Composite Technology Corporation

CTC Cable Presentation December 14, 2007

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Optimizando la Eficiencia de la

Energa en Lneas Areas Expuestas

Una introduccin a la Nueva Tecnologa de los Conductores

Compuestos de Fibra de Carbono y el uso de los Conductores

ACCC para reducir prdidas y aumentar el rendimiento

Cigr Santiago, Sep. 2008

CTC Cable Presentation


Los mayores problemas

Capacidad insuficiente:

Las lneas requieren ms corriente y necesariamente los conductores necesitan ser reemplasados.

Estruturas muchas veces no soportaran un conductor ms pesado teniendo que ser reemplasadas tambin.

Tensionamento muy alto sobre el conductor

Necesidad de nuevas lneas:

Gastos del Capital es el factor limitante

Grandes distancias o cruce de ros:

Flecha (sag) es un factor crtico



Por qu Conductor ACCC?

El Conductor Ideal es: Capaz de conducir ms energa cuando comparado a

otros conductores de mismo peso, y dimetro &

Capaz de trabajar en altas temperaturas.

Capaz de minimizar prdidas en las lneas

Ms liviano y resistente que permite vanos ms largos

Sin:

Flecha (sag) o prdida de fuerza con el tiempo o bajo diferentes condiciones;

Comparacin basada en similares pesos y fuerzas de varios conductores



Los materiales

compuestos de fibra

de carbono hbrido,

posibilitan altos

niveles de desempeo

y durabilidad, donde

los metales y ligas no

pueden competir

efectivamente.

Descripcin del Conductor ACCC

Desarrollado para garantizar una

mejora en aeronaves y en

aeroespaciales miliares,

los compuestos de carbono

pueden aumentar considerablemente

su desempeo.

Sus caractersticas han sido

exploradas por ms de 40 aos en el

uso operacional.



Los conductores ACCC combinam la tecnologa de purificacin del aluminio recocido en Alta Temperatura, con el aumento del aluminio en contacto con el rea seccional

El ncleo ACCC:

Aumenta la fuerza:(ms ligero y fuerte que el de acero)

Favorece el aumento de la conductividad

Ncleo menor que el equivalente en acero,

permitiendo un 28% ms Aluminio que

el ACRS

Prcticamente elimina la flecha

El Desarrollo del ACCC

Hilos Trapezoidales:

Aumento en el perfil del aluminio;

Lo que aumenta la conductividad.

ACSS Swannee:

486 mm2 (959.6 kcmil)

1,962Kg/km

ACCC Drake:

516.7mm2 (1020 kcmil )

1,558 Kg/km

ACSS Drake:

Concentracin

alrededor de

403 mm2 (795 kcmil)

1,628 Kg/km

Introduccin de

hilo trapezoidal

aumenta el rea

conductiva

Introduccin del

ncleo de fibra de

carbono para

aumentar la

proporcin de peso



Descripcin del Conductor ACCC

La idea de un conductor de fibra de carbono es antigua y fue

abandonada debido corrocin.

El processo patentado innovador CTC es la tecnologa que hace

posible los Conductores de Fibra de Carbono ACCC.

Un 28% ms de aluminio = Mejor Capacidad, Reducin de prdidas, & Temperaturas Refrigeradas Un 25% ms resistente y un 60% ms ligero que el tradicional con ncleo de acero = estructuras

menores o ms bajas

Bajo Coeficiente de extensin termal = menos cada a altas temperaturas



Ventajas del Conductor ACCCLos conductores ACCC estn prximos de alcanzar la perfeccin

Capaces de conducir ms energa, porque tienen ms aluminio puro y opera en elevadas temperaturas (HTLS)

Reducen significativamente las prdidas en las lneas, lo que aumenta la economa, reduciendo los costos de generacin.

