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8/4/2019 9 CESI Interconexiones CC

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ANEXO

SOLUCIONES TECNOLGICAS


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ANEXO 1: DESCRIPCIN DETALLADA DE LAS TECNOLOGASALTERNATIVAS AL CABLE AREO Y AL CABLE SUBTERRNEO

TECNOLOGA DE TENSIN CONTINUA SUBMARINATECNOLOGA DE TENSIN CONTINUA TERRESTRE (AREA Y SUBTERRNEA)

TECNOLOGA DE CABLES CON AISLAMIENTO GASEOSO TECNOLOGA DE SUPERCONDUCTORES

REVISIN Y ACTUALIZACIN DE LOS ESTUDIOS EFECTUADOS CON OCASIN DE LOSDEBATES PBLICOS:Francia-Espaa (2003)Cotentin- Maine (2006)


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Soluciones en tensin continua: opcin submarina El paso de una lnea de interconexin a muy alta tensin a travs del mar puede realizarse, en

principio, utilizando dos tcnicas diferentes: mediante un cable submarino con tensin alterna; mediante un cable submarino con tensin continua;

Las tcnicas basadas en cables con tensin alterna deben enfrentarse al problema de lasprdidas capacitivas: resulta necesario contar con dispositivos de compensacin cuando lalongitud del cable sobrepasa algunas decenas de kilmetros. En el caso de las conexionessubmarinas, que hacen imposible dicha compensacin a lo largo del trazado del cable, lasprdidas capacitivas constituyen de hecho una limitacin de la longitud mxima posible de laconexin. Las caractersticas de los cables submarinos modernos hacen que la longitud mximade conexin en corriente alterna sea de aproximadamente 50 kilmetros. El anlisis de los mapas

cartogrficos de la regin del proyecto revela que la longitud del cable submarino no podra ser, enla prctica, menor de 50 km. Esto hace que desechemos la solucin de cable submarino contensin alterna y conservemos nicamente, para la solucin submarina, la tecnologa de tensincontinua.El transporte de energa a tensin continua se utiliza en los casos siguientes:

cuando las distancias a recorrer son muy elevadas, ya que las lneas de tensin continuason ms simples y menos costosas que las de tensin alterna y, en longitudes importantes,se puede recuperar el coste de la creacin de las estaciones de conversin;

cuando los recorridos submarinos son largos (y, por lo tanto, superan los lmites tcnicosde los cables de tensin alterna sin compensacin, es decir, > 50km) ;

cuando hay que conectar entre s dos redes elctricas que no tienen la misma frecuencia oque trabajan en modo asncrono;

cuando hay que conectar entre s dos redes que no puedan funcionar en conexin directapor problemas de estabilidad.

HistoriaLa tecnologa de corriente continua (HVDC) se desarroll a comienzos de la dcada de loscincuenta del s. XX, utilizando los convertidores puente con vlvulas rectificadoras de vapores demercurio. A lo largo de la dcada de los setenta, gracias al desarrollo de la electrnica de potencia(en particular, en el mbito de los semiconductores) se comenz a utilizar convertidores puente

con vlvulas de tristores.


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Descripcin generalEl esquema fundamental de una conexin de tensin continua es el siguiente:

Las dos redes de corriente alterna estn unidas mediante una conexin de corriente continua,formada por una subestacin de conversin de salida, en la cual se lleva a cabo la conversin dela corriente alterna en corriente continua, un cable de conexin a travs del cual pasa la corriente

que alimenta la segunda red y una subestacin de conversin de llegada en la cual se realiza laconversin de la tensin de continua a alterna. Resulta necesario disponer de una conexin deretorno para asegurar el cierre del circuito y, por lo tanto, el flujo de la corriente; esta conexinpuede realizarse a travs del agua del mar (en el caso de una interconexin submarina) a travsde electrodos situados en cada extremo de la conexin.

La estructura de un sistema moderno de transporte de energa en HVDC para un nivel de potenciacomparable al del caso analizado se representa en la Figura A1;

Redalterna

Redalterna

Subestaciones de conversin A.C. / D.C. y D.C. / A.C.

Cable de conexin

Conexin de retorno


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Reattore

Filtro c.c.

Filtro c.a.

Trasformatori

di conversione

Ponti diconversione

Reattore

Filtro c.c.

Filtro c.a.

Trasformatori

di conversione

Ponti diconversione

Cavosottomarino

Elettrodomarino

Elettrodomarino

Linea di poloaerea o in cavo

Stazione HVDC

Reattore

Filtro c.c.

Filtro c.a.

Trasformatoridi conversione

Ponti diconversione

Stazione HVDC

Reattore

Filtro c.c.

Filtro c.a.

Trasformatoridi conversione

Ponti diconversione

Cavosottomarino




Linea di elettr.aerea o in cavo

Linea di elettr.aerea o in cavo

Figura A1: Estructura tpica de una conexin HVDC de gran envergadura

Las dos subestaciones de conversin (en amarillo) incluyen los siguientes elementos: Filtros corriente alterna; Transformadores de conversin Convertidores: Rectificadores (subestacin de salida) u onduladores (subestacin de

llegada) Filtros corriente continua

La conexin propiamente dicha est formada por dos cables (uno de ida y otro de vuelta) y por los electrodos submarinos.

ReferenciasHasta el momento, se han realizado numerosas conexiones HVDC en el mundo. La Figura A2 muestra las instalaciones construidas hasta el ao 2000, con tecnologa de tiristores. Dichasinstalaciones llegan a tener una potencia total de ms de 50000 MW, aunque en un solo caso(Itaipu binacional) las dimensiones de la instalacin superan las previstas para la lnea objeto deeste estudio;

Filtro c.a

Transformador deconversin



Transformateur deconversion

Reactancia

Reactancia

Reactancia

Reactancia

Convertidores

Convertidores

Convertidores

Convertidores

Cablesubmarino

Cablesubmarino

SubestacinHVDC

SubestacinHVDC

Electrodo Electrodo


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Figura A2: Instalaciones HVDC en el mundo, hasta el ao 2000

Elementos constitutivos de una conexin de corriente continuaSiguiendo el flujo de la corriente desde la red de salida, se encuentran los siguientes elementosconstitutivos:

Filtros c.a.Estos filtros tienen la funcin de reducir la perturbacin armnica en la red de tensin alternaantes de la subestacin de salida y despus de la subestacin de llegada. Los filtros de corrientealterna estn formados por elementos pasivos (condensadores, bobinas, pararrayos) cuyasdimensiones y valores nominales se calibran en funcin de las caractersticas de la conexin.

Transformadores de conversinLos transformadores de conversin cumplen las siguientes funciones:

Alimentar los rectificadores con una terna de tensiones en corriente alterna con regulacinde amplitud por el sistema de control de la subestacin HVDC;

Asegurar la separacin elctrica de la red y los rectificadores (onduladores) para evitar quese inyecten corrientes continuas en la red.

Reducir el ruido armnico engendrado por los convertidores (rectificadores y onduladores)hacia la red;

Limitar la corriente de prdida en los tiristores de los convertidores, en caso decortocircuito;


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Informe Aprobado Pgina 7/55 Un ejemplo de transformador de conversin se muestra en la Figura A3 (el ejemplo se refiere aun transformador monofsico 354/177/177 MVA 230kVac con tres bobinas, en fase deexperimentacin);

Figura A3 ejemplo de transformador de conversin

Las dimensiones de los transformadores de conversin estn muy influidas por las restriccionesrelativas al transporte (dimensiones y peso) hasta la subestacin de funcionamiento por carretera,ferrocarril o barco; en este sentido, se muestran en la Tabla A1, para un cierto nivel de potencia, lavariacin en el peso (y en el nmero de mquinas necesarias) en relacin con la solucinmonofsica con dos bobinados

Tabla A1: Variaciones de peso para las diferentes soluciones constructivas detransformadores de conversin para instalaciones HVDC se ofrece el nmero de

transformadores para cada una de las subestaciones de conversin:

Tipo de transformador deconversin

Peso relativo (en relacin conla solucin monofsica de 2

bobinados)[p.u]

Nmero necesario detransformadores en cada

subestacin de conversin

Monofsico de 2 bobinadosMonofsico de 3 bobinados

Trifsico de 2 bobinadosTrifsico de 3 bobinados

1,01,62,23,6

6321

Convertidores (rectificadores y onduladores)Los convertidores son dispositivos de electrnica de potencia que permiten rectificar la tensinalterna, transformndola en tensin continua, u ondular una tensin continua, para transformarla


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Informe Aprobado Pgina 8/55 en alterna. Los dispositivos electrnicos bsicos que forman los convertidores modernos son lostiristores (vlvulas mediante las cuales se puede permitir a voluntad el trnsito de corriente en unsentido y no en el otro), uno de los cuales se muestra en la Figura A4

Figura A4 ejemplo de tiristor moderno de 8 kV

Se monta una serie de tiristores en mdulos de rectificacin y se unen diferentes mdulos en losrectificadores o los onduladores, uniendo mdulos en serie y/o en paralelo, hasta obtener el nivelde tensin y de corriente requeridos. En la Figura A5, se puede observar un ejemplo derectificador de una subestacin HVDC;

Figura A5: convertidor en puente dodecafsico, en una subestacin HVDC

Reactancias de filtradoEste dispositivo, colocado en el lado DC del convertidor, tiene la funcin de filtrar la forme de latensin en todas las configuraciones de carga transmitida, limitar las corrientes de cortocircuito


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Informe Aprobado Pgina 9/55 que podran daar los convertidores, reducir el ruido armnico en el lado DC y hacer quedisminuyan los riesgos de resonancia. Para este tipo de componentes, estn disponibles lassiguientes tecnologas:

Reactancias con aislamiento de aire ( Figura A6) Reactancias con aislamiento de aceite ( Figura A7)

Figura A6 Reactancia con aislamiento de aire, 150mH, 500kV, 1800 A

Figura A7 Reactor con aislamiento de aceite, 270mH, 500kV, 3000A


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Informe Aprobado Pgina 10/55 Filtros d.c.Los filtros del lado de corriente continua permiten reducir el ruido armnico en las lneas decorriente continua. A diferencia de los filtros de corriente alterna, los filtros de corriente continua no

slo estn formados por componentes pasivos (condensadores, bobinas, resistencias), sinotambin por dispositivos de electrnica de potencia que inyectan en la lnea un ruido armnico enoposicin de fase con respecto al de los convertidores, reduciendo su amplitud. En la Figura A8, puede observarse un ejemplo de filtro de corriente continua.

