Auxiliar de manejo del programa dilate




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fecha de publicación20.01.2016
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AUXILIAR DE MANEJO DEL PROGRAMA DILATE

Ing. Marcelo Palacios Santana

CONDICIONES DE INICIO.

Comenzaremos con el ajuste de datos para el cálculo de la corriente de los conductores en uso, llamad también Ampacidad. Este cálculo obedece al estándar IEEE STD 738-1993, y suele hacerse manualmente, ya que la mayoría de los análisis pre programados para este cálculo solo lo hace para el hemisferio Norte.
Antes de todo establecemos las condiciones ambientales de Portoviejo, Manta y sus alrededores:
a) Máxima temperatura del aire 39,90 °C

b) Temperatura promedia 26,38 °C

c) Temperatura mínima absoluta 13,00 °C

d) Velocidad media del viento 4,37 m/seg.

f) Humedad relativa promedia 87,60 %
Se establecen las siguientes condiciones como “por defecto” en el programa Dilate.
Velocidad de viento 0,61 m/s

Angulo viento-eje 90o

Altura de la línea 0 msnm

Temperatura mínima de operación 20oC

Temperatura máxima de operación 60oC

Temperatura promedia 25oC

Temperatura de emergencia 70oC menos de 12 horas de uso de la línea en estas condiciones

Latitud de Ecuador 3,5o Sur- pero para el programa es 30o
CALCULO ELECTRICO

Datos de la línea y Ampacidad.

Se insertan los siguientes grupos de valores:

  1. Datos generales de la línea y de la carga, y cálculo de Ampacidad,

  2. Selección del conductor,

  3. Configuración de las fases, y

  4. Datos para el cálculo de la Ampacidad.


Se inicia el proceso de actualización de datos en la pestaña 4, Datos para el cálculo de la Ampacidad. Para esto se verifica que los valores anotados sean los indicados en párrafo anterior, condiciones “por defecto”
Se considera conductancia (sinónimo de capacitancia) igual a cero por ser nuestras líneas cortas
Se establece el tipo de línea: se puede seleccionar línea corta, media o larga. Se selecciona el tipo de conductor y la configuración geométrica de las fases. Se ajustan los valores de voltaje de operación de la línea, longitud de la misma, y frecuencia. Se define la potencia a transmitirse y el factor de potencia al cual se puede transmitir dicha potencia.
En la selección del conductor encontraremos una base de datos de conductores de diferente característica, como son ACSR, ACAR, AAAC, etc. El conductor seleccionado presentará en su entorno sus características principales, como diámetro, número de hilos, diámetro de la hebra, radio equivalente, resistencia, características mecánicas, etc.
En esta condición se activan en la parte inferior de la pantalla los cálculos de los parámetros ABCD, propios de las líneas largas, y se activa también el cálculo de la capacitancia de la línea. Se activa también el valor de la corriente nominal del conductor NORMALIZADA,
En esta misma condición se pueden variar los valores de temperatura de operación del conductor para obtener valores interpolados, como por ejemplo, la capacidad que tendría el conductor en condición de emergencia (70oC)
En parte inferior de la hoja de cálculos eléctricos tenemos tres pestañas qe entregan ya valores calculados: 1.- parámetros geométricos y eléctricos, 2.- SPQ Eficiencia y regulación de voltaje. 3.- efecto de la variación del factor de potencia de la carga.
Primera pestaña.- En esta condición se activan en la parte inferior de la pantalla los cálculos de los parámetros ABCD, propios de las líneas largas, y se activa también el cálculo de los parámetros geométricos y eléctricos de la línea en este orden:
Parámetros geométricos (formación física de los elementos de la línea):

DMG distancia media geométrica

RMGL radio medio geométrico para la inductancia

RMGC Radio medio geométrico para la capacitancia
Recordamos que para calcular la DMG de los conductores se utiliza la fórmula:

DMG = ; Dab, Dbc, Dac: distancia entre fases (mt)
RMGL se calcula en función del número de hilos por conductor y su proceso es extremadamente largo:
Para conductor de 7 hilos homogéneos =

Para cond. de 7 hilos(6/1) ACSR =

RMGL DE LOS CONDUCTORES HOMOGENEOS DE ALUMINIO
7 hilos 0,726 radio de conductor

19 hilos 0,758 radio de conductor

37 hilos 0,768 radio de conductor

61 hilos 0,772 radio de conductor

91 hilos 0,774 radio de conductor

127 hilos 0,776 radio de conductor
CONDUCTORES ACSR

30 hilos 2 capas 0,828 radio de conductor

26 hilos 2 capas 0,809 radio de conductor

54 hilos 3 capas 0,801 radio de conductor

Una capa 0,55 a 0,77 radios de conductor.
RMGC es el radio del conductor
Inductancia y capacitancia:
Para calcular la inductancia y La reactancia inductiva de la línea, se las realiza por métodos ya reconocidos y estudiados en Elementos de Sistemas de Potencia.
mH/Km
microF/Km


