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3º SEMINARIO NACIONAL UTN DE ENERGÍA Y USO EFICIENTE ENERGÍA PARA EL DESARROLLO SUSTENTABLE 2013 CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS EN SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Grupo de Investigación Sistemas Eléctricos de Potencia (GISEP) UTN Facultad Regional Santa Fe Ing. Irene B. Steinmann Ing. Juan P. Fernández Ing. Ulises Manassero

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3º SEMINARIO NACIONAL UTN DE ENERGÍA Y USO EFICIENTE ENERGÍA PARA EL DESARROLLO SUSTENTABLE 2013

CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS EN

SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Grupo de Investigación Sistemas

Eléctricos de Potencia (GISEP) UTN – Facultad Regional Santa Fe

Ing. Irene B. Steinmann

Ing. Juan P. Fernández

Ing. Ulises Manassero

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

PRESENTACIÓN DEL GISEP

GISEP

INVESTIGACIÓN MEDICIONES

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

PRESENTACIÓN DEL GISEP

INVESTIGACIÓN

Relacionados con CEM de baja frecuencia

Relacionados con CEM de alta frecuencia

Relacionados con condiciones de instalacion de aisladores poliméricos

Modelización de componentes de sistemas eléctricos

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

PRESENTACIÓN DEL GISEP

MEDICIONES RELACIONADAS

Campo eléctrico (CE) y campo magnético (CM) de baja frecuencia

Campo electromagnético (CEM) de alta frecuencia (hasta 18 GHz)

Ruidos audible

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

PRESENTACIÓN DEL GISEP

Procedimiento Acreditados CE y CM en líneas eléctricas

CE y CM en Estaciones Transformadoras

CEM (Densidad de potencia) en antenas de telefonía celular (h/ 3 GHz)

Ruidos molestos al vecindario

Ruido audible en líneas eléctricas

Laboratorio Ambulante de Mediciones de Campo Electro-Magnético y ruido

Solicitud de Ampliación

CEM (Densidad de potencia) en antenas de telefonía celular (h/18 GHz)

Ruido audible en Estaciones Transformadoras

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

PRESENTACIÓN DEL GISEP

La Norma IRAM 301/2005 – ISO 17025/2005 “Establece los criterios para los laboratorios que buscan demostrar que son técnicamente competentes, operan un sistema de calidad efectivo y son capaces de generar resultados de calibración y ensayo técnicamente válidos”.

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

La Acreditación en la UTN-FRSF

La Facultad Regional Santa Fe cuenta, actualmente, con 7 Laboratorios Acreditados o en proceso de Acreditación, 3 de ellos pertenecientes a la carrera Ing. Eléctrica

Los Laboratorios acreditados realizamos acciones en conjunto, principalmente vinculadas a:

Auditorías internas de los sistemas de calidad

Actividades de capacitación en temáticas comunes

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

PRESENTACIÓN DEL GISEP

El LAMCEM se encuentra acreditado como Laboratorio de ensayo LE Nº 052 desde febrero de 2005 para las mediciones mencionadas En 2008, se reacreditaron todas los procedimientos de medición En 2012, nuevamente se logró la reacreditación Actualmente estamos en proceso de solicitar la ampliación de la acreditación

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

OBJETIVO

Presentar resultados de trabajos realizados por el Grupo de Investigación de Sistemas Eléctricos de Potencia, relacionados con los campos magnéticos producidos por sistemas de Transmisión de Energía Eléctrica

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

INFORMACIÓN DE LA ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD SOBRE CEM

En octubre de 2005, la OMS estableció un grupo de trabajo para evaluar los posibles riesgos para la salud atribuibles a una exposición a campos eléctricos y magnéticos en la gama de frecuencias >0 a 100.000 Hz (100 kHz).

