Transmision en El Mundo

7/23/2019 Transmision en El Mundo

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Conceptos y alternativas de

transmisin

Estado del arte de Las Lneas de Transmisin en alta tensin

Enero 2016Prof. Juan Bautista

El material presentado es de uso exclusivo para los alumnos de la Facultad de IngenieraElctrica y Electrnica de la Universidad Nacional de Ingeniera. Lima Per. No se vende nicomercializa.


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Bibliografa


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La transmisin en alterna

La seccin de los conductores de las lneas de

transporte de energa elctrica depende de laintensidad.

Mayor seccin obliga a Mayores costes enconductor, en los apoyos y en la obras civiles.

A mayores niveles de tensin la corriente se vereducida.

Esto se hace con transformadores.


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Algunas caractersticas

Son ms baratas que las subterrneas, Presentan unas caractersticas de

refrigeracin muy buenas, ya que estn alaire libre, lo que favorece notablemente laconveccin.

Presentan mayores averas, debido a lascondiciones meteorolgicas (agua, nieve,

hielo, viento, etc)


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Suelen usarse para distancias superioresa los 100 km, llegando incluso a los 1.000km.

A partir de los 400 km se hace necesarioel uso de elementos de compensacin de

reactiva.

Vida til bastante buena (entorno a los

40 aos).


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Divisiones de acuerdo con la literatura inglesa:

Ultra High Voltage (UHV),

Extra High Voltage (EHV) y

High Voltage (HV)


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Niveles de tensin y sus aplicaciones


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Para lneas ya construidas

Como consecuencia de los avances en lo refere

nte a la electrnica de potencia se han creadodispositivos muy eficaces, como por ejemplo, losllamados FACTS (Flexible Alternating Current

Transmission Systems), cuya finalidad es dirigirel flujo de corriente de forma ms eficiente,canalizando este flujo por lneas que estn msdescargas, aumentando as la capacidad de laslneas ya construidas.


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El efecto corona

Otro de los problemas que nos presenta laAC, es el efecto corona que se produce enlos conductores de las lneas de alta

tensin y se pone de manifiesto en formade halo luminoso a su alrededor.

Dado que los conductores suelen ser deseccin circular, el halo adopta una formade corona, de ah el nombre del fenmeno.


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El efecto corona est causado por la ionizacin

del aire circundante al conductor debido a losaltos niveles de tensin de la lnea, en elmomento que las molculas que componen el aire

se ionizan, stas son capaces de conducir lacorriente elctrica y parte de los electrones quecirculan por la lnea pasan a circular por el aireproducindose prdidas no deseadas y quepueden llegar a ser peligrosas.


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Consecuencias del efecto corona

Prdidas de energa

Deterioro de los materiales debido al bombardeo deiones.

Produccin de compuestos nocivos, como son: Elozono (O3), xidos de nitrgeno (NOx) y en presencia dehumedad podemos obtener incluso cido ntrico (HNO3).

Generacin de un ruido audible y electromagntico.

Generacin de luz.


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Transmisin en AC: El efecto Skin

Un gran problema de la transmisin en AC,viene dado por el efecto pelicular (skin)que supone un incremento de la resistencia

elctrica efectiva, debido a la distribucinno homognea de la corriente en la seccindel conductor que ser consecuencia deldistinto valor de la inductancia en lasdiferentes subsecciones del conductor.


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El incremento de la frecuencia (f).

El aumento del radio del conductor, ya que alaumentar dicho radio se deja la zona central del

conductor ms desaprovechada.Distribucin de corriente a) DC y b) AC


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El aumento de la conductividad elctrica del

material.

Si aumenta la conductividad ( ), disminuye la

resistividad () al ser inversamenteproporcionales = 1/

Ello implica que si la resistencia del conductores menor, se hace ms destacable la distribucinno homognea.


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Para paliar el efecto pelicular en AC,se suele recurrir al uso de conductores

de hilos trenzados (muy usados en laslneas areas, y tambin en cables) oal uso de conductores huecos (que

ser el tipo de conductor quetendremos en las lneas GIL).


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Las Lneas areas

Es la opcin ms usada para el transporte de la

energa.

