cálculos mecánicos a nivel y desnivel lt 220kV chiclayo oeste

Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
1. INTR
INTROD
ODUC
UCCI
CION
ON::
El presente trabajo tiene como finalidad realizar cálculos mecánicos del conductor
en vanos a nivel
nivel y desnivel de la línea Chiclayo Oeste – Guadalupe1 220 KV
cuya característica
característica es de ser una línea
línea principal y contrastar
contrastar con los datos
datos reales
obtenido
obtenidos
s en campo,
campo, los parámetr
parámetros
os que comparar
compararemos
emos serán: flecha,
flecha, saeta,
saeta,
tracción horizontal
horizontal del cable, longitud
longitud del cable; utilizando
utilizando la ecuación de cambio
cambio
de estado
2. !N"#
!N"# D"
D" TR#N$%I
TR#N$%I$IO
$ION
N C&IC#
C&IC#'
'O – O%O$:
O%O$:
El proyecto línea de
de transmisión !hiclayo "este # $uadalupe%,
$uadalupe%, &' () tiene
tiene como
objetivo suministrar energía desde el *istema +nterconectado
+nterconectado acional -*E+., a
las principales
principales localidades
localidades de la provincia de !hiclayo,
!hiclayo, esta /ínea de transmisión
transmisión
tiene como propietario al estado peruano y cuyo operador el 0ed de Energía del
1er2 -0E1.
El proyecto
proyecto integral
integral,, cuyas
cuyas caracterí
característica
sticas
s t3cnicas
t3cnicas y plan de equipami
equipamiento
ento se
detallan a continuación:
a( )*ea
)*ea de
de T+a*
T+a*s,is
s,isi-*
i-* de 220
220 KV
KV
!omprende un tramo de línea que a continuación
continuación se indican:
o
o
o
o
!hiclayo "este # $uadalupe%, 4567 (m, una terna 8ipo 9
!apacidad: % <)9
8ipo de conductor: 9!90
!alibre del conductor: 7' mm
( $uesta
$uestacio
cio*es
*es de T+a*
T+a*s/o
s/o+,ac
+,aci-*
i-*::
!omprende
!omprende las siguientes instalaciones
instalaciones
o
o
* E !hiclayo "este
* E: $uadalupe
Líneas de Transmisión
&'=' (v
'=&' ()
"á#ina !
% <)9
7' <)9
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
. D#TO$ R""V#NT"$ N"C"$#RIO$ #R# " CCUO:
.1. Co*dicio*es Cli,3ticas:
El clima de la >ona es del tipo sub tropical normalmente, no se tienen
precipitaciones pluviales ni descargas atmosf3ricas
/as temperaturas ambientales determinadas como límites a lo largo de las
líneas son:
8emperatura mínima:
4 ?!
o
8emperatura media:
' ?!
o
8emperatura má@ima:
7' ?!
o
/a humedad es relativa del aire, varía entre A' B y %'' B, mientras que la
velocidad má@ima del viento no supera en promedio  m=seg
.2. Co*dicio*es o+o4+3/icas:
/as áreas que atraviesa la línea de transmisión en la 1rovincia de !hiclayo C
8rujillo está conformada básicamente por una zona de terreno de cultivo,
generalmente salitroso y tramos por zonas des3rticas y con una altitud que
llega hasta los 5' C 5& msnm
.. Ca+acte+)sticas t5c*icas de las l)*eas po+ T+a,os:
9 continuación se detalla las principales características de la línea de
transmisión, seg2n lo establecido en el esquema del proyecto
o
T+a,o: Chiclayo Oeste – Guadalupe1:
 8ensión nominal : ' ()
 umero de ternas: una
4567 (m
 /ongitud:
 !onductor: !onductor de 9luminio con refuerzos de 9leación

9!90 4'' <!< -7' mm.
Estructuras: 8orres metálicas
.6. Co*ducto+ el5ct+ico:
Tala 2.1 Datos relevantes de conductores tipo 9!90
Líneas de Transmisión
"á#ina 2
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
Co*ducto+es
$ecci-*
8o+,aci-*
"7aluados
total
Di3,et+o
total
,,
,,2
Resiste*cia
Resiste*cia
Resiste*cia
DC a 209C
#C a <09C
Oh,s;,
#C a =<9C
Oh,s;,
Oh,s;,
###C
#lu,.
