Ir al contenido

9 agosto, 2015

Ejemplo de cálculo de sección a 35 kV con resultado de varios conductores por fase

En ocasiones la potencia que debe transportar una línea es lo suficientemente elevada como para que se necesite más de un conductor por fase para soportar adecuadamente la intensidad de corriente. Veamos algunas particularidades de estos tipos de cálculo con un ejemplo.

 

 conductores-tresbolillo

Pensemos en dimensionar los conductores de una línea con las siguientes características:

 

  • – Categoría A.
  • – Tensión nominal de la red: U = 35 kV.
  • – Tensión máxima de la red no superior a 36 kV (Umax = 36 kV).
  • – Potencia aparente: S = 64 MVA.
  • – Longitud: l = 260 m.
  • – Instalación en galería subterránea sin influencia térmica por agrupación con otros circuitos cercanos.

 

Al tratarse de una red de tensión nominal 35 kV, con tensión máxima 36 kV y de categoría A (ITC-LAT 06, pto. 2.1: Los defectos a tierra se eliminan tan rápidamente como sea posible y en cualquier caso antes de 1 minuto.) el cable a seleccionar debe ser de tensión nominal 18/30 kV al menos dado que esta tensión es apta para tensiones máximas hasta 36 kV cuando la categoría de la red es A o B (tabla 2, ITC-LAT 06).

Niveles-de-aislamiento-de-los-cables-y-sus-accesorios

Anteriormente se cita que no hay agrupamiento con otros circuitos por lo que nuestro circuito no se ve influido térmicamente por circuitos cercanos a efectos de considerar un agrupamiento, pero nuestro circuito discurre por una galería y el apartado 6.1.3.2.2 de la ITC-LAT 06 del Reglamento de Líneas de Alta Tensión (RLAT, R.D. 223/2008) estima una sobreelevación de temperatura ambiente de 15 ºC al tratarse de un emplazamiento donde se va a generar calor por efecto Joule por parte de otros tendidos eléctricos en el entorno que, si bien no se consideran a efectos de coeficiente de corrección por agrupamiento por no ser muy cercanos al circuito objeto de nuestro cálculo, si es necesario tenerlos en cuenta como fuentes de calor que caldean el ambiente de la galería (espacio relativamente reducido con muchas fuentes de calor). Por lo que partiendo del valor estándar de 40 ºC (a la sombra) debemos considerar, como estimación aproximada, un ambiente de 55 ºC y aplicar el coeficiente de corrección por temperatura ambiente diferente del estándar según la tabla 14 de la citada ITC-LAT 06.

Factor-de-corrección-F-para-temperaturas-del-aire-distinta-de-40-grados

Vemos que el coeficiente de corrección por temperatura ambiente de 55 ºC (diferente del estándar de 40 ºC) es de 0,88.

 

EPROTENAX-H-COMPACTElegiremos para nuestro tendido cable tipo Al Eprotenax H Compact de 18/30 kV cuyo aislamiento de HEPR soporta una temperatura máxima de 105 ºC. Al tratarse de aislamiento de goma soporta mejor sin deterioro en el tiempo la posible penetración de humedad en su interior, además por ser un cable más compacto que otros diseños es más manejable, con menor radio mínimo de curvatura y más ligero, soportando más intensidad admisible a igualdad de sección como se puede comprobar en la tabla 13.

 

El aislamiento de HEPR de los cables Prysmian se extruye en línea catenaria, lo que le confiere una vida útil más prolongada al asegurar mediante un proceso físico-químico especial una mejor y más completa reticulación de las cadenas poliméricas, logrando un producto de alta calidad.

 

Obtengamos ahora la intensidad que va a circular por nuestro circuito tomando el valor nominal de tensión (35 kV) y no el valor máximo (36 kV) al ser el caso más desfavorable por ser el que se corresponde con mayor intensidad de corriente. Si en algún caso se proporciona valor mínimo de tensión de alimentación correspondería hacer el cálculo con ese valor por la misma razón.

formula

Nos ha resultado un valor de intensidad bastante elevado por lo que dentro de las secciones comerciales disponibles en stock (1×95, 1×150, 1×240 y 1×400) tendremos que emplear más de un conductor por fase aplicando el correspondiente coeficiente de corrección por agrupamiento, pues aunque estamos hablando de un solo circuito se debe corregir a la baja la intensidad total por influirse térmicamente las agrupaciones de 3 conductores (ternas). Conviene recordar que la tabla de intensidades admisibles está pensada para circuitos sin influencias térmicas de otros cables en su entorno, si se varía esta condición es necesario aplicar coeficiente reductor según indican las tablas de agrupamientos del RLAT. Cada terna en nuestro caso estará influida por al menos otra, aunque sea de su mismo circuito.

