Protección de una linea media pi

Introducción

Las líneas en alta tensión
producen un efecto capacitivo con valores que no se pueden
despreciar, ya que traen como consecuencias sobrecorrientes en
diferentes partes de la línea que pueden provocar
accidentes si no se protege adecuadamente.

En el presente documento se expone la
práctica 5 de la materia de Sistemas de Protección
en Alta Tensión, donde se simulará una línea
media "T" para determinar las sobrecorrientes en diferentes
eventos para así determinar en que parte se debe proteger
una línea media "T".

Estudio del
arte

2.1 Línea media de
transmisión.

Una línea media de
transmisión es aquella que su longitud varia de 60 a 150
km, con una tensión menor o igual a 132 kV. En dicha
línea para su cálculo se toma en cuenta efectos
óhmico, inductivo y capacitivo.

• El efecto óhmico (R) es debido
  principalmente a propiedades mecánicas del conductor y
  diferentes variables físicas en el ambiente donde se
  encuentra tales como temperatura, humedad, suciedad, etc., lo
  cual trae como consecuencia una oposición al flujo de
  corriente.

• El efecto inductivo (XL) se presenta
  como reactancia inductiva y es la oposición al cambio
  de flujo de corriente debido al campo eléctrico como
  consecuencia a los altos voltajes en que se encuentra el
  conductor.

• El efecto capacitivo (XC) es aquel
  donde 2 líneas medias actúan como las 2 placas
  de un capacitor: las dimensiones de tamaño de un
  capacitor real (las cuales son muy pequeñas tanto
  tamaño de las placas como distancia entre estas) son
  compensadas por las grandes longitudes de las líneas y
  su campo magnético. Es por eso que en líneas
  cortas el efecto capacitivo se puede despreciar y es debido a
  la longitud. Como consecuencia de este efecto, la
  línea presenta una reactancia capacitiva que es la
  oposición al cambio de flujo de voltaje.

Circuitos para el análisis de
líneas medias de transmisión.

Existen 3 tipos de circuitos para el
análisis de los fenómenos antes mencionados en
líneas medias de transmisión, donde sus ventajas y
desventajas son diferentes en cada usuario, estas son:

-T;

-Pi;

-Steinmetz;

El circuito "T" es el que se presenta en la
figura 1 y su nombre "T" es debido a su forma y su única
carga capacitiva se encuentra en medio del circuito.

Figura 1: Circuito "T".

Fuente: Rodríguez, F. (2006),
"El transporte de la energía eléctrica en alta
tensión", Reproval, España.

Mujal, R. (2004), "Tecnología
eléctrica", UPC, España.

Objetivo.

Determinar en qué punto o puntos del
circuito es más eficaz la protección con relevador
en un modelo de línea de media tensión
"T".

Equipo a emplear.

1 Kit de cables;

4 Amperímetro 0- 2.5 A;

2 Banco de resistencias;

1 Banco de reactancia
capacitiva;

1 Banco de reactancia inductiva;

Desarrollo.

El profesor armó el circuito "T" de
la figura 2:

Figura 2: Línea media
"T"

Donde:

La práctica consistió en
tomar las medidas de los 4 amperímetros en los siguientes
eventos:

• 1. En vacío.

• 2. Con poca carga "Z".

• 3. Con mucha carga "Z"

• 4. Corto circuito a la mitad de la
  línea.

En el primer evento se cerró el
interruptor en paralelo con la carga, las medidas fueron las
siguientes:

Figura 3: Circuito armado.

Discusión
de resultados

El resumen de los resultados se presenta en
la tabla 5, donde las corrientes más altas se presentan en
el amperímetro 1, ya que en vacío circula una
corriente de 0.572 A (al igual que A2), y cuando hay un corto
circuito en la mitad, este tiene una corriente de 0.5 A (igual
que A3). Por otro lado, cuando hay una sobrecarga, A4 tiene una
lectura de 0.296, que al abrir el circuito de la carga para
protegerse traerá como consecuencia la sobrecorriente de
0.572 A en A1 y A2, debido a los efectos inductivos y capacitivos
que se presentan en una línea media.

Si existiera una falla en la mitad de la
línea, se tendría 2 sobrecorrientes en A1 y A2 de
0.5 A.

Tabla 5: Resultado de lecturas
práctica.

Conclusión

La línea de media tensión "T"
se protege al principio y al final, ya que ante una sobrecarga,
se tendrá que abrir el circuito y dejar en corto la carga,
lo que trae como consecuencia una sobrecorriente, de 0.342 al
principio de la línea. Si hay una falla a la mitad de la
línea, entonces se tendrá que abrir el circuito al
principio para evitar una sobrecorriente de 0.5 A.

Cabe mencionar que si solo se coloca una
protección al principio de la línea, jamás
se podrá detectar una sobrecarga y por lo tanto
circulará una sobrecorriente al final de la línea,
ya que cuando hay una carga pequeña, A1 tiene una lectura
de 0.358 A, pero cuando hay una sobrecarga, A1 tienen una lectura
de 0.342 A.

Bibliografía

• 1. Fuente: Rodríguez, F.
  (2006), "El transporte de la energía
  eléctrica en alta tensión", Reproval,
  España.

• 2. Mujal, R. (2004),
  "Tecnología eléctrica", UPC,
  España.

Autor:

Lira Martínez Manuel
Alejandro.

Rivera Cervantes Francisco
Guillermo

PROFESOR: ING. FRANCISCO JOSÉ ARROYO
RODRÍGUEZ

S.E.P – S.E.S D. – G.E.S.T

INSTITUO TECNOLÓGICO DE
CANCÚN

CARRERA:

INGENIERÍA
ELECTROMECÁNICA

MATERIA:

SISTEMAS DE PROTECCIÓN EN ALTA
TENSIÓN

LUGAR Y FECHA: CANCÚN Q. ROO A 21 DE
NOVIEMBRE DE 2011.

LIRA MARTÍNEZ MANUEL
ALEJANDRO.

RIVERA CERVANTES FRANCISCO
GUILLERMO

PROFESOR: ING. FRANCISCO JOSÉ ARROYO
RODRÍGUEZ

LUGAR Y FECHA: CANCÚN Q. ROO A 21 DE
NOVIEMBRE DE 2011.