Como se Despacha la Electricidad
Líneas de transmisión
Son los elementos encargados de transmitir la energía
eléctrica, desde los centros de generación hasta los
centros de consumo, a través de distintas etapas de
transformación de voltaje, las cuales también se
interconectan con el sistema eléctrico de potencia.
Los voltajes de transmisión utilizados en Peru son 138 kV
220 kV, 500 kV. Una de las formas de clasificar las líneas
de transmisión es de acuerdo a su longitud, siendo:
Línea corta: menos de 80 km.
Línea media entre 80 y 240 km.
Línea larga: 240 km o más.
Sistema de Transmisión en Perú
Líneas de transmisión
Líneas de transmisión
Líneas de transmisión
Líneas de transmisión
Líneas de transmisión
Líneas de transmisión
Líneas de transmisión
Líneas de transmisión
Líneas de transmisión
Líneas de transmisión
Vano Regulador (Ruling span RS)
Vano viento (Vano horizontal o medio)
Vano Peso (Vano Vertical o gravante)
Cargas en Estructuras
Cargas en Estructuras
Diseño de Líneas de Transmisión ‐ Tareas
Involucradas
Diseño de Líneas de Transmisión ‐ Tareas
Involucradas
Tareas Previas:
✓ Selección de la Ruta
✓Estudio de Impacto Ambiental y sociocultural
✓ Referencias: Normas, artículos técnicos Cigre, IEEE, Gobierno y Compañías,
Regulaciones.
✓ Servidumbre
✓Perisología: Ministerio del Ambiente, Entes Gubernamentales (Gobernación,
Alcaldías, consejos comunales, comunidades indígenas)
Calculo Eléctrico:
✓Ampacidad del Conductor
✓Efecto Corona
✓ Campos Eléctricos y Magnéticos (EMF)
Calculo Mecánico:
✓Conductores
✓ Estructuras
✓Localización de Estructuras
Selección de la Ruta
Mapas de cartografía Nacional
Estudio de rutas
Mapas con rutas propuestas
Mapas bases
Mapas con información
complementaria
Actividades
previas
Planos con perfil topográfico
Levantamiento
topográfico
Planos de cartografía nacional
con ruta de la línea y enlace con
puntos de cartografía Nacional.
Planimetría General de la Línea
Selección de la Ruta
Parámetros Técnicos: Tipo de suelo, Cruces especiales,
paralelismo con líneas eléctricas, paralelismo con gasoductos
y oleoductos, ángulos de deflexión, mantenimiento,
características topográficas, grado de dificultad de
construcción.
Evaluación
de Opciones
Para matriz
de selección
Parámetros Ambientales: Afectación al paisaje, uso de la
tierra, vegetación, relieve, hidrografía (Cruces con cuerpos de
agua), suelos (potencial de erosión)
Parámetros de Propiedades y Catastro: Autorizaciones/
Permisos,
régimen de propiedad/tenencia (privado o
publico), Nivel de conflictividad, Impacto sobre la unidad de
producción, área a utilizar (contratada o no contratada)
Parámetros de seguridad: Delimitación de la zona de
seguridad, sinergia con otras instalaciones, Interferencias.
Parámetros Económicos: Se evalúan los costos por Km de
línea.
Análisis de Opciones
ANÁLISIS INTEGRAL DE OPCIONES
LINEA DE TRANSMISIÓN A 115 kV (1T)
EVALUACIÓN CUANTITATIVA DE LAS OPCIONES DE RUTA
INDICES PONDERADOS
% DE PESO
TECNICOS
PROPIEDAD Y CATASTRO
SEGURIDAD INDUSTRIAL
AMBIENTE
ECONOMICO
TOTAL
10%
20%
20%
40%
10%
100%
OPCION Nº 1
Ponderado
Total
142,35%
124,40%
318,34%
223,34%
103,46%
0,14
0,25
0,64
0,89
0,10
2,02
OPCION Nº 2
Ponderado
Total
100,00%
104,12%
100,00%
140,70%
110,46%
0,10
0,21
0,20
0,56
0,11
1,18
OPCION Nº 3
Ponderado
Total
125,38%
100,00%
99,79%
100,00%
100,00%
0,13
0,20
0,20
0,40
0,10
1,02
Análisis de Opciones (Continuación)
OPCION
Nº 1
Nº 2
Nº 3
INDICE TECNICOS
Parámetro de
Indice Ponderado
Ingeniería
26,75
142,35%
18,79
100,00%
23,56
125,38%
INDICE DE PROPIEDAD Y CATASTRO
Parámetro Prop.
