Tema: Modelo de Línea de Transmisión PI con y sin efectos capacitivos. I. OBJETIVOS. Facultad de Ingeniería. Escuela de Eléctrica. Asignatura Análisis de Sistemas de Potencia I. Describir el funcionamiento de una línea de transmisión con carga activa en el punto de recepción y en el punto de entrega. Explicar porque los parámetros de voltaje, corriente y potencia en el punto de transmisión varían con respecto al punto de entrega. Obtener la potencia de transmisión y la potencia de disipación de la línea con una carga puramente resistiva. Determinar como varían los parámetros de voltaje, corriente, potencia real y potencia reactiva de una línea de transmisión media con carga resistiva y carga inductiva. Calcular la corriente de carga y el ángulo de desfase entre los voltajes de transmisión y recepción. II. INTRODUCCIÓN. Línea de transmisión media. Las líneas de transmisión de longitud media son aquella comprendidas entre 50 y 150 mi, aproximadamente. La admitancia generalmente capacidad pura, se incluye en los cálculos de las líneas de longitud media. Si la admitancia total está dividida en dos partes iguales, colocadas en los dos extremos de la línea el circuito se llama nominal π (Figura 6.1a) y si se supone concentrada en el punto medio y dividiendo en partes iguales la impedancia se llama nominal T (Figura 6.1b). Figura 6.1: Modelo de Línea de Transmisión de Longitud Media. (a) Circuito nominal π. (b) Circuito nominal T. III. MATERIALES Y EQUIPO. No. Cantidad Descripción 1 1 Línea de transmisión SO3301-3A 2 1 Vatímetro SO5127-1R6 3 1 Medidor RMS SO5127-1L 4 1 Clamper 5 1 Carga para línea de transmisión SO2662-8T 6 X Cables de conexión GUÍA 6 Pág. 1
IV. PROCEDIMIENTO. Parte A: Línea de Transmisión sin carga y con capacitancia en la línea. Paso 1. Realice el circuito que se muestra en la Figura 6.2, con una capacitancia de línea de 0.25 uf, una capacitancia de línea a tierra (CE / 2) de 1uf y una resistencia de línea de 10 Ohm con inductancia de 32mH. Voltaje de alimentación de 22V. Figura 6.2: Modelo de línea de transmisión. Paso 2. Completar la Tabla 6.1, con las variables de voltaje y corrientes en los puntos inicial y final de la Línea de Transmisión. V L1-L2 V L2-L3 V L3-L1 V L1-N V L2-N V L3-N I 1 I 2 I 3 Tabla 6.1. GUÍA 6 Pág. 2
Paso 3. Cuál es la diferencia de voltaje al inicio y al final de la línea? (tanto de línea como de fase). Paso 4. Con respecto al neutro del sistema obtenga las corriente de capacitancia a tierra y capacitancias de línea. Corriente de Capacitancias a Tierra Punto X4 Punto X6 I 1CE I 1CE I 2CE I 2CE I 3CE Punto X5 I 3CE Corriente de Capacitancias de Línea Punto X7 I 1CL I 1CL I 2CL I 2CL I 3CL Tabla 6.2. I 3CL Paso 5. Obtener las potencias activas y reactivas al inicio y al final de la línea. Potencia Activa (P) P 1 P 1 P 2 P 2 P 3 P 3 Potencia Reactiva (Q) Q 1 Q 1 Q 2 Q 2 Q 3 Q 3 Tabla 6.3. GUÍA 6 Pág. 3
Paso 6. Obtenga la suma total de cada una de las potencias y concluya acerca de los resultados. Parte B: Línea de Transmisión con carga activa y capacitancia de línea. Paso 1. Al circuito que ya tiene elaborado en su mesa de trabajo, añadirle un carga activa de 33Ω. Paso 2. Obtenga los voltajes línea a línea y línea neutro al inicio y al final de la línea. El voltaje de alimentación es de 38.1 V LL. También mida la corriente en esos puntos y complete la Tabla 6.4. V L1-L2 V L2-L3 V L3-L1 V L1-N V L2-N V L3-N I 1 I 2 I 3 Tabla 6.4. Paso 3. Obtenga los valores de potencia activa y potencia reactiva al inicio y al final de la línea de transmisión. Potencia Activa (P) P 1 P 1 P 2 P 2 P 3 P 3 Potencia Reactiva (Q) Q 1 Q 1 Q 2 Q 2 Q 3 Q 3 Tabla 6.5. GUÍA 6 Pág. 4
