Redes de Transmisión Eléctrica – Líneas Aéreas EAT e AT
Redes de Transmisión Eléctrica e Líneas Aéreas
Nas sistemas de enerxía eléctrica, a Tensión Mui Alta (EHV, onde a tensión V≥150 kV e a Tensión Alta (HV, con 60 kV ≤ V <150 kV) son comúnmente empregadas para a transmisión de enerxía. O uso destes niveis de alta tensión serve para reducir a corrente que circula polas liñas de transmisión. Segundo a lei de Joule, W=RI2t=UIt, onde W representa a enerxía dissipada como calor, R é a resistencia do conductor, I é a corrente, t é o tempo, e U é a tensión. Ao diminuir a corrente, é posible reducir a sección transversal dos conductores, minimizando así as perdas de potencia debido ao efecto Joule.
As redes de transmisión xeralmente orixinan das centrais eléctricas e subestacións. Aínda que as liñas aéreas son o compoñente predominante en moitas zonas, nas áreas urbanas, os cabos aislados subterraneos son a miúdo unha necesidade debido ás restricións de espazo e consideracións estéticas.
As liñas aéreas EHV e HV están principalmente compostas polo seguinte elementos clave:
O equipo de transmisión de potencia está deseñado co obxectivo de minimizar a formación de descargas de corona. Os anéis de corona, como se mostra na Figura 1, xogan un papel crucial neste aspecto. Ao propagar o campo eléctrico sobre unha área maior, reducen o gradiente do campo por debaixo do limiar de corona, suprimindo eficazmente a descarga de corona. Isto non só axuda a prevenir as perdas de potencia asociadas coa corona, senón que tamén reduce o ruido audible e a interferencia electromagnética, contribuíndo á eficiencia e fiabilidade xeral do sistema de transmisión.
Protección contra Raios para Liñas Aéreas e o Papel dos Cables OPGW
Unha das ameacas máis significativas para as liñas aéreas é o raio. Estas liñas están expostas ao risco de impacto de raios ao longo de toda a súa lonxitude, o que significa que a protección proporcionada únicamente polos pararrayos nas subestacións é insuficiente. Medidas adicionais de salvagarda son esenciais para garantir a fiabilidade e seguridade do sistema de transmisión.
Para abordar este problema, "cables de protección aérea contra raios" son instalados ao longo de toda a rota das liñas aéreas. Entre estes, os cables Optical Power Ground Wire (OPGW) son amplamente utilizados debido á súa funcionalidade dual. Un cable OPGW presenta unha estructura tubular que aloxa un ou máis fibras ópticas de modo único no seu núcleo. Esta asamblea central de fibras está entón rodeada por múltiples capas de fios de acero e aluminio.
As capas condutoras externas do cable OPGW teñen un propósito crucial na protección eléctrica. Conectan as torres de transmisión adxacentes ao terra, creando un camiño de baixa resistencia para as correntes de raio. Facendo isto, protegen eficazmente os conductores de potencia de impactos directos de raios, reducindo a probabilidade de danos nas liñas de transmisión principais.
Simultaneamente, as fibras ópticas dentro do cable OPGW ofrecen importantes vantaxes de comunicación. Estas fibras poden ser empregadas para a transmisión de datos de alta velocidade, satisfacendo varias necesidades no sector de utilidades eléctricas. Son utilizadas para aplicacións internas como a protección e control de liñas de transmisión, permitindo a monitorización en tempo real e a rápida resposta a posibles problemas. Ademais, apoian as necesidades de comunicación de voz e datos, facilitando a coordinación sinxela entre diferentes partes da rede eléctrica.
As propias fibras ópticas posúen excelentes propiedades aislantes, que proporcionan protección inerente contra a indución eléctrica dende as liñas de transmisión de potencia e os raios. Tamén son altamente resistentes ao ruido externo e á intermodulación, asegurando a integridade dos datos transmitidos. Ademais, as fibras ópticas teñen perdas de transmisión extremadamente baixas, facéndolas ideais para a transferencia de datos de alta velocidade a gran distancia sen unha degradación significativa do sinal.
A Figura 2 ilustra un exemplo típico dun cable OPGW, mostrando a súa única estrutura e destacando como combina a protección eléctrica e as capacidades de comunicación, facéndoo un compoñente indispensable nos sistemas modernos de liñas aéreas de transmisión.
En certos países, para liñas aéreas máis antiguas que operan a un nivel de tensión de 72.5 kV, unha aproximación particular á protección contra raios foi usada previamente. Históricamente, só as primeiras catro ou cinco seccións adxacentes ás subestacións estaban equipadas con medidas protectoras, e os cables de Conductor de Aluminio Reforzado con Acero (ACSR) eran empregados para este fin. No entanto, esta solución foi agora descontinuada. O cable Optical Power Ground Wire (OPGW) converteuse na opción preferida, xa que non só ofrece unha protección eficaz contra raios, senón que tamén permite a comunicación de datos entre subestacións, proporcionando unha solución máis completa e versátil.
Os cables aislados comúnmente presentan aisolamento de polietileno reticulado (XLPE). Estes cables xeralmente teñen conductores de aluminio e están deseñados para aplicacións monofásicas. O uso do aisolamento XLPE proporciona excelentes propiedades eléctricas, resistencia mecánica e durabilidade, facéndoo moi axeitado para a transmisión de potencia.
As redes de transmisión de Tensión Mui Alta (EHV) e Tensión Alta (HV) adoitan adoptar unha configuración de "anel". Como se mostra na Figura 3, esta disposición caracterízase por un grao significativo de complexidade. A configuración de anel ofrece unha maior fiabilidade e flexibilidade na distribución de potencia, permitindo unha mellor compartición de carga e unha manutención e operación máis sinxelas da rede. Permite redirixir a potencia en caso de fallo ou traballo de manutención, minimizando as interrupcións no suministro de potencia e asegurando un sistema de transmisión máis estable e eficiente.
