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12 julio, 2015

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¿Por qué se emplea corriente contínua en sistemas submarinos de larga longitud?

En las líneas de AT de elevada longitud con cables aislados se magnifican algunos efectos que no son importantes en los cálculos convencionales de líneas cortas. Veamos además de forma sencilla cómo la corriente continua es una decisiva solución práctica en estos casos.

 

 cable-submarino-prysmian

Empecemos recordando que la especial estructura de los conductores aislados de alta tensión se debe a la necesidad de confinar el elevado campo eléctrico en el interior del aislamiento por medio de una pantalla conectada adecuadamente a tierra.

Debido a esa formación los cables de alta tensión aislados se comportan además como condensadores cilíndricos, siendo el conductor una armadura y la pantalla la otra armadura. El dieléctrico es el aislamiento.

 

cable-aislamiento a pantalla_0

 

Analicemos ahora el circuito monofásico simplificado equivalente a una línea con cables aislados.

 

formula1P

 

Dentro de la simplificación estimamos que la carga será puramente resistiva y la potencia reactiva será toda capacitiva destinada al condensador cilíndrico que representa el cable.

 

De esta forma para un circuito trifásico tendríamos lo siguiente:

 

F1

 

La potencia reactiva (toda capacitiva para el caso) será:

 

F2

 

Sustituyendo Ic

 

F3

 

Ya sabemos ω es 2π∙f, siendo f la frecuencia de la línea. A 50 Hz ω es por tanto un valor constante (100π).

 

C es la capacidad de la línea por tanto proporcional a la longitud de la misma. Valor elevado para largas líneas (comparado con líneas de corta longitud).

 

UL es la tensión de línea. Valor lógicamente alto para poder transmitir gran potencia a baja intensidad de corriente. Reducir voluntariamente su valor pasaría por un incremento anormal de la sección de conductor, solución inviable técnica y económicamente.

 

En definitiva si queremos evitar que la energía que se inyecta en la línea por un extremo se destine a la constante carga y descarga del gran condensador que son los conductores de la línea debemos que pensar en evitar el efecto de la potencia reactiva optando por la corriente continua con estaciones de conversión (alterna – continua, continua – alterna) en ambos extremos.

 

cable-submarino-prysmian

 

Aproximación a costa del enlace entre Valencia y Mallorca, 237 km de línea en corriente contínua.

 

Se agredece al ingeniero Lisardo Recio y la empresa Prysmian por el valioso aporte.
Fuente: prysmianclub.es

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2 Comentarios Publica un comentario
  1. avatar
    Mariano
    Jul 13 2015

    Además de la ventaja mencionada, la transmisión en HVDC mejora notablemente la transmisión ya que:
    La capacidad de transporte no disminuye con la distancia – Es posible controlar la potencia activa con pequeñas variaciones de tensión – En el caso de utilizar tecnología VSC (Voltage Source Converter) permite controlar la potencia reactiva en la red de CA sin necesidad de agregar generadores en el extremo receptor- Permite vincular sistemas asincrónicos – No agrega potencia de cortocircuito en forma significativa a los sistemas HVAC – Mejora de la estabilidad del sistema – Menores pérdidas en las líneas de transporte – y más.
    Saludos

    Responder
  2. avatar
    Richard
    Jul 12 2015

    Gracias por la información
    Pero de que nivel de tensión funcionan los suministradores y conversores. También emplean sistemas de alimentación hibrido en un submarino?. Y en los submarinos a base de energía nuclear?.
    Saludos RSE

    Responder

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