Y los conductores ACCC: Presentam mnima flecha Creep cuase zero con el tiempo;

Ellos duran tanto o ms que otros conductores

La Tecnologa:

Los conductores ACCC tienen ms conductividad material/kilmetro;

Los conductores ACCC usan en su ncleo fibra de carbono para eliminar

flechas y fallos (creep)

Los conductores ACCC usan aluminio recocido para operar en alta

temperatura



ACCC Desempeo



Basado en 520mm2 Cables Drake probados por Kinectrics Lab - 1600 amps en 225 pies de extensin

Midiendo el Desempeo

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

Cab

le S

ag

(m

m)

Temperature (C)

ACSR

ACSS

Invar - ACIR

GAP HTLS

ACCC

ACCC = 60-80oC mas frio



Comparacin del DesempeoAmperaje Blanco (TARGET AMPACITY )= 750 Amps

Tipo

Tamao

(mm2)

R-ac @ 75oC

Ohms/kft

Temp (oC) @

blanco

current

Fuerza

total (MW)

Prdida de

fuerza

(MW)

Fuerza

final (MW)

Costo con

prdidas en 1

ao ($M)

Costo por no

usar el

ACCC (1

ao, $M)

242 0.0435 90 299 32 267 $28.0 $10.5

ACCC/TW 360 0.0292 67 299 20 279 $17.5 $0.0

ACSS 242 0.0424 86 299 31 268 $27.2 $9.6

Invar 225 0.0452 92 299 34 265 $29.8 $12.3

AAAC 362 0.0334 71 299 24 275 $21.0 $3.5

GAP 265 0.0414 84 299 30 269 $26.3 $8.8

Linea de 80 millas de 230 kV w/ 25 C ambiente del aire & 2 pies/s velocidad del viento, 0 pies Elevacion, 30 grados Latitud. Financiero basado en perdida de enrgia con costo de $0.10/kwh;

Amperaje Blanco (TARGET AMPACITY) = 1350 Amps

Tipo

Tamao

(mm2)

R-ac @ 75oC

Ohms/kft

Temp (oC) @

blanco

current

Fuerza

total (MW)

Prdida de

fuerza

(MW)

Fuerza

final (MW)

Costo con

prdidas en 1

ao ($M)

Costo por no

usar el

ACCC (1

ao, $M)

ACSR 242 0.0435 273 N/A N/A N/A

ACCC/TW 360 0.0292 168 538 88 450 $77.1 $0.0

ACSS 242 0.0424 260 538 159 379 $139.3 $62.2

Invar 225 0.0452 288 538 177 361 $155.1 $78.0

AAAC 362 0.0334 186 N/A N/A N/A

GAP 265 0.0414 248 538 149 389 $130.5 $53.4

Linea de 80 millas de 230 kV w/ 25 C ambiente del aire & 2 pies/s velocidad del viento, 0 pies Elevacion, 30 grados Latitud. Financiero basado en perdida de enrgia con costo de $0.10/kwh;



Desarrollo del Producto



1. Caractersticas Fsicas del Ncleo Compuesto

2. Propiedades Elctricas del Conductor

3. Aparatos y Sistemas de Ejecucin

4. Exposicin Ambiental y Longevidad

5. Mtodos de Instalacin

6. Experimentaciones en Campo

7. Comercializacin

El Camino de la Comercializacin



Pruebas en Lneas con Carga de Hielo

UK

France



Prueba en 60 negativos en Recipiente - 60oC Container on Mars Test

Ncleo / Un ano / 31 radius / -60 C

Linnet size core



Prueba de Imersin en agua caliente a 90C



Hornos de 180oC / 200oC / 220oC



Informes de Pruebas (on line)



Comercializacin del ACCC



CTC Cable Corporation fabrica y vende las barras de (composite) compuesto de carbono (mirar en la figura).

Estas barras son usadas como materia prima por las fbricas en la produccin de sus Conductores de aluminio.

Comercializacin de los Ncleos CTC



Producin del Conductor ACCCFabricado em sociedad con Indstrias Calificadas y Licenciadas

US y Canada: Fabricando Actualmente

Belgium (EC): Fabricando Actualmente

China: Fabricando Actualmente

Middle East (GCC): Completando la Calificacin

Korea: Evaluando el Potencial

Baltic States, Russia: Explorando el Potencial

Indonsia Explorando el Potencial

Mxico: Explorando el Potencial

Brasil: Explorando el Potencial



Instalacin del ACCC



Experiencia de InstalacinExtensive Field Testing: EPRI Haslett, TX, USA State Grid Shanghai, China State Grid Beijing, China State Grid Shenhzen, China State Grid Wuxi, China National Grid Eakring, UK EDF Renardieres, France RTE / EDF Minerve, France Dead Water Fell, UK(Excludes small trials)

