viernes, 14 de enero de 2011

Eficiencia Energética - Capítulo V - Software ABCD para análisis y simulación de líneas aéreas

Los parámetros de la línea aérea de alta tensión no solo dependen de la impedancia y admitancia que pueda presentar, sino que también depende de la longitud. Dos líneas de idénticas características constructivas pero de diferentes longitudes poseen parámetros distintos que repercuten en valores de caídas de tensión, pérdidas de potencia, tensión, corriente, etcétera distintas para unos mismos estados de carga.

Existe una amplia gama de programas informáticos dedicados al cálculo eléctrico de líneas de transporte, pero no se paran a realizar un análisis “interno” o a lo largo de la línea. Tras unos valores iniciales de potencia, tensión, datos topográficos y morfológicos se comienza el estudio de los parámetros considerándose constantes a lo largo del tiempo y la longitud de la línea. Sin embargo, la energía en las líneas no es constante; existen curvas de carga que recogen el hecho que dependiendo de la estación, hora, lugar o hábitos de consumo, toman diversas geométricas.


También, en el caso de líneas muy largas o con cargas extremas podemos encontrar que las tensiones, corrientes u otros parámetros tomen valores máximos o mínimos respecto los terminales de conexión de la línea.


Figura 1

El Software ABCD dispone de cuatro pestañas de las cuales las denominadas “características” y “curva de carga” son de entrada de datos. En “características” (figura 1) vemos agrupados los datos de entrega en seis bloques. En los “datos eléctricos” elegimos el conductor (nomenclatura UNE-EN 50182:2001) y la tensión normalizada según el Real Decreto 223/2008. Las “características de los aisladores” pueden obviarse en caso de no conocer ni el número de aisladores por fase, ni las pérdidas unitarias por aislador; en este caso, se toma por defecto un valor de 10-8 S/km. Los “datos del entorno” son los valores de altitud y temperatura media en la que la línea está enclavada, así como su longitud y coeficiente meteorológico (mt). “Datos estructurales” es la configuración del conductor pudiendo elegir entre símplex, dúplex, tríplex y cuádruplex, marcando la distancia entre conductores (d) en milímetros y tomando un coeficiente del conductor (mc) que ronda entre 0,83 y 0,87. En este bloque definimos la posición de las fases mediante un sistema de ejes cartesianos donde la referencia la tomamos en la parte superior del apoyo. Con las “unidades base” fijadas y los valores de “potencia de cortocircuito” concluimos la entrada de datos.


Figura 2

Todos estos datos se pueden guardar en un fichero de extensión *.cel, para poder utilizarlos en otro momento. En el apartado de “parámetros” (figura 2) visualizamos los valores característicos
que va a tener nuestra línea según los datos de entrada de la pestaña anterior (características). Se calculan el valor del radio geométrico de la fase, la distancia geométrica del circuito, la inducción, la capacidad y la conductancia por fase. A partir de estos se computan los valores de resistencia, reactancia, conductancia y susceptancia por fase en unidades parciales y totales. Ya con los valores de impedancia y admitancia del modelo de la línea calculamos los parámetros A, B, C y D correspondientes. Podemos ver los resultados en valores ingenieriles y por unidad. Si queremos ver los valores de impedancia y admitancia en formato módulo argumental, se debe hacer doble clic sobre la casilla. Si se realiza un nuevo doble clic volverá a la forma rectangular. Los parámetros de la línea vendrán influidos por el modelo elegido. Si cambiamos de modelo, podemos evaluar la diferencia existente reflejada en los parámetros. También, se puede calcular el efecto corona, la perditancia y la conductancia asociada a dicho efecto en caso de producirse.


Figura 3

En la sección “curva de carga” (figura 3) podemos elegir entre cuatro periodos de tiempo. La curva diaria evalúa la demanda durante un día en escalas de 1 hora; la curva semanal evalúa la demanda durante una semana en escalas de 1 día, la mensual analiza la demanda durante un mes a lo largo de 30 días; la estacional, la demanda durante un año en cada una de las estaciones y la anual, la demanda durante un año en escalas de 1 mes. Para indicar la demanda, marcaremos en valores por unidad (definida la base en la pestaña características), la magnitud requerida por el sistema en el momento dado. Todos estos datos se pueden guardar en un fichero de extensión *.cce, para poder utilizarlos posteriormente.

Figura 4

Ya en la última pestaña, de regulación (figura 4), vemos las magnitudes de las tensiones, corrientes y potencias de entrada y salida para cada uno de los periodos de la curva de carga asignada a la línea. En caso de no introducir ninguna curva de carga, simularemos la línea en las condiciones de vacío y carga elegida la de la base.

Este interesante Software puede sernos de gran ayuda a la hora de estudiar el funcionamiento de una línea existente, así como a la hora de dimensionar nuevas líneas, por lo que a continuación os dejo el enlace en el que os lo podéis descargar de forma gratuita (versión Freeware): ABCD V2.0


FUENTE : TÉCNICA INDUSTRIAL Nº 789

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