El grupo de trabajo, que siguió un procedimiento estándar de evaluación de los riesgos para la salud, concluyó que: 1. A los niveles a los que suele estar expuesto el público, no cabe

señalar ninguna cuestión sanitaria sustantiva relacionada con los campos eléctricos

2. Los efectos a exposición a campos magnéticos pueden tener efectos a corto plazo y posibles efectos a largo plazo.

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

FUENTES GENERADORAS DE CAMPOS MAGNÉTICOS

Líneas y cables de media y alta tensión

Equipamiento de maniobra, protección y medición de las Estaciones Transformadoras

Barras de potencia.

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

PROBLEMÁTICA RELACIONADA

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

LÍMITES DE EXPOSICIÓN POBLACIONAL VIGENTES EN NUESTRO PAÍS

Establecido por la Resolución 77 /1998 de la Secretaría de Energía de la Nación en común acuerdo con los documentos elaborados por la OMS y el IRPA.

Valor límite superior de B para líneas en condiciones de corriente nominal, de acuerdo a temp. de operación:

25 [µT]

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

VALORES LÍMITES DE CAMPOS MAGNÉTICOS PARA EXPOSICIÓN POBLACIONAL

RANGO DE FRECUENCIA CAMPO MAGNÉTICO [µT]

Hasta 1 [Hz] 40000

1 [Hz] – 8 [Hz] 40000/f2

8 [Hz] – 25 [Hz] 5000/f

25 [Hz] – 0,8 [kHz] 5/f

0,8 [kHz] – 3 [kHz] 6,25

Energía Eléctrica

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PLAN DE MEDICIONES EN

ESTACIONES TRANSFORMADORAS

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

METODOLÓGIA DE MEDICIÓN

Registros de B en horas de gran demanda de energía

Mediciones realizadas con un equipo de medición de CEM calibrado, marca Wandel & Goltermann, modelo EFA 3, con una sonda de 30 [Hz] a 100 [kHz]

Determinación de los perfiles de medición lindantes en la vía pública

Comparación de los Bmax registrados con los límites máximos admitidos por la normativa vigente

Transformador

de 15[MVA]

Sala de celdas

Playa

de

maniobras

Transformador

30[MVA]

Autopista 55(Ex Ruta 7)

Colectora

P 4

P 3

P 2

P 1

NLinea de

132[kV] a

San Luis

Linea de

33[kV] a

Parque industrial

Linea de 132[kV]

a Rio IV

Zona

Rural

Galpones

de

EDESAL

Cocheras

Zona

Rural

Linea de 33[kV]

Linea de 13,2[kV] Linea de13,2[kV]

Transformador

30[MVA]

0

0,1

0,2

0,3

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76

[µT

]

Metros

Perfil Lateral Campo Magnético

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

EL PLAN DE MEDICIONES EN NÚMEROS

Convenio de trabajo formalizado con compañías distribuidoras de energía (EPE-SF, EDESA, EDESAL, ENERSA, SPE).

35 Estaciones Transformadoras de 132 [kV] relevadas.

30 ciudades relevadas.

7 Provincias relevadas: Santa Fe, San Luis, Río Negro, Misiones, Santa cruz, Salta y Entre Ríos.

Más de 100 puntos relevados en el perímetro exterior de cada ET.

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

VALORES MÁXIMOS REGISTRADOS EN LAS CIUDADES

Ninguna ET presenta un nivel de campo magnético en su perímetro externo que supere el límite máximo admisible

0

50

100

150

200

250

300

B [

mG

]

Localidades

Límite Exigido según Resolución 77/98

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

COMPARACIÓN DE LOS VALORES MÁXIMOS REGISTRADOS POR PROVINCIA

0

20

40

60

80

100

120

Misiones Santa Cruz Río Negro Entre Ríos Santa Fe San Luis Salta

Ca

mp

o M

ag

tic

o [m

G]

Provincia

El máximo valor se registró en la ET Orán, que alcanzó los 232,2 [mG] ( aprox. un 93% del valor máximo admisible)

Los máximos valores se presentaron en la provincia de Salta, con un promedio de máximo campo magnético cercano a los 115 [mG]

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PLAN DE MEDICIONES EN LÍNEAS

AÉREAS DE ALTA TENSIÓN

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

METODOLÓGIA DE MEDICIÓN

Registros de B en horas de gran demanda de energía

Mediciones realizadas con un equipo de medición de CEM calibrado, marca Wandel & Goltermann, modelo EFA 3, con una sonda de 30 [Hz] a 100 [kHz]

Perfiles de medición perpendiculares a la traza de la Línea, en el punto de flecha máxima.

