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• Juan Maco

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DLTCAD Ver 2009

“CÁLCULO DE DISTANCIAS DE SEGURIDAD DENTRO DE LA FAJAS DE SERIVIDUMBRE DE LINEAS DE TRANSMISION”

MEMORIA DE CÁLCULO

MANUAL TECNICO

LIMA, JUNIO de 2009

Cálculo de Distancia de Seguridad

MEMORIA DE CÁLCULO

INDICE

1

OBJETIVO .......................................................................................................... 2

2

NORMAS APLICADAS ...................................................................................... 2

3

CÁLCULOS PRELIMINARES ............................................................................ 2

3.1 CÁLCULO DE CAPACIDAD TÉRMICA DEL CONDUCTOR (AMPACITY).............................. 2 3.2 CÁLCULO DEL ALARGAMIENTO DEL CONDUCTOR (EFECTO CREEP) ............................ 4 3.3 CÁLCULO DEL CONDUCTOR .................................................................................... 5 4

CÁLCULOS DE DISTANCIAS MÍNIMAS DE SEGURIDAD............................... 7

4.1 DISTANCIAS DE SEGURIDAD VERTICALES Y HORIZONTALES (SIN DESPLAZAMIENTO POR VIENTO)

................................................................................................................ 7

4.2 DISTANCIAS DE SEGURIDAD HORIZONTALES (CON DESPLAZAMIENTO POR VIENTOS) .. 10 5

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 12

ANEXOS Anexo 01: Formato para toma de Datos en campo Anexo 02: Modelos Matemáticos de Cálculo de Conductores Anexo 03: Modelo de Cálculo de Capacidad Térmica (Norma IEEE P738)

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Cálculo de Distancia de Seguridad

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MEMORIA DE CÁLCULO PARA DETERMINAR LAS DISTANCIAS MINIMAS DE SEGURIDAD 1

Objetivo

Implementar un Software que permitirá determinar el cumplimiento de las distancias de seguridad dentro de las fajas de servidumbre de Líneas de Transmisión, distancias establecidas en el Código Nacional de Electricidad – Suministro. Bajo este contexto describimos en este informe la metodología de cálculo para determinar las distancias mínimas de seguridad, de acuerdo a lo establecido en el

capitulo 234,

sección 23 del Código Nacional de Electricidad - Suministro.

2

Normas Aplicadas

-

Código Nacional de Electricidad Suministro

-

Norma IEEE, P738 /D2 August 2006 : Draft standard for calculating the currentTemperature of bare Overhead conductor.

-

Norma IEEE/PES, pp. N°C72 190-2

: Creep equations of conductors for sag-tension calculations

3

Cálculos Preliminares

Previo al cálculo de distancias mínimas de seguridad se requiere desarrollar los cálculos de Capacidad Térmica del Conductor (Ampacity), alargamiento del conductor (Efecto Creep) y Cálculo del Conductor; los mismos que describimos en los siguientes Ítems. 3.1

Cálculo de Capacidad Térmica del Conductor (Ampacity)

Para el desarrollo de cálculo se hace uso de de la ecuación de calor (equilibrio térmico). (Según IEEE 738)

La temperatura máxima (Tc) se determina de acuerdo a la potencia requerida a transmitir por la Línea de Transmisión; es decir a una temperatura máxima (Tc) obtenemos la corriente y Potencia máxima Transmitida; para mayores detalles ver anexo 03. Telf. 51 –1- 715-0404

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Pérdidas por convección (qc) : Pérdidas por Convección Natural(qcn)

Pérdidas por Convección Forzada(qc1, qc2)

De los resultados se toma el mayor de los tres cálculos. qc = máx.(qcn, qc1, qc2) -

Calor Radiado del conductor (qr) :

-

Calor Irradiado por el Sol (qs) :

-

Cálculo de Resistencia Eléctrica del Conductor:

Simbología: ρf = Densidad de aire D = Diámetro del conductor Tc = Temp. Máxima Admisible del conductor Ta = Temperatura ambiente del aire Vw = Velocidad del viento µf = Viscosidad dinámica de aire Kf = Conductividad térmica del aire Kangle = factor de la dirección del viento ε = Emisitividad Conductor α = Absorbidad Solar Qse = Flujo de Calor corregido θ = Angulo efectivo de los rayos del Sol Hc = Altitud del Sol Zc = Azimut del Sol = Azimut de Línea Zl R(Thigh)= R(75°C) (según IEEE 738) R(Tlow)= R(25°C) (según IEEE 738) Telf. 51 –1- 715-0404