Generalmente, se tiene sistemas elctricos de

transporte de potencia en corriente alternatrifsicos (HVAC)

Esta tecnologa para el transporte de energa deun lugar a otro es la ms antigua, y por lo tantoes la que est ms desarrollada.


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Conductores

Son los encargados de soportar el flujo delas cargas elctricas, adems, en el caso delas lneas, al encontrarse al aire libre, sern

tambin los encargados de soportar losesfuerzos mecnicos y las inclemencias deltiempo.

Son de conductividad alta, es decir, suresistencia al paso de la corriente es muybaja.


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Los mejores conductores son los metales,entre los que habra que destacar: el cobre(Cu) y el aluminio (Al).

Para el transporte de energa elctrica, ascomo para cualquier instalacin de uso

domstico o industrial, el mejor conductores el cobre.


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Tambin se puede usar el aluminio, a pesar de

que tiene una conductividad elctrica del ordendel 60% de la del cobre, es sin embargo unmaterial tres veces ms ligero, por lo que su

empleo est ms que justificado en las lneasareas.

Un menor peso del conductor hace que el gastoen los apoyos y estructuras que los van asoportar sea inferior.


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Las secciones en los conductores pueden ser de

tres tipos: macizas, trenzadas y huecas.

Las ms comunes en alta tensin son las

trenzadas a partir de muchos hilos, que puedenser todos hilos de conductores de aluminio opueden ser mixtos (hilos de distinto material).

La opcin ms tpica es lneas trenzadas mixtas,donde se mezclan hilos conductores de aluminiocon hilos de acero.


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Razones:

Los hilos de acero, en el ncleo de la seccin,

confieren mayor resistencia mecnica lo cualser muy til para soportar los factoresambientales a los que se ve expuesta la lnea.

Estos hilos van en el centro ya que son peoresconductoresy, como vimos antes, la zona centralde la seccin en AC es esta zona por donde vanmenos cargas.

los hilos trenzados reducen el efecto pelicular.


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Disposicin de los hilos


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Aisladores

La funcin principal del aislamiento es soportar la

diferencia de potencial a la que se encuentrasometida el conjunto conductor-apoyo.

Esto se debe a que aunque el conductor vaya aestar expuesto a un gran flujo de corrienteelctrica, el apoyo est a un nivel de tensin

seguro, que no resulte peligroso para los seresvivos que puedan interactuar con l.


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Para determinar cul es el aislamiento ptimo en

un apoyo, es necesario conocer previamente elnivel de sobretensin al que puede ser expuestanuestra lnea.

Como ya sabemos, una sobretensin es unaumento transitorio del valor de esta magnitud

por encima del valor en rgimen permanente,que es la tensin ms elevada que soportan losaisladores cuando se encuentran en dicho

rgimen.


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Sobretensiones internas: Son aquellas que

surgen al variar las condiciones de servicio de lainstalacin. Se pueden descomponer en:

Sobretensiones temporales: Aquellas cuyaduracin es mayor, del orden de cientos de

milisegundos, ocasionadas por diversos motivos

como pueden ser prdidas de carga repentinas,faltas a tierra o entre fases, resonancia otambin debidas al efecto Ferranti.


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Generalmente se pueden calcular mediante

mtodos de anlisis en rgimen permanente.

El efecto de la sobretensin est relacionado con

la potencia de cortocircuito (Scc), con la que nosencontremos en el punto de desconexin, ascomo tambin depende de la longitud y de los

parmetros de la lnea. La amplitud de estasobretensin no suele ser muy grande pero sularga duracin puede hacer que sean peligrosas.


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Sobretensiones de maniobra: Aquellas

ocasionadas al operar con el sistema, enacciones de apertura o cierre de losinterruptores.

Su duracin es del orden de decenas demilisegundos.

Son complicadas de determinar de forma precisapues estn muy relacionadas no slo con losparmetros de la lnea sino tambin con elinstante en el que se realice la accin.


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Sobretensiones externas: Estas son las ms

difciles de predecir, pues son debidas a factoresatmosfricos que no podemos controlar, por lotanto su consideracin se basa en archivos

histricos, que usaremos para obtener datos

estadsticos a considerar en nuestros diseos. Su

duracin est en el orden de las decenas demicrosegundos y las sobretensiones tipo rayosern las de mayor frecuencia.


