CYMCAP fue diseñado para simular el comportamiento térmico de instalaciones de cables de potencia. La versión original del paquete fue desarrollada conjuntamente por Ontario Hydro (Hydro One), la Universidad McMaster y CYME International, bajo el auspicio de la Asociación Eléctrica Canadiense.

CYMCAP realiza cálculos de corriente admisible y de aumento de temperatura en instalaciones de cables de potencia.

Es muy importante en la etapa del diseño de las instalaciones eléctricas determinar la máxima intensidad que los cables de potencia pueden soportar sin deteriorar sus propiedades eléctricas.

La precisión comprobada experimentalmente de CYMCAP ofrece una mayor seguridad cuando se deben modernizar las instalaciones de cables de potencia existentes y diseñar nuevas instalaciones, maximizando así los beneficios resultantes de las inversiones de capital realizadas con ellas.

• Técnicas iterativas basadas en los métodos Neher-McGrath e IEC 60-287.
• Cumplimiento total con las prácticas norteamericanas y soporte de todas las normas IEC: 60-287, IEC 60-228, IEC 60-1042, IEC 60-853, etc.
• Representación gráfica detallada de cualquier tipo de cable de potencia. Este módulo puede usarse para modificar cables existentes y enriquecer la biblioteca de cables. Incluye cables de un núcleo, de tres núcleos, con cinturón, tipo tubo, submarinos, con pantalla, cubierta y armadura.
• Diversas condiciones de instalación como cables directamente enterrados, con relleno térmico, conductores enterrados o en ductos de cables.
• Cables en tubos directamente enterrados o con relleno térmico.
• Bibliotecas y bases de datos independientes para cables, bancos de ductos, curvas de carga e instalaciones.
• Simulación de cables instalados en postes de elevación, grupos de cables aéreos, migración de la humedad, fuentes cercanas de calor, disipadores térmicos, etc.
• Distintos tipos de cables dentro de una instalación.
• Modelación de la superficie terrestre no isotérmica.
• Patrones de carga cíclica según IEC-60853, incluyendo el desecamiento de suelos.
• Múltiples cables por fase con modelación apropiada de las inductancias mutuas en la pantalla que influencian grandemente las pérdidas de corrientes circulantes y por lo tanto la disminución de capacidad.
• Se pueden modelar todos los arreglos de grupos para configuraciones horizontales o triangulares con descripciones explícitas de las longitudes menores de sección, distancia desigual entre cables, etc.

El programa soporta una opción de análisis térmico transitorio que incluye lo siguiente:

• Corriente admisible en función del tiempo y de la temperatura.
• Análisis de la temperatura en función del tiempo y de la corriente admisible.
• Tiempo para alcanzar una temperatura determinada, en función de la corriente admisible.
• Análisis de la corriente admisible y de la temperatura en función del tiempo.
• Perfiles de carga por circuito definidos por el usuario.
• Distintos tipos de cables por instalación.
• Los circuitos pueden sobre cargarse simultáneamente o uno a la vez.

El módulo complementario "Múltiples Bancos de Ductos" de CYMCAP permite determinar la intensidad máxima admisible de los cables instalados en varios ductos o con rellenos de diferente resistividad térmica. Presenta una solución única que combina los métodos de cálculo normalizados con los no normalizados. El módulo calcula los valores de T₄ (resistencia térmica externa del cable) utilizando el método de elementos finitos y luego determina la intensidad admisible en régimen permanente (o temperatura de funcionamiento) del sistema de cables con el método de resolución normalizado de la CEI.

CYMCAP/MDB presenta varias facilidades de modelación. Podemos nombrar, por ejemplo:

• La modelación de hasta once áreas rectangulares con distintas resistividades térmicas.
• La modelación de hasta tres bancos de ductos subterráneos en una sola instalación.
• La modelación de una fuente o disipador de calor en la instalación.
• El cálculo de la intensidad en régimen permanente o de la temperatura máxima admisible.