Ahora pensemos en el sistema de instalación. En este caso vamos a ver diferentes posibilidades:

 

1.- Ternas dispuestas directamente sobre la pared

ternas-dispuesta-sobre-pared

Probamos con 3 conductores de 1×240 mm² por fase aplicando el coeficiente de corrección de la tabla 19 de la ITC-LAT 06 (anterior) a la tabla de intensidad admisible para cables instalados al aire (siguiente):

 

Intensidades-maximas-adminibles

 

Recordando multiplicar, en todos los casos, también por 0,88 por temperatura ambiente de 55 ºC tenemos:

495 x 3 x 0,73 x 0,88 = 954 A < 1056 A   (no válido)

Probamos con la siguiente sección comercial al alza (1×400):

660 x 3 x 0,73 x 0,88 = 1272 A > 1056 A   OK

Por tanto, se necesitarían 3 ternas de cable Al Eprotenax H Compact de 1×400 con tensión nominal 18/30 kV para instalar grapadas a la pared en contacto.

 

Obsérvese cómo deben colocarse cada una de las fases. Es muy importante disponer los conductores siendo lo más fieles posible al siguiente esquema para ahorrarnos problemas de envergadura con inducciones no compensadas cuando se energice el tendido:

 

grupos-de-conductores

Es necesario hacer grupos con un conductor de cada fase

 

soportes-prysmian

Los soportes tipo J de Prysmian ayudan a realizar tendidos seguros en paredes de túneles y galerías

2.- Ternas en contacto en bandeja perforada

Ternas-en-contacto-en-bandeja-perforada

Pensemos en 3 conductores de 1×240 mm² por fase:

495 x 3 x 0,8 x 0,88 = 1045 A < 1056 A   (no válido)

Probemos con 2 cables de 1×400 mm² por fase (la suma intensidades es menor que con 3 de 240 mm² pero el coeficiente de corrección por agrupamiento es mayor)

660 x 2 x 0,84 x 0,88 = 976 A < 1056 A   (no válido)

De nuevo debemos pensar en 3 conductores de 400 mm2 por fase:

660 x 3 x 0,8 x 0,88 = 1394 A > 1056 A      OK

En este caso vemos que igualmente debemos instalar 3 conductores de 1×400 mm² por fase pero el cable estará más descargado puesto que la capacidad de transporte ahora es de 1394 A y en el caso 1 es de 1272 A porque la disipación térmica se ve más favorecida al tender las ternas horizontalmente en una bandeja perforada.

 

Las ternas se encuentran en el mismo nivel y sus conductores deben agruparse como sigue:

ternas-en-el-mismo-nivel

3.- Ternas separadas al menos la longitud del diámetro de su envolvente en bandeja perforada

ternas-separadas

Probamos ahora a separar un diámetro de la envolvente dos ternas de 1×400 mm² en bandeja perforada (separando la primera terna al menos 2 cm de la pared de la galería para favorecer la ventilación del tendido):

 

Probamos 2 ternas de 400 mm² (dos conductores de 400 mm² por fase):

660 x 2 x 0,98 x 0,88 = 1138 A > 1056 A    OK

2-ternas-de-400-mm

Hemos visto como valorar diferentes opciones eligiendo entre varios sistemas de instalación. En manos del proyectista queda la elección considerando los factores técnico-económicos. La elección del cable Al Eprotenax H Compact es siempre un acierto y una garantía de éxito.

 

 

Se agredece al ingeniero Lisardo Recio Maíllo (Product manager de Prysmian Group) y a la empresa Prysmian por el valioso aporte.
Fuente: www.prysmianclub.es

Entradas relacionadas

¿Qué opinas?, deja tu comentario.

(required)
(required)

Nota: Se permite código HTML. Tu correo electrónico nunca será publicada.

Subscríbete para comentar