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ConclusinEn funcin del tipo de sobretensin, se

podr enfocar el diseo de una lneaelctrica desde dos puntos de vista

presentando cada uno de ellosventajas e inconvenientes.


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El aislador es de material aislante cuyas

principales caractersticas son una altaresistividad elctrica y una alta rigidez dielctrica(superior a la rigidez dielctrica del vaco), y que

adems posee beneficiosas propiedadesmecnicas como son una gran resistencia que lepermite soportar los efectos a los que se ver

sometido el conductor.

Son de envejecimiento lento y algunos son

hidroscpicos (es decir, tiene capacidad deabsorcin de la humedad).


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Materiales de los aisladores:

Porcelana: Buen aislador, tiene una grancapacidad de absorcin de calor, pero presenta

un envejecimiento notablemente alto. Vidrio templado: Son los ms comunes,principalmente porque adems de unas buenas

caractersticas como aisladores son muy baratos,pero tambin porque permiten la deteccinprecoz de fisuras para ser reemplazados.


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Polimricos: Su implantacin esms reciente, y presentan unas

caractersticas singulares y tilesque no tienen los otros pues son

flexibles y ligeros.


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Tipos de aisladores:

Aisladores rgidos: Son aquellos que seencuentra en el apoyo y que no poseenningn grado de libertad al ser una solapieza, aguantan esfuerzos mecnicos de

flexin y se usan para niveles de tensin dehasta 70 kV, por lo que hoy en da quedanlimitados a la media/baja tensin.


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Aisladores de suspensin: Sonaquellos que se encuentran colgandodel apoyo, lo que les permite moversecon algn grado de libertad paraadaptarse a algn factor externo como

sera el viento.


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Normalmente, se agrupan en cadenas,de hecho segn el nmero decampanas que podamos contarpodemos estimar el nivel de tensinque soporta dicha cadena de

aisladores, es por lo tanto muysencillo incrementar el nivel de

aislamiento en este tipo de apoyos.


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Soportes

Son los elementos que destacanvisualmente en una lnea, y ser estacaracterstica la que, limitar su aplicacin

al modificar notablemente el paisaje de unazona favoreciendo el probable rechazosocial.

Su funcin es soportar el peso de losconductores, de los aisladores y de los

herrajes.


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Adems proporciona una altura suficiente alos conductores para que se cumplan lasnormas de seguridad necesarias de

distancia respecto al suelo y para dartambin una distancia de seguridad entrelas distintas fases y que sta haga de

aislamiento entre ellas.


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Los soportes estn sometidos a esfuerzosen todas las direcciones del espacio ytendrn que ser considerados para el

diseo mecnico: Esfuerzos verticales o de compresin (eje Z),

ocasionados principalmente por el peso delconductor y dems aparamenta (incluso por elhielo que se pudiera formar alrededor del

conductor y que aumentara el peso soportado).


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Esfuerzos transversales operpendiculares a la lnea (eje Y), debidoal viento.

Esfuerzo longitudinal (eje X),consecuencia de la traccin a la que est

sometida el cable.


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Segn el material

Apoyos de madera

Son postes hechos de madera, suelen llevaralgn tipo de tratamiento qumico para resistir

mejor los factores ambientales.Su precio es menor y son fciles de transportarpero su resistencia es menor.

Apoyos de concreto

Son sumamente resistentes a los esfuerzos

debido a las propiedades mecnicas del


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No obstante, los soportes de concretoresultan muy pesados y difciles detransportar adems de ser bastante

sensibles a los agentes atmosfricos.Se suelen emplear en niveles de media y

alta tensin aunque en casos muyexcepcionales, siendo ms frecuente el usode apoyos metlicos.


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Apoyos metlicos

Son los ms comunes, en todos los nivelesde tensin, siendo los ms destacados en

los de alta tensin.

Estn compuestos por tubos de metal o por

perfiles laminados.


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Su facilidad para el transporte, al poderse llevar

desmontados y montarlos en el lugar que van aser colocados, junto con sus excelentespropiedades mecnicas hacen que sean la

solucin ms apropiada en numerosas ocasiones.

Para evitar que los factores ambientales afecten a

sus propiedades suelen ser tratados conmateriales anticorrosivos o incluso estar hechoscon aceros galvanizados que presentan ya dichas

propiedades.