El optimizador de bancos de ductos es un módulo complementario de CYMCAP que permite determinar la ubicación óptima de los distintos circuitos contenidos en un banco de ductos. En particular, el módulo puede recomendar varias disposiciones de circuito dentro del banco de ductos con el fin de:

• Maximizar la corriente admisible total en el banco de ductos, es decir la suma de las corrientes admisibles para todos los circuitos.
• Minimizar la corriente admisible total en el banco de ductos, es decir la suma de las corrientes admisibles de todos los circuitos.
• Maximizar la corriente admisible de cualquier circuito.
• Minimizar la corriente admisible de cualquier circuito.

Para un banco de ductos de 3 x 4 con tres circuitos trifásicos en arreglo triangular y un circuito trifásico (una fase por ducto) existen más de 110,000 combinaciones posibles. El algoritmo matemático elaborado de CYMCAP evita el cálculo repetitivo de los casos equivalentes, por consecuencia la solución se obtiene muy eficientemente. La condición mostrada en la figura a mano derecha muestra las posiciones de los cables que maximizan la corriente total admisible.

El modulo de extensión SCR de CYMCAP calcula el valor nominal de cortocircuito de los cables. El método implementado se describe en la norma CEI 949 (1988) “Calculo de las corrientes de cortocircuito térmicamente admisibles, tomando en cuenta los efectos de no aumento adiabático de temperatura”. CYMCAP calcula los valores adiabáticos y no adiabáticos.

CYMCAP / SCR ofrece dos posibilidades según los datos de entrada conocidos:

• Cálculo de la corriente máxima de cortocircuito que un componente de cable puede transportar en función del tiempo de cortocircuito y de la temperatura inicial y final.
• Cálculo de la temperatura final que un componente de cable dado puede alcanzar para una corriente de cortocircuito y una temperatura inicial dadas.

El cálculo del valor nominal de cortocircuito puede efectuarse para hasta cinco capas metálicas del modelo CYMCAP.

• Conductor
• Pantalla
• Pantalla reforzada
• Neutro concéntrico / Alambre de deslizamiento
• Armadura

El módulo opcional “Cables en Túneles” permite determinar la temperatura, la intensidad admisible en régimen permanente, cíclico y transitorio de los cables instalados en túneles sin ventilación. Nótese que solo se consideran cables idénticos que llevan la misma carga. Este módulo complementario admite una gran variedad de instalaciones de cables unipolares (dispuestos en capas o en tresbolillo) y de cables tripolares. Los cables pueden estar instalados directamente en el suelo, colgados de soportes fijados a la pared, instalados en soportes para cables de tipo escalera o en bandejas de conductores. Sus características principales son:

• Modelación de una gran variedad de métodos de instalación: tendidos en el suelo, colgados de una pared, en bandejas tipo escalera o en canaletas de cables.
• Los cables y grupos de cables pueden ser unipolares o tripolares. Los cables unipolares pueden estar dispuestos en capas (verticales u horizontales) o en triangulo (tresbolillo).
• Cálculo de la intensidad permanente admisible o de la temperatura. Régimen de carga cíclica usando factores diarios, semanales y anuales. Cálculo de régimen de sobrecarga de emergencia.

El módulo Campos Magnéticos (EMF) es un módulo complementario opcional que puede conectarse a CYMCAP. A pesar que este módulo no está directamente relacionado a la capacidad térmica del cable resulta muy útil para los usuarios de CYMCAP. Después de haber efectuado la simulación de la intensidad permanente admisible o de la temperatura de funcionamiento permanente, el módulo calcula la densidad del flujo magnético en cualquier punto o sobre el terreno donde se encuentra la instalación de cables subterráneos. La salida es un gráfico (o una tabla) de la densidad del flujo magnético en función de la posición. Las características de la modelación son:

• Enfoque bidimensional de hilo delgado de longitud infinita.
• Consideración de las corrientes variables en el tiempo que producen un vector magnético elípticamente polarizado.
• Las corrientes en un circuito trifásico pueden estar desbalanceadas (en magnitud y en fase).
• Se supone que todos los medios son homogéneos, isótropos y lineares.
• Las corrientes inducidas no se toman en cuenta.