Comparación de los Bmax registrados con los límites máximos admitidos por la normativa vigente

12,33 [µT]

2,95 [µT] 2,98 [µT]

0

2

4

6

8

10

12

14

-15 -13 -11 -9 -7 -5 -3 -1 1 3 5 7 9 11 13 15

Cam

po M

agné

tico

T]

Perfil de Medición [m]

R y T

Hilo de Guardia

S

Línea de Alta Tensión

11

11

Continúan los

puntos de medición

Continúan los

puntos de medición

Puntos de medición

Puntos de medición

Punto de Máximo

Campo Magnético

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

ASPECTOS DEL CAMPO MAGNÉTICO EN LAS LÍNEAS AÉREAS DE ALTA TENSIÓN

Aparte de la geometría del conductor de energía eléctrica, lo único que determina la densidad del flujo magnético es la magnitud de la corriente.

La dirección del B debajo de las LAT es principalmente transversal al eje longitudinal de la línea.

La máxima densidad de flujo a nivel del suelo puede estar debajo del centro de la línea o de los conductores exteriores, dependiendo de la relación de fase entre conductores

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

EL PLAN DE MEDICIONES EN NÚMEROS

El plan de mediciones abarca el período 2006-2011

Más de 40 LATs de 132 [kV] monitoreadas ubicadas en las provincias de Salta, Santa Fe, Santa Cruz, San Luis, Buenos Aires, Río Negro y Entre Ríos.

LATs pertenecientes a diferentes compañías distribuidoras de energía eléctrica provinciales, entre ellas, ENERSA, EPE-SF, EDESAL y EDESA.

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

COMPARACIÓN DE LOS VALORES MÁXIMOS REGISTRADOS POR PROVINCIA

Se utilizó el valor máximo de B obtenido en la franja de servidumbre de la LAT como patrón de comparación de los electroductos monitoreados.

Los niveles máximos se registraron en las provincias de Salta, Entre Ríos y Santa Fe.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Santa Cruz Entre Ríos San Luis Santa Fe Salta Buenos Aires

Río Negro

0,69

55,9

8,41

28,37

83,8

13,627,88

Ca

mp

os

Ma

gn

éti

co

[m

G]

Provincias

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

VALORES REGISTRADOS EN LA FRANJA DE SERVIDUMBRE DE LAS LAT

0

50

100

150

200

250

300

ET M

etán

–El

Tun

al

Conc

ordi

a –Sa

lto G

rand

e

Sorr

ento

-Ros

ario

Oes

te

Ovi

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Lago

s -S

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illo

Sorr

ento

-Cap

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mud

ez

Tren

que

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Tren

que

Lauq

uen

Lujá

n –

San

Luis

ET M

edan

ito –

ET D

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s

San

Salv

ador

-Co

ncor

dia

San

Luis

-Ex

Cent

ral T

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ET P

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T M

edan

ito

Conc

ordi

a –Rí

o Ur

ugua

y

ET C

inco

Sal

tos

–ET

Ter

mo

Roca

ET C

inco

Sal

tos

–ET

Ter

mo

Roca

Conc

ordi

a –Rí

o Ur

ugua

y

Para

ná N

orte

-Pa

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Sur

ET C

inco

Sal

tos

–ET

Ter

mo

Roca

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V. G

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ente

nario

-ET

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anito

El T

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El T

unal

ET M

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nario

-ET

Med

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nario

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V. G

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al

ET M

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ET D

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s

ET P

.Ban

derit

a -E

T M

edan

ito

ET P

.Ban

derit

a -E

T M

edan

ito

ET M

etán

–ET

El T

unal

ET T

erm

o Ro

ca-E

T Lo

ma

Negr

a

ET T

erm

o Ro

ca-E

T Lo

ma

Negr

a

Pico

trun

cado

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dese

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ET T

erm

o Ro

ca-E

T Lo

ma

Negr

a

San

Salv

ador

-Vi

llagu

ay

San

Salv

ador

-Vi

llagu

ay

Cam

po M

agné

tico

[mG]

