PROGRAMA DE LA ASIGNATURA "Instalaciones Eléctricas" INGENIERO INDUSTRIAL (Plan 98) Departamento de Ingeniería Eléctrica. E.T.S.

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1 PROGRAMA DE LA ASIGNATURA "Instalaciones Eléctricas" INGENIERO INDUSTRIAL (Plan 98) Departamento de Ingeniería Eléctrica E.T.S. de Ingeniería DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA Titulación: Año del plan de estudio: Centro: Asignatura: Código: Tipo: Curso: Período de impartición: Ciclo: Área: INGENIERO INDUSTRIAL (Plan 98) 1998 E.T.S. de Ingeniería Instalaciones Eléctricas Optativa Sin curso específico Anual 2 Ingeniería Eléctrica (Área responsable) Horas : 105 Créditos totales : Departamento: Dirección física: 10.5 Ingeniería Eléctrica (Departamento responsable) ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA, CAMINO DESCUBRIMIENTOS, S/N.- ISLA CARTUJA Dirección electrónica: OBJETIVOS Y COMPETENCIAS Objetivos docentes específicos Esta asignatura tiene como finalidad el proporcionar al alumno unos conocimientos principalmente prácticos y familiarizarle con el uso de diversas técnicas relacionadas con el diseño de instalaciones eléctricas en alta y baja tensión, tales como el dimensionado de cables, cálculo de corrientes de cortocircuito, función y aplicaciones de la distinta aparamenta eléctrica especialmente en baja tensión, protección de personas, instalaciones de puesta a tierra y centros de transformación. Competencias: Competencias transversales/genéricas Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organizar y planificar Curso de entrada en vigor: 2009/ de 9

2 Solidez en los conocimientos básicos de la profesión Resolución de problemas Toma de decisiones Capacidad de adaptación a nuevas situaciones Habilidad para trabajar de forma autónoma Competencias específicas Conocer la constitución y el procedimiento para dimensionar correctamente un cable eléctrico. Conocer los métodos para calcular corrientes de cortocircuito en instalaciones eléctricas. Conocer a nivel básico el funcionamiento y las aplicaciones de los distintos dispositivos de protección más comúnmente empleados en instalaciones eléctricas. Conocer los principios básicos de selección de los dispositivos de protección mencionados anteriormente. Conocer los principios básicos de protección de personas contra contactos directos e indirectos. Conocer los principios básicos relativos a la compensación de energía reactiva y tarifas eléctricas. Conocer los principios básicos relativos a las instalaciones de puesta a tierra. Conocer los principios básicos relativos a diseño y cálculos de centros de transformación. Habilidad para resolver problemas básicos relacionados con el funcionamiento de las instalaciones eléctricas Dimensionar cables en baja tensión Calcular corrientes de cortocircuito en instalaciones eléctricas Elegir y seleccionar la aparamenta eléctricas apropiada para cada aplicación Elegir y seleccionar el dispositivo de protección adecuado a una determinada instalación eléctrica en baja tensión. Diseñar y calcular una instalación de puesta a tierra en baja y alta tensión Diseñar y calcular centros de transformación. Rigurosidad en el diseño de instalaciones eléctricas. CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA Tema 1. Introducción 1.1 Introducción. 1.2 Centrales generadoras. 1.3 Transporte de la energía eléctrica. 1.4 Instalaciones receptoras 1.5 Redes de distribución Regímenes de neutro. 1.6 Redes de distribución en corriente continua. Tema 2. Cables eléctricos aislados. Definición y clasificación 2.1 Introducción. 2.2 Cables eléctricos aislados destinados al transporte de energía. 2.3 Clasificación de los cables eléctricos aislados destinados al transporte de energía. 2.4 Componentes de un cable eléctrico aislado. 2.5 Designación. Tema 3. Determinación de la sección de un cable de transporte de energía 3.1 Introducción. 3.2 Capacidad de carga térmica admisible. 3.3 Parámetros eléctricos de los conductores 3.4 Caída de tensión en un cable. Determinación Circuitos de sección uniforme Circuitos de sección no uniforme. 3.5 Dimensionado de un cable. Criterios de intensidad máxima admisible, de caída de tensión, de resistencia a los cortocircuitos y de rendimiento energético. Tema 4. Determinación de las corrientes de cortocircuito 4.1 Introducción. 4.2 Principales defectos de cortocircuito. Consecuencias. 4.3 Establecimiento de la corriente de cortocircuito. 4.4 Defecto alejado de los alternadores. Curso de entrada en vigor: 2009/ de 9

