Caída de tensión y pérdida de potencia en líneas eléctricas: fórmulas y documentación de proyectos de alta tensión

Explicación de la caída de tensión en una línea eléctrica y su cálculo en líneas monofásicas y trifásicas, considerando la resistencia y el coeficiente de autoinducción de cada conductor.

Supongamos una línea trifásica (dibujo trifásica).

Mediante la aplicación de la 2ª ley de Kirchhoff:

V⃗1 p= ⃗I 2·(R+ Xj)+V⃗1f− ⃗I 3·(R+ Xj)= V⃗1 f+R·(⃗I 2− ⃗I 3)+X·(⃗I 2− ⃗I 3)· j

Con lo que la diferencia vectorial de las tensiones al principio y al final de la línea será: V⃗ 1p- V⃗ 1f=R ( ⃗I 2- ⃗I 3)+X ( ⃗I 2- ⃗I 3)j

Suponiendo que el sistema es equilibrado, resulta | ⃗I 2- ⃗I 3|=Ö3 I

Se llama caída de tensión a la diferencia entre los módulos de las tensiones al principio y al final de la línea.

d= Vp -Vf = | V⃗ 1p |- | V⃗ 1f| ¹ | V⃗ 1p - V⃗ 1f|

La fórmula utilizada para su cálculo en la tensión de línea es la siguiente:

d=Vp-Vf=Ö3 I (R · cosj +X·senj)

Dónde: Vp y Vf son, respectivamente, los valores eficaces de las tensiones al principio y al final de la línea, I es el valor eficaz de la intensidad de línea, cosj es el factor de potencia de la instalación receptora y, finalmente, R y X, respectivamente, la resistencia y la reactancia por fase de la línea.

En líneas monofásicas como la representada en la figura:

Aplicando la 2ª Ley de Kirchhoff, resulta: V⃗p= ⃗I ·(R+Xj)+V⃗f +⃗I ·(R+Xj)= V⃗f +2 ·⃗I·R+2 ·⃗I· Xj

Representando gráficamente esta suma vectorial obtenemos el diagrama de la figura.

De este diagrama se deduce fácilmente la expresión de la caída de tensión en líneas monofásicas siguiendo un razonamiento análogo al realizado para las líneas trifásica, resultando: d = Vp-Vf=2· I· (R·cosj+X· senj)

En líneas de corriente continua se obtiene aplicando, igualmente, la 2ª ley de Kirchhoff la expresión de la caída de tensión: d = Vp-Vf=2 R I

Pérdida de Potencia

En las líneas eléctricas, debido a que los conductores empleados son reales y por tanto tienen cierta resistencia, se pierde potencia debido al efecto Joule.

En líneas trifásicas, estas pérdidas se calculan por la siguiente expresión:

Pp=3 R I²

En líneas monofásicas y de corriente continua la expresión queda:

Pp=2 R I²

Siendo en este caso R la resistencia de cada uno de los conductores e I la intensidad de la línea.

Documentación de Proyectos de Líneas Aéreas de Alta Tensión

Descripción de los documentos que debe incluir un proyecto de línea aérea de alta tensión.

El proyecto ha de comprender los siguientes documentos:

• Memoria
• Pliego de condiciones técnicas
• Presupuesto
• Planos
• Estudio de seguridad y salud