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Este curso corresponde a un nivel básico de Sistemas
de Transmisión I, para estudiantes de pre-grado, cuya orientación es:
Cuantificación de los parámetros eléctricos de líneas de transmisión
aéreas de potencia y los fenómenos electro-magnéticos asociados; Uso de
los parámetros eléctricos de las líneas de transmisión aéreas de
potencia para modelar el sistema y poder evaluar el desempeño a
frecuencia fundamental de la misma en condiciones de régimen
estacionario.
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A continuación se muestra un
breve resumen del contenido sinóptico a ser tratado y desarrollado a lo
largo del curso básico de Sistemas de Transmisión I.
Introducción a los Sistemas de Transmisión de Energía.
Elementos de Sistemas de Transmisión.
Generalidades de Parámetros Eléctricos en Sistemas de
Transmisión.
Parámetro Resistivo en Sistemas de Transmisión.
Parámetro Inductivo en Sistemas de Transmisión
Parámetro Capacitivo en Sistemas de Transmisión.
Operación en Régimen Estacionario de Sistemas de Transmisión
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3.
Contenido
Detallado
Introducción
Los sistemas
de transmisión o transporte de energía son un subsistema dentro de las
macro-estructuras dedicadas a atender el servicio eléctrico; los
denominados sistemas eléctricos de potencia.
A fin de contextualizar al
participante del marco referencial para el diseño, operación y control
de los sistemas de transmisión, formalmente se ha de definir los
sistemas de potencia; como una red eléctrica de potencia, dedicada a la
producción, transporte y distribución de la energía eléctrica, hasta los
consumidores.
En esta introducción se presenta una visión general de los
sistemas de potencia, su estructura, modo de operación y elementos
constitutivos, efectuando especial énfasis en la transmisión de los
grandes bloques energéticos.
Además se muestra una breve reseña
histórica demostrativa de la evolución de los sistemas eléctricos,
partiendo desde sus inicios en los tiempos de Thomas Alva Edison, hasta
los actuales una muy breve referencia a la tecnología de los Super-conductores
en aun se mantienen en ensayo y experimentación en muchos centros de
investigación a nivel mundial.
A fin de referencia general se muestra
una evolución histórica del Sistema de Transmisión Venezolano.
Capítulo 1. Elementos de Sistemas de
Transmisión
En este capítulo se efectúa la
conceptualización del sistema de transmisión, y se comienza el estudio
de las líneas de transmisión aéreas de potencia estableciendo su
clasificación.
Luego se presenta los elementos que conforman el la
línea de transmisión aérea de potencia: soportes, aisladores,
conductores y elementos especiales.
Cada uno de los elementos que
conforman el sistema son tratados en una forma exhaustiva, argumentando
cada uno de los mismos y sus propiedades.
En particular, en este
capítulo se efectúa especial énfasis en la normativa de las empresas
eléctricas Venezolanas para los elementos del sistema de transmisión.
Capítulo 2. Generalidades de Parámetros
Eléctricos en
Sistemas de Transmisión
En este capítulo, se realiza
una breve y básica explicación a los fenómenos eléctricos y magnéticos
que dan origen a los parámetros eléctricos que caracterizan el
comportamiento de las líneas de transmisión.
Se evidencia la existencia
de tres parámetros fundamentales: resistencia, inductancia, capacitancia;
y en cada caso se comenta la naturaleza del fenómeno, su causas y
consecuencias.
Comentario particular merece, algunas consideraciones
para la operación de los sistemas de transmisión en Extra Alta Tensión y
fenómenos asociados a este: Efecto Corona, Efecto Ferranti y las
Perturbaciones Electromagnéticas.
Capítulo 3. Parámetro Resistivo de Sistemas de
Transmisión
En particular en este Capítulo
se aborda el parámetro resistivo asociado a al impedancia serie de la
línea de transmisión de potencia aérea.
Se presenta los diferentes tipos
de conductores (según su material y características constructivas) y se
muestran los medios cuantitativos para el cálculo de la resistencia
eléctrica de los mismos.