Figura A8 Filtro de corriente continua activo de 200kVA

Cables para tensin continuaPara este nivel de aplicacin, se utilizan las siguientes tecnologas de fabricacin de cables:

Cables con aislante de aceite fluido (Self-Contained fluid filled cables SCFF): se tratade cables cuyo sistema de aislamiento est compuesto por papel impregnado por un fluidosinttico de baja viscosidad, que se mantiene constantemente a presin en un conductorealizado en el centro del conductor: esto conlleva una limitacin en el nivel de profundidadmxima de colocacin; esta solucin, utilizada desde hace muchos aos, es adecuadapara grandes trnsitos de energa, siempre que se evite superar en el conductor latemperatura de 85C, debido a la presencia del aceite; la presencia de un fluido encirculacin impone la adopcin de circuitos hidrulicos y de estaciones de bombeo en los

extremos. La posibilidad de que se produzca una fuga de aceite constituye un peligropotencial para el medio ambiente; Cables con aislante slido : se trata de cables cuyo sistema de aislamiento est formado

por papel de alta densidad, impregnado de una mezcla densa. Al contrario de lo quesucede con los cables con aislante de aceite fluido, la mezcla de impregnacin no circulapor el conductor ni dentro del cuerpo del cable, sino que permanece prcticamente estableen su posicin original. Actualmente, se pueden crear conexiones de varios cientos dekilmetros de longitud utilizando esta tcnica; los lmites tcnicos se encuentran a 600kVde tensin y a 55C de temperatura. Este tipo de cable ha sido utilizado recientementepara la realizacin de la interconexin submarina en corriente continua entre Italia y Grecia

(conexin a 400kV 500MVA, con una longitud de 160km). El cable con aislante slidoutilizado tiene la estructura que se muestra en la Figura A9.


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1 : conductor 2 : pantalla semiconductora interna3 : aislante

4 : pantalla semiconductora externa5 : cubierta metlica6 : cubierta plstica7 : blindaje8 : primer nivel de amortiguamiento9 : primera armadura10 : segundo nivel de amortiguamiento11 : segunda armadura12 : proteccin externa

Figura A9 estructura interna del cable submarino utilizado enla conexin Italia-Grecia

Cables con aislante mixto papel-polipropileno (PPL): se trata de cables cuyo sistemade aislamiento est formado por papel de alta densidad impregnado de una mezclaviscosa, pero de manera que las capas de papel estn separadas por pelculas depolipropileno; esta solucin, desarrollada recientemente, conjuga las ventajas de las dostecnologas precedentes; en relacin con la solucin de aislante slido, permite unaganancia del 25 al 50 % de la potencia transportada o una reduccin del 30% de lasdimensiones para un mismo trnsito; esto permite lograr una reduccin del dimetro del10%, del peso en aire del 20% y del peso en agua del 25%. La utilizacin de este tipo decable permite, pues, construir tramos significativamente ms largos y transportar en laplataforma de tendido un 25% ms de cable en comparacin con la tecnologa de aislante

slido.

ElectrodosLos electrodos son un componente habitual para las instalaciones de corriente continua y estnpresentes (datos de 1998) en al menos 24 instalaciones HVDC en el mundo y, por tanto enaproximadamente 48 subestaciones; los electrodos estn presentes tanto en sistemas unipolarescomo en sistemas bipolares.En los sistemas unipolares, que a veces representan la fase inicial de los sistemas bipolares, elcierre del circuito se efecta por el mar o por la tierra:

AC AC

I

I

Los sistemas tipo bipolar en general incluyen electrodos que conducen la corriente nicamente encaso de emergencia o durante el mantenimiento de un polo; la corriente que normalmente


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Informe Aprobado Pgina 12/55 atraviesa los electrodos en un sistema equilibrado de este tipo representa en general menos del3% de la carga total:

I

I

AC

AC AC

AC

Puede existir sin embargo un retorno metlico, aunque actualmente tan slo existe una instalacincon dicho esquema (Kii Channel).El retorno de la corriente a travs de los electrodos ocurre cuando uno de los dos electrodos estaveriado; en el caso que un convertidor est fuera de servicio, es posible operar de forma unipolar con retorno metlico (con prdidas dobles debido a la mayor resistencia del cable de retorno enrelacin al trayecto de los electrodos).

Los electrodos de tierra, predominantes en nmero, estn asociados en general a las solucionesbipolares, con estaciones de conversin distantes del mar y a menudo se asocian a sistemas detransmisin que no afectan al propio mar.

Los electrodos en costa (que pueden dividirse en electrodos en playa o en pequeas cuencasprximas a la costa) representan alrededor de la mitad de los electrodos para los puestosprximos al mar; la otra mitad est constituida por los electrodos en el mar (a una distancia de lacosta de ms de 100 m y colocados a profundidad).

En la Tabla A2 se presenta la situacin de las instalaciones ms significativas puestas en serviciorecientemente o actualmente en fase de construccin:

Tabla A2 : Construcciones recientes de conexiones HVDC

Conexin Sistema Electrodo Tipo Localizacin Material Aonodo Mar Dannebo TitanioFenno Skan Mono Ctodo Mar Pampriniemi Cobre

1989

nodo Mar Smyge TitanioBaltic cable(DE-SW) Mono Ctodo Mar Kltzhved Cobre

1994

nodo Mar Bogeskov TitanioKontek(D-DK) Mono

Ctodo Mar Germania Cobre1998

Pacific Intertie(USA) Bipol Reversible Mar

Santa Monica(anodo) SiFeCr 1989


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Conexin Sistema Electrodo Tipo Localizacin Material AoNew Zealand

Hybrid link Bipol Reversible PlayaTe

Hikiwehenua SiFeCr 1992

Mar Grosysyla GrafitoSkagerrak III Bipol Reversible Playa Lovns Grafito 1993

Playa Haenam GrafitoHaenam-Cheju(CHI) Bipo Reversible Playa Cheju Grafito

1993

Reversible Mar Ris GrafitoKonti-Skan III Bipol

Reversible Playa Sra Grafito1988

nodo Cuenca PuntaTramontana TitanioSACOI(I-F-I) Mono Ctodo Mar La Torraccia Cobre1992

Reversible Cuenca Ekno MagnetitaGotland III(SWE) Bipol Reversible Playa Massange Magnetita 1999

Reversible Cuenca Henam GrafitoHenam Cheju(CHI) Bipol Reversible Cuenca Keju Grafito

1996

Reversible Bassin SansumNarrows GrafitoVancouver (CAN) Bipol Reversible Playa Boundary Bay SiFe1990

nodo Cuenca Aetos TitanioItalia-Grecia(I-GR) Mono Ctodo Mar Porto Badisco Cobre

1998

nodo Playa Leute islandLeyte-Luzon(PHI) Mono Ctodo Playa Luzon island

1998

Swe-Pol linkMono +retornometlico

2001

AqabaGolfo di AqabaAC/DC

(Jordan-EGP)(4 cables)

Taba

2000(actualmente solo AC)

Currarie Port(Auchencrosh) Moyle

interconnector (IRL-GB)

Dual monocon

retornometlico

integrado

PorthsmuckSouth

(BallycronanMore)

Enconstrucci

n

Anan (a tierra)Kii channel (J)

Bipolar conretornometlico Yura

Enconstrucci

nPlaya nodo Stony Head

Basslink (NZ) MonoPlaya Ctodo Ninety milebeach

Grafito ycarbn

En proyecto

Hawaii DeepWater cable (*) En proyecto

Mar nodo SediliSarawak-Malaysiainterconnession

(**)Mono

Terra Ctodo KapatConstruccin20022007


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Informe Aprobado Pgina 14/55 (*) proyecto de inters de la World Development Federation desde 1996 ; el proyecto se comenz en 1989 yse han efectuado ya los sea trials y las pruebas de calificacin del cable.(**) en el interior del Bakun hydroelectric project; suspendido debido a la crisis asitica, parece que se haretomado por parte del gobierno malayo.

Es interesante hacer notar que una parte no desdeable de las conexiones (el 40% de lasconexiones examinadas) se explota en monopolar sin cable de retorno. En particular seconstruyeron algunos sistemas de esta tipologa despus de 1995 para la conexin de Italia conGrecia y en Filipinas (Leyte-Luzon). La conexin, tambin en monopolar, entre Nueva Zelanda yTasmania (Basslink) est en fase de proyecto avanzado.Estos ltimos aos se ha extendido una tendencia, sobre todo en los pases que dan al Mar Bltico, hacia la eleccin de conexiones de tipo bipolar, tanto por razones tcnicas (fiabilidad de laconexin) como medioambientales (sustancialmente ligadas a la corrosin de las estructurasmetlicas existentes).

La eleccin de los electrodos en costa o en el mar depende de las caractersticas del territorio y laeleccin definitiva forma parte del detalle de proyecto (ej. los electrodos en costa puedenadaptarse a una playa suficientemente desrtica con baja resistividad del terreno, mientras que laeleccin de electrodos en el mar puede ser obligatoria en el caso de costas rocosas con altaresistividad del terreno). Las zonas que deben evitarse son los fondos mviles o rocosos concorrientes fuertes o rocosas, las zonas balnearias o pesqueras, o las zonas terrestres cercanas agrandes infraestructuras metlicas (riesgo potencial de corrosin).La eleccin tambin exige considerar los costes de instalacin y gestin/mantenimiento.El proyecto del electrodo tiene que pasar por las siguientes actividades, relacionadas entre ellas:

Investigacin de las localizaciones y seleccin

Seleccin del tipo de electrodo Prototipo y tests Proyecto de detalle Construccin y pruebas

Los electrodos de mar pueden estar constituidos por materiales diferentes:- titanio (funcionamiento andico); puede cubrirse de metal noble adaptado con el fin de evitar la

corrosin andica (platino, oro); en el caso de funcionamiento reversible, pueden surgir problemas para el ctodo (la capa protectora se desprende). Existen distintas tipologas deconstruccin (red, barras) relacionadas con la localizacin (mar, costa).

- SiFeCr, grafito o magnetita (reversible); las barras que constituyen los electrodos puedencolocarse sobre el fondo marino y recubrirse con cemento armado o madera, o tambincolocadas verticalmente en los sedimentos.

- cobre (ctodo); se coloca habitualmente sobre el fondo marino.

ConstruccinEn ninguna parte est estandarizada la construccin de instalaciones HVDC. Se estudian siemprelas disposiciones geomtricas de las subestaciones individualmente, por tanto se pueden dar aqusolamente indicaciones generales.

