Metodología para la evaluación del proceso de diseño de torres de transmisión en Colombia mediante la selección objetiva de herramientas computacionales

Methodology for the evaluation of the design process of transmission towers in Colombia through the objective selection of computational tools.

dc.contributorHernández Fajardo, Isaac David
dc.creatorNiño Vanegas, David Leonardo
dc.date2023-06-22T15:23:06Z
dc.date2023-06-22T15:23:06Z
dc.date2022-12-09
dc.date.accessioned2023-09-06T17:55:58Z
dc.date.available2023-09-06T17:55:58Z
dc.identifierhttp://hdl.handle.net/10654/44651
dc.identifierinstname:Universidad Militar Nueva Granada
dc.identifierreponame:Repositorio Institucional Universidad Militar Nueva Granada
dc.identifierrepourl:https://repository.unimilitar.edu.co
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8693503
dc.descriptionLas torres de transmisión de energía eléctrica diseñadas en celosía son un importante componente de infraestructura para el suministro de electricidad en Colombia y en el mundo. Estas estructuras están diseñadas para soportar los estándares de carga impuestos por la normativa aplicable y requeridos por la demanda de servicio. Debido a la importancia de estos elementos es imprescindible que su diseño y modelación sea el más adecuado. Actualmente, el diseño de líneas de transmisión eléctrica requiere el uso de estructuras livianas para reducir el peso total de la línea y aumentar la competitividad en el mercado. Sin embargo, aunque se sigue persiguiendo el objetivo de reducir el peso de las estructuras, como es el caso de las Convocatorias realizadas por la Unidad de Planeación Minero Energética -UPME, no se debe pasar por alto la confiabilidad del sistema de transmisión, especialmente cuando se trata de redes troncales, donde se incrementan algunos factores de confiabilidad y la optimización se ve comprometida.
dc.descriptionTabla de contenido Resumen .......................................................................................................................... xiv Abstract ............................................................................................................................ xvi Capítulo 1: Introducción ...................................................................................................... 1 1.1 Planteamiento del problema 3 1.2 Justificación 8 1.3 Objetivos 9 Objetivo General .................................................................................................................... 9 Objetivos Específicos ............................................................................................................ 9 1.4 Presentación del documento 9 Capítulo 2: Antecedentes y Estado del Arte ....................................................................... 12 2.1 Antecedentes 13 2.2 Estado del arte 17 Capítulo 3: MARCO DE REFERENCIA ........................................................................... 23 3.1 Marco conceptual 23 Definiciones principales ...................................................................................................... 23 3.2 Marco teórico 30 Generalidades de las torres de transmisión ..................................................................... 30 Composición geométrica de una torre de transmisión de energía eléctrica ............. 34 Cargas y factores de sobrecarga ........................................................................................ 36 3.3 Marco legal 45 Normas aplicables al diseño de torres de transmisión en Colombia .......................... 45 Capítulo 4: Metodología de diseño .................................................................................... 46 ii 4.1 Desarrollo de objetivos 46 4.2 Materiales y perfiles utilizados en Colombia para las torres de transmisión. 49 4.3 Especificaciones para el diseño de torres de transmisión según la norma ASCE/SEI 10-15 52 Introducción ........................................................................................................................... 52 Relaciones de esbeltez ......................................................................................................... 53 Propiedades de la sección ................................................................................................... 53 Diseño a compresión de ángulos de alas iguales ........................................................... 55 Diseño a tracción de ángulos de alas iguales .................................................................. 60 Diseño de conexiones .......................................................................................................... 61 4.4 Diseño de una familia de torres en suspensión tipo Danubio en PLS-TOWER mediante la herramienta Gestor de Familia. 64 Datos de entrada en el diseño (Arboles de carga y distancias eléctricas) ................. 65 Definición de la geometría de la torre .............................................................................. 66 Modelo de cálculo de la torre (PLS – TOWER) ............................................................ 74 Pasos para modelar las torres en el programa PLS-TOWER ...................................... 78 Familia de torres mediante el gestor de familias de PLS-TOWER ......................... 125 Capítulo 5: RESULTADOS ..............................................................................................135 5.1 Resumen de resultados del análisis en PLS-TOWER 135 5.2 Dimensionamiento de elementos en PLS-TOWER 139 5.3 Verificación manual de la capacidad admisible de elementos en PLS-TOWER 144 5.4 Verificación de deflexiones 147 Capítulo 6: Conclusiones y Recomendaciones ..................................................................153
dc.descriptionElectric power transmission towers will work in latticework and are an important component of infrastructure for the supply of electricity in Colombia and in the world. These structures are designed to support the tax load standards by the applicable regulations and required by the service demand. Due to the importance of these elements, it is essential that their design and modeling be the most appropriate. Currently, the design of electrical transmission lines requires the use of lightweight structures to reduce the total weight of the line and increase competitiveness in the market. However, although the objective of reducing the weight of the structures continues to be pursued, as is the case of the calls made by the Mining and Energy Planning Unit -UPME, the reliability of the transmission system should not be overlooked, especially when these are backbone networks, where some reliability factors are increased and optimization is compromised.