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3.2

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Cálculo del Alargamiento del Conductor (Efecto Creep)

Se desarrolla bajo la metodología de Harvey e Larson, sus ecuaciones fueron determinadas mediante cables enteros. (Según IEEE/PES, pp. N°C72 190-2) -

Para Conductores de Aluminio y Aleación de Aluminio

Ecuaciones de Predicción Tipo de Conductor AAC 6201 ACAR

Temperatura Ambiente

Temperatura Elevada

εc=kσ1.3 t0.16 εc=Gσ1.3 t0.16 εc=(0.0003+0.0021*A1350/ΣΑ)(σ1.3 t0.16)

εc=MT1.3σ1.3 t0.16 εc=0.000012T1.4σ1.3 t0.16 εc=(0.000003+0.0021*A1350/ΣΑ)( T1.4σ1.3 t0.16)

Coeficientes del conductor para las ecuaciones de Creep N° de Hilos K1 K2 M1 M2 G

7 0.0021 0.0013 0.000023 0.000014 0.0011

19 0.0020 0.0012 0.000022 0.000014 0.0010

37 .00019 0.0012 0.000021 0.000013 0.0012

61 0.0018 0.0011 0.000020 0.000012 0.00094

Subíndice “1” denota fabricación por laminado en caliente Subíndice “2” denota fabricación por fundición continua -

Para Conductores ACSR (Temperatura Ambiente)

Para conductores con proceso de fabricación por laminados en caliente, la ecuación es la siguiente: εc = 2.4 (% RBS)1.3 t0.16 Para conductores con proceso de fabricación por colada o fundición continua, la ecuación es la siguiente: εc = 1.4 (% RBS)1.3 t0.16 -

Para Conductores ACSR (Temperatura Elevada)

Para conductores con menos de 7,5% por área de acero, la ecuación es la siguiente. εc = 0.24 (% RBS) T t0.16 Notación: εc = Creep t = Tiempo de aplicación de la tracción %RBS = Porcentaje de la tensión de rotura σ = Esfuerzo del tracción Α1350 = Área del aluminio 1350-H19 ΣΑ = Área total de la sección transversal del conductor Τ = Temperatura del conductor K, M, G = Coeficientes que depende de las características del conductor. Telf. 51 –1- 715-0404

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Cálculo de Distancia de Seguridad

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Para el cálculo del máximo valor de alargamiento del conductor según recomendaciones de IEEE/PES, pp. N°C72 190-2, esta resulta del máximo valor seleccionado del Creep de los resultados para temperatura ambientales y máximas temperaturas. Finalmente el producto del Creep seleccionado y el vano se obtiene el alargamiento del conductor para las diferentes hipótesis.

Para el cálculo de la Temperatura máxima se utiliza la siguiente formula. Tmax= ε-εo/(Coef. Dilat.) El Creep inicial (εo) se calcula bajo la siguiente condición: Esfuerzo de pretensionado = 70% σEDS Tiempo de pretensionado 3.3

= 48 Horas

Cálculo del Conductor

Sx

h2 h3 h1

cota3

cota2

cota1

Xc Vano

Con el objetivo de mostrar las flechas del conductor para las diferentes hipótesis de cálculo; empezaremos definiendo la hipótesis inicial y para ello requerimos los valores medidos en campo de acuerdo a la tabla de datos (Ver Anexo 01). Continuación mostramos el procedimiento: -

Datos de Campo: •

Datos del conductor

•

Vano entre estructuras (Vano)

•

Desnivel= cota2+h2-(cota1-h1)

•

Temperatura actual (Ta)

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Cálculo de Distancia de Seguridad

-

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Cálculo de la Hipótesis inicial: Iniciaremos implementando la siguiente hipótesis preliminar y calculando la saeta en el punto de referencia de la construcción (Sx), con los datos de campo: •

Hipótesis inicial preliminar Esfuerzo inicial (σ)

= ??

Temperatura

= Ta

Velocidad de Viento = 0 km/h Espesor de hielo

= 0 mm

El parámetro C se calcula mediante algoritmo matemático y método de regresión, bajo las siguientes consideraciones: Condición Inicial: Flecha = Saeta (Sx)
Ci Con Ci
calcula Sxi

; Sxi función de (Xc)

Error = (Sx-Sxi) Si error >0.0001
repite Asume Ci+1 Calcula Sx Calcula error Si error