OPCION
Indice Ponderado
y Catastro
Nº 1
336,80
124,40%
Nº 2
281,90
104,12%
Nº 3
270,75
100,00%
INDICE SEGURIDAD INDUSTRIAL
Parámetro
OPCION
Indice Ponderado
Ambiental
Nº 1
170,35
318,34%
Nº 2
53,51
100,00%
Nº 3
53,40
99,79%
OPCION
Nº 1
Nº 2
Nº 3
OPCION
Nº 1
Nº 2
Nº 3
INDICE AMBIENTAL
Parámetro
Indice Ponderado
Ambiental
20.826,07
223,34%
13.119,45
140,70%
9.324,65
100,00%
INDICE ECONOMICO
Parámetro
Indice Ponderado
Económico
22.677.200,00
103,46%
24.211.920,00
110,46%
21.919.170,00
100,00%
Estudio de Impacto Ambiental y sociocultural
El establecimiento de las Normas Ambientales en el Perú, se inicia
formalmente con la Constitución Política de 1979, que en su artículo 123º
establece lo siguiente:
“Todos tienen derecho de habitar en ambiente saludable, ecológicamente
equilibrado y adecuado para el desarrollo de la vida y la preservación del
paisaje y la naturaleza. Todos tienen el deber de conservar dicho ambiente.
Es obligación del Estado prevenir y controlar la contaminación ambiental”.
De acuerdo con los principios dictados por la Constitución del país, la
República del Perú, dicta el Decreto Legislativo No. 757 o Ley Marco para
el Crecimiento de la Inversión Privada. Posteriormente, el 13 de Mayo de
1997, se modifican los artículos 51 y 52 de dicho Decreto y se crea la Ley
de Evaluación de Impacto Ambiental para Obras y Actividades.
Estudio de Impacto Ambiental y sociocultural
Normas Ambientales a Nivel Nacional
Ley General del Medio Ambiente (Ley N° 28611)
Ley del Consejo Nacional del Ambiente
Ley Marco para el Crecimiento de la Inversión Privada D.L. Nº 757
Ley de Evaluación de Impacto Ambiental para Obras y Actividades
Código Penal D.L. Nº 635
Norma sobre Imposición de Servidumbre DGE 025-P-I/1998
Donde se establece la imposición de servidumbre para terceros por ser
proyectos de uso colectivo y de interés nacional.
Estudio de Impacto Ambiental y sociocultural
Normas Ambientales en el Sector Electricidad
Ley de Concesiones Eléctricas D.L. Nº 25844
Reglamento de Concesiones Eléctricas
Reglamento para la Protección Ambiental en las Actividades Eléctricas D.L. Nº
029-94-EM
Guía de estudios de impacto ambiental para las actividades eléctricas
Reglamento de Fiscalización de las Actividades Energéticas por Terceros D.S.
029-97-EM
Proceso de Ejecución de un Estudio de Impacto
Ambiental y sociocultural
Fuente: http://www.renova-ambiental.com/2011/10/estudios-de-impacto-ambiental-y.html
Normativa
Reglamento para la Protección Ambiental en las Actividades Eléctricas
D.L. Nº 029-94-EM
El Reglamento para la Protección Ambiental en las Actividades Eléctricas, adoptado por
Decreto Supremo 029-94-EM, ha sido elaborado por la Dirección General de Asuntos
Ambientales en coordinación con la Dirección General de Electricidad del Ministerio de
Energía y Minas del Perú, a fin de dictar los lineamientos generales y específicos de política
para la protección del medio ambiente en las actividades eléctricas.
Norma sobre Imposición de Servidumbre DGE 025-P-I/1998
Donde se establece la imposición de servidumbre para terceros por ser proyectos de
uso colectivo y de interés nacional.
Ley de Concesiones Eléctricas D.L. Nº 25844
La Ley de Concesiones Eléctricas fue aprobada en Noviembre de 1992 por Decreto Ley N°
25844 a fin de establecer las normas que regulan las actividades eléctricas relacionadas
con la generación, transmisión, distribución y comercialización de energía.