dc.descriptionMaestría
dc.formatapplicaction/pdf
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.publisherMaestría en Ingeniería Civil
dc.publisherFacultad de Ingeniería
dc.publisherUniversidad Militar Nueva Granada
dc.relation©TransGrid Solutions Inc. (2022). Environmental Aspects of HVDC Transmission Systems.
dc.relationAcevedo, C. A. (2016). Diseño Conceptual de torres de trasmisión de energía utilizando el método de optimización topológica considerando análisis tridimensional y cargas producidas por cables y viento. Medellín, Colombia: Universidad Nacional de Colombia.
dc.relationAISC. (2010). AISC 360-10 American institute of steel construction.
dc.relationAmerican Society of Civil Engineers. (2013). ASCE 113 Substation Structure Desing Guide. American Society of Civil Engineers.
dc.relationAmerican Society of Civil Engineers. (2013). ASCE 113 Substation Structure Desing Guide. American Society of Civil Engineers.
dc.relationAragón Arévalo, J. J. (2006). La evolución de la industria metalmecánica en Colombia: el caso de HB Estructuras Metálicas y Sadelec S.A. BOGOTÁ: UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.
dc.relationASCE. (2009). Manual No. 74: Guidelines for Electrical Transmission Line Structural Loading.
dc.relationASCE-SEI. (2015). Design of Latticed Steel Transmission Structures.
dc.relationASTM INTERNATIONAL. (2008). Designation: A394 – 08 Standard Specification for Steel Transmission Tower Bolts, Zinc-Coated and Bare.
dc.relationCatchpole, P. F. (2014). Structural Engineering of Transmission. ICE Publishing.
dc.relationCluster de Energía Eléctrica CCB. (Mayo de 2020). www.ccb.org.co. Obtenido de https://www.ccb.org.co/Clusters/Cluster-de-Energia-Electrica/Noticias/2020/Mayo- 2020/La-IEA-analiza-el-impacto-del-COVID-19-en-el-sector-energetico-mundial
dc.relationEl Espectador. (28 de 08 de 2012). ELESPECTADOR.COM. Obtenido de https://www.elespectador.com/bogota/siguen-investigaciones-por-caida-de-torreelectrica- en-bogota-article-370679/
dc.relationEl Espectador. (17 de 05 de 2021). EL ESPECTADOR.COM. Obtenido de https://www.elespectador.com/bogota/257-hogares-de-bogota-siguen-sin-luz-article- 459098/
dc.relationEngebrethsen, K. (2017). Design of Suspension Towers for Transmission Lines. Noruega: Department of Structural Engineering.
dc.relationEPM. (Junio de 2018). www.epm.com.co. Obtenido de https://www.epm.com.co/site/nuestrosproyectos/ proyecto-hidroelectrico-bonyic/informacion-general
dc.relationFEM S.A.S. (2022). https://www.femsas.com. Obtenido de https://www.femsas.com/torres-detransmision. html
dc.relationFisher , J., Galambos, T., Kulak, G., & Ravindra, M. (1978). Load and Resistance Factor Design Criteria for Connectors. Journal of the Structural Division.
dc.relationGonzalez-Longatt, F. (2016/02/29). Capitulo 1: Elementos de Líneas de Transmisión Aéreas.
dc.relationGrupo de Energía de Bogotá (GEB). (2019). CRITERIOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO PARA LÍNEAS DE TRANSMISIÓN. Bogotá.
dc.relationGrupo de Energía de Bogotá (GEB). (2019). GEB-GING-IN000001-G000-ESP6010-A0 CRITERIOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO PARA LÍNEAS DE TRANSMISIÓN.
dc.relationGrupo de Energía de Bogotá (GEB). (2019). GEB-U617-CT101437-L000-DIS0002 METODOLOGÍA DE DISEÑO DETALLADO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS. Bogotá.
dc.relationGrupo de Energía de Bogotá (GEB). (Agosto de 2020). www.grupoenergiabogota.com. Obtenido de https://www.grupoenergiabogota.com/sala-de-prensa/comunicados-de-prensa/2020/elgrupo- energia-bogota-registro-un-crecimiento-del-23-6-en-el-ebitda-y-del-4-en-lasutilidades- operacionales-en-el-segundo-trimestre-de-2020.
dc.relationHB SADELEC. (2020). Catalogo de productos y servicios.