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La clasificacin segn su funcin ser:

Apoyos de alineacin, aquellos colocados en untramo recto para reducir la longitud del tramo delnea.

Apoyos de ngulo, aquellos colocados en untramo y que sirven para reorientar la direccin

que queremos que tome la lnea.

Apoyos terminales, colocados al principio y final

de la lnea.


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Tambin cabe mencionar el nombre que reciben

algunos soportes segn la cadena de aisladoresque tienen.

Apoyos de suspensin: son los que tienencadena de aisladores en suspensin vertical ysuelen ser usados en apoyos de alineacin.

Apoyos de amarre: presentan cadenas deaisladores de amarre (no descansa sobre lavertical, suelen tener algn ngulo de inclinacin

respecto de dicha vertical).


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Apoyos de anclaje: similares a los apoyos de

amarre, se diferencian respecto de estos en queproporcionan un punto fuerte de agarre a la lneaal tener la estructura muy bien cimentada.

Apoyos terminales, de principio o fin de lnea: sonlos apoyos ms resistente a los esfuerzos

mecnicos debido a su cimentacin de mayortamao y coste, con el fin de soportar no slo losconductores sino tambin las protecciones y

aparamenta que se coloca al principio o fin de lalnea.


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Conductor

Seccin compuesta de hilos trenzados: Se

trata de la seccin ms comn cuando nosreferimos a baja tensin aunque tambin laencontramos en media y alta tensin, es una

seccin geomtrica en la que las distintas capasgiran en sentidos opuestos


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Seccin compacta: Esta seccin lo que intenta

es reducir el espacio entre conductores,intentado hacer que el conductor alcance unaforma ideal en la que se asemeja a una seccin

slida. Con ello se consigue una reduccin deespacio aunque es relativamente mas costosoeconmicamente hablando.

T r a n sm i s i n A C co n a i s l a m i e n t o e n g a s


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( G I L - Gas Insulated Transmission Lines)

Surge en 1960 de la necesidad de transportar

grandes potencias en lugares donde no resultaposible construir una lnea y se necesita unatransmisin mejor y ms fiable que pueden

ofrecer los cables, se comienza entonces ainvestigar la combinacin de las tecnologas delneas areas con cables subterrneos y ser esto

lo que derive en el desarrollo del GIL


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Se puede transmitir de forma subterrnea potencias delorden de las que ofrecen lneas areas (por ejemplo, A400 kV es capaz de transmitir una potencia de 3000 MVA)y por lo tanto permiten el transporte de grandescantidades de potencia elctrica directamente enterradas

en zanjas o en tneles, solucin muy favorable en laactualidad como consecuencia de la ferviente oposicinsocial hacia el trazado de nuevas lneas, bien sea debido a

las modificaciones ambientales que estas nuevas lneasconllevan o bien por tratarse de una zona prxima ancleos urbanos.


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Tiene un rango de aplicacin bastante alto que va

desde los 100 kV hasta los 800 kV y soportagrandes niveles de corrientes.

Los niveles de uso actual ms frecuentes son los420 kV o los 500 kV.

El nivel de 800 kV, an en fase de desarrollo, slo

es usado en algunas aplicaciones en China.


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Razones para el uso del GIL:

Su bajo nivel de interferencia magntica, muy reducidofuera de la envolvente del conductor, algo muyimportante ya que la reglamentacin es y ser muy

severa en este aspecto.Y que los sistemas de transmisin con GIL no se vencondicionados por las condiciones climatolgicas que los

rodean, pues van encapsulados dentro de la envolventemetlica que esta sellada, lo que asla a los conductoresde lo que ocurre en el exterior.

Ventajas del GIL


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Ventajas del GIL

Menores prdidas en transporte: Debido a que su

resistencia es mucho menor que en otrastecnologas, lo que a igualdad de corrientetransmitida con unas u otras hace que el GIL

tenga menores prdidas.

Menores capacidades parsitas: Slo ser

necesario elementos de compensacin cuando setraten de largas distancias de unos 100 km, loque abarata costes y tambin, reduce las

prdidas trmicas de operacin.


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Capacidad de transporte de potencia

similar a una lnea area:

Y adems, la tecnologa de control y

proteccin es similar a las lneas, lo quepermite fcilmente su instalacin en tramos

de stas, sin necesidad de grandesmodificaciones en lo que a proteccin delsistema atae.