Líneas

Nivel Máximo Permitido por la Res. 77/98

Ninguna LAT presenta un nivel de B en su

franja de servidumbre que supere el límite máximo admisible

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

COMPARACIÓN DE LOS VALORES MÁXIMOS REGISTRADOS POR PROVINCIA

Todas las mediciones arrojaron valores que se encuentran muy por debajo del máximo admisible por la resolución 77/98.

El valor máximo registrado es un 66% menor al máximo admisible.

En promedio los niveles de campo magnéticos se encuentran un 96% por debajo del máximo permitido.

0

10

20

30

40

50

60

San Salvador - Concordia

Concordia –Río Uruguay

Concordia –Río Uruguay

San Salvador - Villaguay

San Salvador - Villaguay

Concordia –Salto Grande

Paraná Norte -

Paraná Sur

Ca

mp

o M

ag

tico

[m

G]

Línea

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PLAN DE MEDICIONES EN

SUBTERRÁNEOS AÉREAS DE

ALTA TENSIÓN

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

METODOLÓGIA DE MEDICIÓN

Registros de B en horas de gran demanda de energía

Mediciones realizadas con un equipo de medición de CEM calibrado, marca Wandel & Goltermann, modelo EFA 3, con una sonda de 30 [Hz] a 100 [kHz]

Perfiles de medición perpendiculares a la traza del cable.

Comparación de los Bmax registrados con los límites máximos admitidos por la normativa vigente

7,34 [µT]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Cam

po

Mag

tico

T]

Perfil de Medición [m]

Puntos de medición

Cable de Alta Tensión

Continúan los

puntos de medición

Continúan los

puntos de medición

11

R

S

T

Punto de Máximo

Campo Magnético

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

METODOLÓGIA DE MEDICIÓN

Se realiza un sondeo de las variaciones de B en dirección perpendicular a la calle y a una altura de 1 [m] del suelo, con el fin de detectar la traza del cable, que será justamente donde se presenten los mayores valores de B.

Se hacen mediciones del B máximo en el lugar donde se registró el valor máximo y en 4 puntos adicionales, dos de cada lado de la traza y separados entre sí 1 [m].

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

RESULTADOS MEDICIONES DE CAT EN LA CIUDAD DE SANTA FE

Se registraron los niveles de B en 4 CAT de la ciudad de Santa Fe.

Las características más relevantes de los CATs monitoreados son:

1. Disposición coplanar horizontal

2. Distancia entre conductores de fase de 26 [cm]

3. Profundidad de instalación de 1,54 [m]

4. Cable de alta tensión tipo monofásico

5. Un conductor por fase

6. Conductor de cobre de 630 [mm2]

7. Aislación de XLPE

8. Vaina de aleación de plomo de 660 [mm2]

9. Puesta a tierra de la vaina tipo crossbonded

10. Capacidad de transmisión de 185 [MVA] (809 [A])

11. Resistividad eléctrica del suelo de 100 [Ω.m]

12. Resistividad térmica del suelo de 1 [K°.m/W]

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

RESULTADOS MEDICIONES DE CAT EN LA CIUDAD DE SANTA FE

Para el caso de CAT, la resolución 77/98 no hace ninguna referencia, dado que en la práctica resulta casi imposible definir una franja de servidumbre, pues las personas transitan comúnmente sobre la misma traza del CAT, que se encuentra enterrado.