Parte C: Línea de Transmisión con carga resistiva e inductiva con capacitancia de línea. Paso 1. Con el circuito que tiene elaborado en su mesa de trabajo, proceda a hacer el cambio de carga, ahora deberá de tener una resistencia de carga de 66Ω y una inductancia de 160mH. Paso 2.Obtenga los voltajes línea a línea y línea neutro al inicio y al final de la línea. Al igual que la corriente. V L1-L2 V L2-L3 V L3-L1 V L1-N V L2-N V L3-N I 1 I 2 I 3 Tabla 6.6. Paso 3. Obtenga los valores de potencia activa y potencia reactiva al inicio y al final de la línea de transmisión. Potencia Activa (P) P 1 P 1 P 2 P 2 P 3 P 3 Potencia Reactiva (Q) Q 1 Q 1 Q 2 Q 2 Q 3 Q 3 Tabla 6.7. GUÍA 6 Pág. 5
V. ANÁLISIS DE RESULTADOS. 1. Cuáles son los parámetros eléctricos presentes en una Línea de Transmisión media?. Haga diagrama. 2. Encuentre el factor de regulación de la tensión de línea de transporte, para todas las partes del procedimiento de la guía. 3. Calcule la diferencia de voltaje y la potencia de disipación de la línea de la parte A y B. 4. Calcule el ángulo de fase de la corriente y el voltaje de las partes A y B. 5. Para el circuito de la Parte B, suponga que es una línea larga, encuentre el voltaje en la entrada de la línea, aplicando la ecuación general de tensión correspondiente. Utilice las constantes complejas y presente cálculo. 6. Para la línea media de la Parte C, obténgase un diagrama fasorial de voltajes indicando ángulos y factores de potencia. 7. Cuál es el factor de potencia de la línea y porque obtuvo dicho resultado? (para todas las partes del procedimiento de la guía). 8. Construya el diagrama fasorial, tomando como referencia el voltaje de salida (para todas las partes del procedimiento de la guía). 9. Calcule las pérdidas en la línea de transmisión, para todas las partes del procedimiento de la guía. 10. Calcule la diferencia de voltaje entre los puntos de inicio y recepción de la línea de transmisión, para todas las partes del procedimiento de la guía. VI. DISCUSIÓN COMPLEMENTARIA. 1) Cómo se puede determinar las perdidas de transmisión en un tramo de línea?. 2) A qué se le llama impedancia característica?. 3) Para la practica realizada, puede obtenerse un grafico circular? Explique como lo obtendría. VII. BIBLIOGRAFÍA. CNR (Centro Nacional de Registros. ATLAS DE EL SALVADOR 2001 ). STEAVENSON, William D. ANÁLISIS DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA. Segunda edición. McGraw-Hill. 1988. HARPER, Enrique. TÉCNICAS COMPUTACIONALES EN SISTEMAS DE POTENCIA. McGraw-Hill. México. EXPÓSITO, Antonio Gómez. ANÁLISIS Y OPERACIÓN DE SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. McGraw-Hill. Segunda edición. 2002. GRAINGER/ STEAVENSON JR. ANÁLISIS DE SISTEMAS DE POTENCIA. McGraw-Hill. USA. 1995. FITZGERALD, A. E./ KINGSLEY, Charles/UMANS, Stephen D. MÁQUINAS ELECTRICAS. McGraw- Hill. México. Quinta Edición. 1992. FINK, Donald G./BEATY, H. Wayne. MANUAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA. McGraw-Hill. Décimo Tercera edición. 1996. GUÍA 6 Pág. 6
DE JALÓN/ Javier García, RODRIGUEZ/ José Ignacio, BRAZÁLEZ Alfonso. MANUAL DE MATLAB 5.3: APRENDIENDO MATLAB COMO SI ESTUVIERA EN PRIMERO. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales. Madrid, Febrero 2001. http:// www.powerword.com http:// www.cyme.com http:// www.etesal.com.sv http:// www.minec.gob.sv Página WEB de la Universidad Pontificia Católica de Chile. GUÍA 6 Pág. 7