3 4.5 Defecto en la proximidad de los alternadores. 4.6 Distintas aportaciones a la corriente de cortocircuito. 4.7 Cálculo de la corriente de cortocircuito por el método de las impedancias Determinación de las distintas impedancias de cortocircuito Relación entre las impedancias en distintos niveles de tensión. 4.8 Cálculo de las corrientes de cortocircuito en redes radiales mediante el empleo del método de las componentes simétricas. Tema 5. Determinación de las corrientes de cortocircuito según la normativa une 5.1 Introducción. 5.2 Campo de aplicación. 5.3 Definiciones. 5.4 Hipótesis de cálculo. 5.5 Fuente de tensión equivalente en el punto de cortocircuito. 5.6 Cortocircuitos alejados de los alternadores Parámetros de cortocircuito Cálculo de las corrientes de cortocircuito. 5.7 Cortocircuitos próximos a los alternadores Parámetros de cortocircuito Cálculo de las corrientes de cortocircuito Contribución de los motores Consideraciones relativas a las cargas no giratorias y condensadores. Tema 6. Aparamenta eléctrica de baja tensión 6.1 Introducción. 6.2 Clasificación de la aparamenta. 6.3 Características principales de la aparamenta. 6.4 Definiciones de interés. 6.5 Nivel de aislamiento. 6.6 Problemas fundamentales de la aparamenta eléctrica de maniobra. 6.7 Seccionadores. Seccionadores bajo carga. 6.8 Interruptores automáticos y magnetotérmicos. 6.9 Interruptores y relés diferenciales 6.10 Fusibles Contactores Tema 7. Protección de instalaciones frente a sobreintensidades 7.1 Introducción. 7.2 Protección frente a sobrecargas. 7.3 Protección contra cortocircuitos. Conceptos generales. 7.4 Selección de los dispositivos de protección frente a cortocircuitos. 7.5 Selección de los dispositivos de protección frente a sobrecargas. Tema 8. Protección de instalaciones de baja tensión frente a sobretensiones 8.1 Introducción. 8.2 Tipos de sobretensiones. 8.3 Daños causados por las sobretensiones. 8.4 Medidas de protección. Tema 9. Selectividad en baja tensión 9.1 Introducción. 9.2 Tipos usuales de selectividad y su aplicación. 9.3 Conceptos temporales en interruptores de potencia. 9.4 Tipos de interruptores de potencia y funciones de protección Guardamotores Interruptores de protección de arrancadores Interruptores de protección de distribuciones Interruptores de protección con gran capacidad de ruptura Interruptores de potencia para grandes intensidades y todas las funciones de protección. 9.5 Selectividad cronométrica. 9.6 Selectividad amperimétrica. Curso de entrada en vigor: 2009/ de 9

4 9.7 Selectividad cronométrica en interruptores de potencia conectados en serie. 9.8 Tiempos de escalonamiento y de retardo. 9.9 Combinación de aparatos con fusibles Selección de aparatos de protección Selectividad en redes radiales de baja tensión Otros tipos de selectividades. Tema 10. Redes aéreas de distribución en baja tensión 10.1 Introducción Líneas aéreas de baja tensión Elementos constituyentes de una línea aérea de baja tensión REBT Materiales Ejecución de las instalaciones Intensidades máximas admisibles en los conductores Ejecución de las instalaciones según las Normas Tecnológicas de Edificación Ejecución de las instalaciones según las Normas Propias de Sevillana Aisladores Apoyos Pasos a seguir en el diseño de una red de baja tensión. Tema 11. Redes subterráneas de baja tensión 11.1 Introducción REBT Materiales Ejecución de las instalaciones Intensidades máximas admisibles en los conductores Ejecución de las instalaciones según las Normas Tecnológicas de Edificación Conducción de distribución Conducción reforzada Ejecución de las instalaciones según las Normas Propias de Sevillana Estructura de las redes subterráneas Cables Instalaciones. Tema 12. Instalaciónes de alumbrado público 12.1 Introducción La red de alumbrado público Tipos de redes Conexión con la red de distribución pública Protecciones Instalación eléctrica Dimensionado de la red de alumbrado público Redes con lámparas de incandescencia Redes con lámparas o tubos de descarga Disposición de los puntos de luz Columnas y brazos de luminarias Luminarias Instalación de puesta a tierra Tipos de cables empleados. Tema 13. Protección de personas en baja tensión 13.1 Introducción Sensibilidad del cuerpo humano a las corrientes eléctricas Protección contra contactos directos Protección contra contactos indirectos Redes con neutro conectado directamente a tierra Protección diferencial. Selectividad Redes con puesta al neutro Protecciones Redes con neutro aislado Protecciones. Curso de entrada en vigor: 2009/ de 9