Un ejemplo de disposicin geomtrica de una subestacin de conversin para una conexin de1000MW est representado en la Figura A10. Se puede observar que la mayor parte de lasuperficie (60%) est ocupada por la seccin en tensin alterna (filtros c.a).


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En trminos de empleo de terreno es necesario prever una superficie de subestacin de cerca de30 m2/MW, sin contar las acometidas y los juegos de barras de 400kV. Para una subestacin de

4000MW en bipolar es necesario por tanto contar una ocupacin de superficie de cerca de 120000m2.

Figura A10: ejemplo de disposicin geomtrica de una subestacin de conversin bipolar de 1000MW


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Informe Aprobado Pgina 16/55 Fiabilidad, mantenimiento, diagnstico y seguimientoLes datos que figuran a continuacin se basan en la experiencia de gestin y mantenimiento deconexiones HVDC submarinas de gran envergadura, y tambin en datos de la literatura

disponible.

Subestaciones de conversinFiabilidadPeriodos fuera de servicio accidentales para un polo: 3 veces / ao, con el otro polo

funcionando normalmente

Periodos fuera de servicio accidentales para el bipolo: 0,2 averas / aoPeriodo total de indisponibilidad accidental: 45 horas / ao para el caso monopolar,

equivalente a aproximadamente un 0,5% dehoras anuales. Se estara por tanto un 1% delas horas anuales con al menos un polo fuerade servicio. Por lo que se refiere a la potenciaglobal, la indisponibilidad equivalente sera del0.5%. La cantidad de horas anuales con los dospolos fuera de servicio simultneamente, unevento con frecuencia muy baja, puedeconsiderarse como desdeable.

MantenimientoLa indisponibilidad anual tras el mantenimiento de las subestaciones de conversin puedeestimarse en aproximadamente 4 das por ao para el bipolo en su conjunto, lo que equivaleaproximadamente al 1,1% de las horas totales anuales.

Cable CCFiabilidadFrecuencia de periodos fuera de servicio accidentales: para cables submarinos

sumergidos se puede estimar una avera cada20 aos, debida a razones internas.

Duracin periodo fuera de servicio accidental: 45 das para cada periodo fuera de servicio

Periodo total de indisponibilidad accidental: 2,2 das por ao por cable, equivalente aaproximadamente el 0,6% de las horas totalesanuales. En el supuesto de tener un bipolo condos cables, se tendran por lo tanto 4 das por ao con al menos un cable fuera de servicio, loque equivale aproximadamente a un 1,2% delas horas anuales a media potencia. Siestimamos la energa transferible, es decir lapotencia total de la conexin, se tendran un0.6% de indisponibilidad equivalente.

MantenimientoEl mantenimiento de los cables submarinos sumergidos es prcticamente nulo, en la medida enque comprende solamente la limpieza de los terminales, que puede realizarse de manera quecoincida con la de las estaciones de conversin.


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Zona afectada y medio ambienteAspectos del medio que afectan a los sistemas HVDCLa eleccin de las zonas candidatas para el emplazamiento de subestaciones de conversin debetener en cuenta los siguientes aspectos: la longitud del trazado, la facilidad para llevar a cabo lasoperaciones de construccin, la presencia de un hbitat natural de alta sensibilidad, la presenciade zonas de pesca destinadas al ocio, el riesgo potencial de corrosin, la presencia de un fondomarino conveniente (capa arenosa) en el que el cable pueda deslizarse.

Impacto de las subestaciones de conversin sobre el medio ambienteLos posibles impactos sobre el medio ambiente causados por las estaciones de conversin son:

la ocupacin del suelo el impacto visual las interferencias en el espectro de frecuencias radiofnicas, sobre todo en la banda de 0.2

10 MHz la creacin de campos electromagnticos (si consideramos tambin las lneas areas

conectadas a la estacin de conversin el ruido los armnicos en CA y en CC, as como las perturbaciones telefnicas el impacto sobre el trfico rodado y sobre las carreteras durante las operaciones de

instalacin

Posible influencia de los electrodos sobre el medio ambienteEstos ltimos aos se ha extendido una tendencia, sobre todo en los pases que dan al Mar Bltico, hacia la eleccin de conexiones de tipo bipolar, tanto por razones tcnicas (fiabilidad de laconexin) como medioambientales (sustancialmente ligadas a la corrosin de las estructurasmetlicas existentes).La eleccin de los electrodos en costa o en el mar depende de las caractersticas del territorio y laeleccin definitiva forma parte del detalle de proyecto (ej. los electrodos en costa puedenadaptarse a una playa suficientemente desrtica con baja resistividad del terreno, mientras que laeleccin de electrodos en el mar puede ser obligatoria en el caso de costas rocosas con altaresistividad del terreno). Las zonas que deben evitarse (a elegir slo en el caso que no hayaalternativa) son los fondos mviles o rocosos con corrientes fuertes o rocosas, las zonasbalnearias o pesqueras, o las zonas terrestres cercanas a grandes infraestructuras metlicas(riesgo potencial de corrosin).La eleccin tambin exige considerar los costes de instalacin y gestin/mantenimiento.El proyecto del electrodo solamente puede llevarse a cabo mediante las siguientes actividades,relacionadas entre ellas:

Investigacin de las localizaciones y seleccin Seleccin del tipo de electrodo Prototipo y tests Proyecto de detalle Construccin y pruebas

Los principales elementos que deben conocerse a la hora de hacer la eleccin, y para un proyectoespecialmente cuidado, son:


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datos de transporte: carga en las distintas fases de desarrollo del proyecto, trazado de lalnea, direccin de la corriente, pico mximo admisible,

elementos de localizacin: subestaciones, punto de anclaje, condiciones elctricas

(resistencia mxima, estabilidad ssmica, posibilidad de efectuar medidas mientras que lalnea est en servicio) datos de las estructuras adyacentes: esquema de las estructuras (subterrneas o

submarinas) a un radio de 100 km de la zona en cuestin, parmetros relativos deproteccin de la corrosin, fecha de construccin, dimetro y grosor de las canalizaciones,tipologa de la capa protectora, posibilidad de sistemas de proteccin del ctodo,resultados de estudios anteriores sobre las canalizaciones

regin para el emplazamiento: salinidad del agua (evolucin anual), temperatura (evolucinanual), estructura geolgica de las capas superficiales del fondo marino, distancia de lasubestacin, distancia de la costa, distancia a las desembocaduras de los ros ms

cercanas, direccin y velocidad de las corrientes, perfil batimtrico, estabilidad de la zonacosteraCuando hay estructuras metlicas en las proximidades, simples modificaciones del proyecto delelectrodo o de localizacin local pueden no dar mejoras significativas: es notorio en fase deanteproyecto el hecho de elegir varias opciones para el emplazamiento del electrodo a lo largo deuna treintena de km de la costa, con el fin de poder efectuar la eleccin definitiva en fase dedetalle del proyecto.Con el fin de evitar la influencia de la corriente de tierra de los electrodos sobre la estacin deconversin (en particular los eventuales transformadores), es necesario respetar una determinadadistancia entre esta ltima y los propios electrodos. Para limitar los posibles daos, la diferencia

de potencial entre la red de tierra de la subestacin y los electrodos debe limitarse a menos del10-30 V; la distancia tpicamente puede variar entre 8 y ms de 30 km; es, por lo tanto, necesariorealizar una investigacin profunda para la especificacin de las posibles zonas deemplazamiento. La influencia de los electrodos sobre el medio ambiente se limita al caso, de cortaduracin, en el que uno de los dos conductores est averiado y al caso de mantenimiento de unpolo. Otra posibilidad de empleo de los electrodos en conexin bipolar equilibrada se encuentra enla pequea diferencia de corriente entre las ramas de ida y de vuelta (normalmente inferior al 3%de la carga total). Por tanto, los efectos descritos ms adelante deben considerarse limitados aestas dos situaciones, o eventualmente a la fase inicial del sistema, realizada en unipolar. Elanlisis de la literatura disponible1 pone de manifiesto que los efectos en cuestin potencialmente

ms peligrosos son los campos electromagnticos y los productos de la electrlisis.

Campos electromagnticosPor lo que se refiere a los campos elctricos, no es posible descartar efectos negativos sobre losorganismos marinos; el conocimiento sobre esta interaccin es muy limitado, sobre todo paratodas las especies que no son peces. En general, se puede afirmar que el campo elctrico enproximidad de los electrodos no produce efectos negativos importantes para distancias superioresa 5 m (habitualmente el lmite considerado es de 15 V/m). Algunas especies (Galvano taxis )podran sufrir sobre todo la influencia del nodo, ya que el campo las atrae hacia el electrodo. Enrelacin a las especies diferentes de los peces, no hoy estudios que presenten resultados que

1 HVDC sea cables and sea electrodes: A literature study for the cable project A. B. S. Polo, M. Harboe jr Department of Biology, University of Oslo; 1996


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Informe Aprobado Pgina 19/55 demuestren cmo campos elctricos comparables a los producidos por los electrodos puedenproducir efectos negativos sobre la vida marina. Se puso de manifiesto por otro lado que, en loselectrodos en mar de unas instalaciones concretas, las gambas viven directamente sobre la

superficie de los electrodos.El lmite inferior del campo elctrico al cual son sensibles los telesteos y los elasmobranquios es,respectivamente, 7 mV/m y 0.5 V/ms; solamente los elasmobranquios, por lo tanto, son capacesde percibir el campo elctrico causado por la corriente de retorno en el mar. Estas especies sonseguramente capaces de percibir tambin a gran distancia el campo elctrico producido por loselectrodos, pero ninguna investigacin realizada demuestra que ello tenga necesariamenteefectos negativos. Se supone que se adaptan al campo esttico artificial, puesto que estos pecescartilaginosos utilizan las variaciones del campo elctrico para hacer salir a las presas ocultas enlos sedimentos del fondo marino.Por lo que se refiere a los pjaros de las zonas martimas y a los mamferos, no se esperan

efectos negativos importantes causados por el campo elctrico producido por los electrodos o por la corriente de retorno; de hecho, los campos elctricos inferiores a 1 V/m no afectan realmente aninguna especie de pjaro de zona martima ni a ningn mamfero. Es necesario, no obstante,recordar que se puede instalar un cierre de plstico que evita a los seres humanos y a losanimales penetrar (incluso por casualidad) en las zonas donde el gradiente se considerapotencialmente peligroso.

