EM 719 Ingeniería de Alta Tensión Inducción Electromagnética sobre conductores provocada por instalaciones de Alta Tensión

Interacción entre conductores activos y expuestos

Modelo de Inducción Electromagnética sobre conductores

[ZFF]: matriz de impedancias mutuas entre conductores activos. [ZEE] matriz de impedancias mutuas entre conductores expuestos. [ZFE] =[ZEF]T matriz de impedancias mutuas entre conductores activos y conductores expuestos (y viceversa). [VF]: vector de voltajes de cada uno de los conductores activos. [IF]: vector de corrientes de cada uno de los conductores activos. [VE] = [0] (*): vector de voltajes de cada uno de los conductores expuestos. [IE]: vector de corrientes inducidas de cada uno de los conductores expuestos.

En primera instancia : [VE] = [0] para calcular el valor de [IE]. Todos los voltajes generados por las diferentes impedancias y corrientes eléctricas asociadas, se encuentran en un “bucle” cerrado, por lo que se generarán caídas de tensión sólo por la existencia de los vectores de corriente [IF] y [IE], además de las impedancias mutuas y propias correspondientes (matriz [Z]). Con el vector de corrientes [IE], se procede a evaluar los voltajes inducidos en los conductores expuestos (Vector [E0]) . Estas tensiones de inducción electromagnética, son producto de la circulación de corrientes a través de los conductores tanto expuestos como activos (Vectores [IE] y [IF] ).

Para evaluar [E0] se considera lo siguiente: “El efecto de la corriente (IE)i del Conductor Expuesto “i” sobre su voltaje inducido (E0)i es nulo”. [E0] : voltajes inducidos en cada uno de los conductores expuestos del sistema, en la “longitud de paralelismo”. ( circuito abierto) [E0], se considera constante en dicho tramo

MODELAMIENTO DE CONDUCTOR ENTERRADO conductor aéreo : el medio “aire”, no afecta los parámetros eléctricos que representan al conductor conductor enterrado: presenta una impedancia y admitancia distribuida a lo largo del terreno en que se encuentra inmerso.

Cálculo de impedancias Métodos de cálculo: primer método: aplicación de la teoría de campos electromagnéticos conforme al problema del sistema de conductores planteado. segundo método: modelo aproximado de cálculo de las diferentes expresiones de impedancias

Ejemplo IEM en cercos provocada por Línea de 500 kV

Modelo del cerco

Situación en condiciones de equilibrio

Situación en condiciones de desequilibrio

Situación en condiciones de falla

Ejemplo con conductor expuesto enterrado Información necesaria DATOS GENERALES DEL AIRE Y DEL TERRENO MEDIO DESCRIPCIÓN VALOR UNIDAD AIRE Permitividad del vacío e0 : (36·π·109)-1 F/m Permeabilidad del vacío u0 :4·π·10-7 H/m Conductividad s0 : 10-12 S/m Numero de Conductores de Fase n0 : 3 - TERRENO Permeabilidad u1 : u0 H/m Conductividad s1 : 2.5·10-3 S/m Permitividad e1 : 1.7·10-11 F/m Numero de Conductores Expuestos n1 : 2 - TERRENO/AIRE Frecuencia de oscilación de las ondas f : 50 Hz Frecuencia angular de las ondas w : 2·π·f rad/seg

Voltaje inducido en tubería