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Title: Análisis de formulaciones aproximadas de impedancia interna para el estudio de transitorios de alta frecuencia en cables subterráneos de alta tensión
Analysis of approximate formulas of internal impedance for the study of high-frequency transients in high-voltage underground cables
Author: García Guzman, José Miguel
Torres Jiménez, Jacinto
Ortega Herrera, Francisco Javier
Lozano Luna, Alfonso
Keywords: cables subterráneos; error relativo; formulaciones aproximadas; impedancia interna; transitorios de alta frecuencia;
underground cables; relative error; internal impedance; approximate formulas; high-frequency transients;
Description: En este artículo se presenta un análisis de las formulaciones aproximadas de impedancia interna para el estudio de transitorios de alta frecuencia en cables subterráneos de alta tensión. El análisis se desarrolla en el dominio de la frecuencia y la conversión al dominio del tiempo se realiza utilizando la transformada rápida de Fourier. El cable se modela como una línea de transmisión multiconductora, utilizando análisis modal y la teoría de redes de dos puertos. Las formulaciones aproximadas de impedancia interna que se analizan son las propuestas por Gary y Wedepohl-Wilcox, las cuales son utilizadas en el modelado de líneas de transmisión aérea y subterránea, respectivamente. Para efectuar el análisis se realiza una comparación de las formulaciones aproximadas con el modelo exacto de impedancia interna y se determina el error relativo de cada formulación para los valores reales como para los valores imaginarios. Los resultados muestran que la formulación aproximada propuesta por Gary para el modelado de líneas de transmisión aéreas se puede utilizar en cables subterráneos para analizar fenómenos transitorios electromagnéticos de alta frecuencia con resultados aceptables. Para realizar el estudio comparativo de las formulas aproximadas de impedancia interna se propone una serie de casos de estudios en los cuales se determina la magnitud del voltaje transitorio, el tiempo de viaje y la atenuación de la onda en líneas monofásicas subterráneas utilizando diferentes longitudes.
This study presents an analysis of approximate formulas of internal impedance for the study of high-frequency transients in high voltage underground cables. The analysis is conducted in the frequency domain, and converted to the time domain performed using a Fast Fourier Transform. The cable is modeled as a multiconductor transmission line, using modal analysis and two-port network theory. The approximate internal impedance formulas analyzed are those proposed by Gary and Wedepohl-Wilcox, used in modeling overhead and underground transmission lines, respectively. To conduct the analysis, formulas are compared with the exact model of internal impedance and the relative error of each formula is determined for real and imaginary values. The results show that the approximate formula proposed by Gary for modeling overhead transmission lines can be used to analyze high-frequency electromagnetic transient phenomena in underground cables with acceptable results. In order to carry out a comparative study of the approximate formulas of internal impedance, a series of case studies are presented, in which the magnitude of the transient voltage, the transit time and wave attenuation are determined in different lengths of single-phase underground line.
Publisher: Universidad Cooperativa de Colombia
Appears in Collections:Revista Ingeniería Solidaria

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