Productos de la electrlisisCon relacin a las posibles consecuencias de los productos de la electrlisis, para el ctodo no seno considera habitualmente que tenga un impacto negativo en los organismos marinos. Viceversa,

el nodo produce una serie de compuestos primarios y secundarios potencialmente txicos; cuyatoxicidad vara sustancialmente en funcin de la especie marina en cuestin.

Mecanismo origen del impactoCuando el nodo est funcionando, sobre su superficie de contacto con el agua de mar sedesarrolla una reaccin electroltica cuyo principal resultado es la oxidacin de los iones Cl- encloro gaseoso (Cl2), los cuales se hidrolizan rpidamente, formando soluciones acuosas dehipoclorito (OCl-) (Neumller, 1979; Petrucci, 1989; Jafvert & Valentine, 1992 - CEPA PSL -Chlorinated wastewater effluents).En agua de mar el hipoclorito puede transformarse en hypobromito (OBr)2 y los dos juntos, en

combinacin con sustancias orgnicas, pueden dar lugar a productos derivados secundarios,entre los cuales figuran el cloroformo, el bromoformo (Bean y AL, 1980; Carpenter y Smith, 1980 -UNIVERSITY OF OSLO) y las aminas halogenadas, as como monocloramina y dicloramina(Kovacic y AL, 1970; Murphy y AL, 1975; Margerum y AL, 1978; Wisz y AL, 1978; Helz, 1981;Jafvert y Valentine, 1992 - CEPA - Chlorinated).La cantidad de productos electrolticos que se forma en torno al nodo es proporcional a laintensidad de la corriente que lo cruza y depende tambin de su geometra y del material en la quese realiza.Segn la Universidad de Oslo, para 1600 Amperios en nodo en grafito, constituido por -electrodos colocados sobre el fondo marino y contenido en una capa de coque, pueden producirsehasta 597 mg/s de Cl 2 de los que el 74% aproximadamente (ie. 442 mg/s) se convierten en OCl -.

2 Oxidantes producidos por el Cloro = HOBr + OBr

.


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Informe Aprobado Pgina 20/55 En un nodo de titanio, constituido por una doble red reforzada con tubos de materia plstica, seproducen 60 mg/s de Cl2 y 44 mg/s de OCl-, que representan los valores extremos de emisin decloro. Segn el modelo provisional del Basslink Project Draft para 1500 A de corriente, la tasa

media de produccin de Cl2 es de 0,179 mg/m2/s.Por lo que se refiere a los productos secundarios, debido a que su tasa de formacin en el nodopuede variar considerablemente en funcin de la calidad del agua local y de su evolucin, inclusoen un tiempo reducido; no es posible evaluar con precisin la cantidad que se puede formar. Seconsidera, sin embargo, que alrededor el 5% del hipoclorito puede transformarse en cloroformo ycromoformo (Carpenter y Smith, 1980 UNIVERSITY OF OSLO).Segn la Universidad de Oslo un electrodo en red de titanio con una superficie de 2000 m 2 y unacorriente de 1600 A puede producir 2 mg/s de cloroformo y bromoformo, que corresponde a 1

g/m2/s.

Desintegracin de los productos de la electrlisisEl destino de los productos de la electrlisis generados por el nodo en el mar viene determinadopor distintos procesos, entre los principales estn el dilucin, la volatilizacin, la oxidacin, lacombinacin en sustancias orgnicas, la fotodisociacin y la descomposicin micro bitica. Estosprocesos determinan la reduccin con tasas variables en funcin, tambin, de las condicioneslocales del hidrodinamismo y de la calidad del agua (en particular: pH, temperatura, cloro), ascomo de la profundidad.Para el cloro residual total (cloro libre3 + cloro combinado), la literatura existente da un tiempo desemivida que puede variar entre menos de una hora hasta varios das (Brooks y Seegert, 1977;Wisz y AL, 1978; Heinemann y AL, 1983; Helz et al, 1984 - CEPA - Chlorinated), mientras que

para las monocloraminas en agua de mar se estiman tiempos de semivida de entre 0,68 y 0,94das (Environment Canad, 1998 - CEPA - Cloraminas). En general los estudios llevados a caboen medio natural indican tiempos de desintegracin ms rpidos (al menos de un orden demagnitud) que los hechos en laboratorio, donde no se pueden tener en cuenta todos los factoresque contribuyen a acelerar la desintegracin del cloro residual (Milne, 1991 - CEPA - Cloraminas).En Cerdea (Italia) se llev a cabo una comprobacin experimental de la dispersin del cloro entorno a un nodo en agua con una corriente de intensidad de entre 200 y 900 Amperios. Lasconcentraciones iniciales de Cl2 medidas en proximidad del nodo (1 metro) varan segn laintensidad de corriente entre


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interferencia con algunos mecanismos enzimticos. Como consecuencia de los efectos expuestos se siguen los siguientes sntomas: aumento de la mortalidad;

prdida del equilibrio; alejamiento de las zonas con mayor concentracin de cloro (Alabaster & Lloyd, 1980).

Estudios realizados en laboratorios en Norteamrica, exponiendo experimentalmente organismosacuticos a efluentes clorados de una planta de tratamiento de basura domstica, pusieron derelieve los efectos mortales sobre algunos peces e invertebrados cuando la concentracin de clororesidual total sobrepasa 0,1 mg/l (CEPA - Chlorinated).Otros estudios, realizados en el exterior, en flujos de agua expuestos al derrame de aguascloradas por plantas de tratamiento de basura domstica, mostraron efectos nocivos sobre losorganismos acuticos para concentraciones de cloro residual total superiores a 0,02 mg/l (CEPA -

Chlorinated).Para la Universidad de Oslo (Polo & Coll., 2001 - Basslink Project Draft) la menor concentracinde cloro residual que tiene efectos nocivos casi mortales sobre el fitoplancton y sobre losinvertebrados marinos es de 10 g/l; para las algas bnticas (fitobentos), por el contrario, seindican valores variables entre 75 g/l (crisofitas), 100 g/l (clorofitas), y hasta 5000 g/l (feofitas).Para los peces tambin se indica una concentracin de 10 g/l, mientras que para los organismoscon respiracin area (pjaros, mamferos marinos) se puede considerar razonablemente quetienen una tolerancia superior a la de los organismos acuticos cuyo metabolismo depende de losintercambios de gas con el agua.La Agencia Americana para la Proteccin del Medio ambiente (US-EPA) indica, como criterios de

calidad para la salvaguarda de la vida acutica marina, las concentraciones de 13 g/l para lasexposiciones de breve duracin (CMC) y 7,5 g/l para las de larga duracin (CCC). No se daninguna indicacin, por el contrario, para los cloroformos y bromoformos y otros derivados detransformacin.Para el hombre, el US-EPA (1994) indica un NOAEL (Not Desfavorable Effect Level) de 14,4mg/kg-da de cloro, con la consiguiente dosis de referencia (RfD = dosis diaria que deberespetarse para la salvaguarda de la salud humana) de 0,1 mg/da.Desde un punto de vista jurdico, en Italia y en muchos otros pases, existe un lmite de 0,2 mg/lmximo de cloro libre presente en las aguas superficiales de los efluentes industriales.

Otros posibles impactos

La generacin de calor debida a los electrodos no supone problemas potenciales para la vidamarina, ya que tiene efectos inferiores a las variaciones normales de la temperatura del agua.Otros posibles impactos de los electrodos, algunos minsculos y durante la fase de proyecto, son:

la prohibicin temporal de acceso a la regin durante las operaciones de instalacin; la posible prohibicin permanente a las zonas que rodean los electrodos; las perturbaciones debido a las operaciones de instalacin y mantenimiento (incluida la

influencia sobre las carreteras y el trfico para el desplazamiento de las materias); los falsos armnicos residuales del proceso de conversin AC/DC podran afectar a los

posibles cables de telecomunicaciones presentes en la zona podran ser interesadas por; la interferencia de nuevas infraestructuras con las redes de arrastre.


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Informe Aprobado Pgina 22/55 Impacto potencial del cable marino sobre el medio ambienteComo se ha descrito ms arriba, los principales problemas vinculados al cable submarino son:

Impacto de la creacin de campos magnticos impacto posible en el medio ambiente: invertebrados, peces, peces cartilaginosos,

mamferos influencia posible en las brjulas de los barcos. generacin de corrientes inducidas en las estructuras metlicas (plataformas

petrolferas, oleoductos, armaduras de los cables de telecomunicacin): potencialcorrosin

Impacto de la generacin de calor Anlisis de la produccin y la disipacin de calor por parte del cable y los electrodos Impacto posible en: la calidad del agua, la flora (algas), los invertebrados, efecto

directo sobre los peces (disminucin de los alimentos).

Otros puntos a considerar, adems de los ya citados, son:

rutas navales. Hubo un accidente con un petrolero en el Mar Bltico (con prdida delcargamento) para el que no se excluy la presencia del Cable Bltico como posible causa.El campo magntico producido por el cable disminuye obviamente con la distancia delcable, pero sigue siendo sin embargo una fuente posible de peligro para los barcos cuyossistemas de gua automtica se basan exclusivamente en las brjulas (zonas costeras enlas que el cable se coloca en fondos bajos)

colisin de mamferos marinos con los barcos empleados para las operaciones de

prospeccin e instalacin del cable; dao del fondo durante las operaciones de instalacin; los aparatos actuales que realizanla instalacin del cable en zanja afectan a una banda de fondo de amplitud inferior a 1 m;sin embargo, es inevitable remover los sedimentos, este impacto tiene un corto plazo;

ruido (durante las operaciones de prospeccin e instalacin); preinstalacin de sistemas de proteccin del ctodo para las estructuras metlicas

existentes.

Algunas medidas posibles de mitigacin del impacto pueden ser: soterramiento y proteccin de cables y electrodos;

empleo de una gabarra de tonelaje reducido, para evitar que el ancla dae el fondo; utilizacin de instrumentos particulares para la instalacin del cable, que tienen una

influencia reducida sobre el fondo (banda de 0.30.5 m de amplitud); notificacin a las autoridades competentes de la duracin prevista de las operaciones; eleccin del perodo en el cual efectuar las actividades (interferencia con la pesca y la

actividad de ocio).

Consideraciones econmicasEl coste de realizacin de una conexin HVDC tiene que tener en cuenta los siguientes aspectos:

Coste de inversin de las estaciones de conversin Coste de inversin de los cables submarinos Costes de gestin y mantenimiento

No se han tenido en cuenta los costes de estudios, reconocimientos geolgicos y marinos, etc.


