Modelo de Calculo Electrico

DLTCAD MODELOS DE CÁLCULO ABS INGENIEROS

ABS Ingenieros SAC www.absingenieros.com Telf. (51 –1) 6378417 / 2257556 Pag.

1

MDM 006-DLTCAD:

CÁLCULOS ELÉCTRICOS

1. CÁLCULO DE CAPACIDAD TÉRMICA DEL CONDUCTOR (AMPACITY)

Para el desarrollo de cálculo se hace uso de de la ecuación de calor (equilibrio térmico). (Según

IEEE 738)

1.1 Estado Transitorio

La temperatura de un conductor de alto voltaje está cambiando constantemente en respuesta

a cambios en la corriente eléctrica y el clima, y cualquier cambio en la corriente eléctrica se

limita a un cambio de corriente inicial (Ii) a una corriente final (If), tal como se ilustra en la

Figura 1.

La ecuación del balance térmico en sistema transitorio esta dado por la siguiente formula.

1.2 Estado Estable



2

La temperatura máxima (Tc) se determina de acuerdo a la potencia requerida a transmitir por

la Línea de Transmisión; es decir a una temperatura máxima (Tc) obtenemos la corriente y

Potencia máxima Transmitida; para mayores detalles ver anexo 03.

Pérdidas por convección (qc) :

Pérdidas por Convección Natural(qcn)

Pérdidas por Convección Forzada(qc1, qc2)

De los resultados se toma el mayor de los tres cálculos. qc = máx.(qcn, qc1, qc2)

Calor Radiado del conductor (qr) :

Calor Irradiado por el Sol (qs) :

Cálculo de Resistencia Eléctrica del Conductor:

Simbología:

f = Densidad de aire

D = Diámetro del conductor

Tc = Temp. Máxima Admisible del conductor

Ta = Temperatura ambiente del aire

Vw = Velocidad del viento

f = Viscosidad dinámica de aire

Kf = Conductividad térmica del aire



3

Kangle = factor de la dirección del viento

= Emisitividad Conductor

= Absorbidad Solar

Qse = Flujo de Calor corregido

θ = Angulo efectivo de los rayos del Sol

Hc = Altitud del Sol

Zc = Azimut del Sol

Z l = Azimut de Línea

R(Thigh)= R(75°C) (según IEEE 738)

R(Tlow)= R(25°C) (según IEEE 738)



4

2. Cálculo de Temperatura de Conductor por Sobrecargas (Sobrecorrientes)

Este caso se da en condiciones imprevistas, originando el incremento de corrientes por fallas

en el sistema eléctrico, consecuente con ello se deberá calcular la temperatura máxima del

conductor de tal manera prevenir la violación de las distancias mínimas de seguridad

consideradas en el Código Nacional de Electricidad.

Bajo esta premisa hemos desarrollado el programa mediante la teoría y formulas

correspondientes al libro OVERHEAD CONDUCTOR (Manual 2nd Edition) Southwire, que a

continuación mostramos.



5

Datos reales requeridos:

Isc = Corriente registrada por el interesado(A).

A = Sección del conductor (mm2)

t = Tiempo de falla (seg)

T1 = Temperatura antes de la falla (°C)

Despejando y remplazando en la ecuación (3-27) obtenemos la Temperatura máxima de falla

(T2), la misma que será usada en la hipótesis V (Máxima flecha) para determinar la distancia de

seguridad a predios.

3. PARÁMETROS ELÉCTRICOS DE UNA LÍNEA

DEFINICIONES PREVIAS:



6

PARÁMETROS ELÉCTRICOS LONGITUDINALES: REACTANCIA DE LA LÍNEA Para el cálculo de la reactancia se requiera calcula la Inductancia de la Línea. La inductancia Industrial de una Línea en (H) se calcula mediante la siguiente expresión:

Expresando en H/km Resulta:



7

Disposiciones mas comunes de los circuitos eléctricos en las Estructuras de la Línea de Transmisión.

Radio Equivalente:

Formula general:

En los casos particulares, para cada una de las configuraciones típicas se tiene:



8



9

Diámetro Medio Geométrico (Diámetro Equivalente) Las disposiciones típicas de los circuitos eléctricos en una estructura, considerando el número de conductores por fase son:

El cálculo de las DMG entre fases se realiza mediante las siguientes Fórmulas generales



10

Reactancia Total (XL) Conocido la Inductancia unitaria (Lk ) la Inductancia Total (L) resulta de:

Y finalmente la Reactancia Total resulta:

Con lo que se obtiene: Z= R+jXL

PARÁMETROS ELÉCTRICOS TRASVERSALES: CAPACITANCIA Ck: La capacitancia Unitaria se calcula mediante la fórmula

e

e

k

r

D

xC

log

102.24 9



11

CONDUCTANCIA G:

Para el cálculo de la conductancia se toma en cuenta las perdidas ocasionadas por las corrientes de fuga en los aisladores como las pérdidas por el efecto Corona.

Las pérdidas por las corrientes de fuga en los aisladores son muy pequeñas por lo que generalmente se consideran despreciables.



12

PÉRDIDAS POR EFECTO CORONA:

Tensión Crítica Disruptiva (Uc): Se calcula de la siguiente forma:

r: Radio del subconductor

Considerando, la altura de presión relativa (h) en cm de Mercurio y la temperatura



13

La altura (h) se calcula de la siguiente forma:

Donde: y es la cota (Altitud) en metros donde se ubica el proyecto. La tensión máxima de servicio (Um), para efectos del presente cálculo se considera:

Para el cálculo del efecto Corona vale la comparación: Si Uc> Um No hay efecto Corona Si Uc< Um Si hay efecto Corona Finalmente se Calcula las Pérdidas corona, mediante la siguiente fórmula empírica:

Siendo el resulta en (KW/km) Luego se tiene:

Las pérdidas por Conductancia por fase y por km serán entonces:

La Conductancia Total en Siemens (Longitud en km).

Finalmente los parámetros eléctricos de la línea son:



14

CÁLCULO DE LÍNEAS ELÉCTRICAS Para el cálculo de líneas eléctricas se toman en cuenta las siguientes consideraciones:

Un LT se representa mediante el siguiente modelo general:

De donde se tiene las ecuaciones de balance:

R

R

G

G

I

V

DC

BA

I

V*

RRG BIAVV

RRG DICVI

Los parámetros ABDC son números complejos donde A y D no tienen unidades, B se expresa en Ohms y C en mhos. De esta forma en general una línea de trasmisión se puede representar mediante el modelo eléctrico:

ABCD VR VG

IG IR



15

Y Considerando el caso general de líneas infinitas, los parámetros de transmisión se pueden calcular mediante las siguientes formulas:

Teniendo estos parámetros los cálculos de los demás componentes se pueden calcular de la

siguiente forma:

Referencias:

“Draft Standard for Calculating the Current-Temperature of Bare Overhead Conductors”

– IEEE P738/D2, August 2006

“Overhead Conductor” – Southwire Company Overhead Conductor Manual”

ABS INGENIEROS SAC www.absingenieros.com

facebook.com/electrical.software [email protected]

Telef. (51-1) 6378417 / 2257556 Lima - Perú

ZY

1O

O

ZZ

Y Y

coshA

senhOB Z

1senh senhO

o

C YZ

D A

http://www.absingenieros.com/

http://www.facebook.com/electrical.software

Modelo de Calculo Electrico

Documents

Transcript of Modelo de Calculo Electrico