9!90 %''' <!<
'6
7@7,%4
%5@7,%4
A,&
','A6
','&4%%
','657&
9!90 4'' <!<
7'
7@5,65
%5@5,65
&,%%
','6'
','4777
','A%'6
9!90 &'' <!<
5'7
7@5,5
%5@5,5
,&%
',%'''
',%%%A
',%'5&
 +nformación obtenida de catálogos de fabricantes, e@cepto en el caso de resistencias 9! que fueron estimadas a
partir de la resistencia a 'F!, considerando el cambio de temperatura y el efecto sGin
Diámetro e@terior
1eso unitario del conductor
Esfuerzo de rotura
<ódulo de elasticidad final
&%% mm
%% Gg=m
65' Gg
Kg
& 5''
!oeficiente de dilatación lineal
2
mm
'''''5 %=?!
.<. Dista*cias ,)*i,as de se4u+idad
En la distribución de estructuras se asumieron las siguientes distancias de
seguridad:
o
o
o
o
o
9ltura mínima al suelo sobre terreno no
transitado por vehículos
9ltura mínima sobre carreteras principales
9ltura mínima sobre calles y caminos rurales
Distancia mínima sobre las casas
Distancia mínima a otras líneas de menor tensión
: &' m
: A'' m
: 6'' m
: 5'' m
: 5'' m
.>. R54i,e* de te*sado e* los co*ducto+es
1ara determinar el r3gimen de carga mecánica de los conductores el3ctricos
se han considerado las siguientes hipótesis
a. 1rimera Hipótesis -ED*.
o
o
8emperatura media
1resión del viento
b. *egunda Hipótesis
o
o
8emperatura
1resión del viento
c. 8ercera Hipótesis
de 9isladores
Líneas de Transmisión
"á#ina $
:
!ondiciones medias
:
:
' ?!
ula
:
Esfuerzos má@imos
:
:
%' ?!
' (g=m
:
"scilación de cadena
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
o
o
8emperatura
1resión del )iento
d. !uarta Hipótesis
8emperatura
1resión del viento
o
o
e. Iuinta Hipótesis
8emperatura
1resión del viento
o
o
6. C#CUO D" V#NO # NIV" :
Co*dicio*es /i*ales:
a.
Wr =√ ( Wc + Wn ) + Wv
2
Wr =√ 1.12 = 1.12
2
m=
2
kg
m
Wr
=1
Wc
b.
Líneas de Transmisión
"á#ina %
:
:
%' ?!
%' (g=m
:
8emperatura mínima
:
:
%' ?!
ula
:
Jlecha má@ima
:
:
7' ?!
ula
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
Wv=
Wv=
Pv ( ɸc + 2 e )
1000
(
20 26.11
+ 2 (0 ))
=0.522 kg
m
1000
Wr =√ 1.12 + 0.522 =1.236
2
m=
2
kg
m
Wr 1.236
=
=1.103
Wc 1.12
c.
Wv=
(
+ ( ))
12 26.11 2 0
=0.313 kg
m
1000
Wr =√ 1.12 + 0.313 =1.163
2
m=
2
kg
m
Wr 1.163
=
=1.038
Wc 1.12
d.
Wr =Wc =1.12
m=
kg
m
Wr 1.12
=
=1
Wc 1.12
e.