Commercial Customers: National Grid Niagara Falls, NY, USA Austin Energy Austin, TX, USA APS Phoenix, AZ, USA City of Holland Holland, MI, USA Xcel Energy Denver, CO, USA City of Kingman Kingman, KS, USA Kingman (FEMA) Kingman, KS, USA PacifiCorp Salt Lake City, UT, USA WAPA Phoenix, AR, USA AEP San Antonio, TX, USA AEP Abelinene, TX, USA

Commercial Customers: AEP Rogers, AR, USA KAMO Springfield, MO, USA Mohave Electric Bullhead City, AZ, USA PacifiCorp Salt Lake City, UT, USA Oklahoma Gas & Electric OK, USA Ozark Electric USA OG&E, USA Lioaning Electric Lioyang, China Fujian Power Longyan, China Fujian Power Xaiman, China State Grid North West, China. Fujian Power Nam Ping, China Puzin Power Puzin, China Fujian Power Fuzhou, China Puzin Power Puzin, China Fujian Power Fuzhou, China Fujian Power Fujian, China Hubei Province Electric Power China Jiangsu New Far East - China Zhejiang Province Ningbo City, China Hubei Province Electric Power China Hubei Province Electric Power China Jiangsu New Far East - China Far East Composite Technology Co. China Jiang XI Province China Nan Jing City China Gezhouba-Baijiachong, Yichang, China Hu Nan Province, China Zircon Poland, Poland Chilectra SA, Chile Jordana Electric, Mexico PT Ibnu Taryu, Indonesia

Ms de 5,000 terminales y conexiones

ya instalados

86 ordenes representando mas de

de 5,500 kilmetros de ACCC



Equipos ACCC Disponibles en todo el mundo

Los terminales y conexiones son patentados, y exclusivos para la protecin intelectual de CTCs ACCC

Los terminales y conexiones generalmente estn disponibilizados por 2 fuentes

Equipos de fcil manuseo con el mnimo de entrenamiento



Componentes de los Equipos

Una mirada de cerca en el sistema:

El Terminal:

Eyebolt

Collet

Collet Housing

Una juncin es

esencialmente

compuesta por

dos terminales,

uno de espaldas

al otro



Instalando las Compresiones AjustadasLos terminales y conexiones son instalados usndose equipos y herramientas convencionales. Para instaladores entrenados, la instalacin puede ser ms fcil que la de los tradicionales equivalentes



Post Clamp

Suspension Clamp

Otros AccesoriosAbrazaderas de suspensin y

amortiguadores apropiados para

suavizar el trabajo de los hilos de

aluminio (ACSS) con los conductores

ACCC (de todos los tamaos y

dimetros)

Las abrazaderas de suspensin para los

conductores ACCC cuentan con la

ayuda de una barra blindada para disipar

el calor proveniente del conductor

ACCC.

(Todos los equipos y ajustes que estn

relacionados con el conductor deben ser

calculados de acuerdo con la

temperatura de las lneas. Esto incluye

dampers, spacers, clamps, insulators,

line taps, jumpers, filling compound,

bolts, connectors, etc.)



Klein Grips, Chicago Grips, Kellams, Socks y Pre-Forms, todos

han sido empleados con xito en ms de dos docenas de

instalaciones con medidas mayores que 2,500 pies.

Mtodos de Instalaciones

Grapa usada para prevenir el delizamiento del ncleo cuando tirados sucesivamente

por ms de 300m (bug)



Convencionales roldanas y carreteles de suspensin son usados para

aplicaciones tanto de transmisin como de distribucin.

Equipos de Instalacin



RESUMEN



Ventajas del Desempeo

Aumentando el rendimiento: aumentando la cantidad de material conductivo, consecuentemente aumenta el rendimiento. Los menores ncleos de los conductores ACCC son 25%-40% ms fuertes que los ACSR/ACSS/ACCR, y con hilos trapezoidales de Al aumentam significativamente la masa del conductor, para ofrecer ms energa con conductor de mismo dimetro.

Reduciendo Prdidas: El aumento de la fuerza genera calientamiento y prdida en las lneas. Los conductores ACCC transfieren la misma fuerza con menores prdidas (y temperaturas ms bajas).

Reduciendo cadas en las lneas (sag): Con el aumento de la corriente transmitida por los cables de metal ocurre un sobrecalientamiento dejndolos ms flexibles hasta el punto en el que su propio peso ocasiona HT flecha (sag). Con la sustitucin del metal por el ncleo ACCC, las cadas son eliminadas.

Reduciendo la corrosin: Usndose el ncleo ACCC se elimina la bimetalidad y la corrosin qumica, ocasionando, as, vida larga con menos manutencin.

