Cálculo de cables subterráneos

Pablo Medina Cofrépamc@ingendesa.cl

Introducción Cables subterráneos, presentes en

SEP desde sus comienzos Uso de cables en alimentadores de

MT, “llegadas complicadas”

Fuente: Electric Power Distribution Equipment And Systems

Agenda Cálculo de “ampacidad” de cables

en régimen permanente- Cálculo de resistencias térmicas- Corrientes inducidas por pantalla

Estudio detallado de corrientes inducidas Corrientes y voltajes inducidos Transposición de pantallas

Cálculo térmico Mecanismos de

transmisión de calor en una L.T.: ¿Convección? Conducción

Cable es una fuente de calor Efecto Joule en

conductores,pantallas y armaduras

Pérdidas en aislación

Cálculo térmico Uso de la ecuación del calor Expresiones para transferencia de calor son correlaciones (IEC 60287)

43212

212

12 112

1 TTnWIRnTWIRTWIR dcadcadca

RcaI2 Wd

λ1RI2 λ2RI2

0,5T1 0,5T1 T2 T3 T4

Para n=1

Δθ

Pérdidas Joule en cond.

spcdccca yyTRTR 1

2ITRP cca 00 1 TTRTR cdc

yp= Factor de “Efecto proximidad”ys= Factor de “Efecto piel”

Pérdidas en aislación Aislación es un condensador. Luego

tiene pérdidas dieléctricas Pérdidas asociadas al movimiento de

dipolos en polímeros

mF

dD

C

c

i

/10ln18

9

tan20CUWd Fracción de

corriente resistiva sobre la corriente capacitiva

Pérdidas en pantallas Existen dos casos básicos

Pantalla aterrizada a un lado Pantalla aterrizada a ambos

lados

Pérdidas en pantallas En caso de aterrizar ambos extremos, es posible disminuir las corrientes por pantallas: Usando impedancias (pararrayos) Buen orden de fases Disposición (flat, triangular) Entrecruzamiento de pantallas

(cross bonded)

Cross bonded Gráficamente

Fuente: ARTEL

Resistencias térmicas Norma IEC 60287-2-1 Fórmulas para T1, T2, T3 y T4 Valores dependen de:

Geometría Medio de instalación de cables

Forma general: WmK

dtR T /21ln21

Resistencia T4

Dependerá de la instalación y de la configuración

DirectamenteEnterrados(flat) Enterrados

en ductos(flat)

Al aire libre(flat)

Resistencia T4

En la ampacidad, uno de los parámetros más relevante es la resistividad térmica del terreno

Rho [°C m /W ]

Am pacidad [A]

Dism inución [% ]

2,0 215 2,5 196 8,8 3,0 178 17,2 3,5 165 23,3 4,0 155 27,9

Análisis de corriente por pantallas Uso de diferentes expresiones para las inductancias mutuas

Se considera el efecto de la resistividad del suelo

Permite un modelamiento más detallado, y una buena base para estudiar el comportamiento en fallas