5 Tema 14. Compensación de energía reactiva 14.1 Introducción Medida del factor de potencia El factor de potencia y sus repercusiones Formas de mejoras el factor de potencia Demanda de potencia reactiva de los diferentes elementos consumidores Cálculo de la potencia reactiva a compensar Consideraciones prácticas en las instalaciones con condensadores Influencia de los armónicos Resonancia. Protección contra la resonancia Transitorios a la conexión Resistencias de descarga Regulación automática de potencia reactiva. Tema 15. Centros de transformación Introducción Centro de transformación. Objetivos Necesidad e interés de un centro de transformación Tipos de centros de transformación Centros de transformación de tipo interior Composición general de un Centro de Transformación. Distribución en planta Tipos de celdas Cuadro general de baja tensión. Especificaciones Cables Características generales de los locales Ventilación Centros de transformación tipo intemperie Centros de transformación para edificios y fábricas Centros de transformación para edificios Carga total correspondiente a un edificio destinado principalmente a viviendas según la instrucción MIE-BT Carga total correspondiente a edificios comerciales, de oficinas, o destinados a una o varias industrias Centro de transformación en una fábrica Documentos relativos a un centro de transformación. Tema 16. Centros de transformación Cálculo de las corrientes de cortocircuito Aparatos de maniobra de circuitos según MIE-RAT Protecciones específicas de máquinas e instalaciones según mie-rat Transformadores para distribución Salidas de lineas Seccionadores Protección del transformador Protección contra defectos internos Protección térmica Protección contra sobreintensidades Protección contra sobretensiones Notas sobre las N.P.S. sobre centros de transformación Centros de transformación de tipo interior Instalación eléctrica de media tensión Transformadores Centros de transformación intemperie Centros de seccionamiento o entroque Instalación eléctrica de alta tensión Redes de media tensión Seccionamiento y protección de instalaciones particulares Redes subterráneas Redes aéreas. Tema 17. Instalaciones de puesta a tierra en alta tensión 17.1 Introducción Seguridad de las personas. Curso de entrada en vigor: 2009/ de 9

6 17.3 Limitaciones del valor de la corriente de defecto Proyecto de una instalación de puesta a tierra Instrucciones generales de puesta a tierra Puestas a tierra de protección Puestas a tierra de servicio Interconexión de las instalaciones de tierra Especificaciones del RAT relativas a la puesta a tierra Líneas de tierra Electrodos de puesta a tierra Dimensiones mínimas de los electrodos de puesta a tierra Instalación de electrodos Características del suelo y de los electrodos que deben tenerse en cuenta en los cálculos Resistividad del terreno Resistencia de tierra del electrodo Efecto de la humedad Efecto de la temperatura Determinación de las intensidades de defecto para el cálculo de las tensiones de paso y contacto Medidas y vigilancia de las instalaciones de puesta a tierra Mediciones de las tensiones de paso y contacto aplicadas Vigilancia periódica. Tema 18. Instalaciones de puesta a tierra en centros de transformación 18.1 Introducción Prescripciones reglamentarias específicas relativas a centros de transformación Separación de la tierra de los neutros Aislamiento entre las instalaciones de tierra Redes de baja tensión con neutro aislado Centros de transformación conectados a redes de cables subterráneos Sobretensiones admisibles para las instalaciones de baja tensión del centro de transformación Limitaciones del valor de la corriente de defecto Instalaciones de puesta a tierra en los centros de transformación Procedimiento de cálculo. Método UNESA Investigación de las características del terreno Determinación de las corrientes máximas de puesta a tierra y del tiempo máximo de eliminación del defecto Diseño preliminar de la instalación de tierra Cálculo de la resistencia de puesta a tierra Electrodos de tierra. Parámetros característicos Comprobación de que las tensiones de paso y contacto sean inferiores a los valores máximos admisibles Medidas adicionales de seguridad para la tensión de contacto Condiciones que debe cumplir el electrodo de tierra Investigación de las tensiones transferidas al exterior Separación de los sistemas de puesta a tierra de protección (masas) y de servicio (neutro) Sistema único para las puestas a tierra de protección y de servicio Resistencia de la puesta a tierra de servicio Puestas de tierra en centros de transformación conectados a redes de cables subterráneos Corrección y ajuste del diseño inicial. ACTIVIDADES FORMATIVAS Relación de actividades formativas del primer cuatrimestre Curso de entrada en vigor: 2009/ de 9