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Coste de las inversiones

Coste de las estaciones de conversin Los costes de inversin para las subestaciones de conversin se componen de los costes deadquisicin de los equipos y los costes de infraestructuras.Por lo que se refiere a los equipos, el coste es funcin del tamao, del nivel de tensin, del nivelde seguridad de funcionamiento requerido, de las condiciones medioambientales del tipo detelemando; el coste de las infraestructuras depende de las condiciones de instalacin, es decir, dela necesidad de adquirir del nuevo terreno, de modificar la red presente etc.

La formacin del coste de inversin para una estacin de conversin estndar de gran tamao sedetalla en la Figura A11

Los costes de la inversin para dos estaciones de conversin bipolares a 500kV de un tamao

comparable a la de la hiptesis (datos basados en una estacin de 2000MW) son: entre 150 y 160k/MW;

10%

8%

10%

7%

10%14%

20%

16%5%

ingeniera instalacin y puesta en servicio otros equipossistema de control filtros a.c ingeniera civilvlvulas transformadores de conversin transporte, seguros

Figura A11: Reparto en porcentaje de los costes de inversin para una estacin HVDC

Coste de los cables HVDC

Los costes de adquisicin y de puesta en servicio de los cables HVDC para casos de instalacionessubmarinas en profundidad inferior a 500m y con soterramiento normal se detallan en la Tabla A3

Tabla A3: costes de inversin para cables submarinos HVDC

Tipo de cable Coste en el presupuesto[k/km]

400 MW 400 kV 320


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500 MW 400 kV600 MW 500kV

350380

En caso de instalaciones en suelos profundos o rocosos, hay que prever un coste suplementariode aproximadamente 50k/km.

ElectrodosEs muy difcil estimar el coste de los electrodos, que depende en gran medida de las condicioneslocales de impacto sobre el medio ambiente, de las instalaciones, etc. A continuacin se indicanvalores puramente indicativos:

Electrodo para instalacin bipolar (funcionamiento solamente en caso de emergencia) :5 M

Electrodo para instalacin unipolar (funcionamiento permanente) : 10 M Retorno metlico sin electrodo: 190 k/km

Costes de explotacin y de mantenimiento

Estaciones de conversin:

El mantenimiento de las estaciones afecta a: Sala de vlvulas: Vlvulas a tiristores, seccionadores de tierra, pasamuros, pararrayos Inductancia de filtrado Maniobra y seccionamiento del lado CC : extremidades, transductores de corriente y

tensin, aisladores, pararrayos, condensadores, seccionadores, seccionadores de tierra Transformadores de conversin : cambiador de tomas en carga, sistema de refrigeracin,

rels de proteccin, pasantes, aceite Filtros CA : condensadores, reactancias, resistencias, transformadores de corriente Maniobra y seccionamiento del lado CA : disyuntores, seccionadores, seccionadores de

tierra, aisladores, transductores de corriente y tensin, pararrayos Sistema de refrigeracin de las vlvulas Intercambiadores de calor Control, proteccin y sistemas de comunicacin Sistemas auxiliares

Si tenemos en cuenta tambin los costes de explotacin, se puede estimar un coste de0.5%/ao del coste de inversin.

Cable CC

En general, el coste de mantenimiento de los cables submarinos sumergidos es prcticamentenulo, en la medida en que afecta nicamente a la limpieza de las extremidades, que podraadems ser parte del mantenimiento peridico que debe efectuarse en las estaciones deconversin. Sin embargo, puede ser til prever un seguimiento peridico de los cables a lo largodel trazado, por ejemplo cada 4 5 aos (en cualquier caso durante los 10 15 primeros aos deservicio). Una primera estimacin de los costes podra ser: 0.2 0.25 M/ao/100 km de cable


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Informe Aprobado Pgina 25/55 Coste de las prdidasEl coste de las prdidas para las estaciones HVDC se resume en la tabla siguiente, que se basaen las hiptesis financieras empleadas para los escenarios estudiados, es decir:

Coste de la energa: 0.035 /kWh Tasa de actualizacin: 6.5% Vida til prevista: 30 aos

Tabla A4 coste de las prdidas de una subestacin HVDC 500kV (en /MW)

1 par de estacionesHVDC 500 kV

35.000

Bajo las mismas hiptesis, el coste de las prdidas para el cable HVDC se indica en la tabla siguienteTabla A5 coste de las prdidas de un cable HVDC 500kV (en /km MW)

1 par de estacionesHVDC 500 kV

580


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Soluciones en tensin continua: opcin area

Descripcin generalLa opcin area con corriente continua es totalmente similar a la opcin submarina excepto para la lnea detransporte que sustituye al cable submarino y, en cierta medida, para los electrodos. Trataremos en esteapartado de los nicos elementos que difieren y en particular de la lnea area.

Principales construccionesEntre las numerosas lneas de transporte en corriente continua construidas recientemente en diferentespases citaremos las siguientes:

ITAIPU BrasilSe trata de una verdadera red HVDC de propiedad de Furnas y constituye actualmente la construccin msgrande en tensin continua del mundo (este rcord se batir con ocasin de la puesta en servicio de lacentral de Tres Gargantas en China).

Figura A12 : red HVDC en Brasil entre la central de Itaipu y la ciudad de San Pablo

La capacidad total de transporte es de 6400MW a una tensin de 600 kV. Consiste en dos lneas detransporte bipolares que conectan la central hidroelctrica de ITAIPU a la red de 60 Hz de la ciudad de SanPablo. Las lneas tienen 785 km y 805 km de longitud respectivamente. La puesta en servicio se efectu endos etapas: en 1984 y en 1987..Rihand-Delhi IndeEsta conexin bipolar a 500 kV que tiene una capacidad de transporte de 1500 MW conecta la centraltrmica a carbn de Rihand en Uttar Pradesh a la ciudad de Delhi. Otras dos lneas a 400 kV en corrientealterna siguen el mismo trazado. La lnea tiene una longitud de 814 km y se puso en servicio en 1990. Laeleccin de la solucin HVDC para la duplicacin de la capacidad de transporte se bas en razoneseconmicas, de estabilidad de red y reduccin de los impactos sobre el medio ambiente (reduccin de laanchura del pasillo y prdidas).


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Figura A13 : lnea HVDC entre la central de Rihand y la ciudad de Delhi en India

Elementos constitutivosLas lneas areas en corriente continua tienen los mismos elementos constitutivos bsicos que las decorriente alterna: los apoyos en celosa, las cadenas de aisladores, los conductores de la lnea y losaccesorios mecnicos; sin embargo las caractersticas tcnicas de proyecto de cada componente sonespecficas para la aplicacin en tensin continua debido a las distintas capacidades dielctricas bajoesfuerzos diferentes.Es necesario observar en primer lugar que la capacidad de transporte de una lnea en tensin continua esclaramente ms elevada que la de una lnea en tensin alterna del mismo tamao. Se muestra un ejemplovisual en la Figura A14en la que se comparan dos lneas de muy alta tensin que tienen una capacidad detransporte similar: una lnea de 800 kV en corriente alterna que tiene capacidad de transporte de 2000 MVAy ocupando un pasillo de 75 m y una lnea 500 kV en corriente continua, con capacidad de 3000 MW yocupando un pasillo de 50 m de anchura.

Figura A14 : comparacin visual entre una lnea d muy alta tensin en corriente continua y lnea en corriente continuacon la misma capacidad de transporte

La misma idea se muestra en la Figura A15,en la que se puede observar la lnea HVDC que une la centralhidroelctrica de Tres Gargantas en China a la ciudad de Shanghai (lnea en construccin): se comparan lasdos lneas de 500 kV en corriente continua, en cuestin de ocupacin de terreno, a las cinco lneas queseran necesarias para obtener la misma capacidad de transporte (2 x 3000 MW).


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Figura A15: Comparacin del ancho del pasillo requerido por las dos lneas HVDC 500 kV Tres Gargantas - Shanghaiy por las lneas HVAC que tienen la misma capacidad de transporte

Otros ejemplos de lneas HVDC se muestran en la Figura A16

Figura A16 : ejemplos de lneas HVDC en diferentes pases

Aspectos a tener en cuenta en el proyecto de una lnea HVDCLos parmetros principales que influyen en el proyecto de una lnea HVDC son los siguientes: Capacidad de transporte : influye en el nivel de tensin y en el nmero de circuitos en paralelo. La

capacidad de transporte de las lneas HVDC est limitada por la temperatura mxima que losconductores pueden tolerar en un uso normal. La capacidad en condiciones de emergencia depende delnmero de lneas de reserva previstas y la temperatura mxima de los conductores en transitorio.

El nivel de prdidas : influye en la estructura de los conductores (seccin) y se refleja sobre los costesde gestin; los criterios de proyecto que se utilizan son los mismos que para las lneas de corrientealterna. Las prdidas por efecto corona son menores en las lneas HVDC, tal como se muestra en laFigura A17; tambin son menos sensibles a las condiciones atmosfricas.

Figura A17 : comparacin de las prdidas por efecto corona entre lneas AC y DC

El dimensionamiento del aislamiento: las distancias de aislamiento en aire, que tienen una influenciapredominante sobre las caractersticas mecnicas requeridas para las lneas areas, estn, en el caso


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de la lnea HVDC, determinadas por el comportamiento frente a las sobretensiones de rayo (en el casode las lneas a muy alta tensin en corriente alterna el dimensionamiento est vinculado a lassobretensiones de maniobra). Esto permite un proyecto de lneas en corriente continua mucho mscompacto que el de las lneas AC. Por otro lado, as distancias necesarias aumentan lentamente con el

nivel de tensin, y por lo tanto la relacin entre las dimensiones de los pasillos en tensin alterna ycontinua aumenta con el nivel de tensin. El proyecto de las cadenas de aislantes: el dimensionamiento de las cadenas de aislantes para las

lneas HVDC es ms restrictivo que el de las lneas convencionales: en efecto, el efecto de atraccin dela contaminacin intrnseco a la tensin continua implica una acumulacin de la contaminacinsuperficial mucho mayor. Por otro lado, otras dificultades mucho ms importantes deben considerarsetanto para el perfil como para los materiales que deben utilizarse (por ejemplo es necesario evitar lasmigraciones de iones en el vidrio templado etc).

El peso de los conductores y la influencia de la nieve y el viento: dado que la estructura de losconductores de las lneas HVDC es ms simples que la de las lneas en tensin alterna, todos losproblemas vinculados a la presin del viento, al grosor de la capa de hielo son menos importantes.