Se consensuó adoptar un perfil conservador, escogiendo aquél valor máximo de CM originado por el CAT, como magnitud a comparar con el valor límite admisible de 25 [µT] exigido por el ENRE.

0

5

10

15

20

25

30

7,34

5,014,01

2,981,83

0,86 0,84

Ca

mp

o M

ag

tico

T]

Electroductos

VALOR MÁXIMO ADMISIBLE SEGÚN ENRE 77/98

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

RESULTADOS MEDICIONES DE CAT EN LA CIUDAD DE SANTA FE

Los niveles de B obtenidos resultaron muy dispares para corrientes de transporte del mismo orden de magnitud (entre 248 y 321 [A]) que varían como máximo un 20% entre la mayor y menor demanda.

Se deduce que para el caso de los CATs, la corriente de trasporte no constituye la variable principal que incide en los niveles de B, siendo posible que la diferencia importante en los niveles de B respondan a los siguientes parámetros:

1. Trasposiciones

2. Corrientes de vainas

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

RESULTADOS MEDICIONES DE CAT EN LA CIUDAD DE SANTA FE

0

50

100

150

200

250

300

350

CAT Puerto-Calchines CAT Puerto-Sto. Tomé CAT Calchines-Sfe. Oeste CAT Calchines-Sfe. Centro

73,4

50,1

18,38,6

252

321

248261

31,1540,13

66,60

45,45

Campo Magnético Serv. [µT] Corriente de Servicio [A] Estado de Carga [%]

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

CONCLUSIONES

De los datos obtenidos en las campañas de medición analizadas, se puede observar que el valor más cercano al límite fijado en la normativa se encuentra en las Estaciones Transformadoras

Las ETs de la provincia de Salta presentan los valores más elevados de campos magnéticos.

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DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA

CONCLUSIONES

Su causa puede deberse a una escasa distancia entre la playa de maniobra y transformación de la ET y el cerco perimetral lindante con la vía pública.

Es posible que la ausencia de inversiones en el sector eléctrico, fomente la obsolescencia de los equipos eléctricos y del diseño integral de la ET que repercuten en distancias de seguridad no admisibles, contribuyendo al registro de campos magnéticos de mayor intensidad.

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CONCLUSIONES

Es importante que tanto las empresas como los entes de control asuman que el crecimiento de la demanda a un ritmo promedio de un 5% anual, puede suponer campos magnéticos de mayor intensidad. Esta situación debe fomentar la realización de campañas de monitoreo periódico de B en las Estaciones Transformadoras.

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SIMULACIONES DE CAMPOS

MAGNÉTICOS EN

ELECTRODUCTOS DE ALTA

TENSIÓN

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MARCO INSTITUCIONAL

Las simulaciones y su aplicación que se describen a continuación, se realizaron en el marco de un proyecto de investigación :

PID 25/O123: “Estudio Comparativo de Campos Electromagnéticos generados por líneas de Alta

Tensión”

El Software utilizado ha sido desarrollado por personal del GISEP.

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PROGRAMAS DE SIMULACIÓN DE CAMPOS MAGNÉTICOS

Software de Estimación de Campos

Magnéticos

CCEM

Cálculo de Campos Magnéticos producidos

por LAT

Programado en MATLAB

CEMCAT

Cálculo de Campos Magnéticos producidos

por CAT

Programado en PYTHON

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VALIDACIÓN DE LOS PROGRAMAS DE SIMULACIÓN DE CAMPOS MAGNÉTICOS

Los softwares desarrollados por el GISEP, han sido validados, para determinar si sus resultados son confiables.

La validación del mismo consistió en comparar los valores de B registrados en perfiles de medición de diferentes CATs con estimaciones teóricas realizadas por los algoritmos para el mismo estado de carga y condiciones de instalación.

