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En la práctica, una distribución uniforme del campo eléctrico no es
viable porque cada subconductor tendría que ser equidistante
respecto de otras fases, de la tierra y de las estructuras.
ha estado realizando durante décadas sobre la medición, el
monitoreo y la mejora de las líneas de transmisión.

El concepto de cargabilidad de
impedancia característica alta
Los factores que limitan la capacidad de transferencia de
potencia de una línea de transmisión pueden ser generalmente clasificados en tres categorías:
✔✔ Los límites de ampacidad se refieren a una corriente máxima establecida para evitar que se exceda la
temperatura nominal máxima, ya sea por daños al
conductor o por violación del espacio; dicho límite es
relevante para líneas de longitud corta (<100 km).
✔✔ Las restricciones sistémicas se aplican principalmente
a los límites de estabilidad asociados a la configuración del sistema y al punto de operación.
✔✔ La caída de tensión se produce en las líneas de transmisión medianas y largas debido a la potencia reactiva
que demanda la reactancia inductiva de la línea.
Las restricciones del sistema y la caída de tensión son más
vinculantes comúnmente en sistemas con grandes fuentes de
potencia renovable ubicadas lejos de los centros de carga.
Históricamente, este es el caso de la energía hidroeléctrica
remota en Brasil; sin embargo, se ofrecen soluciones tecnológicas para hacer frente a dichas limitaciones. Por ejemplo,
la caída de tensión suele abordarse mediante una compensación en serie o un sistema flexible de transmisión de CA.
En el caso de las líneas largas, existe un nivel determinado de transferencia de potencia en el que la potencia
reactiva generada en la capacitancia de la línea equivale a la
potencia reactiva absorbida en la inductancia de la línea, de
modo que no se requiere compensación reactiva. Esta potencia nominal está relacionada con la potencia característica
de la línea, o cargabilidad de impedancia característica (SIL,
por sus siglas en inglés). En la teoría de circuitos, cuando la
carga receptora coincide con el valor de la SIL, se alcanza
una transferencia de potencia máxima para este nivel de
tensión. En la práctica, otros factores interfieren en la transferencia de potencia máxima. Pero en el caso de las líneas
largas, se puede afirmar que es una proporción de su SIL.
Los proyectos de I+D aquí descritos permitieron el
diseño de líneas optimizadas con una SIL muy alta, denominadas líneas HSIL (cargabilidad de impedancia característica alta). La potencia transmitida adicional se debe al uso
máximo del campo eléctrico alrededor de los conductores;
el punto óptimo está cerca del umbral del inicio del efecto
corona. Dado que el efecto corona también depende de las
marzo/abril 2020 	

condiciones climáticas, el conocimiento adecuado de la distribución estadística de la temperatura, la densidad del aire
y la humedad permite un diseño de la línea de transmisión
más cercano a su límite, con un margen para evitar la sobrecarga durante el funcionamiento en diferentes condiciones
climáticas. La existencia del efecto corona en una línea se
tolera solo en condiciones de humedad muy alta o de lluvia
torrencial, ya que un diseño de línea sin corona para todo
tipo de clima no es viable desde el punto de vista económico.
El concepto de HSIL optimiza el campo eléctrico en la
superficie de cada conductor para aumentar la capacidad de
la transferencia de potencia con un menor costo por megavatio suministrado en comparación con los diseños de líneas
convencionales. La tecnología de HSIL optimiza globalmente todos los parámetros eléctricos y geométricos significativos de una línea de transmisión, dando lugar a opciones
óptimas sobre el diámetro de la sección transversal de los
conductores, el espacio entre fases, la altura y la caída. El
diseño de las HSIL se hizo posible con los últimos avances en el modelado, los métodos de cálculo y los recursos
informáticos. Estas herramientas permiten a los ingenieros establecer configuraciones de las líneas de transmisión
optimizadas con respecto a las distribuciones de los campos
eléctricos y magnéticos y, en consecuencia, la capacidad de
transmisión, los parámetros eléctricos y la distribución de
la corriente.
El concepto de HSIL representa un cambio considerable
en las prácticas de desarrollo y funcionamiento de los proyectos de transmisión, y su adopción requiere la integración
de la planificación, el diseño, el mantenimiento y la operación para obtener el máximo beneficio. El diseño de HSIL
consiste en una optimización geométrica (definida por los
requerimientos eléctricos) y mecánica. La fase geométrica
está definida principalmente por la distribución del campo
eléctrico de la superficie y la coordinación del aislamiento
(distancia entre los conductores, entre los conductores y las
estructuras conectadas a tierra, y entre los conductores y las
conexiones a tierra). Tras varias iteraciones, se obtuvo un
diseño mecánico final para los ensayos de prueba, como se
muestra en el gráfico 1.
La experiencia demuestra que hay dos factores geométricos principales que mejoran la SIL: la compactación de las
fases y la expansión de conductores agrupados. El concepto
de líneas compactas se aplica principalmente a los diseños
nuevos, ya que las posiciones de las fases están influenciadas por las estructuras, mientras que la expansión de conductores agrupados (EXB, por sus siglas en inglés) se puede
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Table of Contents for the Digital Edition of IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2020

Contents
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