Ejemplos de cálculo manual de este acápite y comparado con los resultados de DILATE con estos mismos parámetros.
Una línea trifásica compuesta por cables de 3,4 cm de diámetro y radio medio geométrico de 1,4 cm, como se ve en la figura adjunta, calcular la inductancia y la capacidad por fase y kilómetro del mismo


La distancia media geométrica DMG es
La inductancia y la capacitancia serán:
L= 2x10-7 ln(1,134/0,014) = 0, 879 mH/km
C=0,056/ ln(1,134/(0,034/2)) = 0,013 microF/Km

Si al problema anterior se le sustituye la configuración de los conductores con la siguiente, obtendremos los valores:


El radio medio geométrico de cada fase será:
Para cálculo sw la inductancia RMGL =
Para el cálculo de la capacidad RMGC =
La inductancia y la capacitancia serán entonces:
L= 2x10-7 ln(1,134/0,067) = 0,566 mH/km
C=0,056/ln(1,134/0,075) = 0,021 microF/km

Otros valores que se calculan automáticamente son:
Impedancia Ohm;
Conductancia G

(Capacidad de un elemento para conducir corriente)
G = (1/R) = (i/v) mho
Suceptancia B

Capacidad de un elemento inductivo para conducir corriente
B = (1/X)

Admitancia Y es el opuesto de la impedancia.
Y = 1 / Z = G+jB

Impedancia característica de la línea Zc

Si revisamos el estudio que se adjunta a continuación, realizado en el conocido libro de Líneas de Transporte de LM Checa, vemos que los resultados son prácticamente los mismos que con DILATE, con lo que se demuestra la confiabilidad del mismo en este capítulo.







REGULACION DE LA LINEA.
Se establece el cálculo de la regulación de la línea para factor de potencia de 0,8 y los valores indicados en el ejercicio.



CALCULO MECANICO DE LINEAS
Hipótesis de diseño de líneas establecidas en Ecuador:
Hipótesis 1 Temperatura 5oC sin viento Flecha mínima. No debe sobrepasar 33% CR

Hipótesis 2 Temperatura de 15oC con viento de 60 Km/h.

Hipótesis 3 Temperatura de 25oC sin viento (Condición EDS)(EDS 18% CR)

Hipótesis 4 Temperatura máxima 60oC sin viento Flecha máxima
Hipótesis establecidas en Dilate.
Hipótesis 1 Temperatura EDT sin viento (Condición EDS)(EDS 18%)

Hipótesis 2 Fluencia La tensión final no debe sobrepasar el 33% de CR del conductor. Sin viento y a -17oC

Hipótesis 3 Flecha mínima a 5OC no debe sobrepasar 33% CR.

Hipótesis 4 No interesa

Hipótesis 5 Flecha máxima a 60oC

Los resultados marcados en rojo son los datos utilizados básicamente en diseño de líneas eléctricas.
El cálculo mecánico se inicia ajustando los valores climáticos o meteorológicos para la zona donde se va a realizar el estudio o el trabajo. Los valores de nuestra zona están indicados al comienzo de este panfleto, y son los mismos valores ajustados previamente por el expositor.
El programa entregará varias plantillas de cálculo de las hipótesis establecidas en él, y para nuestro interés las adecuadas son las de las hipótesis 3 y 4, y la tabla de tensado del conductor para varios vanos reguladores (ajustables en el programa y a partir de 200 mt.
Adicionalmente, el programa proporciona en Datos de Apoyos, aisladores y herrajes, cálculos adicionales para establecer vanos mínimos de estructuras tipo Suspensión y Retención, considerando la separación entre conductores. Esta información se aplica para analizar vanos especiales (vanos muy largos) que se quieran construir, y que se desee saber la separación confiable entre conductores.
No se recomienda utilizar el plantillaje de la línea ya que el programa presenta un alto grado de dificultad para realizar la tarea. Hay otros programas avanzados para ejecutar esto último en condiciones profesionales y ventajosas, como por ejemplo, el DLT Cad, procedencia peruana.
Para cerrar el programa se graba el trabajo realizado y se lo puede abrir las veces que sea necesario.
Los resultados se pueden imprimir pero no existe un orden de prioridades, y eventualmente hay cuadros que quedan superpuestos con la información desarrollada. Sin embargo, tomando precauciones y anotando los resultados con antelación, se puede aprovechar este programa para realizar estudios preliminares de líneas eléctricas de cualquier voltaje.

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