Consideraciones econmicas

La comparacin entre los costes de construccin de una lnea HVDC y en corriente alterna debe tener encuenta la necesidad de las subestaciones de conversin. Si se tiene en cuenta el hecho de que la lneaarea en corriente continua es mucho menos costosa que la lnea en corriente alterna, se llega a unasituacin de un punto de equilibrio para determinada longitud. Esta situacin se muestra en la Figura A18,que considera nicamente los costes de instalacin: se ve que para una lnea de 3500 MW el punto deequilibrio se produce para una longitud de 800 km. Si la potencia de transporte se aumenta a 10500 MW elpunto de equilibrio se produce a los 600 km aproximadamente. Teniendo en cuenta los costes de gestin(sobre todo el coste de las prdidas) y los costes de desmantelamiento, se encuentra un compromisoeconmico para una conexin de 3500 MW alrededor de los 500 km.

Figura A18 : Comparacin de los costes de instalacin de las lneas HVDC de diferentes envergaduras y de las lneasHVAC de la misma capacidad para dos niveles de transporte

Los costes de una lnea elctrica HVDCde 500 kV para el transporte de 3.000 MVA se resumen en la TablaA6.

Tabla A6: costes de una lnea area HVDC 500kV (en /km de lnea)

1 lnea bipolar con doscables por fase conapoyos en celosa

350.000

Los costes de gestin de una lnea HVDC, que incluyen la vigilancia, el mantenimiento (pintura), elseguimiento de las lneas y de sus alrededores son similares a los de una lnea AC de la mismaenvergadura. La tabla siguiente resume los datos, sobre la base de una vida til de 30 aos.


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Tabla A7: costes de gestin de una lnea area HVDC 500kV (en /km de lnea)


4750

El coste de las prdidas para las lneas HVDC es comparable al de las de una lnea a muy alta tensin de lamisma envergadura. La Tabla A8 se basa en las siguientes hiptesis:

Coste de la energa: 0.035 /kWh Tasa de actualizacin : 6.5% Vida til estimada: 30 aos Corriente en invierno: 1000 A Corriente en verano: 850 A

Tabla A8: coste de las prdidas de una lnea area HVDC 500kV (en /km de lnea)


340.000

Los costes de desmantelamiento de los diferentes tipos de lneas se detallan en la Tabla A9; los costesestn actualizados a 30 aos

Tabla A9: costes de desmantelamiento de una lnea area HVDC 500kV (en /km de lnea)1 lnea bipolar con dos

cables por fase conapoyos en celosa

8250

El coste total, para un ciclo de vida de 30 aos, se muestra en la Tabla A10.

Tabla A10: Coste total del ciclo de vida de una lnea area HVDC 500kV (en /km de lnea)


703000

Transformacin de una lnea area a muy alta tensin en lnea HVDCDado que la capacidad de transporte de una lnea HVDC es mucho ms elevada que el de una lnea HVACde la misma envergadura, pueden considerarse el aumentar las prestaciones al transformar una conexinexistente de muy alta tensin a corriente continua. Ya hemos visto que el punto de equilibrio econmico deesta alternativa se encuentra, para una lnea 400 kV de doble circuito alrededor de los 800 km, y enconsecuencia muy lejos de las longitudes que se consideran en este estudio. Es sin embargo til dar algndetalle tcnico sobre la posibilidad de utilizar las subestaciones de una lnea a muy alta tensin paraconstruir una lnea HVDC con mayor capacidad de transporte. Para ello es necesario tener en cuenta lospuntos siguientes:

La conversin de una lnea 400 kV AC de doble circuito en una lnea 500 kV DC implica la reduccin delnmero de conductores de fase de 6 a 2; Dado que la de corriente que ser menos elevada (gracias al aumento del nivel de tensin y a la

anulacin de los efectos capacitivos), los conductores podrn tener una seccin menor y en


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la posibilidad de enterramiento, lo que permite reducir el impacto visual de las lneas elctricasque utilizan esta tecnologa;

el bajo valor del efecto capacitivo (capacidad alrededor de 50 nF/km), lo que permite larealizacin de lneas de longitud importante (hasta 100km) sin necesidad de compensar la

potencia reactiva (necesario para los enlaces de cable subterrneo cada 20-30 km) ; un valor de prdidas por efecto Joule inferior entre 1/3 y a las lneas areas; un nivel prcticamente nulo de campo elctrico y muy reducido de campo magntico en

relacin con el creado por las dems tecnologas.

HistoriaUtilizados desde hace una veintena de aos (las primeras instalaciones en Japn se remontan al final de losaos 70), los CIG nunca han tenido el desarrollo que su potencial dejaba prever: las pocas conexionesrealizadas sobrepasan en efecto los 500 m de longitud: esto se debe sobre todo a los costes deconstruccin, que se calculan en aproximadamente 10 veces superiores a los de una lnea area (estadiferencia se puede recuperar parcialmente gracias a la diferencia de los costes de las prdidas).

Principales construccionesAunque una de las ventajas potenciales de esta solucin tecnolgica est vinculada a la posibilidad deconstruir enlaces de gran envergadura (tanto en trminos de potencia transportada como de longitud sinnecesidad de compensacin) las construcciones prcticas existentes hasta ahora se limitan a longitudes delorden de los algunos centenares de metros o de algunos kilmetros. Una de las primeras construcciones de CIG es la lnea Shinmeika-Tokai en Japn, realizada por cuenta

de CHUBU Electric Power Company. Esta lnea conecta la central termoelctrica de Shin-Nagoya a lasubestacin de Tokai, situada en el centro de la ciudad de Nagoya.Las principales caractersticas de la lnea Shinmeika-Tokai se resumen en la Tabla A11:

Tabla A11: Caractersticas de la lnea Shinmeika-Tokai

Tensin nominal 275 kVCapacidad de transporte 2850 MW

Nmero de circuitos 2Longitud del enlace 3250 mPuesta en servicio Febrero de 1998

La lnea se construy en un tnel subterrneo de una longitud total de 3.3 km a una profundidad de30m; el tnel, de un dimetro interior de 5.6 m, se divide en dos partes superpuestas, una de las cualescontiene el CIG y otro (la parte inferior) las lneas de alimentacin de combustible de la central.

Una seccin del tnel se muestra en la Figura A20

Figura A20: seccin del tnel que une la subestacin de Tokai a la central elctrica de Shin-Nagoya


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Informe Aprobado Pgina 33/55 La segunda construccin est cerca de la estacin de produccin PP9 en Arabia Saudita. La conexin

consiste en 8 circuitos trifsicos a 420 kV sobre una longitud equivalente en monofsico de 17 km. LosCIG estn instalados en una zona industrial expuesta a tormentas de arena y a una atmsfera salina, a8 m de altitud, para permitir el mantenimiento de los transformadores.

Utilizando como base de un inventario realizado por EDF en 1993, el nmero de CIG operativos en1993 era de cerca de 130, con una longitud de aproximadamente 30 km de circuitos trifsicos. Se tratade CIG relativamente cortos (entre algunos centenares de metros y un kilmetro). Los ejemplos msrepresentativos son la conexin a 550 kV en Claireville realizado para Ontario Hydro en 1978 y el CIGconstruido en Chinon (F), que consiste en una conexin de 520 m de doble circuito, a 420 kV, puesto enservicio en 1980 por cuenta de EDF.

Exceptuando casos poco frecuentes, est claro que la funcin principal de los CIG es la conexin internaentre subestaciones de alta tensin, y no de conexin para transporte entre largas distancias. En la TablaA11, se presenta una sntesis ms reciente de los CIG en el Japn.

Tabla A11: Principales CIG en el Japn

Nombre de la lnea Aplicacin(1) Tensin(kV)Capacidadnominal decorriente

(A)

Longitud del

circuito(m)

Fecha de lapuesta enservicio

comercialLnea Minami-Komatsugawa

S 154 2000 380 1979

Naebo S/S S 187 1.200/3.000 280(2) 1979Lnea Eda-Setagaya S 275 4000 180 1980/1987

Lnea Kinokawa TL 275 4000 500 1981Chita S/S S 275 2.000/4.000 598(2) 1982/1993

Chita 2nd P/S S 275 2.000 469 (2) 1982Gobo S/S S 500 2.000/4.000 220(2) 1988

Lnea Shin-noda S 500 6240 280 1985Lnea Kitakatsusika S 275 8.000 310 1988/1991

Nanko Thermal P/S #1Unit

S 154 2.900 200 1990


S 154 2.900 270 1991


S 154 2.900 360 1991

Tobishima S/S S 154 4.000 775(2) 1994Kawagoe P/S S 275 2.000/4.000 2300(2) 1996

Lnea Shinmeika Tokai TL 275 6.300 6500 1998Awa S/S S 187 4.000 167(2) 1998Awa S/S S 500 4.000/2.000 110 (2) 1998

Kamikita S/S S 275 4.000 697 1998Takahama P/S S 500 2.000/4.000 210 (2) 1981/1999

(1) S = en subestacin o estacin de produccin, TL = lnea de transportesubterrneo

(2) Longitud total de varias lneas

BEWAG, la compaa elctrica de la ciudad de Berln, tuvo en cuenta los CIG para la terminacin de laalimentacin a 400 kV para la alimentacin de Berln. En particular se tuvo en cuenta la conexin entre dos


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A pesar de lo dicho anteriormente, sobre la base de las indicaciones del protocolo de Kioto (queincluye el SF6 en la lista de los gases que tienen una gran influencia en el efecto invernadero), y conel fin de reducir la cantidad de gas dentro de los CIG, las industrias electromecnicas han propuestauna posible solucin que consiste en la utilizacin de mezclas de SF6/N2.

Esta eleccin es principalmente debida al hecho de que el comportamiento dielctrico de lasmezclas de SF 6/N2 no presenta caractersticas muy diferentes de las del SF 6 puro. Es por tantoposible mantener los criterios del proyecto empleados para las subestaciones con aislamientogaseoso. Los requerimientos de una CIG son en efecto bastante similares a las de lassubestaciones.Al estudiar las caractersticas dielctricas de una configuracin real aislada con gas SF 6 puro, deuna configuracin con gas N2 puro y de una configuracin con mezcla SF6/N2 con distintosporcentajes de SF 6, se observa que para obtener resultados similares, la presin necesaria aumentaen proporcin de la disminucin del porcentaje de SF6 en la mezcla; en particular, la presinaumenta mucho para las mezclas con menos de un 5% de SF 6. Los porcentajes de SF 6 entre 15% y5% supondran una presin de trabajo entre 0,6 y 1,2 MPa; valores que no implican un aumento delas dimensiones de la envolvente.

