El paquete de software SESEnviroPlus es una herramienta de análisis para evaluar el impacto ambiental electromagnético y, además, la herramienta de software ideal para el diseño eléctrico de líneas de transmisión aéreas de CA y CC. Estima rápidamente los parámetros de la línea, los campos eléctricos (con o sin efectos de carga espacial), la densidad de corriente de ionización por efecto corona, los campos magnéticos, los potenciales escalares y los parámetros corona (pérdida, interferencia de radio, ruido audible) asociados con configuraciones arbitrarias de líneas eléctricas paralelas que posean cualquier número y tipo de conductores aéreos.

Módulos de cálculo

Paquetes de software incluidos
Se trata de un paquete independiente.

Descripción técnica

Para líneas de transmisión que posean tensiones de operación de más de 345 kV, el factor clave que determina costos en el diseño impone legalmente medidas a tomar para limitar la interferencia de radio, el ruido audible y el campo eléctrico corona (para líneas de CC), generados por el efecto corona que resulta de altos niveles de campo eléctrico en la superficie del conductor. Se puede lograr una reducción de la interferencia, del ruido y del campo eléctrico corona aumentando el tamaño del conductor o el número de conductores por haz o desplazando los conductores más lejos los unos de los otros o incrementando la altura de las líneas de transmisión, teniendo presente que la geometría general es crucial. Todas estas medidas presentan un impacto considerable en los costos. Por ejemplo, al elevar 1 m los brazos transversales de una torre de 735 kV se sabe que el aumento en el costo de una línea es de alrededor 10%. La pérdida de potencia debida al efecto corona durante la operación representa otro motivo de preocupación. A pesar de la obvia importancia económica para optimizar un diseño con respecto al efecto corona, hasta el día de hoy, ningún software disponible comercialmente ha abordado adecuadamente dicho problema de diseño. SESEnviroPlus eliminó esta pesada carga.

El paquete de software SESEnviroPlus es una herramienta de análisis para el diseño de líneas de transmisión de CA y CC. Estima rápidamente los parámetros de la línea, los campos eléctricos (con o sin efectos de carga espacial), la densidad de corriente de ionización por efecto corona, los campos magnéticos, los potenciales escalares y los parámetros corona (pérdida, interferencia de radio, ruido audible) asociados con configuraciones arbitrarias de líneas eléctricas paralelas que posean cualquier número y tipo de conductores aéreos. Los parámetros de campo y corona se pueden evaluar en cualquier ubicación en el espacio alrededor de las líneas o sobre la superficie de la tierra. Los parámetros corona calculados para líneas de alta tensión son el gradiente de la superficie, las pérdidas por efecto corona (PC), la interferencia de radio (IR), el ruido audible (RA), el campo eléctrico corona de CC y la densidad de corriente de ionización. Para ayudarle al diseñador, se puede evaluar el impacto corona de las fases individuales, los circuitos o líneas sobre los parámetros relacionados con el efecto corona. El programa es capaz de hacerse cargo de líneas de CA y CC (homopolares, bipolares o híbridas), al igual que de líneas híbridas para el cálculo del campo eléctrico estático y el campo eléctrico corona (para líneas de CC), la densidad de corriente de ionización, el potencial escalar, el campo magnético y el gradiente eléctrico.

Características técnicas

• Utilizando SESEnviroPlus, se pueden calcular los siguientes parámetros de la línea: los coeficientes de potencial de Maxwell, las capacitancias en derivación, las impedancias propia y mutua y las admitancias para todos los conductores uno a uno, fase a fase y circuito a circuito y los hilos de guarda bien sea siendo eliminados o tratados como conductores distintos. También proporciona los componentes simétricos calculados.
• Los parámetros relacionados con el efecto corona se basan en los métodos que mejor lo evalúan que se encuentran disponibles actualmente. Es decir, EDF, IREQ, EPRI, BPA, CRIEPI, ENEL, FGH, GE, etc. Los usuarios también pueden especificar sus propios métodos para efectuar los cálculos.
• SESEnviroPlus tiene en cuenta la frecuencia industrial, los efectos piel, el efecto de proximidad, las condiciones de la superficie del conductor y las características de tierra para la evaluación de los parámetros del efecto corona y de la línea.
• Para líneas de alta tensión de CC, el campo eléctrico generado por el efecto corona y la densidad de corriente de ionización se calculan teniendo en cuenta los diferentes gradientes de inserción del efecto corona para cada haz de conductores, las diversas movilidades positivas y negativas de ionización y la recombinación de ionización en zonas bipolares. Los conductores en cada haz se tratan individualmente y el sistema puede encontrarse en modo homopolar, bipolar o híbrido. Además, puede incluir hilos de guarda y conductores que no presenten efecto corona. Los campos eléctricos generados por el efecto corona y la densidad de corriente de ionización se pueden calcular en el espacio o sobre la superficie de la tierra.
• Para arreglos de conductores aéreos con poca regularidad, los conductores se pueden especificar uno a uno y pueden ser completamente distintos el uno del otro.
• Para arreglos regulares de conductores aéreos, las características de los conductores se especifican para cada circuito y la configuración del haz de la fase se especifica para reducir el tiempo de ingreso de los datos.
• La configuración de especificación para cada circuito y de entrada de datos por cada haz de la fase permiten que se puedan ingresar datos de haces asimétricos.
• Se encuentra disponible una extensa base de datos de conductores a fin de facilitar las operaciones de entrada de datos.