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No presenta envejecimiento elctrico: El gas no

tiene envejecimiento, ya que las condicionesinternas en l no son crticas, esto hace que no sealcancen las condiciones elctricas o trmicas

para que se produzca desgaste en el gas.Reducidos campos electromagnticos: Solo el 5%

del campo magntico producido por el conductores notado fuera de la envolvente, lo que hace queel GIL sea la mejor alternativa si la ruta de paso

est cercana a un aeropuerto o domicilios.

Ca r a c t e r s t i c a s d e l SF


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Ca r a c t e r s t i c a s d e l SF6

Propiedades Fsicas/qumicas

Inflamable

No txico

Incoloro e inodoro

No soluble en agua

5 veces ms rgido elctricamente que el aire

Alta estabilidad qumica y trmica


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Propiedades elctricas

Alta capacidad de aislamiento

Alta capacidad para extinguir arcos

GIL directamente enterrado


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GIL directamente enterrado


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El Impacto ambiental de las lneas de Transmisin


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p

El impacto ambiental que tienen las nuevas lneas detransporte y que est tomando cada vez mayor

importancia, es consecuencia del aumento de lapreocupacin social.

Esto est dificultando cada vez ms la concesin depermisos por parte de las autoridades para trazar nuevaslneas.

Otros factores como los mayores campos magnticos quecrean, su cada vez mayor tamao, la duracin de suconstruccin, etc hacen que cada vez sea mscomplicado construirlas.


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Una frase muy til que define el problema,

y que deja entrever cual ser la solucin enel futuro, es La gente nicamente se

molesta por lo que va a tener que ver.Por ello en grandes zonas tursticas la

posibilidad de hacer una nueva lnea esmuy remota.


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Por ejemplo, en Espaa con

el enlace a Francia, quepodra haberse hechomediante una lnea area

pero la fuerte oposicin sociala modificar las vistas en losPirineos ha hecho necesario

que el enlace se haga vasubterrnea aumentadonotablemente los costes.


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En otros lugares se ha propuesto el

desmontaje de lneas, actualmente enfuncionamiento, por sistemas subterrneos

(ej. Dinamarca) donde consideran que lainversin que van a realizar en dichocambio ser recuperada con el aumento del

turismo al mejorar la belleza del paisaje.


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Otro factor que entra cada vez ms en juego y

con el que se estn poniendo severos losgobiernos, es el control de los camposmagnticos creados por las LL TT, lo cual no es

visible pero que puede afectar y provocargrandes problemas, ya que a nadie, por ejemplo,le gusta quedarse sin cobertura en el telfono

mvil o sin internet.


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En la figura se muestra muy claro los diferentes

campos magnticos creados por las principalestecnologas HVAC actuales.

Perfil transversal de campo magntico

generado por las diferentes tecnologas

HVAC


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Por ello en el futuro, creemos que habr mayor

demanda de GIL.En conclusin, ofrece pues una solucineconmica, ecolgica y que en el futuro satisfaralgunos de los requisitos legales ms exigentes.

Dicho esto, a da de hoy su elevado coste no la

hace del todo viable para grandes distancias.

I n t r o d u c c i n a l a s LL TT e n a l t a t e n s in e n c o n t i n u a ( H VDC)


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La corriente continua (o direct current - DC, en la

literatura inglesa) es aquella en la que laintensidad a travs del conductor no cambia desentido con el tiempo, a diferencia de la AC que

vara peridicamente el sentido de circulacin.


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Para distancias cortas, en el entorno de los 100

km, se usan tecnologas en HVAC.Pues en este orden de longitud, el problemagenerado por la reactiva capacitiva en losconductores puede ser solucionado sin grandesdificultades tcnicas y costes asumibles frente alos que tendra la implantacin de la HVDC.


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Pero en distancias mayores, este problema

comienza a agravarse pues la potencia reactivacapacitiva que se da en los cables es sumamentegrande y su compensacin se hace muy laboriosa

y con unos costes enormes.Es entonces cuando comienza a ser interesante,tanto en el sentido econmico como en el tcnico,la utilizacin de tecnologas HVDC.