Los elementos principales de la aparamenta de un CIG son :

Conos aislantes de soporte y divisin en compartimentos: Se fabrican en resina epoxy. Puedenser cerrados o abiertos (en ese ltimo caso hay una abertura de forma ms o menos elptica ensu superficie). Cuando son abiertos, ejercen la nica funcin de aisladores de soporte y puedensustituirse en esta funcin por otros tipos de aisladores de soporte, que no tienen por que ser necesariamente cnicos.Cuando son cerrados, se utilizan tambin para realizar la disposicin en departamentos de losCIG y deben por tanto estar en condiciones de soportar la presin del proyecto, las sobrecargas,los esfuerzos elctricos y dinmicos y las vibraciones causadas por la corriente de cortocircuito.Ejercen tambin la funcin de impedir la propagacin de un posible arco interno.

Elementos portacontactos: Aseguran la continuidad elctrica entre dos conductores. Se conectande manera rgida con el elemento metlico cilndrico colocado en el centro del cono aislante. Elmontaje permite las posibles dilataciones trmicas. El conductor puede encontrarse tambinfuera de los elementos portacontactos.

Juntas de expansin: Ejercen la funcin de compensacin axial (prolongacin del tubo- envolventepor dilatacin trmica) y del ngulo (traslacin lateral del tubo-envolvente). Para los CIGenterrados y para secciones rectilneas de una longitud que supere 300-400 m, es preferible latcnica de confeccin previa de las envolventes.

Discos de fractura programada: Ejercen la funcin de vlvulas de seguridad pero no restablecen laestanqueidad cuando se termina la sobrecarga. De hecho, estn constituido por discos metlicosque se "rompen", cuando la presin del gas supera determinado valor lmite.

Detectores de la densidad del gas: Generalmente son densmetros, activan una alarma si ladensidad del gas supera el valor lmite.

Amarres para el llenado y el purgado del gas : Para cada departamento, se instala un bloqueprovisto de amarres para las conexiones de la medida y el control del gas a los aparatos para elrelleno, el restablecimiento, el drenaje y la extraccin del gas para el control de la cantidad degas.

Puesta a tierra: Todos las envolventes son continuas elctricamente y cada mdulo debe incluir placas especiales para la puesta a tierra. La conexin a tierra se realiza con conductores decobre capaces de soportar la corriente de cortocircuito.En el caso de CIG monofsicos, la puesta a tierra est prevista generalmente en el principio y alfinal del enlace con las tres envolventes conectadas las unas a las otras de manera franca (parareducir los campos magnticos externos). Es posible instalar puestas a tierra intermedias paralimitar la importancia de las eventuales sobretensiones en caso de avera.

Detectores de arco interno: La deteccin de arcos elctricos dentro de los departamentos aisladosse realiza con una clula foto elctrica conectada a "detectores de arco" por medio de fibraspticas.

Existen dos tipos de CIG: monofsico y trifsico. En el caso del monofsico (adoptado por la casi totalidadde los fabricantes), cada fase est constituida por una envolvente y por un conductor, mientras que en elcaso del trifsico, una nica envolvente contiene los conductores de las tres fases.

Solucin monofsicaExisten dos tipos posibles de unin entre los tramos consecutivos de un CIG monofsico:


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con las envolventes equipadas con separadores sujetos con pernos: se opta normalmente por esta solucin para la instalacin en la superficie (en subestaciones elctricas o en zonas noaccesibles al pblico);

con las envolventes unidas por soldadura: se considera normalmente esta opcin para la

instalacin directa en terreno (aunque tambin sea posible para los otros dos tipos deinstalacin).

El conjunto constituido por un tubo con las posibles separadores se define como mdulo. Se puedever el CIG, en este caso, como una serie de mdulos sujetos con pernos los unos a los otros.Para el caso de que fuera necesario retirar o sustituir un elemento de la serie, se prev la utilizacinde un elemento de desinstalacin, que puede instarse cada n mdulos.

El departamento es otra de las unidades que constituye los CIG, es decir, varios mdulosconectados para realizar una nica estructura apta para guardar la presin para la cual se concibila instalacin. Las razones principales por las que se prev la organizacin en departamentos sonlas siguientes: limitar la eventual emisin de gas en la atmsfera a raz de un deterioro en la envolvente; reducir los volmenes que deben purgarse en el caso de intervencin como consecuencia deuna avera o para mantenimiento; impedir la propagacin de un posible arco elctrico.

Las envolventes externas en aleacin de aluminio poseen buenas caractersticas de resistencia a lacorrosin. Sin embargo se disean tambin recubrimientos protectores segn el tipo de instalacin.En el caso de instalacin al aire, se puede prever una pintura adecuada. En el caso de instalacinenterrada es necesario un recubrimiento con una o ms envolturas plsticas de proteccin pasivacontra la corrosin, como aislamiento elctrico y como proteccin mecnica. En el caso deinstalacin en conducto, es posible no aplicar ningn tratamiento protector.

Con el fin de garantizar el nivel de aislamiento y fiabilidad necesario, la superficie interna debe ser muy lisa: es inadmisible la presencia de picos; sin embargo se admite la presencia de ligerosabombamientos formados por el cordn de soldadura.La superficie externa puede tener asperezas de tipo granular.

El conductor est constituido casi siempre por un simple tubo extrudado en aleacin de aluminio.Consta de varios elementos de longitud casi igual a la del mdulo del que forma parte; loselementos se unen por medio de contactos especiales que realizan una conexin elctrica por frotamiento sobre la superficie externa o interna del conductor.

Se muestra en la siguiente Tabla A12 los valores posibles de las caractersticas principales delconductor:

Tabla A12: caractersticas principales del conductor de un CIG

Dimetro externo 160 220 mmGrosor 10 16 mmResistividad 2.9 3.0 cm2/cmLongitud 10 16 m

Solucin trifsicaLa envolvente de un CIG trifsico est constituida por un tubo de acero de un dimetro de 1.200mm. y con un grosor de 10 mm. El interior de la envolvente est lleno de nitrgeno a alta presin, de10-15 bares.Los conductores estn constituidos por tubos de aluminio (dimetro 220 mm., grosor 15 mm.). Lacorriente nominal es de 4.000 A, o 6.000 A en el caso de instalacin en conducto con ventilacin

forzada. La longitud de los mdulos es de 12 m, dentro de la envolvente hay tres conductoresdistanciados por separadores especiales de soporte. El espaciado entre los aisladores (3-4 m) lofijan las deformaciones mximas y los esfuerzos admisibles (estticos o dinmicos) sobre las barrasconductoras.


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Los mdulos se conectan los unos a los otros por " elementos de unin", que contienen losaisladores suplementarios y tambin conexiones para los conductores, para la compensacin de ladilatacin diferencial entre conductores y envolvente.Los elementos para dividir en departamentos deben disponerse de forma que sean fcilmente

accesibles. A la altura de las cmaras de compartimentacin, se ponen normalmente tomas depuesta a tierra. Se puede disear departamentos de una longitud de 300 m. En ese caso tambin,se realizan todas las operaciones posibles de montaje en taller con el fin de reducir al mnimo eltrabajo en obra. La Figura A22 muestra un elemento completo preparado para la solucin trifsica

Figura A22: Mdulos trifsicos CIG pre-ensamblados.

La solucin trifsica en una nica envolvente presenta las ventajas siguientes.

Disminucin de las prdidas producidas por el efecto Julio para una misma corriente: debido aque no existen corrientes de retorno en la envolvente externa como existen en el casomonofsico.

Reduccin del riesgo de perforacin de la envolvente externa por arco interno. La zanja de instalacin en el terreno es de dimensiones inferiores: es necesaria una nica zanjade anchura ligeramente superior a la del monofsico, para el ltimo son necesarias sin embargotres zanjas.

El coste de la lnea parece inferior, aunque para algunos fabricantes este ahorro es desdeablecon relacin al coste total de la obra, ya que slo requiere una nica envolvente externa(aunque de mayores dimensiones) y un nmero inferior de soldaduras.

Por otra parte, esta solucin presenta tambin desventajas.

El peso de cada mdulo es de cerca de tres veces el peso del mdulo monofsico, de modoque las operaciones de mantenimiento e instalacin son ms complejas.

El ajuste simultneo de la posicin de los tres conductores durante la fase de unin de los

distintos mdulos es un proceso muy difcil, especialmente en el caso de instalacin enconductos. No pueden utilizarse envolventes obtenidas mediante extrusin, dadas las grandes dimensiones

del tubo. Los radios de cimbreo son mucho mayores. Los esfuerzos electrodinmicos durante un cortocircuito son elevados.

InstalacinLos CIG pueden instalarse al aire libre sobre soportes, enterrados o en conducto. En este ltimo caso, elconducto accesible al personal puede realizarse con una estructura prefabricada colocada dentro de unazanja excavada al aire libre, o tambin realizando un tnel a una profundidad adecuada (por ejemplo en elcaso de travesa de montaas o zonas densamente pobladas).Los costes de fabricacin de los conductos y de las infraestructuras pueden influir de forma importante en elcoste global de la instalacin que puede aumentar entre 1,2 y 1,6 veces (cifras a ttulo orientativo).


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Informe Aprobado Pgina 38/55 Una parte de la lnea CIG se monta en fbrica y otra parte in situ. En la Figura A23 se puede ver unesquema de la instalacin.

Al partir del tubo ya hecho, por soldadura o por extrusin, en fbrica, se efectan la insercin delconductor y el centrado de ste dentro del tubo con los conos aislantes abiertos previstos a tal

efecto. A la altura de los mdulos previstos para confeccionar los departamentos, se utiliza un cono aislantecerrado.

Los mdulos se completan con la insercin de los discos con fractura programada, si estnprevistos, y bloques para el relleno y la medicin de las caractersticas del gas.

Para la expedicin in situ se instala en las extremidades del mdulo una proteccin contra lacontaminacin que se retira a continuacin en el momento del montaje.

Como se ha mencionado ms arriba, la instalacin puede realizarse a cielo abierto, directamente enterradao en conducto.

En el caso de instalacin a cielo abierto , es necesario apoyar los mdulos en soportes especialescuya altura puede variar desde algunos centmetros hasta algunos metros. Los mdulos sedepositan libremente sobre silletas de acero recubiertas de Tefln. A la altura de las juntas deexpansin es necesario fijar el mdulo en la silleta de apoyo con una contrasilleta que bloquea elmovimiento absorbido por la junta.

