americana de Fsica en Nueva York a principios de 1987. En esta

tormentosa reunin la exclamacin general fue "nuestras vidas han cambiado", dado el impactorevolucionario que tendra en las tecnologas existentes de generacin, transmisin y almacenamiento de

electricidad. Los esfuerzos cientficos y tecnolgicos de muchos grupos de investigacin a nivel mundial

estn en la incesante bsqueda de nuevos materiales. Es de mencionar que existen unidades comerciales de

generacin que utilizan superconductores que estn enfriados a -269 Kelvin, desarrollados por"Westinghouse"y "General Electric Co."separadamente.

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Evolucin de la Tcnica en los Equipos de Sistemas Elctricos de

Potencia

Debido al continuo aumento experimentado en los ltimos veinte aos en los escalones de voltajeadoptados para el transporte econmico de la energa elctrica y debido a que el paso de un voltaje nominal a

otro mas elevado trae consigo siempre asociado la resolucin de problemas sumamente complejos, tanto

desde el punto de vista de los estudios en el laboratorio como en la aplicacin constructiva de los equipos para

obtener instalaciones que satisfagan las ms rgidas condiciones con la mxima economa, se ha preferidoprofundizar en el tema de las tensiones elevadas, dejando a un lado lo concerniente a las bajas y medias

tensiones por no implicar problemas especiales con la evolucin de la tcnica actual y por el hecho de que se

tiende para estas instalaciones a la construccin de unidades modulares normalizadas.El crecimiento constante de la carga y del consumo de energa elctrica, motivados principalmente por el

desarrollo industrial y la elevacin del nivel de vida de las poblaciones requieren una mayor ampliacin

peridica de los sistemas elctricos de generacin y distribucin. Un crecimiento anual acumulativo del 10%

de la demanda elctrica significa la duplicacin de las instalaciones de generacin cada siete aos y un

crecimiento de 7% que corresponde normalmente a los pases industrializados, representa duplicar lacapacidad de generacin cada diez aos.

A fin de atender la demanda se ha de instalar suficiente generacin para poder atender los requerimientos.

Durante el perodo 2000-2004 en Venezuela, la capacidad nominal del SIN aument inter-anualmente 2% alregistrar al final de 2004, una capacidad total de 21.198 MW. Esta variacin se debe principalmente a la

expansin de la capacidad de generacin hidrulica mediante el aprovechamiento del bajo Caron. En este

sentido, desde el ao 2000 la proporcin entre la capacidad hidrulica y la trmica se ha mantenidoaproximadamente en 2:1.

Tabla 3. Capacidad Instalada del Sistema Interconectado Nacional, Periodo 2000-2004

Empresa 2000 2001 2002 2003 2004

Variacin

Interanual

(%)

CADAFE 3.619 3.619 3.578 3.588 3.658 0.3

EDELCA 11.845 11.845 11.845 12.565 13.285 2.9

EDC 2.255 2.341 2.316 2.316 2.236 -0.2

ENELVEN 1.175 1.175 1.175 1.475 1.409 4.6ELEVAL 213 213 213 213 198 -1.9

ENERBAR 151 151 151 151 130 -3.7

ENELCO 40 40 40 40 40 0.0SENECA 250 250 250 250 232 -1.9

SEMDA 0 0 0 0 10 100.0

Capacidad

Instalada

en MW

SISTEMA 19.549 19.635 19.569 20.619 21.198 2.0

En lo que a demanda del Sistema Interconectado Nacional se refiere, el perodo 2000-2004 se caracteriz

por presentar un crecimiento interanual de 3,7%, al pasar de 11.938 MW en 2000 a 13.807 MW en 2004. Este

crecimiento se debi principalmente al incremento interanual de la demanda de CADAFE 5%, cuya cargaaument homogneamente en sus tres reas, y al de EDELCA 4,5%. Por otra parte, las empresas EDC y

ENELVEN contribuyeron con el crecimiento interanual del SIN en 1% y 3% respectivamente.

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Tabla 4. Demanda Mxima Sistema Interconectado Nacional, Perodo 2000-2004

Empresa 2000 2001 2002 2003 2004

Variacin

Interanual

(%)

CADAFE 4.104 4.326 4.576 4.637 4.997 5EDELCA 3.422 3.495 3.699 3.829 4.076 4.5

EDC 1.812 1.888 1.868 1.319 1.395 1

ENELVEN 1.241 1.317 1.317 1.319 1.395 3

ELEVAL 237 246 239 238 249 1.2

ENERBAR 504 497 485 492 520 0.8ENELCO 580 657 606 613 615 1.5

SENECA 221 218 213 205 222 0.1

SEMDA 298 303 281 293 352 4.3

Demanda

Mxima en

MW

SISTEMA 11.938 11.463 12.813 13.052 13.807 3.7

La siguiente grfica muestra la evolucin de la demanda mxima del sistema:

Para poder cubrir satisfactoriamente las necesidades del crecimiento de los consumos elctricos se

requieren cada vez mayores inversiones de dinero y para que el uso del capital sea rentable se tiene a laelevacin de la potencia unitaria de las unidades de generacin para disminuir su costo especifico y a la

interconexin entre centrales elctricas, a fin de reducir al mnimo tcnico las unidades de reserva, con elconsiguiente ahorro en los costos de generacin. Por esta razn hoy en da se construyen unidades

termoelctricas de 1000 MW y 1350 MW, y las reservas se reducen a valores del 10% al 15% de la capacidad

total instalada.Para transmitir las grandes potencias a los centros de consumo, estn o no alejados de las fuentes de

generacin, se necesitan lneas de transmisin, subestaciones elevadoras de tensin en las centrales elctricasy subestaciones reductoras de tensin en los centros de carga. Estas potencias pueden transportarse con

muchas lneas de transmisin a tensiones medianamente altas o con pocas o una sola lnea en altas o en muy

altas tensiones.

El inters de utilizar tensiones cada vez ms altas para transmitir potencias muy elevada se justifica

debido que al duplicar la tensin de servicio se cuadriplica aproximadamente la potencia de transporte. Sedesprenden en consecuencia que la utilizacin de tensiones cada vez ms grandes se hace un requisito

bsicamente econmico.

Evolucin Histrica del Sistema de Transmisin Venezolano

Antes de la instalacin de la Central Hidroelctrica Macagua I, en Ciudad Guayana existan dos centros

principales de generacin de energa; el de CADAFE, que abasteca a San Felix por medio de plantas del tipo

diesel y el de la Orinoco Mining Company, que distribua a su propio campo industrial y al Puerto Ordaz conotra planta termoelctrica.

14.000

13.000

12.000

11.000

10.000

9.000

8.000

7.000

20/10/2000 12/12/2001 27/112002 26/11/2003 14/12/2004

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Figura 6. Lneas de Transmisin de 765 kV, salida de la Subestacin Guri, propiedad de EDELCA,

Guri, Edo Bolivar, Venezuela.

En el ao de 1958 se inaugura la planta hidroelctrica Macagua I, se establece la pionera del desarrollohidroelctrico del Caron, poniendo en servicio el primer sistema de transmisin propiedad de la empresa

CGV Electrificacin del Caron, (EDELCA), una sencilla red constituida por una lneas de transmisin a 34.5

kV. en forma de anillo, que abastece el embarque de mineral de hierro de Palua, cerca de San Felix, lasinstalaciones de lo que era la Orinoco Mining Company, ahora Ferrominera del Orinoco CVG, y la

subestacin Castillito desde donde se alimenta Puerto Ordaz. Tambin forma parte de esta red la lnea de dos

circuito a 115 kV., que transmite energa a la Siderrgica del Orinoco. CVG. Electrificacin del Caron

EDELCA cumple con dos funciones como empresa elctrica: generar y transmitir grandes bloques de energa;

mientras que las operaciones de distribucin de energa a clientes especficos queda a cargo de empresascomo CADAFE y C.A La Electricidad de Caracas ELECAR, entre otras.

En el ao de 1960, se garantiza una energa econmica y abundante proporcionada por Macagua I, siendola base de la expansin industrial de Guayana, permitiendo la instalacin de diferentes empresas, creando un

gran nmero de empleos y un acentuado crecimiento demogrfico en menos de una dcada contribuyendo conla descentralizacin de las actividades econmicas del pas. Para 1966, comienza la ejecucin de la primera

etapa de la central hidroelctrica Gur, se construye la subestacin Guayana, ubicada en el rea de Matanzas,

y se instala la primera lnea de transmisin a 230 kV, operada en Venezuela. Durante 1966, se enrgico lasegunda lnea de dos circuitos a 115 kV para Sidor y otra de un circuito a 34.5 kV para servir las poblaciones

de Upata y El Pao.

El 28 de Agosto de 1968 entra en funcionamiento el Sistema Interconectado Nacional (SIN) entre las

empresas EDELCA y CADAFE, esto se realiza a travs del enlace de los centros de generacin de Oriente,Centro y Guayana, con una lnea a 230 kV tendida por CADAFE desde la subestacin Guayana hasta la

subestacin Santa Teresa del Tuy. Esta interconexin contaba originalmente con un sistema de dos lneas a

230KV que una a Guayana con la Regin Central cubra principalmente las zonas de Guayana, oriente centro

de Venezuela incluidas las poblaciones cercanas a Barquisimeto.En ese mismo ao, EDELCA ampli su red regional con la puesta en servicio de una lnea a 115 kV para

Alcasa y el parcelamiento industrial de Matanzas, y otras lneas a 35.4 kV para las subestaciones

abastecedoras de Puesto Ordaz, Los Olivos y Castillito. Tambin se instala una lnea de 34.5 kV que parte dela subestacin Macagua hasta la subestacin Chirica donde CADAFE distribuye energa a San Felix.