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Entonces, las LL TT en HVAC presentan, una gran

limitacin para grandes distancias.Que viene dada por el consumo/generacin depotencia reactiva de la propia lnea/cable. Paranuestro agrado, esta limitacin en HVDC noexiste, al no haber potencia reactiva en una LL TTDC, toda la potencia es activa. Es decir, el factorde potencia es siempre la unidad, lo cual permiteexplotar de forma ptima el material del que est

hecho el conductor.


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Permite tambin alcanzar mayores distancias

para el transporte, al no existir un lmite deestabilidad, con menor cantidad de lnea/cable(pues para transportar en AC hacen falta 3

conductores mientras que en DC se necesita unosolamente, o a lo sumo dos dependiendo de laconfiguracin para el retorno que queramos

usar).Estas sern algunas de las principales ventajas,

pero no las nicas.

O t r a s v e n t a j a s d e la s LL TT - H VD C


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Menores prdidas en los conductores DC

respecto a los AC para largas distancias y aigualdad de corriente transmitida. Debido, a quel valor de la resistencia en DC es menor que en

AC como consecuencia de que en DC no existe elefecto skin.

El efecto corona y las interferencias en lossistemas de comunicaciones (las radiointerferencias y cada vez ms las interferencias

en los sistemas GPS) son menos notables enHVDC que en los HVAC.



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Al contrario que la HVAC, la tecnologa en

HVDC no aumenta la potencia de cortocircuito(Scc) del sistema de AC al que se conecta.

Los sistemas HVDC hacen posible la conexin

asncrona entre dos sistemas que funcionan adiferente frecuencia y desfase, no teniendo queestar stos sincronizados. Esto es posible graciasal desacoplo que proporciona la transmisin de laenerga en DC.


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Tambin nos beneficia en el sentido de no

transmitir los huecos de tensin u otros fallos deun sistema al otro proporcionndonos una mayorflexibilidad para el diseo.

Nota: (Los huecos de tensin son cadas bruscas y transitorias queocurren en la red, y que se deben, principalmente, a cortocircuitos(por un rbol sobre las lneas, o un rayo, por mencionar un par de

ejemplos) Estas perturbaciones ocurren en milisegundos, pero susconsecuencias se traducen a segundos hasta que la red se recupera).


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La tecnologa en HVDC permite un control casiinstantneo e independiente sobre las potencias activas y

reactivas transmitidas, lo que puede contribuirpositivamente al control de la frecuencia y tensin de lared. Aunque esto depender de la tecnologa elegida en

el convertidor que seleccionemos. En relacin con lo anterior, el hecho de poder controlarla potencia activa y reactiva de forma independiente nos

permitir controlar las tensiones del lado de AC y del DCcon el convertidor. Siendo esta caracterstica muy tilcuando el sistema est conectado a una red dbil de AC.


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Los convertidores son caros adems de su

mantenimiento y operacin.Adems, los convertidores crean armnicos querequieren filtros para que stos no se transmitan

por la red y perjudiquen al sistema.

Lo anterior implica un aumento de los costes,

haciendo que la subestacin DC tenga un costehasta 5 veces superior al de una de AC.


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En lo que respecta a conductores y aislamientos

en HVDC son prcticamente anlogos a HVAC.La mayor diferencia son los apoyos en lneasreas que al tener que llevar menos conductores

simplifican su estructura y requieren unacimentacin menos exigente.

Configuraciones para transmitir en HVDC


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Configuracin monopolar

Esta conexin utiliza un solo conductorentre las subestaciones convertidoras.

El retorno de dicha corriente puede ser por

tierra o por un conductor.

Configuracin

monopolar:

a) con retorno

por tierra,

b) b) con retorno

metlico


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Configuracin bipolar

Consiste en dos polos, formados por sistemasmonopolares independientes, que hacen las vecesde polo positivo y negativo.

Adems presentan la ventaja de poder funcionarde forma independiente en caso de que alguno de

ellos falle.


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Tienen una mayor capacidad para transmitir

potencia que una conexin monopolar, en laactualidad es el tipo de conexin ms utilizado ensistemas HVDC.


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Conexin Back-to-back

Este tipo de conexin, tambin escritas comob2b, se utiliza para conectar sistemas a distintasfrecuencias en el interior de una subestacin.

