Análisis térmico de sistemas eléctricos mediante simulación numérica

Abstract

RESUMEN: La evolución del sistema eléctrico español ha sido constante a través del tiempo como consecuencia de los cambios que han yendo sido requeridos en busca de una producción eléctrica más sostenible y respetuosa con el medio ambiente, siendo un hecho el impulso dado a las energías renovables. Como consecuencia de esto, se ha requerido la necesidad de mejora de las infraestructuras eléctricas y la investigación para el desarrollo de metodologías que permitieran un mayor control sobre las líneas de transporte eléctrico en busca de una mayor eficiencia de las mismas así como evitar los costes asociados a la construcción de nuevas líneas eléctricas para el transporte de la energía producida en zonas de difícil acceso como es el caso de la energía eólica en determinadas situaciones. Para todo esto , se han ido desarrollando diferentes estudios relacionados al concepto de la ampacidad, máxima corriente que puede transportarse a través de un conductor eléctrico sin provocar daños en el mismo, y en cuya línea de trabajo se ha desarrollado en la Universidad de Cantabria una metodología de medición térmica directa y sin contacto de la temperatura superficial de un conductor eléctrico y en el que se sustenta el trabajo que se realiza a continuación, titulado “ANÁLISIS TÉRMICO DE SISTEMAS ELÉCTRICOS MEDIANTE SIMULACIÓN NUMÉRICA” a través del que mediante la aplicación “Workbench” del programa de cálculo “Ansys” se realizará el análisis térmico de un conductor eléctrico, en las diversas condiciones tanto medio ambientales como de carga. Dentro de la aplicación de cálculo es necesario escoger un método de análisis el cual en este caso se trata de un método termoeléctrico y que a través de la definición de los materiales empleados, la estructura del conductor, la definición del mallado y de las condiciones de contorno presentes en cada caso planteado y que llevaran a la determinación de los resultados obtenidos.

ABSTRACT: The evolution of the Spanish electricity system has been constant over time as a consequence of the changes that have been required in search of a more sustainable and environmentally friendly electricity production, the boost given to renewable energies is being a fact. As a consequence of this, the need to improve electrical infrastructures and research have been required to develop methodologies that allow greater control over electrical transmission lines in search of greater efficiency of the same as well as avoid associated costs to the construction of new power lines to transport the energy produced in areas that are difficult to access, such as wind power in certain situations. For all this, different studies have been developed related to the concept of ampacity, the maximum current that can be transported through an electrical conductor without causing damage to it, and in whose line of work a direct and non-contact thermal measurement methodology of the surface temperature of an electrical conductor and on which the work carried out below is based, entitled "THERMAL ANALYSIS OF ELECTRICAL SYSTEMS THROUGH NUMERICAL SIMULATION" through which by means of the application "Workbench "Of the" Ansys "calculation program, the thermal analysis of an electrical conductor will be carried out, under various environmental and load conditions. Within the calculation application, it is necessary to choose an analysis method which in this case is a thermoelectrical method and through the definition of the materials used, the structure of the conductor, the definition of the meshing and the conditions of contour present in each case raised and that will lead to the determination of the results obtained.