Wr =Wc =1.12
m=
kg
m
Wr 1.12
=
=1
Wc 1.12
Co*dicio*es i*iciales:
θ1=20 ° C
σ 01=10.3
kg
2
mm
Líneas de Transmisión
"á#ina &
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
W r 1 = 1.12
kg
m
Co*dicio*es /i*ales:
(
θ2=10 ° C
θ2=10 ° C
W r 2 =1.236
kg
m
σ 02= hallar
Calculo co* la ecuaci-* de ca,io de estado. ?I y II(
αE =0.000023 x ( 6300 )=0.145
405
¿
24
2
¿
¿
6300
E
= ¿
2
24 A
1.12
¿
¿
360
¿
¿
¿2
360
¿
¿
¿
σ 02 + 0.145 ( θ2− 20 ) +¿
2
σ 02 ¿
Líneas de Transmisión
"á#ina '
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
σ 02 [ σ 02+ 0.145 ( θ2−20 ) −7.85 ] =316.783
2
f ( σ 02 ; θ2 ) =0
θ2=10 ° C
σ 02 [ σ 02−9.3 ] =316.783
2
kg
σ 02=11.64
mm
2
T 02= σ 02 A =11.64 ( 405 )= 4714.2 kg
C=
f=
T 02
W 02
a
=
4714.2
1.236
2
8c
=3814.08 m
2
=
360
(
8 3814.08
)
f =4.25 m
Calculo co* la ecuaci-* de ca,io de estado. ?I y III(
Co*dicio*es /i*ales:
c(
θ2=10 ° C
θ2=10 ° C
W r 2 = 1.163
kg
m
σ 02= hallar
αE =0.000023 x ( 6300 )=0.145
Líneas de Transmisión
"á#ina (
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
405
¿
24
2
¿
¿
E
= 6300
2
¿
24 A
1.12
¿
¿
360
¿
¿
¿2
360
¿
¿
¿
σ 02 + 0.145 ( θ2− 20 ) +¿
2
σ 02 ¿
σ 02 [ σ 02+ 0.145 ( θ2−20 ) −7.85 ] =280.47
2
f ( σ 02 ; θ2 ) =0
θ2=10 ° C
σ 02 [ σ 02−9.3 ] =280.47
2
σ 02=11.44
kg
mm
2
T 02= σ 02 A =11.44 ( 405 )= 4633.2 kg
C=
f=
T 02
W 02
a
= 4633.2 =3983.83 m
1.163
2
8c
2
=
360
(
8 3983.83
)
f =4.07 m
Líneas de Transmisión
"á#ina )
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
Calculo co* la ecuaci-* de ca,io de estado. ?I y III(
Co*dicio*es /i*ales:
d(
θ2=10 ° C
θ2=10 ° C
W r 2 =W r 1
σ 02= hallar
αE =0.000023 x ( 6300 )=0.145
405
¿
24
2
¿
¿
6300
E
= ¿
2
24 A
1.12
¿
¿
300
¿
¿
¿2
300
¿
¿
¿
σ 02 + 0.145 ( θ2− 20 ) +¿
2
σ 02 ¿
σ 02 [ σ 02+ 0.145 ( θ2−20 ) −7.85 ] =180.63
2
f ( σ 02 ; θ2 ) =0
θ2=10 ° C
σ 02 [ σ 02−7.85 ] =180.63
2
Líneas de Transmisión
"á#ina *
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
σ 02= 9.75
kg
2
mm
T 02= σ 02 A =9.75 ( 405 ) =3948.75 kg
C=
f=
T 02
W 02
a
=
3948.75
1.12
2
8c
36 0
=
(
=3525.67 m
2
8 3525.67
)
f =4.6 m
e(
θ2= 40 ° C
θ2= 40 °C
W r 2 =W r 1
σ 02= hallar
αE =0.000023 x ( 6300 )=0.145
405
¿
24
2
¿
¿
6300
E
= ¿
2
24 A
1.12
¿
¿
360
¿
¿
¿2
360
¿
¿
¿
σ 02 + 0.145 ( θ2−20 ) +¿
2
σ 02 ¿
Líneas de Transmisión
"á#ina !0
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
σ 02 [ σ 02+ 0.145 ( θ2−20 ) −7.85 ] =180.63
2
f ( σ 02 ; θ2 ) =0
θ2= 40 °C
σ 02 [ σ 02−4.95 ] =180.63
2
σ 02=7.87
kg
mm
2
T 02= σ 02 A =7.87 ( 405 ) =3187.35 kg
C=
f=
T 02
W 02
a
=
3187.35
1.12
2
8c
=
36 0
=2845.85 m
2
(
8 2845.85
)
f =5.67 m
<. C#CUO D" V#NO # D"$NIV":
a
COSδ = h =25 m
b
αE =0.000023 x ( 6300 )=0.145
405
¿
24
2
¿
¿
6300
E
= ¿
2
24 A
Líneas de Transmisión
"á#ina !!
