Capítulo I. Transmisión de la Energía Eléctrica1.1 Desarrollo del transporte de la energía eléctrica. Clasificación técnica de la línea

de transmisión.El aumento persistente de potencias que debe transmitirse a grandes distancias, ha exigido una elevación gradual de las tensiones de transporte de la energía eléctrica. En nuestro país se ha logrado alcanzar 220 KV como un nivel de tensión máximo.En la mayoría de los casos la tensión de operación de una línea de transmisión queda establecida en función de las tensiones existentes en los extremos que va quedar conectada.Los niveles de tensión están siendo todavía normalizados en el país por organismo reconocidos tradicionalmente, sin embargo puede reconocerse los siguientes niveles de tensión:10KV, 13.2KV, 20KV, 22.9KV, 60KV, 138KV, 220KV

1.2 Transmisión en alta, extra alta, ultra alta tensión en corriente alterna y en corriente continua.

Las tensiones normalizadas de acuerdo a Comisión Electrotecnia Internacional (CEI-IEC)

Tensión Nominal (KV) Tensión Máxima de Servicio (KV) 60-66 72 Media Tensión132-138 145 Alta Tensión220-238 245 Alta Tensión275-287 300 Extra Alta Tensión330-345 362 Extra Alta Tensión380-400 420 Extra Alta Tensión500 550 Ultra Alta Tensión700-750 770 Ultra Alta Tensión

Valores promedios de capacidad de transmisión de una línea de transmisión de corriente alterna

Tensión Nominal Potencia Máxima de Distancia Máxima de (KV) Transporte (MW) Transporte ( Km.)

60 20-30 50-70138 60-70 80-100220 100-200 200-300330 300-400 250-300400 500-700 600-700500 700-900 800-1200750 1800-2200 1200-2000

Líneas de Transmisión StandardFrancia (KV) : 63, 90, 150, 225, 400, 750

Inglaterra (KV) : 66, 138, 275, 400, 1200

EE.UU.(KV) : 69, 138, 345, 765: 69, 110, 230, 500, 1000

Brazil : 69, 88, 138, 230, 345

Transmisión en Corriente ContinuaRazones técnicas del uso de corriente continua (Ventajas)

1º Permite la interconexión de dos sistemas, cuando hay desbalance de energía, no se tiene problemas de estabilidad, su frecuencia es cero.2º Permite la transmisión en cable, se evita las pérdidas por capacitancia al transmitir grandes potencias.3º Se logra menores pérdidas de potencias.4º Se reducen los niveles de falla, es decir las corrientes de cortocircuito son menores (potencia de cortocircuito.

Razones técnicas del uso de corriente continua (Desventajas)1º Es más difícil el sistema de interrupción debido al arco que se produce. En corriente alterna se espera que la onda pase por cero, en corriente continua la onda no pasa por cero.2º Se pueden usar convertidores con la finalidad de absorber la potencia reactiva, que son elementos que se pueden adicionar al sistema eléctrico.

Nota : en transmisión del sistema de potencia, independientemente del número de ternas, longitud de la línea y cálculo de otros parámetros, su transmisión siempre se hará en corriente alterna.

Capítulo II. Aspectos Generales de la Proyección de una línea de Transmisión

Estudios para la adopción del nivel de tensiónFinalidad; Establecer la mayor alternativa económicaPor lo cual sed debe analizar:1º Niveles actuales de tensión y escalones futuros.2º Previsión de necesidades y el equipamiento e insumos.3º Selección del emplazamiento y corredores

Considerar el espacio para el trazo de la línea, y a la vez plantear un análisis económico para selección la mejor ruta.

Cuando existen instalaciones en la zona se debe tener en cuenta: tensiones disponibles, subestaciones eléctricas cercanas.

Verificar si el nivel de tensión es el indicado; esto se hará en función de la longitud de la línea y potencia a transmitir.

Tener en cuenta la Normalización.

Etapas del desarrollo de un proyectoI . Planeamiento; se definen las tensiones, distancias, proyección de demanda, número de ternas.II . Ingeniería Básica; especificaciones técnicas de los materiales, montaje de la obra, presupuesto de la obra.III . Ejecución de Obra; cronograma de obra valorizado ( por partidas y en montos)

Planeamiento1º Informe preliminar, se presentan las magnitudes, líneas cercanas, subestaciones existentes, sin considerar costos.2º Estudio de pre-factibilidad, se analiza, líneas cercanas subestaciones existentes, sin considerar costos.3º Estudio de factibilidad, se presenta análisis económico, presupuesto, financiamiento (líneas de crédito para este tipo de proyecto), selección de materiales, sección del conductor.

2. Selección de la RutaLa selección de la ruta de una Línea de Transmisión requiere de un proceso de análisis cuyos elementos trataremos separadamente.

