Cálculo de perfiles de radio interferencia en líneas de transmisión utilizando el método del elemento finito

Abstract

El crecimiento continuo en la demanda de energía eléctrica alrededor del mundo trae consigo la necesidad de nuevas líneas de transmisión con niveles de tensión cada vez más altos para poder trasmitir mayor cantidad de energía eléctrica desde los centros de generación hasta los centros de consumo. Es bien sabido que la instalación de estas líneas de alta tensión genera problemas de interferencia electromagnética (EMI) en dispositivos electrónicos que operan en su cercanía. La radio interferencia (RI) es un tipo de EMI que se restringe al intervalo de las frecuencias de radio, en las líneas de transmisión la descarga corona es la principal causa de RI con emisiones de hasta 3 MHz. Determinar los niveles de RI se ha vuelto un requisito importante durante la etapa de diseño de las líneas de transmisión, muchas veces como parte de estudios completos de compatibilidad electromagnética (EMC) que pueden ser solicitados para conocer la magnitud de su impacto en las cercanías de la línea. Aunque existen metodologías basadas en formulaciones analíticas para determinar los parámetros eléctricos y la magnitud de RI de una línea de transmisión, éstas no son aplicables a casos particulares donde la geometría o las propiedades de los materiales son diferentes a las consideradas como típicas. En este trabajo de tesis se desarrolla una metodología empleando el Método del Elemento Finito (MEF) que permite abordar este tipo de casos particulares. Esta metodología es aplicada a diferentes configuraciones de línea de transmisión y los resultados obtenidos para los perfiles de RI en dBμV/m se comparan con metodologías analíticas. También se muestra un ejemplo de modificación de la configuración geométrica de una línea de transmisión de 400 kV cuyo objetivo es reducir las magnitudes del perfil de RI. Por último se aplica la metodología basada en el MEF a una línea trifásica en circuito simple y otra en circuito doble, ambas con hilos de guarda y suelos estratificados en capas sedimentarias.