Los errores se consideran aceptables, pues se encuentran por debajo del 20%.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Medición

Estimación

0

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Medición

Estimación

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PROGRAMA DE CÁLCULO DE CAMPOS MAGNÉTICOS Y ELÉCTRICOS EN LATS

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PROGRAMA DE CÁLCULO DE CAMPOS MAGNÉTICOS Y ELÉCTRICOS EN LATS

CURVA DE NIVEL DE B

CURVA DE NIVEL DE E PERFIL DE E

PERFIL DE B

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PROGRAMA DE CÁLCULO DE CAMPOS MAGNÉTICOS EN CATS

El software admite la selección de los siguientes datos técnicos del CAT:

1. Configuración geométrica de los conductores del cable

2. Secuencia de fase

3. Profundidad de tendido

4. Sección y material de la vaina

5. Material y sección del conductor

6. Capacidad de transmisión nominal del conductor

7. Tipo de puesta a tierra de la vaina

8. Longitud del perfil de medición perpendicular al electroducto

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PROGRAMA DE CÁLCULO DE CAMPOS MAGNÉTICOS EN CATS

Temp. Del Terreno próximo a los CAT Corrientes por los conductores y vainas del CAT

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PROGRAMA DE CÁLCULO DE CAMPOS MAGNÉTICOS EN CATS

Perfil horizontal de B Corrientes por los conductores y vainas del CAT

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APLICACIÓN DEL SOFTWARE CEMCAT PARA ESTUDIO DE TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B

TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B ANALIZADAS. 1. Por profundidad de instalación. 2. Por tipo de enterramiento. 3. Por puesta a tierra de las pantallas del cable de potencia. 4. Por disposición geométrica de los conductores. 5. Por separación entre fases. 6. Programa de Cálculo: CEMCAT

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APLICACIÓN DEL SOFTWARE CEMCAT PARA ESTUDIO DE TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B

POR PROFUNDIDAD DE INSTALACIÓN DEL CABLE. 1. Incrementando la profundidad se reduce directamente B.

2. Esta técnica es efectiva solamente en la reducción del nivel

máximo de B que se encuentra por encima de los CAT.

3. El CAT no manifiesta una reducción de su capacidad de transmisión.

4. Al incrementar la profundidad del electroducto aumenta el costo de instalación de los CAT.

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APLICACIÓN DEL SOFTWARE CEMCAT PARA ESTUDIO DE TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B

POR PROFUNDIDAD DE INSTALACIÓN DEL CABLE.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1,00 1,25 1,50 1,75 2,00

Ca

mp

o M

ag

tico

T]

Profundidad de Enterramiento [m]

Profundidad de

enterramiento

[m]

B Máximo

[μT]

Corriente

Máxima de

Transmisión

[A]

1,00 8,49

876

1,25 7,21

1,50 6,21

1,75 5,39

2,00 4,73

Campo magnético máximo en la superficie para diferentes profundidades de enterramiento de los conductores

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APLICACIÓN DEL SOFTWARE CEMCAT PARA ESTUDIO DE TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B

POR TIPO DE ENTERRAMIENTO DEL CABLE.

Tipo de

Enterramiento

B Máximo

[μT]

Corriente

Máxima de

Transmisión

[A]

Directo 6,94 948

En Tubos 6,41 876

El nivel de B es ligeramente mayor en el caso de CAT directamente enterrado.

La diferencia es de solo un 7,6% y se explica básicamente por el idéntico incremento en la capacidad de transmisión del CAT que es justamente del 7,6%.

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APLICACIÓN DEL SOFTWARE CEMCAT PARA ESTUDIO DE TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B

POR TIPO DE ENTERRAMIENTO DEL CABLE.

Los resultados demuestran que el tipo de instalación del CAT subterráneo prácticamente no influye en los niveles de B registrados en la superficie.

Por lo tanto no constituye una técnica válida para atenuar los niveles de B en la superficie.

Cabe también poner en consideración que: 1. Se observa una reducción en la capacidad de transmisión en el caso de CAT

enterrado en ductos. 2. Sin embargo se reducen los riesgos de fallas en el electroducto por golpes

mecánicos, ingreso de humedad y resecamiento del terreno.