2.1 Ingeniería Básica1) Investigaciones de CampoPara el estudio de Factibilidad o los de Planeamiento del Sistema se habrá definido los puntos inicial y final de la línea. Así como los puntos significativos del trazo.La información que requerimos para decidir el enlace entre los puntos extremos son:

a) Mapas generales de la zona; del Instituto Geográfico Nacional en escalas de 1/100,000 ó 1/25,000, que contienen toda la información geográfico fundamental con indicación de paralelos y meridianos.

b) Fotos Aéreas; del servicio Aerofotográfico Nacional en escalas 1/15,000 y 1/10,000. Mediante ellas se puede apreciar el relieve en tres dimensiones por composición

visual. En base a ellas pueden obtenerse planos en escalas de 1/2,000 de las zonas comprometidas.

c) Planos de Zonas Agrícolas; de la Dirección General Agraria en escala 1/10,000 el cual contiene planos de zonas agrícolas, reservas forestales, parques nacionales.

d) Planos de zonas urbanas y edificaciones especiales; en escalas 1/5,000 ó 1/ 2,000 de zonas urbanas, carreteras o ferrocarriles, canales de riego, zonas militares, observatorios, aeropuertos etc.

e) Planos de Instalaciones existentes ó proyectadas en Líneas de Transmisión de Potencia y Sistemas de Comunicación.

2.2 Criterios de SelecciónLa mejor ruta de una línea de transmisión básicamente será la de menor longitud, complementariamente una relación orientativa de los criterios que deben considerarse en la definición de la ruta de una línea son:

a) Relación con líneas de transmisión existentes o proyectadas; evitara paralelismos, coordinar cruces y puntos de enlace.

b) Relación de sistemas de comunicación: evitara interferencias.c) Relación con carreteras y líneas férreas: establecer acercamiento conveniente para

labores de construcción y mantenimiento. Evitar cruces y respetar derechos de vía.d) Relación con zonas urbanas: evitar cruzar zonas pobladas. Coordinar trazo en aéreas

de expansión urbana. Evitar zonas turísticas.e) Minimizar pagos por derecho de vía: evitar cruces innecesarios en zonas agrícolas,

forestales y de expansión urbana.f) Evitar zonas de contaminación: como refinerías metálicas, fundiciones, fábricas de

cemento, zonas con humos industriales y fumigación. Mantener un alejamiento de la brisa marina.

g) Aprovechar adecuadamente el relieve topográfico: evitar zonas de derrumbes, zonas inundables, minimizar número de ángulos de la línea, reducir grandes vanos, elegir convenientemente cruces de ríos, evitar zonas de gran altitud y zonas de alto nivel isoceraúnico.

h) Minimizar niveles de ruido en zonas habitadas, y evitar distorsiones en señales de audio o video en instalaciones existentes.

2.3 CruzamientosEs importante definir algunos criterios básicos.a) Con líneas eléctricas; como lineamientos prácticos se tiene:

Líneas de mayor tensión se sitúa a mayor altura Los cruces deben efectuarse en la proximidad de uno de los apoyos de la línea

de mayor tensión, debiendo la distancia ser la distancia entre los conductores de la línea inferior y las partes más próximas de los apoyos en la superior, no menor de:

d mínima = 1.5 + V (mt.), V= KV 150

- En subtransmisión es posible buscar la solución de efectuar el cruce de líneas en un mismo soporte.

- Evita hacer empalmes en los vanos de cruce.- El ángulo de cruce mínimo es de 15º y en casos especiales de 7º .

b) Con líneas de Telecomunicación; como primer criterio considerarlas como líneas eléctricas de baja tensión.

- En cruces de líneas telefónicas con líneas de transmisión de más de 138 KV se recomienda que la línea telefónica sea subterránea.

c) Con líneas férreas sin Electrificar y Carreteras; la altura mínima entre los conductores y la razante de la carretera y de los rieles será de:

d mínima = 6.3 + V , (mt.) V = KV 100

La altura mínima será de 7 metros.

d) Con Ferrocarriles Electrificados; la altura mínima entre los conductores de la línea eléctrica y los cables de contacto será:

d mínima = 6.3 + V , (mt.) V = KV 100

La altura mínima será de 3 metros.

d) Con ríos y canales navegables; en los cruzamientos de ríos y canales la altura mínima de los conductores sobre la superficie del agua para el máximo nivel que esta pueda alcanzar será:

d mínima = G + 2.3 + V , (mt.) V = KV 100

La altura mínima del barco se asume a 5 metros.Estas ecuaciones se han tomado de las normas VDE

2.4 ParalelismoSe entiende que existe paralelismo cuando dos o más líneas próximas siguen sensiblemente la misma dirección.a) Con líneas eléctricas; siempre que sea posible se evitará la construcción de líneas paralelas a distancias inferiores de “1.5 veces la altura del apoyo más alto entre lo conductores más cercanos”. Se exceptúan accesos a centrales o subestaciones.En los casos especiales, la menor separación entre conductores cercanos será: “mayor que la altura mínima del conductor a tierra de la línea de mayor tensión”.El aislamiento de la línea de menor tensión no será inferior al correspondiente de puesta a tierra de la línea de tensión más elevada.b) Con líneas telefónicas; se evitará siempre que se pueda el paralelismo de líneas de transmisión con líneas de telecomunicaciones, y cuando no sea posible se mantendrá entre los conductores más próximos una distancia igual a 1.5 veces la altura del apoyo más alto.Podrán instalarse líneas telefónicas auxiliares sobre soportes de líneas de hasta 60 KV; siempre que sean exclusivas a la explotación de los sistemas eléctricos, debiendo protegerse los equipos telefónicos contra las sobretensiones que puedan producirse.Es recomendable el uso de onda portadora en líneas de mayor importancia.

