Modelación de líneas de transmisión

1. Líneas de
   transmisión transpuestas
2. Efecto capacitivo en las
   líneas de transmisión
3. Antecedentes de las
   líneas de transmisión de corriente alterna y
   directa

Líneas de
transmisión transpuestas

La energía
eléctrica se transmite en alta tensión de
manera trifásica, y sin neutro (tres conductores). Son las
líneas que se pueden ver en el campo en las grandes
torres, muchas veces se podrán ver mas de 3 conductores, 6
por ejemplo, es porque llevan dos conductores por fase, pero
sigue siendo trifásica. Lo que pasa con estas
líneas que recorren grandes distancias es que tienen
reactancias distribuidas, tanto inductivas como capacitivas entre
si por su configuración geométrica, para anular los
efectos de estas reactancias se realizan transposiciones, que
consisten en invertir la posición de dos fases entre casi
cada un tercio del recorrido. Por ejemplo, si la línea
recorre 90km, a los 30km la fase R y S se cambian de lugar, y a
los 60 se cambian la S con la T.

Este método
permite obtener parámetros de la línea con
cualquier número de transposiciones y a cualquier
distancia que se desee para cada transposición, tal como
muestra la
Figura 1.14, donde se presenta la transposición completa
de la línea consistente en dos rotaciones.

Figura 1.14 Esquema de la
transposición completa de una línea de
transmisión.

Efecto capacitivo
en las líneas de transmisión

Este efecto origina Factores que provocan
perdidas de potencia en
líneas de alta tensión y por consecuencia el
rendimiento de la transmisión de energía en una
instalación eléctrica.

Los conductores de una línea,
aislados entre sí y aislados de tierra, son
desde el punto de vista eléctrico, equivalentes a las
armaduras de un condensador (capacitor).

Cuando están a potenciales
diferentes, toman una carga eléctrica que depende de estos
potenciales y de tierra.

En una línea de corriente alterna
estos potenciales varían, y hace que se origine una
corriente transversal: i = dq / dt

Ésta corriente se suma a la
corriente de la línea y es perjudicial, porque a medida
que se le transfiera más carga al conductor, el potencial
se vuelve más alto, y se vuelve más difícil
transferirle más carga.

El conductor tiene una capacitancia
determinada para almacenar carga que depende del tamaño y
forma y conductor; así como del medio que rodea a dicho
conductor.

La magnitud del efecto capacitivo es
significativo en líneas aéreas de gran longitud,
que abarquen más de 100 km.

Antecedentes de
las líneas de transmisión de corriente alterna y
directa

La primera transmisión a distancia de la
corriente alterna trifásica fue la transmisión de
la energía eléctrica de una central
hidroeléctrica de 200 kW. en Alemania, en
1891, a una distancia de 170 km. La tensión del generador
se elevaba de 95 a 15000 V., tensión de transmisión
y luego se reducía hasta 113 V. y se aplicaba a un
motor
asincrónico trifásico de 75 kW. que accionaba a una
unidad de bombeo.

El desarrollo de
las aplicaciones industriales de la electricidad que
iniciaron a fines del siglo XIX, se oriento sobre dos caminos, la
corriente continua y la corriente alterna, esta ultima en
distintas frecuencias exigidas en algunos casos por distintas
necesidades 15, 25, 42, 45, 50 Hz, 60 Hz… estas se fueron
unificando en las hoy difundidas 50 y 60 Hz, ciertas aplicaciones
mas modernas hicieron aparecer los 400 Hz…

Si se analiza cual es la mejor frecuencia para la
transmisión de energía eléctrica a gran
distancia, se observa que 50 Hz es mejor que 60 Hz, y si intenta
optimizar se llega a la conclusión que a menor frecuencia,
mejor transmisión… el problema aparece en la
transformación necesaria para inyectar en la línea
la energía generada o utilizar la energía
transportada.

Como la transmisión a gran distancia
apareció recién en 1930, en la búsqueda de
la frecuencia óptima esta necesidad no fue considerada, y
cuando apareció la necesidad la frecuencia era ya una
adopción
generalizada y entonces indiscutible.

También apareció una necesidad de
transmitir energía a través de canales o a
través de estrechos en el mar, la solución de
cables en corriente alterna se hizo imposible a partir de los 50
– 100 km, en la década del 60 aparecieron las primeras
transmisiones en corriente continua, con los dispositivos
tecnológicos entonces disponibles (enormes válvulas
de vapor de mercurio).