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APLICACIÓN DEL SOFTWARE CEMCAT PARA ESTUDIO DE TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B

POR PUESTA A TIERRA DE LAS PANTALLAS DEL CABLE DE POTENCIA.

El sistema de PAT en instalaciones de CAT define de que manera se conectarán a tierra, y entre sí, las pantallas metálicas (vainas) con el objeto de:

1. Limitar la tensión inducida de las pantallas, 2. Limitar la corriente inducida de circulación en las pantallas, 3. Mantener un camino de retorno de las corrientes de falla de secuencia

homopolar, a los efectos de evitar sobretensiones.

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POR PUESTA A TIERRA DE LAS PANTALLAS DEL CABLE DE POTENCIA. .

PAT de Vainas B Máximo

[μT]

Corriente

Máxima de

Transmisión

[A]

En un extremo 6,41 876

En los 2

extremos 4,15 633

B se reduce en un 35 % para PAT en ambos extremos respecto a PAT en un solo extremo.

Gran parte de la atenuación se debe a la disminución en la capacidad de transmisión del CAT (en este caso de un 27%).

Esta reducción es debido al aumento importante de pérdidas en el electroducto por la circulación permanente de las corrientes inducidas en las vainas.

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POR DISPOSICIÓN GEOMÉTRICA DE LOS CONDUCTORES.

Las disposiciones geométricas utilizadas comúnmente por las empresas de energía son:

1. Coplanar horizontal. 2. Tresbollilo.

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APLICACIÓN DEL SOFTWARE CEMCAT PARA ESTUDIO DE TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B

POR DISPOSICIÓN GEOMÉTRICA DE LOS CONDUCTORES. .

Disposición B Máximo

[μT]

Corriente

Máxima de

Transmisión

[A]

Coplanar

Horizontal 8,32 891

Tresbollilo 6,41 884

La disposición en tresbolillo muestra una atenuación del 23% del B máximo en la superficie con respecto a la disposición horizontal.

No sacrifica la capacidad de transmisión de corriente en forma apreciable (menor al 1% para el caso de estudio), por la mayor cercanía de los ductos que repercuten en su capacidad de disipación de calor (mayor efecto de proximidad).

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APLICACIÓN DEL SOFTWARE CEMCAT PARA ESTUDIO DE TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B

POR SEPARACIÓN ENTRE FASES.

En general para cables de 132 [kV] las distancias de separación entre fases oscila entre 15 a 30 ([cm] (datos recabados de varias empresas de energía)

El nivel de B en la superficie se atenúa aproximadamente a razón 1,5 [μt] por cada 5 [cm] de reducción en la distancia de separación entre los conductores de fase.

Se observa la amplia variación porcentual en los niveles de B (del orden del 20%) y la escasa reducción de la capacidad de transmisión del CAT (a razón de 2% por cada 5 [cm] de reducción de la distancia de separación).

Distancia de

Separación

[cm]

B

Máximo

[μT]

Corriente

Máxima de

Transmisió

n [A]

15 3,64 828

20 5,06 863

25 6,41 876

30 7,77 887

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APLICACIÓN DEL SOFTWARE CEMCAT PARA ESTUDIO DE TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B

CONCLUSIONES DEL ESTUDIO DE LAS TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B

Los resultados obtenidos demuestran que del conjunto de técnicas de tendido estudiadas, sólo resultan válidas para la atenuación de los niveles de B en la superficie las siguientes:

1. Aumento de la profundidad de enterramiento del electroducto 2. Disposición geométrica de conductores en tresbolillo 3. Reducción de la distancia de separación entre los conductores de

fase

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APLICACIÓN DEL SOFTWARE CEMCAT PARA ESTUDIO DE TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B

CONCLUSIONES DEL ESTUDIO DE LAS TÉCNICAS DE REDUCCIÓN DE B

El aumento en la profundidad de enterramiento resulta ser la más conveniente, dado que no implica reducción alguna de la capacidad de transmisión del cable. Es mas onerosa.