Métodos analíticos utilizados en SESEnviroPlus

SESEnviroPlus se basa en los siguientes métodos analíticos:

• Parámetros de la línea: todos los parámetros de la línea se calculan utilizando un algoritmo mejorado que se basa en el trabajo de Gary, Deri y Abuelma'atti, el cual es el método utilizado por FCDIST. La reducción del haz, la eliminación del hilo de tierra y los algoritmos de los componentes de secuencia se derivan todos del módulo TRALIN.
• Opción de examinar las contribuciones individuales de haces y circuitos al rendimiento del efecto corona de un sistema: el efecto de cada haz de la fase o circuito sobre el rendimiento del efecto corona del sistema se puede evaluar independientemente forzando la contribución del efecto corona sobre cualquier número de circuitos o haces de la fase a cero en tanto se mantengan todos los demás. Tenga en cuenta que no es suficiente simplemente quitar la energización o remover físicamente los haces de la fase o los circuitos del sistema en estudio a fin de llevar a cabo un tal análisis, puesto que el comportamiento a alta frecuencia de un circuito se modifica por la presencia de otro circuito paralelo, energizado o no. SESEnviroPlus le permite así al usuario evaluar de forma conveniente y precisa el impacto sobre el circuito existente al añadirle un nuevo circuito, en términos del gradiente de la superficie, las características de propagación a alta frecuencia, la interferencia de radio y el ruido audible.
• Campo magnético y densidad del flujo magnético: las corrientes en los conductores de tierra de retorno (es decir, los hilos de neutro, de guarda o estáticos) contribuyen significativamente a los campos magnéticos en un sistema de transmisión de tres fases balanceado. SESEnviroPlus puede opcionalmente tener en cuenta la presencia de corriente en los conductores de tierra de retorno al momento de efectuar los cálculos del campo magnético y de la densidad de flujo magnético. Determinar las corrientes en los conductores de tierra de retorno se basa en la suposición de que las impedancias de las terminaciones siempre son pequeñas en comparación con la impedancia propia total de los conductores de tierra de retorno (lo cual es cierto cuando dichos conductores son lo suficientemente largos). Con dicha suposición, el valor de la terminación puede establecerse en cero.
• Campo eléctrico y potencial espacial: el campo eléctrico y el potencial espacial se calculan utilizando un método de imágenes sucesivas modificado. Dicho método presenta una evaluación bastante precisa de la matriz (modificada) del coeficiente de Maxwell, las cargas sobre los conductores y el gradiente de la superficie. El programa puede calcular el campo eléctrico estático (campo no ionizado) y el potencial espacial (potencial escalar) en cualquier lugar en las cercanías de la línea para un caso general cuando líneas de CA y CC puedan coexistir.
• Campo eléctrico generado por el efecto corona y la densidad de corriente de ionización: un método iterativo se utiliza para resolver la ecuación de Poisson para sistemas de líneas de transmisión de alta tensión de CC, teniendo en cuenta la presencia de cargas espaciales. El sistema puede encontrarse en modo homopolar, bipolar o híbrido y puede incluir hilos de guarda o conductores que no presenten el efecto corona. Los conductores en los haces se tratan individualmente y pueden poseer diferentes gradientes de inserción del efecto corona para conductores energizados positiva y / o negativamente. Se tienen en cuenta también todas las diferentes movilidades positivas y negativas de ionización y la recombinación de ionización en zonas bipolares.
• Parámetros del efecto corona: existen tres parámetros principales del efecto corona evaluados por el programa SESEnviroPlus: las pérdidas por efecto corona, la interferencia de radio y el ruido audible. Para cada uno de dichos parámetros, se encuentran disponibles diversos métodos alternativos de evaluación que se basan en la última tecnología disponible. Cada uno de dichos métodos es válido para un cierto rango de radios de conductores, la configuración del sistema y el gradiente de la superficie determinados por las pruebas de campo conducidas para la elaboración de dichos métodos.

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  Las funciones generadoras que convierten los campos eléctricos de la superficie del conductor en interferencia de radio, ruido audible y pérdidas por efecto corona se separan en dos tipos de métodos: los métodos semiempíricos y los empíricos. En general, los métodos semiempíricos son menos específicos para un tipo particular de línea de transmisión y abarcan un rango más amplio de diseños. Los métodos de evaluación utilizados se basan en el trabajo de múltiples individuos y centros de investigación, los cuales incluyen: EdF, EPRI, IREQ, GE, BPA, CRIEPI, ENEL, FGH, CIGRE, Westinghouse, Corbellini & Pelacchi y la estación de pruebas de Anneberg.

  

  Una gran variedad de gráficas se puede generar fácilmente utilizando la herramienta SESEnviroPlus. A continuación, se muestra dicha herramienta al igual que unas cuantas gráficas de muestra que ella genera.