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
COSδ =
360
360.87
( piag!ra" )
= 0.997
1.12
¿
¿
360
¿
¿
3
¿ 2 ( 0.997 )
360
¿
¿
¿
σ + 0.145 ( θ − 20 ) ( 0.997 )+¿
σ ¿
02
2
2
02
σ 02 [ σ 02+ 0.145 ( θ2−20 ) −6.87 ]=315.83
2
f ( σ 02 ; θ2 ) =0
θ2=10 ° C
σ 02 [ σ 02−8.32 ] =315.83
2
kg
σ 02=10.95
mm
2
T 02= σ 02 A =10.95 ( 405 )= 4434.75 kg
C=
f=
T 02
W 02
a
=
4434.75
1.236
2
8c
=
36 0
(
=3587.99 m
2
8 3587.99
)
f =4.52 m
Calculo co* la ecuaci-* de ca,io de estado. ?I y III(
Co*dicio*es /i*ales:
Líneas de Transmisión
"á#ina !2
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
/(
θ2=10 ° C
θ2=10 ° C
W r 2 = 1.163
kg
m
σ 02= hallar
αE =0.000023 x ( 6300 )=0.145
405
¿
24
2
¿
¿
E
6300
= ¿
2
24 A
COSδ =
360
360.87
( piag!ra" )
= 0.997
1.12
¿
¿
360
¿
¿
3
¿ 2 ( 0.997 )
360
¿
¿
¿
σ + 0.145 ( θ − 20 ) ( 0.997 )+¿
σ ¿
02
2
2
02
σ 02 [ σ 02+ 0.145 ( θ2−20 ) −6.87 ]=279.63
2
f ( σ 02 ; θ2 ) =0
θ2=10 ° C
σ 02 [ σ 02−8.32 ] =279.63
2
Líneas de Transmisión
"á#ina !$
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
kg
σ 02=10.74
2
mm
T 02= σ 02 A =10.74 ( 405 ) =4349.7 kg
C=
f=
T 02
W 02
a
=
4349.7
1.163
2
8c
=
36 0
(
=3740.07 m
2
8 3740.07
)
f =4.33 m
Calculo co* la ecuaci-* de ca,io de estado. ?II y III(
Co*dicio*es /i*ales:
4(
θ2=10 ° C
θ2=10 ° C
W r 2 =W r 1
σ 02= hallar
αE =0.000023 x ( 6300 )=0.145
405
¿
24
2
¿
¿
E
6300
=
2
¿
24 A
COSδ =
360
360.87
( piag!ra" )
Líneas de Transmisión
= 0.997
"á#ina !%
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
1.12
¿
¿
360
¿
¿
3
¿ 2 ( 0.997 )
360
¿
¿
¿
σ + 0.145 ( θ − 20 ) ( 0.997 )+¿
σ ¿
02
2
2
02
σ 02 [ σ 02+ 0.145 ( θ2−20 ) −6.87 ]=259.33
2
f ( σ 02 ; θ2 ) =0
θ2=10 ° C
σ 02 [ σ 02−8.32 ] =259.33
2
σ 02=10.62
kg
mm
2
T 02= σ 02 A =10.62 ( 405 )= 4301.1 kg
C=
f=
T 02
W 02
a
= 4301.1 =3840.27 m
1.12
2
8c
=
36 0
(
2
8 3840.27
)
f =4.22 m
Calculo co* la ecuaci-* de ca,io de estado. ?I y II(
Co*dicio*es /i*ales:
h(
θ1= 40 °
θ2= 40 °C
Líneas de Transmisión
"á#ina !&
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
W r 2 =W r 1
σ 02= hallar
αE =0.000023 x ( 6300 )=0.145
405
¿
24
2
¿
¿
E
6300
=
2
¿
24 A
COSδ =
360
360.87
( piag!ra" )
= 0.997
1.12
¿
¿
360
¿
¿
3
¿ 2 ( 0.997 )
360
¿
¿
¿
σ + 0.145 ( θ −20 ) ( 0.997 )+¿
σ ¿
02
2
2
02
σ 02 [ σ 02+ 0.145 ( θ2−20 ) −6.87 ]=259.33
2
f ( σ 02 ; θ2 ) =0
θ2= 40 °C
σ 02 [ σ 02−3.97 ] = 259.33
2
σ 02=8.01
kg
mm
2
T 02= σ 02 A =8.01 ( 405 )=3244.05 kg
Líneas de Transmisión
"á#ina !'
Cálculos Mecánicos a nivel y desnivel en la Línea de Transmisión 220
kV Chiclayo Oeste – Guadalue!
C=
f=
T 02
W 02
a
=
3244.05
1.12
2
8c
=
36 0
(
=2896.47 m
2
8 2896.47
)
f =5.59 m
Líneas de Transmisión
"á#ina !(