Tendencias Repotenciación Líneas Eléctricas

1. Demanda

La creciente demanda de energía y de instalación de energías renovables, está requiriendo de las redes eléctricas que sean capaces de afrontar un mayor flujo de potencia por las mismas.

– Líneas eléctricas

Como alternativa para evitar la construcción de nuevas líneas eléctricas, se encuentra la opción de la repotenciación de las líneas eléctricas existentes.

A continuación se incluyen las principales opciones que se plantean para realizarlo.

La máxima intensidad admisible en una línea aérea de alta tensión, no debe suponer una pérdida inadmisible en la resistencia mecánica al cabo de su vida útil, de manera que se garanticen las distancias de seguridad en las condiciones de flecha más desfavorable.

2. Condiciones

En efecto, habrá que limitar la temperatura de servicio del conductor para garantizar las siguientes condiciones:

– Reducción permanente

• Que no se produzca una reducción permanente inadmisible en su resistencia mecánica:

Esto sucede si el conductor, ya sea de aluminio o cobre, funciona de forma permanente por encima de 90 ºC, que es la temperatura de recocido del material.

• Si bien es cierto que durante algunas horas el conductor podría trabajar a 100 °C:

Este proceso se produce de forma muy notable en los conductores fabricados solo con cobre o aluminio y en menor medida, en los conductores de aluminio-acero.

• La pérdida de resistencia mecánica es un proceso acumulativo:

De forma que hay que limitar las horas de servicio de la línea en condiciones de emergencia a lo largo de su vida útil.

Por ejemplo, un conductor solo de aluminio puede perder un 5 % de su resistencia mecánica al cabo de 400 horas de funcionamiento a 100 ºC.

Para limitar la sobrecarga en los conductores de la línea, los relés de protección de línea incorporan una función de protección ante daño térmico.

– No se produce alargamiento del conductor

Que debido al calentamiento del conductor, no se produzca un alargamiento del conductor que provoque flechas excesivas y distancias de seguridad no reglamentarias.

Por ello, el apartado 2.1.2.3 de la ITC-07 limita la temperatura de utilización de los conductores de aluminio, tanto en régimen permanente como en condiciones de sobrecarga, emergencia o fallo del sistema eléctrico.

– Alternativas

Para aumentar la potencia que una línea es capaz de transportar sin necesidad de construir una nueva línea, las alternativas posibles son:

–  Temperatura

• Aumentar la temperatura de funcionamiento de la línea respecto de la establecida en su proyecto original, manteniendo siempre las distancias reglamentarias de seguridad.
• Se debe tener cuidado de no superar las temperaturas máximas de funcionamiento de los conductores de aluminio (85 ºC o 100 ºC, además de las distancias reglamentarias en condiciones de flecha máxima).

– Conductores

• Reemplazar los conductores por otros de menor resistencia.

Produciéndose  un menor calentamiento de los conductores y que por ende serán capaces de transportar más carga a temperaturas de funcionamiento moderadas.

• El inconveniente de esta solución es que hay que aumentar la sección, y con ello el peso y el diámetro del conductor, lo cual supone aumentar las sobrecargas de viento y hielo.

• Sustituir los conductores del tipo ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced) por otros compuestos que contengan alambres con aleación de aluminio-magnesio-silicio, según IEC 60104, (AAAC-All Aluminium Alloy Conductor).

Que para el mismo peso son capaces de soportar una mayor tracción mecánica y que usados con la misma tensión, son capaces de transportar una corriente mayor, sin aumentar por ello la flecha.

• Sustituir el conductor existente en una línea con un conductor por fase, por un circuito dúplex, cuyos conductores de fase seguirán siendo del tipo ACSR, con una sección de la mitad de la del conductor inicial.

• Otra posibilidad consiste en reemplazar los conductores existentes por otros capaces de funcionar a altas temperaturas (150 ºC o incluso 250 ºC), y que dispongan de coeficientes de dilatación pequeños con la temperatura.

Estos conductores se denominan de altas prestaciones térmicas y baja flecha.

El inconveniente de esta opción es el alza de las pérdidas de potencia y de la caída de la tensión.

Autor: Guillermo Nuñez Gonzalez. Docente de MELECA.