Se aborda el calculo de la resistencia
eléctrica en corriente continúa y corriente alterna, mostrando el efecto
de la variación de la frecuencia sobre este parámetro y perdidas
asociadas. Se muestra en forma muy general el efecto Piel.
De igual modo
se considera el efecto de la variación de la temperatura sobre la
resistencia del conductor y las pérdidas que genera en la transmisión de
potencia.
Capítulo 4. Parámetro
Inductivo de Sistemas de
Transmisión
En éste Capítulo, se aborda en
primera instancia los fenómenos electromagnéticos asociados a la
transmisión de energía eléctrica por un medio conductor.
Se estudian las
interacciones magnéticas entre conductores que transportan corriente
eléctrica, y se considera el efecto proximidad, sobre la distribución no
uniforme de la corriente.
De igual modo se cuantifica el campo magnético
y todas las características asociadas al mismo, para de este modo poder
determinar el impacto que los sistemas de transporte tienen sobre otros
sistemas, como el caso de las perturbaciones causadas sobre los sistemas
telefónicos, y otros sistemas de transporte.
Se estudia la inductancia
creada por la interacción de los campos magnéticos de los conductores de
la línea, en particular se aborda los conceptos de Radio Medio
Geométrico (RMG) y de Distancia Media Geométrica (DMG), el caso de
líneas de transmisión que utilizan conductores compuestos, finalizando
el estudio de la inductancia para líneas de transmisión de potencia
trifásicas a frecuencia fundamental, con conductores en haz y de varios
circuitos.
Se evidencia la necesidad de la transposición y su efecto
sobre el parámetro de inductancia serie de la línea de transmisión
trifásica. Se incluye en este capítulo el cálculo de la inductancia de
las líneas de transmisión de potencia por medio de métodos abreviados
para el calculo del parámetro inductivo con el uso de tablas.
Capítulo 5 Parámetro Capacitivo de Sistemas de
Transmisión
Se reserva un Capítulo
completo al tratamiento del parámetro capacitivo, debido a lo complejo
del tratamiento de ésta, y a los múltiples variables que tiene efecto
sobre el mismo.
En primera etapa se efectúa un análisis del campo
eléctrico que produce un cuerpo cargado, y se estudia cuantitativamente
el efecto de estos campos cuasi-estacionarios en la capacitancia del
sistema de transmisión.
Se establece el efecto que tiene la tierra y los
conductores de guarda sobre el parámetro capacitivo de la línea de
transporte, para ello se hace uso de la teoría de imágenes, y todo esto
con la ayuda del algebra matricial y se incluye el método de reducción
de Kron, como una forma de reducción del orden del problema.
Se cierra
el estudio de la capacitancia de las líneas de transmisión, con el
análisis del comportamiento de la corriente de descarga de la línea.
Todo el análisis de la capacitancia se realiza para líneas de
transmisión de potencia aéreas de corriente alterna de tipo trifásico a
frecuencia fundamental, con el empleo de conductores sencillos, en haz y
se finaliza con el uso de varios circuitos.
Capítulo 6. Operación en Régimen Estacionario
de Líneas de
Transmisión
En este Capítulo inicialmente
se efectúa una clasificación de las líneas de transmisión de potencia
aéreas de acuerdo a su longitud: Cortas, Medias y Largas.
Es justifica
para cada modelo circuital en función a los fenómenos dominantes, los
elementos y parámetros presentes en el modelo. Se presentan los modelos
circuitales equivalentes
P
y T.
Para el caso particular de las líneas de transmisión largas, se
incluye el estudio de la ecuación de ondas y su solución en forma de
onda viajera, incluyendo la definición de impedancia característica,
constante de propagación, etc.
Se aborda el problema de transmisión de
energía, y se analiza las características de caída de voltaje, pérdidas
de potencia, regulación de voltaje y los efectos de la circulación de
potencia reactiva en la regulación.
Por último de realiza el análisis de
una línea de transmisión larga operando en carga, diagrama del circulo.
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Se coloca a la disposición de los participantes, una
versión digital, completo del curso de Sistemas de Transmisión I.
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5. Programacion Detallada |