La disposición en tresbolillo y la separación entre fases reduce sensiblemente el campo B repercutiendo en forma ínfima en la capacidad de transmisión del CAT, debido a la disminución de la capacidad de disipación de calor del electroducto.

La reducción de la distancia de separación de los conductores o la configuración en tresbolillo significarían trazas más compactas en comparación con las distancias de tendido convencionales y la disposición coplanar horizontal de los conductores.

Con el método de puesta a tierra en ambos extremos de vaina se reduce notablemente los niveles de B, pero a costas también de disminuir demasiado la capacidad de transmisión de potencia del CAT.

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FIN DE LA PRESENTACIÓN

MUCHAS GRACIAS

Grupo de Investigación Sistemas Eléctricos de Potencia (GISEP)

UTN – Facultad Regional Santa Fe

Ing. Irene B. Steinmann

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CVs disertantes

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Ing. Irene Steinmann

Es Ingeniera Electricista de la UTN Fac. Reg. Santa Fe, Especialista en Ingeniería

Ambiental, Ingeniera Laboral.

Es docente de las asignaturas Generación, Transmisión y Distribución de la Energía Eléctrica

e Impacto Ambiental de líneas y centrales eléctricas y de la asignatura Electrotecnia I en la

carrera Ingeniería Eléctrica de la Facultad Regional Santa Fe.

Es integrante del G.I.S.E.P. (Grupo de Investigación sobre Sistemas Eléctricos de Potencia)-.

U.T.N. - F.R.S.F, Responsable por el Aseguramiento de la Calidad del L.A.M.C.E.M.

(Laboratorio Ambulante de Medición de Campos Eléctricos y Magnéticos),

Ha participado en Proyectos Acreditados, con presentación de trabajos en congresos

nacionales sobre Campos electromagnéticos, Ruido en Transformadores, Calidad en

Laboratorios y Radiación UV.

Ha realizado actividades profesionales en el área de Higiene y Seguridad Industrial para

empresas del Rubro Eléctrico.

Ha participado en la realización de Estudios de Impacto Ambiental en líneas de Alta Tensión,

en 132 kV, Estaciones Transformadoras 132/13,2 kV, Antenas de Telefonía Móvil y

Edificios de Centros distribuidores de Energía Eléctrica.

Ha participado en mediciones de Campo Electromagnético en alta y baja frecuencia y Ruido

Audible en Estaciones transformadoras y en Líneas Eléctricas.

Ing. Juan Pedro Fernández

Ingeniero Electricista - Universidad Tecnológica Nacional – Santa Fe, Argentina.

Especialista en Higiene y Seguridad en el Trabajo.

Profesor adjunto de Máquinas Eléctricas 1(Carrera Ing. Eléctrica), Profesor adjunto a cargo

del Laboratorio del Mantenimiento Industrial (Carrera Ing. Industrial).

Docente investigador del G.I.S.E.P. (Grupo de Investigación sobre Sistemas Eléctricos de

Potencia)-. U.T.N. - F.R.S.F. Director del L.A.M.C.E.M. (Laboratorio Ambulante de

Medición de Campos Electromagnético y Ruido, acreditado ante el Organismo Argentino de

Acreditación.

Miembro del Proyecto PROIMCA (Proyecto para la Mitigación de la Contaminación

Atmosférica) en el área “Contaminación por Campos Electromagnéticos”.

Ha dictado cursos de Campos Electromagnético y Apantallamiento Electromagnético para

empresas privadas y distribuidora de energía local.

Participó y participa en Proyectos de Investigación Acreditados en el área de Campos

Electromagnéticos y Aisladores Poliméricos”. Ha presentado trabajos en congresos nacionales

sobre Campos electromagnéticos y Ruido en Transformadores.

Ha realizado actividades profesionales de asesoramiento, proyectos y ejecución de obras en el

área eléctrica y en mediciones de Campo Electromagnético en alta y baja frecuencia y Ruido

Audible en Estaciones Transformadoras y en Líneas Eléctricas.