Es decir, su funcin no es trasmitir potencia poruna lnea sino servir a los dos sistemas HVAC

como punto de unin para que todo caseelctricamente.


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Es por tanto, un caso particular de conexin

monopolar donde no hay lnea de transmisin ylos convertidores se encuentran prximos entres.

Principios de los convertidores


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Son las mquinas elctricas ms importantes en

la transmisin HVDC, segn la tecnologa con laque se lleven a cabo nos ofrecer distintasposibilidades.

Su diseo es altamente complejo y suscomponentes son muy caros, lo que hace quetanto su instalacin como el posteriormantenimiento tenga un elevado coste.


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Los convertidores frecuentemente se dividen en

dos clases:1. Los LCC(Line Commuted Converters) y los

2. VSC(Voltage Sourced Converter).


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Los Convertidores LCC, o tambin llamados

convertidores convencionales, fueron los primeroscon los que se desarroll esta tecnologa, estnbasados en semiconductores tipo tiristores SCR

(Sylicon Controlled Rectifier).


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Clsicamente se han usado para:

Transporte en instalaciones submarinas ocables enterrados.


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Uniones asncronas entre distintos sistemas

HVAC. Transporte de grandes cantidades de energaen lneas areas y largas distancias.


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Este tipo de convertidores requieren de energa

reactiva que tiene que ser suministrada por otrosdispositivos (bancos de condensadores ocompensadores estticos {SVC (Static VAR

Compensator) o STATCOM (Static synchronousCompensator)} para satisfacer la demanda quese tiene en la subestacin.


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Esta desventaja est relacionada con el

semiconductor usado en el convertidor, ya quelos tiristores slo permiten controlar el momentode encendido, pero no el corte.

Es por esto por lo que el convertidor LCCnicamente permite el control de la potenciaactiva y no de la reactiva, que como ya hemos

mencionado tendr que ser inyectada por otroselementos.


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La corriente circular puessiempre en el mismo sentido a

travs de los tiristores, lo queimplica que para cambiar el flujo

de la potencia ser necesariocambiar la polaridad, hecho que

no resulta sencillo.


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A pesar de todo, estos convertidores

presentan una gran ventaja y es quesoportan grandes niveles de potencia,

en el entorno de los 7 GW, y a unosniveles de tensin muy altos, del

orden de los 800 kV.


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Los convertidores VSC se fundamentan entecnologas ms innovadoras, como son lossemiconductores de potencia IGBT (InsulatedGate Bipolar Transistor), los cuales an no son

capaces de manejar valores de potencia tanelevados como sus antecesores, los LCC, peroque nos ofrecen una serie de posibilidades

novedosas respecto a los anteriores y que loshacen muy interesantes para su implantacin.


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Siendo las ms destacables:

Capacidad de conmutacin a altas frecuencias,hecho que nos permite obtener una respuestadinmica rpida y deriva en una reduccin del

nmero de armnicos. Permitiendo dimensionarfiltros de menor tamao y coste.

Permiten controlar de forma independiente lapotencia activa y reactiva.


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No necesitan los dispositivos de control dereactiva independientes que si eran importantespara los tiristores.

Su integracin en redes de AC permiteaumentar la estabilidad y la capacidad de

transmisin de estas.


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Limitaciones de los convertidores VSC:

Altas prdidas, debidas a las conmutaciones aelevadas frecuencias que tienen lugar en losdispositivos encargados de la conmutacin.

Estos equipos, tambin como consecuencia delas conmutaciones a altas frecuencias, ocasionan

problemas de interferencias electromagnticas.


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Actualmente, existen diferentes tipos detecnologas dentro de los convertidores VSC,pudiendo clasificarse en cuatro grupos, segn elfabricante:

a) HVDC light desarrollada por ABB, en la dcada1990.

b) HVDC PLUS (Power Link Universal Systems)introducido por Siemens en el ao 2006


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c) Convertidores HVDC multiniveles

hbridos anunciada por Alstom en2010, se encuentra en fase de

desarrollo.

d) HVDC Light-Technology

introducidos por ABB en 2010, se tratade una mejora de su anterior

convertidor.

Comparacin de las tecnologas de convertidores


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Convertidor VSC

Convertidor LCC


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MUCHAS GRACIAS

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