Corriente continua en sistemas submarinos de larga longitud

En las líneas de AT de elevada longitud con cables aislados se magnifican algunos efectos que no son importantes en los cálculos convencionales de líneas cortas. Veamos además de forma sencilla cómo la corriente continua es una decisiva solución práctica en estos casos.

Empecemos recordando que la especial estructura de los conductores aislados de alta tensión se debe a la necesidad de confinar el elevado campo eléctrico en el interior del aislamiento por medio de una pantalla conectada adecuadamente a tierra.

Debido a esa formación los cables de alta tensión aislados se comportan además como condensadores cilíndricos, siendo el conductor una armadura y la pantalla la otra armadura. El dieléctrico es el aislamiento.

Analicemos ahora el circuito monofásico simplificado equivalente a una línea con cables aislados.

Dentro de la simplificación estimamos que la carga será puramente resistiva y la potencia reactiva será toda capacitiva destinada al condensador cilíndrico que representa el cable.

De esta forma para un circuito trifásico tendríamos lo siguiente:

√3 · U_F = U_L = √3 · 1(ω · C) · I_C → I_C = U_L∙ ω ∙ C/√3

La potencia reactiva (toda capacitiva para el caso) será:

Q_C = √3 ∙ U_L ∙ I_C

Sustituyendo I_C

Q_C = √3 ∙ U_L ∙ U_L∙ ω ∙ C/√3 = ω ∙ C ∙ U_L²

Ya sabemos ω es 2π∙f, siendo f la frecuencia de la línea. A 50 Hz ω es por tanto un valor constante (100π).

C es la capacidad de la línea por tanto proporcional a la longitud de la misma. Valor elevado para largas líneas (comparado con líneas de corta longitud).

U_L es la tensión de línea. Valor lógicamente alto para poder transmitir gran potencia a baja intensidad de corriente. Reducir voluntariamente su valor pasaría por un incremento anormal de la sección de conductor, solución inviable técnica y económicamente.

En definitiva si queremos evitar que la energía que se inyecta en la línea por un extremo se destine a la constante carga y descarga del gran condensador que son los conductores de la línea debemos que pensar en evitar el efecto de la potencia reactiva optando por la corriente continua con estaciones de conversión (alterna – continua, continua – alterna) en ambos extremos.