instalaciones eléctricas de media tensión (2223)

Grado de Ingeniería Eléctrica
3er curso
Profesor: Miguel López García
El funcionamiento de las líneas eléctricas se
define en torno a cuatro fenómenos:
- Conducción longitudinal: Flujo de electrones a lo largo
del conductor.
- Interacción magnética:
activos.
Inducción entre conductores
- Interacción electrostática:
en conductores cargados.
- Conducción transversal:
corona.
Acoplamiento electrostático
Ionización del aire y efecto
 Estos
fenómenos se describen
mediante cuatro parámetros:
 Resistencia.
 Inductancia.
 Capacidad.
 Conductancia.
 Con
estos parámetros se define el
circuito equivalente de una línea
eléctrica:

Para el caso de líneas de M.T. (<30kV) se
puede despreciar la rama en paralelo
(modelo de línea corta):

Para la elección de la sección de un
conductor, es necesario satisfacer unas
condiciones:
◦ Calentamiento del conductor: La densidad de
corriente en el conductor debe ser limitada para
disminuir el calentamiento.
◦ Caída de tensión: La tensión entregada no debe ser
inferior a la de entrada de línea en un cierto
porcentaje.
◦ Soportar corrientes de cortocircuito: Además del
régimen permanente, los cables deben poder
soportar sobreintensidades de corta duración.

Calculo de caídas de tensión:

Calculo de caídas de tensión:

En el caso de líneas trifásicas las expresiones que
utilizaremos son:
∆𝑈 = 3 ∙ 𝑅 ∙ 𝐼 ∙ cos 𝜑 + 𝑋 ∙ 𝐼 ∙ sin 𝜑
1
∆𝑈 =
𝑅∙𝑃+𝑋∙𝑄
𝑈𝑅

Ejemplo de calculo de caídas de tensión:
◦ Línea aérea de distribución trifásica a 50 Hz de
20km, con conductores de cobre de 50mm2 y
diámetro efectivo 9,2mm colocados en triángulo
equilátero de 1m.
◦ Suministra 5000kw con fdp 0.8 inductivo a 20kV.
◦ Calcular el porcentaje de caída de tensión y el
rendimiento de la línea.

Ejemplo de calculo de caídas de tensión:
◦ Linea de transporte trifásica a 50 Hz, con cables
unipolares de Al de 70mm2.
◦ Suministra 4000kw con fdp 0.8 inductivo a 20kV.
◦ Calcular la máxima longitud de línea para que el
porcentaje de caída de tensión sea del 1%.
◦ Dato: r=0.57ohm/km y x=0.13ohm/km.

Caídas de tensión en distribuidores:
◦ Se considera una línea con las derivaciones y cargas
correspondientes:
Z1
Z4
Z3
Z2
z1
z2
I1
z3
I2
i1
i2
z4
I3
I4
i3
i4

Siendo:
I4=i4
I3=i4+i3
I2=i4+i3+i2
I1=i4+i3+i2+i1

Z1=z1
Z2=z1+z2
Z3=z1+z2+z3
Z4=z1+z2+z3+z4
La caida de tensión se puede expresar como
ΔV=z1·I1+z2·I2+z3·I3+z4·I4=Z1·i1+Z2·i2+Z3·i3+Z4·i4
𝑛
𝑛
𝑗=1
𝑗=1
∆𝑈 = 3 � 𝑖𝑗𝑗 ∙ 𝑅𝑗 + � 𝑖𝑗𝑗 ∙ 𝑋𝑗
∆𝑈 =
1
𝑈𝑛𝑛𝑛
𝑛
𝑛
𝑗=1
𝑗=1
� 𝑃𝑗 ∙ 𝑅𝑗 + � 𝑄𝑗 ∙ 𝑋𝑗

Ejemplo 1:
a
6km
A
2km
e
10A
3km
15A
c
2km
15A
d
2km
5A
5A
b
Un=10kV
f.d.p.=0.8 en todas las
cargas
r= 1.96 Ω/km
x= 0.391 Ω/km

A
Ejemplo 2:
50m
100m
50m e
25kw
fdp=1
15kw
fdp=0.8
50m
c
Un=380V
r= 0.63 Ω/km
x= 0.325 Ω/km
50m
100m
25kw
fdp=0.8
15kw
fdp=1

Ejemplo 3:
i5
e
Iy
i4
d
o
c
Ix
a
i1
b
i2
i3

f
Ejemplo 3:
L1
Ix

L2
L4
L3
a
i1
L5
c
b
i2
i3
L
d
i4
Aplicando las leyes de kirchoff:
f
e
i5
Iy

o

Ejemplo 3:
L1
Ix
L2
L4
L3
a
i1
L5
c
b
i2
i3
Tomando como datos:
L
d
i4
i5
◦ i1=5; i2=10; i3=5; i4=15; i5=10;
◦ L1=5; L2=15; L3=20; L4=25; L5=35; L=45.
 Ix=22.8
 Iy=22.2
 El punto de mayor caida de tensión es d.
o
e
Iy