Normativa
IEEE 738. IEEE Standard for Calculating the Current-Temperature Relationship of
Bare Overhead Conductors.
IEEE 539. IEEE Standard Definitions of Terms Relating to Corona and Field Effects
of Overhead Power Lines.
IEEE 1048. IEEE Guide for Protective Grounding of Power Lines.
IEEE 1243. IEEE Guide for Improving the Lightning Performance of Transmission
Lines.
IEEE 1313. Standard for Insulation Coordination—Definitions, Principles, and Rules
IEEE 977. Guide to Installation of Foundations for Transmission Line Structures.
Servidumbre
Las fajas de servidumbre para líneas aéreas se establecen con el propósito de
brindar las facilidades para la instalación, operación y mantenimiento de las
instalaciones eléctricas de las empresas concesionarias, así como también
para salvaguardar la seguridad pública, es decir, la integridad física de las
personas y bienes, frente a situaciones de riesgo eléctrico-mecánico.
La servidumbre en el Perú es otorgada por el Ministerio de Energía y Minas
mediante una Resolución Ministerial, la cual concede el derecho a la
empresa concesionaria de ocupar bienes públicos o privados y sus aires para
la instalación de líneas de transmisión eléctrica. Los terceros afectados
deberán ser indemnizados por acuerdo de las partes, y en el caso que no
exista un acuerdo, será el Ministerio el que fije el monto de la indemnización.
Los anchos mínimos de faja de servidumbre se encuentran estipulados en el
Código Nacional de Electricidad – Suministro sección 219-B pág. 97 y se
encuentran en función a la tensión nominal de la línea de transmisión, tal
como se muestra en el siguiente cuadro:
Servidumbre
Anchos mínimos de faja de servidumbres Tabla 219 Código Nacional de
Electricidad – Suministro NORMA SOBRE IMPOSICIÓN DE SERVIDUMBRES”
Pág. 8
El Gráfico N° 21 nos muestra el caso de la faja de servidumbre para una línea de
transmisión de 220 kV. En el gráfico se puede apreciar que lo primero que se
debe tener en cuenta es el área debajo de las instalaciones de la torre de
transmisión, dicha área debe incluir además el máximo desplazamiento de las
fases que se puede producir por efecto de la acción del viento, finalmente a dicha
distancia se le debe agregar una distancia de seguridad a cada lado, la suma de
todas las distancias mencionadas dan como resultado la longitud del ancho de la
faja de servidumbre.
Servidumbre
Servidumbre
Servidumbre
Servidumbre
Permisologia
Para la realización del proyecto, se deben obtener los siguientes
permisos:
✓Autorización para la Ocupación del Territorio (AOT).
✓Autorización para la Afectación de Recursos Naturales (AARN).
✓Atender condiciones indicadas en estudio de impacto ambiental y
sociocultural.
✓Permisería con Propietarios de Terrenos.
✓Permiseria ante Catastro Municipal
Permisologia
Permisologia
Permisologia
Metodología General de Diseño
Ampacidad (Norma IEEE 738,
CIGRE TB299, IEEE 1283)
Calculo
Eléctrico
Efecto Corona (IEEE 539)
Apantallamiento (IEEE 1243)
Coordinación de Aislamiento
(IEEE 1313)
Etapa de
Diseño
Calculo Mecánico
Conductores (Asce 74, Nesc
C2)
Estructuras (Asce 74, Nesc
C2)
Localización (Asce 74, Nesc
C2)
Metodología de Diseño Eléctrico
Requerimientos claves de esta etapa:
1) Transportar una potencia en MVA conservando el voltaje.
2) El factor de potencia.
3) La eficiencia, y la regulación de voltaje, en los valores que
se especifiquen. Generalmente se establece un valor
mínimo de eficiencia y un valor máximo de regulación de
voltaje que se deben cumplir.
Verificar que la corriente que toma el conductor sea siempre
menor que el valor de ampacidad en estado estable
calculado de acuerdo con la norma IEEE Std. 738.
Metodología de Diseño Eléctrico - Ampacidad
Metodología de Diseño Eléctrico - Ampacidad
Metodología de Diseño Eléctrico - Ampacidad
Cálculos Eléctricos –Código Nacional de Suministro Perú
Régimen eléctrico de funcionamiento
La sección del conductor deberá elegirse de manera tal que el
calentamiento por efecto Joule no produzca una disminución
inadmisible de su rigidez mecánica y térmica de cortocircuito.