Administrando largas distancias: Los ncleos compuestos ACCC son proyectados con gran fuerza, permitiendo mayores distancias que los conductores tradicionales. Esto reduce el costo en elevaciones de cruces de ros y nuevas lneas.

No son necesarios tcnicas y entrenamientos para instalacin: Los conductores ACCC son instalados sin ocasionar ningn problema en las otras lneas, usndose equipos apropiados o habilidad. Es necesario un mnimo entrenamiento adicional.



ACCC Ventajas Comerciales

Aumento de la capacidad: Reduce gastos y aumenta la capacidad.Con el aumento en la demanda de energa y la dificultad de crear nuevos corredores de lneas, la solucin estara en la reconduccin de esos corredores al aumento del rendimiento, pero aumentando la capacidadconductiva, generalmente aumenta significativamente el peso del conductor, causando dispendiosas torres.

La levedad de los conductores ACCC promueven mayor rendimiento con el mismo dimetro y peso. Adems, las condiciones de reduccin del tensionamiento asociadas a bajas cadas capacitan las torres de soportar un conductor ms pesado. (Menos tensin, ms peso)

Nuevos Proyectos de Lneas: Con menos estructuras se reducen los gastos.El nivel de cada, peso y tensin prescriben cual es el soporte requerido por las estructuras en una lnea. Los conductores ACCC con baja cada indican cuales las distancias permitidas en nuevas lneas, reduciendo significativamente el costo de manutencin. (25% ms que las distancias predominantes)

Costo de las Operaciones: La eficiencia reduce los costos operacionales.Lneas de alto voltaje pierden fuerza (principalmente si calentadas). La reduccin

de las prdidas en las lneas seguramente aumentar la distribucin de energa as como los lucros, siendo ecolgicamente mejor. Los conductores ACCC transportam la misma energa con menos prdida; encima, la poca corrosin aumenta la vida de la lnea; y la constancia de esas lneas convierte la manutencin ms simple y barata.

Aumentando la Confiabilidad: Reserva de Transmisin de Energa Capacidad:La necesidad nos ha llevado a operar las lneas de transmisin con casi toda su capacidad. Diferentemente de la mayora de los servicios bsicos, donde la seguridad mxima significa tener capacidad adicional disponible para garantizar la continuidad de la operacin, no son construidas lneas de transmisin, que quedaran inactivas, como alternativa hasta que sean necesarias.

Los conductores ACCC, sin embargo, pueden contar con una reserva de transmisin (redundancia) porque ellos tienen un rendimiento reserva. En una emergencia, el rendimento de la energa puede tener un aumento significante, no aumentando la flecha (sag). La nica consecuencia podra ser un aumento de las prdidas asociado al aumento de la temperatura en la operacin.



ACCC ConductoresCondutcor Cod. Nome:

Area de Al

equiv

(mm)

Diametro

externo (mm)

Peso

(kg/km)

RTS

(KN)

DC Resisencia @

20oC (nom)

Aproximadament

e Equivalent

ACCC 165 Bern 167 15.50 472 45.5 0.172391 120/20

ACCC 160 Helsinki 161 15.65 476 60.4 0.178763

ACCC 230 Copenhagen 230 18.29 657 65.5 0.125172 Linnet

ACCC 325 Lisbon 327 21.78 931 93.1 0.088274 Hawk

ACCC 380 Amsterdam 381 23.55 1,085 110.3 0.075650 Upas, Dove

ACCC 430 Brussels 436 25.14 1,240 121.8 0.066108 Grosbeak

ACCC 470 Stockholm 478 26.40 1,365 140.7 0.060320 Gannet

ACCC 530 Warsaw 533 27.72 1,509 141.9 0.054090 Condor

ACCC 570 Hamburg 572 28.62 1,611 142.8 0.050395 Zebra

ACCC 590 Milan 594 29.10 1,667 143.3 0.048582

ACCC 650 Vienna 654 30.42 1,826 144.6 0.044085 Cardinal

ACCC 710 Prague 719 31.77 1,995 146.1 0.040116 Moose

ACCC 760 Munich 762 32.85 2,127 170.7 0.037855 Finch

ACCC 840 Paris 841 34.17 2,315 148.8 0.034296 Bittern

ACCC 1050 Madrid 1,051 38.20 2,894 185.4 0.027436 Lapwing



Gracias!

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