En el caso de la solucin de soterramiento directo , el proceso consta de las fases siguientes: excavacin de una zanja de al menos 3,7 m de anchura y de al menos 1,5 m de profundidad,

depositando eventualmente grava y arena sobre el fondo de la zanja; instalacin a lo largo de uno de los lados superiores de la zanja de los distintos mdulos

preparados ya para colocarse a continuacin sobre el terreno; unin entre los mdulos sobre sus sistemas de soporte; instalacin de los dispositivos para el control del gas y el control de la lnea; cobertura de los tubos con la tierra que anteriormente se haba excavado

En el caso de instalacin en conducto : ante un coste de construccin superior en hasta un 60% con relacin al caso de la solucin

abierta, se consigue obtener ventajas en trminos de reduccin del impacto en el medioambiente, de mantenimiento, etc.; como compensacin parcial del coste superior, se podrapensar en la utilizacin del conducto para la disposicin de otras instalaciones. Tambin esnecesario planificar pozos de acceso y desglose natural o forzado.

Figura A23: Ejemplo de montaje de un CIG

Fiabilidad, mantenimiento, diagnstico y seguimientoLa fiabilidad de una lnea area se define generalmente por medio de la tasa de averas. Para las lneas a420 kV una tasa de averas media de 0,2 averas/100 km de circuito trifsico por ao (red francesa) seconsidera como aceptable. Los CIG que sustituyan las lneas areas, deberan tener una tasa de averas


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Informe Aprobado Pgina 39/55 similar. La configuracin y los requerimientos habituales de los CIG son tales que su dimensionamiento secalcula para una tasa de averas de 0,1 averas/100 km de de circuito trifsico por ao.

Dado que la experiencia actual relativa a los CIG es ms bien limitada, la fiabilidad puede calcularse, sea

basndose en la experiencia adquirida con las subestaciones blindadas pretendiendo extraer de staexperiencia las perspectivas para los CIG, sea basndose en los escasos datos experimentales disponiblessobre los CIG intentando generalizar los resultados.Los dos enfoques llevan a los siguientes resultados:

tasa de averas derivada de las subestaciones con aislamiento gaseoso: 2,9 averas/100 km decircuito trifsico por ao;

tasa de averas derivada de los CIG en funcionamiento: 1,4 averas/100 km de circuito trifsico por ao (es necesario precisar que este dato se extrajo de una experiencia de funcionamiento muylimitada).

Por lo que se refiere a la seguridad, se ha demostrado en laboratorio que los CIG pueden ser absolutamente inofensivos en caso de arco interno. Por otra parte, es necesario tener en cuenta el hecho deque las pruebas se efectuaron en compartimentos con mezcla de N 2/SF6. En ese caso se observ que el

arco tiende a moverse ms que en el caso de un aislamiento en SF 6 puro. Lo que tiene como consecuenciaque el recalentamiento de la envolvente en los puntos de impacto del arco es inferior para las mezclasN2/SF6. Las envolventes de aluminio de bajo grosor no se perforaron por un arco de 63 kA durante 0,5segundos.

Desde el punto de vista del mantenimiento, el problema que parece ser el ms importante es la garanta defuncionamiento en condiciones de limpieza adecuada. Estos aparatos son en efecto muy sensibles a lasimpurezas y a otras imperfecciones (humedad, polvo, aspereza).En el caso de CIG colocados en tnel, este problema debera poder gestionarse correctamente, pero quedaclaro que para los CIG enterrados las dificultades son grandes.

Parmetros de ingenieraCapacidadLa capacidad de admisin de corriente de una lnea CIG depende de distintos parmetros geomtricos,trmicos y elctricos de la barra conductora, de la envolvente, del gas y del suelo que rodea al CIG.Los factores ms importantes son los siguientes:

Resistividad trmica del terreno: la temperatura mxima de la envolvente se elige con el fin de evitar una desecacin del terreno y el consiguiente aumento de la resistividad que podra tener comoconsecuencia un aumento creciente de la temperatura del CIG.

Resistividad de las aleaciones de aluminio elegidas para el conductor y la envolvente: la aleacindel conductor tiene caractersticas elctricas superiores a la aleacin para la envolvente, quepresenta por su parte caractersticas mecnicas superiores, ya que tiene que soportar esfuerzosmuy elevados causados por las excursiones trmicas, por el peso del terreno y por la presin delgas.

Profundidad de instalacin: una profundidad menor equivale a una capacidad mayor. Es tambinimportante para la estabilidad mecnica de la envolvente; el peso y la friccin ejercida por el terrenopermiten evitar los desplazamientos del CIG a raz de la dilatacin causada por las excursionestrmicas: estas dilataciones podran destruir el CIG debido a la inestabilidad creada por la carga depunta.

Distancia entre ejes entre las envolventes: variaciones del 50% suponen variaciones de cerca de un10% de la capacidad. El dimetro de la envolvente es fundamental, el dimetro y el grosor delconductor son menos importantes.

Otros parmetros como la presin del gas, las caractersticas de emisin trmica de las superficies internasdel CIG, tienen poca influencia sobre la capacidad.

Impacto sobre el medio ambienteImpacto durante la fase de construccinLa superficie de terreno ocupada por la construccin de la lnea LIG es equivalente a una franja de 100 m

que avanza a lo largo de todo el trazado, y que permite la excavacin de la zanja en la cual se colocarn lostubos, la tierra excavada y la tierra necesaria para cubrir los tubos.


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Informe Aprobado Pgina 40/55 Ser necesario, adems, prever una superficie para el depsito definitivo del excedente de terrenoexcavado, que, para una longitud de 40 km de lnea, tiene un volumen aproximadamente de 1.150.00metros cbicos.Los tubos, en tramos de 10-15 metros de longitud, deben soldarse in situ en hangares estancos al polvo.

Por otra parte la viabilidad deber ser adecuada para permitir el paso de los camiones con remolqueportabobinas. La presencia de un gran nmero de camiones est vinculada toda una serie de impactos en elmedio ambiente como la contribucin a la contaminacin atmosfrica y al aumento del ruido, aunquesolamente durante las horas laborables.Una importante interaccin entre la obra y el contexto territorial existente, en particular con las zonasagrcolas de valor (viedos, huertas), est vinculada a la presencia de polvo debida a los movimientos detierra en la excavacin. Tal impacto podr mitigarse en parte con la adopcin de algunas medidasmitigatorias durante la fase de obra (ej. utilizacin de cajones cubiertos, lavado frecuente de las carreteras,etc.).Por ltimo, ser necesario prestar una atencin especial a la posibilidad real de descubrimientosarqueolgicos durante la fase de excavacin, lo que implicar la ralentizacin de los trabajos de instalacin,o incluso una modificacin del trazado.

Superficie ocupada durante la explotacinUna vez terminados los trabajos de construccin, la superficie de terreno ocupada se reduce a una bandade 17 metros de anchura, contando con dos pasillos de alrededor de siete metros a los lados de un caminode servicio de 3 metros.Estos elementos estructurales implican grandes limitaciones a la utilizacin del suelo y constituyen, juntocon el impacto producido sobre la flora y la fauna, el impacto principal de esta tecnologa en el medioambiente.

Campos electromagnticos Por lo que se refiere a los campos elctricos , la presencia de la envolvente del CIG puesto a tierra,

ofrece un blindaje completo de los campos elctricos producidos por el conductor a alta tensin. Elblindaje persiste tambin durante las fases de transitorios de tensin aunque estos transitoriospueden causar aumentos del potencial de tierra cerca del CIG.

En cuanto a los campos magnticos , para CIG con envolventes monofsicas, en la casi totalidad delos casos, se previ la puesta a tierra de las dos extremidades del CIG y de las envolventes entrelas mismas. Eso determina la circulacin de corrientes en las envolventes que tienden a anular elcampo magntico producido por el conductor. En la realidad, debido a la disposicin espacial de lasfases, el blindaje no es completo. En la Figura A24 se ve el comportamiento de la induccinmagntica a 1 m del suelo para una lnea CIG recorrida por 3.000 A. Ya a 10 m del eje de la lnea,el campo magntico presenta valores inferiores a 0,2 T.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

-30 -20 -10 0 10 20 30

Distanza dall'asse della linea [m]

I n d u z i o n e m a g n e t

i c a a

1 m

d a l s u o

l o - B e f

f -

[ T ]

CL

1.5 m

x

hmis.= 1 m

V = 380 kVI = 3000 A

1.5 1.5

R S T


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Figura A 24: Induccin magntica a un metro del suelo para una lnea CIG de terna simple.

En el caso de un enlace en doble terna (por ejemplo un sifn despus de una doble terna area)hay dos disposiciones posibles de las fases que minimizan el campo mximo encima del CIG

(Figura A25) o el campo sobre las bandas laterales del CIG (Figura A26). En el segundo caso, elcampo a 10 m del eje entre las dos ternas es inferior a 0,2 T.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

-30 -20 -10 0 10 20 30


I n d u z i o n e m a g n e t

i c a a

1 m

d a l s u o l o - B e f

f - [ T ]

CL

1.5 m

1.5

x

hmis.= 1 m

V = 380 kVI = 3000 A

1.5 1.5 1.51.5

R S T R' S' T'

Figura A25: Induccin magntica a un metro del suelo para una lnea CIG de doble terna con disposicin de fases RST-RST .

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

-30 -20 -10 0 10 20 30


I n d u z i o n e m a g n e

t i c a a

1 m

d a l s u o

l o - B e f

f - [ T ]

CL

1.5 m

1.5

x

hmis.= 1 m

V = 380 kVI = 3000 A

1.5 1.5 1.51.5

R S T T' S' R'

Figura A26: Induccin magntica a un metro del suelo para una lnea CIG de doble terna con disposicin de fases RST-TSR .

Por lo que se refiere al impacto visual los CIG son una solucin muy favorable. Desde el punto de vista de la ocupacin del suelo, es necesario tener en cuenta el hecho de queuna accesibilidad absoluta a la instalacin no es posible, por ejemplo debido a los pozos de


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inspeccin. Este empleo del suelo depende en todo caso del tipo de solucin adoptada (instalacinen el aire, enterrada, en tnel).

Por ltimo, es necesario recordar los aspectos vinculados a la utilizacin del gas SF6.

Impacto sobre la flora, la veg

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