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miércoles, 24 de junio de 2015

Transmisión en Alta Tensión continua HVDC mediante cables tipo XLPE



A pesar de haber transcurrido más de un siglo de lo que se conoció en el ámbito de la ciencia como "la guerra de las corrientes entre Tesla y Edison", logrando en los años 1800 la indiscutida imposición de la corriente alterna sobre la corriente continua, hoy en día, la transmisión de altas tensiones en corriente continua (HVDC) mediante el uso de cables extruídos (XLPE), forma parte de los mayores proyectos eléctricos mundiales, diseñados para cubrir grandes distancias de transmisión eléctrica, con mínimas pérdidas y en forma segura; creando entonces, y a simple vista, una gran contradicción o interrogante, basado en los miles de artículos y normas que hablan de la degradación de cables con aislantes poliméricos, precisamente por el pasaje o la aplicación de corriente contínua sobre los mismos.

Ventajas de la transmisión en HVCD:

Un cable bajo tensión alterna CA, se encuentra sujeto a una corriente capacitiva que es proporcional a la frecuencia f [Hz], a la tensión V [V], y a la capacitancia unitaria C [uF / km].

Para un longitud determinada L, esta corriente pasaría a ser L [km]: I = 2 • π • f • C • V • L

En función a esto, los cables para la transmisión HV-AC, tienen típicamente una capacidad del orden de 0,2 - 0,3 [uF / km], y por lo tanto requieren en promedio corrientes capacitivas de 10 a 25 [A / km], en función de la tensión del sistema y de la frecuencia.

Para distancias cortas (pocos kilómetros), esto no constituye un problema, pero para grandes longitudes, por ejemplo por encima de los 60 a 80 km, la corriente capacitíva pasa a convertirse en una magnitud similar (aunque en cuadratura) que la propia corriente activa que se le pide transmitir al cable.

De este modo, las pérdidas son altamente incrementadas, y por consiguiente, la capacidad de transmisión del cable disminuye drásticamente, juntamente con la necesidad de usar pesados cables y complejas compensaciones reactivas.

Las desventajas de trasmitir corriente alterna en grandes longitudes, tanto sea por medio de cables subterráneos como de líneas aéreas, podrían ser resumidas en lo siguiente:

- En cables de longitudes mayores a 50km, la mayor parte de la corriente es utilizada para cargar y descargar la capacitancia del cable
- En líneas de transmisión mayores a 200km, la mayor parte de la tensión se necesita para superar la inductancia de la línea.
- C & L pueden ser compensadas por Reactores / condensadores o mediante el uso de CC, lo que significaría ώ = 0

En cambio, con la transmisión de CC (f = 0); las cosas para el sistema de cable son mucho más simples: En consecuencia, los principales efectos de las reactancias capacitivas son eliminados, y sólo la resistencia del conductor pasaría en este caso a jugar un papel importante.

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