Laboratorio N° 4 “Determinación de Parámetros eléctricos de líneas de transmisión”

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Laboratorio de Sistemas Eléctricos de Potencia

Laboratorio N° 4

“Determinación de Parámetros eléctricos de líneas de transmisión”

INFORME

Integrantes:

Chirinos Michue, Ricardo.

Roque Magro, Nelson.

Porras Miliano, Bruce.

Grupo: C14 – 05 – B

Profesor: Pedro Vizarreta.

Fecha de realización: 5 de octubre.

Fecha de entrega: 19 de octubre.

2012- II

1. Introducción:

Una línea de transmisión de electricidad  es modelada usando cuatro parámetros que afectan su capacidad para cumplir su función como parte de un sistema de potencia, estos son: Resistencia, Inductancia, Capacitancia, y Conductancia. Los dos primeros son de suma importancia en muchos estudios de interés. Sin embargo en algunos estudios es posible omitir los parámetros en derivación simplificando con ello el circuito equivalente considerablemente, el siguiente informe busca que el alumno pueda encontrar los parámetros que se presentan en una línea de transición corta y media así como el conocimiento teórico de esos mismos parámetros.

1. Objetivos:

• Determinar el valor de impedancias de secuencia de una línea de transmisión
• Constantes generalizadas de una línea de transmisión

1. Fundamentos teóricos

1. Parámetros primarios de la línea :-Se designan como parámetros primarios de la línea los siguientes:  

- Resistencia en serie por unidad de longitud, R, expresada en Ω/m.

- Inductancia en serie por unidad de longitud en H/m.  

- Capacidad en paralelo por unidad de longitud, C, en fd/m.  

- Conductancia en paralelo por unidad de longitud, G, en S/m.

• La resistencia depende la resistividad de los conductores y de la frecuencia. En altas frecuencias, la resistencia aumenta con la frecuencia debido al efecto pelicular (skin), ya que la corriente penetra sólo una pequeña capa cercana a la superficie del conductor.
• La inductancia es consecuencia del hecho de que todo conductor por el que circula una corriente variable tiene  asociada una inductancia.
• Como la línea está formada por dos o más conductores separados por un dieléctrico, constituye, por tanto, un condensador cuya capacidad depende del área de los conductores, su separación y la constante dieléctrica del material que los separa.
• Finalmente, la conductancia es consecuencia de que el dieléctrico no es perfecto y tiene resistividad finita, por lo que una parte de la corriente se “fuga” entre los conductores y, junto con la resistencia en serie contribuye a las pérdidas o atenuación en la línea. La Conductancia se presenta entre conductores o entre conductores y la tierra. La conductancia toma en cuenta las corrientes de fuga en los aisladores de las líneas aéreas y a través del aislamiento de los cables. Generalmente, no se considera la conductancia entre conductores de una línea aérea porque la fuga en los aisladores llega a ser despreciable.

1. Modelos simplificados:

En función de la longitud de la línea y para el análisis de 60 Hz, puede considerarse que esta es corta, media o larga según los siguientes criterios

1. Líneas de transmisión cortas

Se entiende como una línea de menos de 80 km. En estos casos se puede transmitir hasta 1,5 veces la potencia nominal.  Cuando la línea es clasificada como corta, la capacitancia en derivación es tan pequeña que se puede omitir por completo, con una pérdida pequeña y solo se requiere considerar la resistencia “R” y la inductancia “L” en serie para la longitud total de la línea.  

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La regulación de voltaje de una línea de transmisión es el aumento en el voltaje en el extremo del receptor expresada en por ciento del voltaje a plena carga, cuando se quita la plena carga a un factor de potencia específico mientras se mantiene constante el voltaje en el extremo del generador.

1. Líneas de transmisión medias

Tiene entre 80 y 240 km y puede transmitir hasta 1,2 - 1,3 veces la potencia natural. Una línea de longitud media se puede representar con suficiente exactitud con R y  L como parámetros concentrados, considerando que para los cálculos de líneas de transmisión medias por lo general se incluye la capacitancia pura, así, si toda la admitancia se supone concentrada en el punto medio del circuito que representa a la línea, se dice que es un circuito T nominal, si la admitancia se supone dividida en dos partes iguales en los extremos de la línea se dice que el circuito es π nominal.

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1. Procedimientos:

• Antes de iniciar con los ensayos en el laboratorio se verifico el estado de los equipos para poder obtener nos resultados correctos.

1. Cálculo de parámetros de la línea corta

• Se implemento el siguiente circuito y se corto circuito para el ensayo.
• Los equipos que se utilizo en este ensayo fueron:

• Un amperímetro.
• Un voltímetro.
• Un vatímetro.
• Cables banana.

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• Procedemos a incrementar lentamente la tensión sin sobrepasar los 3 A, que es el límite del equipo.
• Obtenemos los siguientes datos y los anotamos en la tabla siguiente:

• Los instrumentos solo nos mostraran la potencia, la corriente y la tensión aplicada. Y para obtener  la resistencia, Reactancia e Impedancia utilizamos las siguientes formulas.

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• Una vez obtenido los valores necesarios apagamos la fuente y retiramos el vatímetro del circuito y los cables dejando el circuito abierto.
• Pasamos a regular la tensión de envió a 380V y medimos al tensión en el lado de recepción.

• Una vez obtenido la tensión  apagamos la fuente y determinamos los parámetros A, B, C y D [pic 11]

• Al ser una línea corta [pic 12]

• Pasamos a implementar el siguiente circuito para el cálculo de parámetros de secuencia cero.

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• Regulamos la corriente hasta 3 A y obtuvimos los siguientes valores:

• I= 3,022 A
• V= 6,168 V
• P = 9 W
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• Realizamos los mismos pasos pero esta vez al circuito le implementaremos  una resistencia de R=5. Así como se muestra en la siguiente figura.[pic 17]

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• El circuito de línea corta para calculo de parámetros de secuencia cero considerando resistencia a tierra.

• I= 3,051 A
• V= 15,95 V
• P = 48 W
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1. Cálculo de parámetros de línea de media tensión

• Se armó el circuito de la Figura 8,  que simula una línea media de 100 Km.
• Colocamos un amperímetro en el lado de recepción de la línea, además, del que se muestra en el envío. (Se usaron amperímetros digitales)

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• Se realizó con mucho cuidado la prueba de vacío y de cortocircuito con el objeto de calcular los parámetros A, B, C, D  de la línea media.

Resultados los pruebas:

• Se hallaron los valores de A, B, C, D TENIENDO EN CUENTA las siguientes relaciones:

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Entonces:

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