Una vez entendida cabalmente la conveniencia de alimentara con hidroelectricidad la regin central del

pas desde Gur, se realizaron los estudios para seleccionar el sistema de transmisin ms apropiado para esta

interconexin. Como antecedente se tena el sistema de 230 kV de la subestacin Guayana - Santa Tersa,

construido por CADAFE, pero el nuevo sistema requiera una mayor capacidad para transportar energagenerada por la primera etapa de Gur.

Finalmente luego del estudio tcnico econmico, se selecciona el sistema de transmisin a 400 kV,

(utilizados desde 1969 en pases como Rusia, USA, Australia, Canad, Egipto, Japn, Mxico, Inglaterra,

Brasil y Argentina). Con el cual Venezuela entra en el rango de transmisin denominada Extra Alta Tensin(EAT) La primera lnea entra en operacin en 1969 con esta se amplia el mbito de operacin hasta la ciudad

de Barinas en el occidente del pas y la segunda en 1975.El sistema de 400 kV, se compuso originalmente de dos lneas de transmisin que van desde Gur hasta la

subestacin Santa Teresa pasando por las subestaciones el Tigre y San Gernimo. El sistema de 400 kV

construido por la empresa EDELCA se ha expandido en los ltimos aos de manera muy rpida, como

consecuencia de el aumento de la demanda a nivel nacional.

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Tabla 5. Crecimiento del Sistema de Transmisin de 400 kV de EDELCA

Ao Km. De Lneas Nmero de Lneas

1968 - -

1969 568 2

1974 568 21976 1128 6

1978 1196 7

1980 1332 9

1986 1353 11

1995 2608 18

En 1976, como consecuencia de una modificacin en los planes de expansin de generacin (PlantaCentro y Ampliacin de Tacoa) as como la incorporacin de otras reas, las empresas integrantes del Sistema

Interconectado Nacional designaron una comisin para elaborar un nuevo contrato de interconexin, que

contemple la incorporacin del occidente del pas. Este contrato de mayor flexibilidad a las empresas

integrantes del Sistema Interconectado respecto a los costos de tarifas y la definicin de los intercambios de

energa.Con la puesta en servicio por parte de EDELCA del sistema de transmisin a 765 kV desde Gur hacia las

subestaciones La Horqueta y La Arenosa a inicios de 1986 y la subestacin Diego de Lozada en 1989 se da un

gran poso en el sistema de transmisin venezolano. A inicios de 1986, EDELCA pone en servicio el sistema

de transmisin en 765KV Gur - Regin Central, obra pionera en su nivel de tensin en Venezuela, que consta

de dos lneas de 630 Km, de longitud cada una, as como una subestacin terminal en Gur, dos intermedias ydos subestaciones terminales en Villa de Cura estado Aragua, y Tocuyito estado Carabobo, respectivamente.

Figura 7. Lneas de Transmisin a 765 kV propiedad de EDELCA, Guri, Edo. Bolivar, Venezuela

En forma ms detallada este sistema esta conformado por dos etapas:

Primera Etapa: comenz a implementarse desde el 15 de febrero de 1986, esta compuesta por doslneas de 1237 Km. de longitud (4 conductores por fase ACAR 1300 MCM 18/19). Estas siguen la

ruta Gur - La Horqueta (Villa de Cura) y Gur - La Arenosa (Tocuyito), pasando ambas por Malena

y por San Gernimo (cerca de Valle de la Pascua). El tramo Gur - San Gernimo, las lneas de

transmisin se encuentran separadas una distancia de 1 Km, durante casi toda su extensin, y a partirde unos 50 Km. al noroeste de la subestacin San Gernimo, se separan en dos rutas diferentes para

dirigirse una a Villa de Cura (La Horqueta) y otra a Tocuyito Edo. Carabobo (La Arenosa).

Segunda Etapa: se puso en operacin el 15 de Diciembre de 1990, consisti en la construccin de latercera lnea a 765 kV. de 550 Km. de longitud. Esta sigue la ruta Gur - Subestacin Sur, pasando porla subestacin Malena y por la subestacin San Gernimo. Asociada a esta tercera lnea se construyo

la subestacin Sur a 765 kV. Tambin forma parte de esta segunda etapa, la construccin de las lneas

de interconexin entre las subestaciones Sur - La Horqueta - La Arenosa - Yaracuy (273 Km.), lo cual

involucra la construccin de las subestacin Yaracuy a 765 kV. (en Yaritagua) y las ampliaciones de

las subestaciones La Arenosa y La Horqueta. La interconexin del sistema elctrico nacional ha sidoconsiderablemente reforzada con un gran nmero de lneas puestas en operacin en extra alta tensin

adems de aumentar la energa generada por EDELCA, por parte de CADAFE y La Electricidad de

Caracas.

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