Densidad de corriente admisible en los conductores.
Las densidades de corriente máximas en régimen permanente no
sobrepasarán los valores señalados en las Tablas 2-X y 2-XII. Para
una temperatura ambiente diferente a 30°C, se deberán aplicar los
factores de corrección dados en las Tablas 2-XI y 2-XIII.
Metodología de Diseño Eléctrico - Ampacidad
Metodología de Diseño Eléctrico – Selección
del Conductor
✓Cantidad de Potencia a ser Transmitida.
✓Evaluación Económica de Perdidas, eficiencia y Regulación.
✓Crecimiento esperado de la Carga.
✓Condiciones de Contingencia en Redes anilladas.
✓Consideraciones de efecto Corona.
Conductor AAC
Conductor ACSR Y ACAR
Protección Contra Descargas Atmosféricas
Protección Contra Descargas Atmosféricas
UEP_Bulletin_1724E-200
Protección Contra Descargas Atmosféricas
UEP_Bulletin_1724E-200
Distancias Mínimas y Aislamiento
235.C.2.a. Distancias de seguridad correspondientes a la tensión
235.C.2.a(1) Para las tensiones entre 50 y 550 kV, la distancia de
seguridad entre alambres de línea, conductores o cables de circuitos
diferentes deberá incrementarse en 10 mm por kilovolt que exceda de 50
kV.
EXCEPCIÓN: Para las tensiones a tierra que excedan de 98 kV de c.a. o
139 kV c.c., las distancias de seguridad menores a aquellas requeridas.
El incremento de la distancia de seguridad para las tensiones que excedan
de 50 kV especificado en la Regla 235.C.2.a(1) aumentará en 3 % por
cada 300 m que sobrepase de 1 000 m sobre el nivel del mar.
235.C.2.a(3) Todas las distancias de seguridad para las líneas de más de
50 kV se basará en la máxima tensión de operación.
Distancias Mínimas y Aislamiento
Distancias Mínimas y Aislamiento
Distancias Mínimas y Aislamiento
Distancias Mínimas y Aislamiento
Distancias Mínimas y Aislamiento
Distancias Mínimas y Aislamiento
Distancias Mínimas y Aislamiento
Distancias Mínimas y Aislamiento
Distancias Mínimas y Aislamiento
Distancias Mínimas y Aislamiento
Distancias Mínimas y Aislamiento
TIPS: La distancia Horizontal
paralela a cualquier instalación
no debe ser menor de 50 m.
Ver Norma CADAFE NLAV - 1985
Efecto Corona
✓Corona ocurre cuando la
intensidad
del
campo
eléctrico en la superficie del
conductor,
excede
la
capacidad dieléctrica del
aire.
✓Corona se intensifica en
los puntos de fijación.
✓Corona se produce con
más frecuencia en ciertas
condiciones meteorológicas
desfavorables.
Efecto Corona
Consideraciones de efecto Corona
• Audible Noise (AN)
• Radio Noise
– Radio Frequency Interference (RFI)
– Television Frequency Interference (TVI)
• Solutions to Corona
Ruido Audible
✓ componente de baja frecuencia - 120 Hz zumbido
✓Componente de alta frecuencia - chisporrotea y chasqueando
✓Descarga y chispas
✓El más obvio durante las condiciones meteorológicas específicas
Efecto Corona
Radio/TV Noise
✓Descarga y chispas
✓Ocurre durante las condiciones meteorológicas específicas
✓Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) - La línea no debe interferir
con los servicios de seguridad de radio.
Soluciones
✓Instalar Accesorios (“grading” apantallamiento de efecto corona)
✓Colocar varios conductores por fase
✓Manejo cuidadoso del conductor durante la instalacion
✓Apretar bien todos los herrajes
Efecto Corona en la conexión de un aislador
Corona (Grading) Rings
Electric Magnetic Fields (EMF)
✓EMF se produce siempre que haya un voltaje y una corriente
través de un conductor
✓EMF no se limita sólo a las líneas de energía, se produce en
todo aparatos eléctricos
✓EMF debido a las líneas de energía es diferente de los debido a
celulares.