dc.relationHernandez Rosas, A. N., & Morales Padilla, F. (2005). Diseño de torres de transmisión electrica. MEXICO DF.
dc.relationIndian Standard. (1989). Dimensions for hot rolled steel beam, column, channel and angle sections.
dc.relationInstitute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. (2017). National Electrical Safety Code. American National Standards Institute.
dc.relationInternational Electrotechnical Commission. (2003). Design criteria of overhead - IEC 60826. IEC 2003 Copyright.
dc.relationISA. (2017). Criterios de diseño de estructuras para líneas de transmisión. Medellín: DIRECCIÓN DE INGENIERÍA CORPORATIVA.
dc.relationISA. (Marzo de 2020). www.isa.co. Obtenido de http://www.isa.co/es/sala-deprensa/ comunicados/de-nuevo-por-cuarto-a%C3%B1o-consecutivo-grupo-isa-obtienelos- mejores-resultados-de-su-historia.aspx.
dc.relationISA, DIRECCIÓN DE INGENIERÍA CORPORATIVA. (2017). Estructuras para líneas de transmisión. Medellín.
dc.relationISA, DIRECCIÓN INGENIERÍA CORPORATIVA TE. (2021). Especificaciones técnicas de diseño de líneas. Medellín.
dc.relationKalpataru Power Transmission Limited. (2022). Investor Presentation. Gandhinagar.
dc.relationKiessling, F. N. (2003). Overhead Power Lines. Springer.
dc.relationKnight, G., & Santhakumar, A. (1993). Joint Effects on Behavior of Transmission Towers. Journal of Structural Engineering.
dc.relationKravitz, R. A. (1982). Transmission line tower analysis and design in review. United States: IEEE Trans. Power Appar. Syst.; (United States).
dc.relationMills, J., Xing, M., & Yan, Z. (2012). Experimental study on multi-panel retrofitted steel transmission towers. Journal of Constructional Steel Research.
dc.relationMuela llanga, B. A., & Robaldino Masache, D. C. (2020). Diseño de torres de transmisión de alto voltaje, utilizando el código asce/sei 10 – 15. Quito.
dc.relationMurthy, S. S. (1990). Transmission Line Structures.
dc.relationPérez Vega, R. C., Zamanillo Sainz de la Maza, J. M., & Casanueva López, A. (2007). Sistemas de telecomunicación. Santander: Universidad de Cantabria.
dc.relationPeyrot, A. (1985). Microcomputer-Based Nonlinear Structural Analysis Of Transmission Line Systems.
dc.relationPower Line Systems. (25 de 02 de 2020). Obtenido de https://www.powerlinesystems.com/tower
dc.relationSADELEC, H. (2021). https://www.hbsadelec.com.co/. Obtenido de https://www.hbsadelec.com.co/index.php/es/?pcks
dc.relationSTECKERL ACEROS. (2015). https://steckerlaceros.com/. Obtenido de https://steckerlaceros.com/wp-content/uploads/2020/12/2015_Catalogo_Productos_IIIEdicion. pdf
dc.relationTorres, A. (1990). Normalización de estructuras metálicas para líneas de transmisión. Bogotá.
dc.relationUPME. (2015). PLAN ENERGETICO NACIONAL COLOMBIA: IDEARIO ENERGÉTICO 2050. Bogotá, Colombia.
dc.relationUPME. (Diciembre de 2019). upme.gov.co. Obtenido de https://www1.upme.gov.co/DemandaEnergetica/PEN_documento_para_consulta.pdf.
dc.relationVélez, M. L. (2010). Diseño de una torre de transmisión eléctrica auto soportada para una línea de 69kV. Quito.
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
dc.rightsAcceso abierto
dc.subjectSECTOR ELECTRICO
dc.subjectPower transmission towers
dc.subjectPower transmission lines
dc.subjectPLS-TOWER
dc.subjectDanubio tower
dc.subjectOptimization
dc.subjectStructural design
dc.subjectInfrastructure
dc.subjectModeling Process
dc.subjectCompetitiveness
dc.subjectTorres de transmisión
dc.subjectLíneas de transmisión
dc.subjectPLS-TOWER
dc.subjectTorre tipo Danubio
dc.subjectOptimización
dc.subjectDiseño estructural
dc.subjectInfraestructura
dc.subjectModelación
dc.subjectEstabilidad
dc.subjectCompetitividad
dc.subjectStability
dc.titleMetodología para la evaluación del proceso de diseño de torres de transmisión en Colombia mediante la selección objetiva de herramientas computacionales
dc.titleMethodology for the evaluation of the design process of transmission towers in Colombia through the objective selection of computational tools.
dc.typeTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesis
dc.typehttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.coverage2019-1 a 2022-1
dc.coverageCalle 100


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