Como consideración analítica para definir si se presenta paralelismo entre una línea de transmisión y una línea telefónica se establece en principio que la tensión inducida en esta no será mayor de 430 volt. (Inglaterra) o de 650volt. (Francia) en ocasión de circular la máxima corriente de la falla.Existen diferentes métodos para calcular la tensión inducida antes citada, los métodos tienen diferentes formas de calcular la tensión inducida, debido a factores como la inducción mutua, valores de resistividad del terreno, influencia de rieles, cables, etc.Un método práctico es el de “profundidad equivalente de la trayectoria de retorno a tierra”.Se calcula:

D = 0.022 (mt.).

[ 4 Π W ] 1/2

α x 10 9

Donde: D = distancia equivalente

W= 2 Π f , f = frecuencia del sistema

α = resistividad del terreno

Luego se calcula la inducción mutua como:

M = Log n [ 1 + 2D/S ] 2 x 10 4 (henrios por Km.)

La tensión inducida se estima como:

E = W ( M x L) x I (voltios)

Donde:

L = Longitud en Km.

I = Corriente máxima de falla

c) Con vías de comunicación; no deben instalarse soportes de líneas en lo límites del derecho de vía de las carreteras fijadas en:

- carreteras principales = 25 mt.

- carreteras secundarias = 15 mt.

2.5 Derecho de paso

Este es un factor de primer importancia en la definición de la ruta de una línea de transmisión especialmente cuando pasa por lugares cercanos a centros poblados ó a zonas agrícolas, por los costos que implica conseguir el derecho de paso ó por los restricciones que ellas imponen al proyecto de la línea. Mencionamos que los derechos en líneas recientes son:

Tensión de Línea (KV) Derecho de Vía (mt.)

345 45.8

500 61.00

765 76.2

1200 91.5

La incidencia de los derechos de paso, es uno de los factores que están presionando por la selección de soportes que usen aisladores rígidos en reemplazo de las cadenas de aisladores, en lo que está denominado diseños compactos.

El derecho mínimo de paso en bosques o grupos árboles es de:

dmínimo = 1.5 + V (mt.) V = KV

150

Se considera la máxima desviación de los conductores. La distancia mínima es de 2 mt. La distancia mínima que deberá existir en las condiciones más desfavorables entre los conductores de una línea y lo edificios y construcciones será de :

Puntos accesibles a personas

dmínimo = 3.3 + V (mt.)

100

El mínimo posible es de 5 mt.

Puntos no accesibles a personas

dmínimo = 3.3 + V (mt)

150

El mínimo posible es 4mt.

2.6 Selección técnico económico

La selección entre dos o más alternativas de ruta, se hace mediante una evaluación de los aspectos siguientes:

* Costo de líneas, soportes, conductores, fundaciones

* Caminos de acceso

* Derecho de paso

* Pérdidas de energía y potencia

* Mantenimiento

en la existencia de los criterios de selección debe recordarse que se trata de una selección relativa, para dar prioridad a los parámetros ya que cada una de las alternativas tiene un comportamiento diferente.

2.7 Levantamiento Topográfico

Fijada la ruta de la línea de transmisión se procede con el levantamiento topográfico. La cuadrilla de topografía se conforma por un topógrafo, su ayudante, dos o más portadores de miras y jalones. Se asignará un personal auxiliara para los accesos y limpieza de obstáculos como árboles.

Como equipo se dispondrá de un teodolito, un distanció metro, miras, winchas, lentes para medición solar y un equipo de comunicaciones. El rendimiento se establece de 1 a 2 Km. Por día en función del terreno.

Se recomienda establecer instrucciones precisas para el levantamiento topográfico. Se harán mediciones solares cada 5 Km., para controlar el rumbo.

Los ángulos se estacan con concreto y se colocan puntos de referencia. Las estaciones de labor deben situarse cada 180 mt., como máximo.

La franja de planimetría tendrá un ancho de 100 m.

El topógrafo deberá determinar los suelos de los terrenos que cruza la línea para gestionar el derecho de paso.

Conjuntamente con la topografía se realizan mediciones resistividad del terreno cada Km.

El levantamiento se presenta en escalas verticales de 1/100 ó 1/200 y escala horizontal de 1/1000 ó 1/2000. Adicionalmente se prepara una planimetría general de la línea con indicación de ángulos y puntos notables de la ruta.

Ejecución de Obra; tener en cuenta la ingeniería de detalle, ejecución de partidas, protocolo de pruebas y puesta en servicio.