Características del campo Eléctrico
✓Cargas estáticas
✓La carga es proporcional al tamaño del objeto
✓La carga es proporcional al Voltaje de la Línea
Soluciones al los campos eléctricos
✓Instalar cables de Tierra paralelos a la linea de transmisiòn
✓Instalar varios conductores por fase
✓Cambiar la geometria del conductor
✓Incrementar la altura del conductor
✓Cambiar el espaciamiento de fases.
✓Nota: En lineas sin puesta a tierra, no se elimina el campo Electrico.
Caracteristicas de Campo Magnetico
Flujo continuo de Corriente
Es proporcional a la corriente de la linea
Generalmente los valores son menores
que las exposiciones en el hogar.
Soluciones al los campos Magnéticos
✓Cambiar la geometria del conductor
✓Incrementar la altura del conductor
✓Cambiar el espaciamiento de fases.
✓Nota: En lineas sin puesta a tierra, no se elimina el campo Magnetico.
EMF Information
• No known interference issues with GPS equipment
• Health Effects
– Since early 1970’s extensive research has been performed
– Some studies have suggested a statistical association between EMF and
certain diseases
– Other studies have failed to show this relationship
– Ongoing research has detected no cause‐and‐effect relationship
between EMF and diseases
• Additional resources
– National Institute of Health
– “EMFs – Electric and Magnetic Fields Associated with the Use of
Electric Power: Questions and Answers” (PDF) by the National
Institute for Environmental Health Safety and the National Institutes of
Health, June 2002
– World Health Organization
Metodología de Diseño Mecánico
Calculo mecánico de los
conductores (Tensiones, Flechas)
Diseño
Mecánico
Cálculo Mecánico de la
estructuras (Árbol de Carga)
Localización de Estructuras
(Distancias mínimas al suelo,
arboles y estructuras)
Metodología de Diseño Mecánico
Requerimientos claves de esta etapa:
✓ Seleccionar un vano regulador apropiado.
✓ Verificar que se cumplan las hipótesis de cálculo mecánico
del conductor y cable de guarda seleccionado.
✓ Las separaciones mínimas entre fases.
✓ Las distancias de los conductores al apoyo.
✓ Distribuir el menor número de apoyos sobre el perfil
longitudinal del terreno.
✓ Verificar que el vano entre cada par de apoyos ubicados no
sobrepase el valor máximo admisible.
✓ Conservar las distancias verticales de seguridad al terreno
y/o obstáculos.
Metodología de Diseño Mecánico
Metodología de Diseño Mecánico
Metodología de Diseño Mecánico
Metodología de Diseño Mecánico
Metodología de Diseño Mecánico
Ejemplo de Cargas de Hielo
Localización de Estructuras en el Pasado
Localización de Estructuras en el Presente
Localización de Estructuras en el Presente
Referencias adicionales para los criterios de
diseño
• EPRI
transmission line reference books
– 345 kV and above (red book)
– 115‐138 kV compact line design (blue book) 138 kV
compact line design (blue book)
– Wind induced conductor motion (orange book)
• REA Design Manual for High Voltage Transmission Lines
(REA Bulletin 62‐1)
• ASCE Guidelines for Electrical Transmission Line
Structural Loading (Manual No. 74)
• The Lineman The Lineman s’ and Cableman Cableman s’
Handbook McGraw Handbook, McGraw‐Hill
• OSHA Code of Federal Regulations, Title 29, Part 1926
Referencias adicionales para los criterios de
diseño - Seguridad
Espaciamiento‐ NESC rules 231‐235
Cargas Estructurales (Viento & Hielo)
Resistencia Mecanica ‐ Madera, Acero & Concreto
National Electrical Safety Code (NESC) ANSI C2, Part 2
Safety Rules for the Installation and Maintenance of
Overhead Electric Supply and Communication Lines
Section 23
Section 25
Section 26
Clearances
Loading
Strength Requirements
Requerimientos de espaciamiento en Líneas de
transmisión
✓Supporting structures to other objects (Rule 231)
✓Conductor to ground, roads, rails, or water (Rule 232)
✓Conductors and wires on different structures (Rule 233)
✓Conductors from buildings, bridges, rail cars (Rule 234)
✓Conductors and wires on same structure (Rule 235)