7 Clases teóricas 45.0 Metodología de enseñanza-aprendizaje: Las clases de teoría estimularán la aplicación de los conocimientos teóricos previos a la materia objeto de la asignatura. Tendrán también un contenido informativo acerca de ciertos aspectos tecnológicos, para lo que se contará con el apoyo de medios audiovisuales y visitas a instalaciones industriales. Tipo de examen: Escrito Exámenes Prácticas de Laboratorio 2.0 Metodología de enseñanza-aprendizaje: Las prácticas de laboratorio estarán basadas en modelos reales o a escala que familiarizarán al alumno con la instrumentación y demás equipos, así como en la utilización de herramientas informáticas. En la medida de lo posible, se plantearán como problemas constructivos a resolver por el alumno, utilizando la bibliografía, documentación técnica, normas, reglamentos, y programas de cálculo apropiados. Visita programada Horas estudio del alumno (*) Relación de actividades formativas del segundo cuatrimestre Clases teóricas 45.0 Metodología de enseñanza-aprendizaje: Las clases de teoría estimularán la aplicación de los conocimientos teóricos previos a la materia objeto de la asignatura. Tendrán también un contenido informativo acerca de ciertos aspectos tecnológicos, para lo que se contará con el apoyo de medios audiovisuales y visitas a instalaciones industriales. Curso de entrada en vigor: 2009/ de 9

8 Exámenes Tipo de examen: Escrito Prácticas de Laboratorio 2.0 Metodología de enseñanza-aprendizaje: Las prácticas de laboratorio estarán basadas en modelos reales o a escala que familiarizarán al alumno con la instrumentación y demás equipos, así como en la utilización de herramientas informáticas. En la medida de lo posible, se plantearán como problemas constructivos a resolver por el alumno, utilizando la bibliografía, documentación técnica, normas, reglamentos, y programas de cálculo apropiados. Visita programada SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN Sistema en el que se evalúan distintos conceptos mediante ponderación con mínimos. Para la evaluación del alumno se tomarán en consideración las calificaciones de: Los exámenes. Los trabajos obligatorios, existentes o no, según la opción de evaluación de los parciales elegida por los alumnos. Las prácticas de laboratorio realizadas durante el curso. Trabajos voluntarios. Estos trabajos serán otorgados a petición de los alumnos, y su peso en la nota final de la asignatura se describe en el apartado EVALUACIÓN FINAL. A lo largo del curso se realizarán dos exámenes parciales y los finales establecidos por la legislación vigente. Los exámenes constarán de una parte de teoría y otra de problemas que salvo indicación en contra tendrán el mismo peso en la calificación. EVALUACIÓN DE LOS PARCIALES Para la evaluación de los parciales los alumnos podrán elegir por mayoría absoluta de los matriculados y con vinculación para todos ellos, una de las siguientes opciones. Opción A El parcial se evalúa mediante un examen. Para aprobarlo es necesario que la nota ponderada correspondiente iguale o supere la calificación de 5,0 y que las calificaciones de los ejercicios de teoría y de problemas superen o igualen el mínimo de 3,5. Es decir, que se verifiquen las dos condiciones siguientes: T y P >= 3,5 NP=(T+P)/2 >= 5,0 Siendo: T = calificación del ejercicio de Teoría P = calificación del ejercicio de Problemas NP = Nota del examen Parcial Opción B La evaluación del parcial se lleva a cabo mediante exámenes parciales y trabajos voluntarios. Los trabajos voluntarios se entregarán antes de la finalización del periodo correspondiente al parcial. El peso del examen y de los trabajos voluntarios se repartirá según la proporción que se acuerde, estableciéndose un máximo del 50 % Curso de entrada en vigor: 2009/ de 9

9 para el peso de los trabajos voluntarios. Para aprobar un parcial es necesario que la nota ponderada correspondiente iguale o supere la calificación de 5,0 y que las calificaciones del examen y de los trabajos voluntarios superen o igualen el mínimo de 3,5. Es decir: TV y PAR >= 3,5 NP = xtv+ypar >= 5,0 Siendo: TV= calificación de los trabajos voluntarios PAR= calificación del examen parcial NP = Nota del Parcial x=porcentaje de TV y=porcentaje de PAR La calificación del examen se regirá por los criterios expuestos en la Opción A. Evaluación continua: Tanto para la opción A como para la B, los alumnos podrán optar voluntariamente por la evaluación continua de los exámenes, consistiendo esta, en la distribución de las pruebas correspondientes al periodo evaluado en controles parciales. En este caso, los controles serán considerados como parciales a todos los efectos. Calificación de un parcial: En caso de que la calificación de un examen parcial sea suspenso por falta de superación de los mínimos parciales establecidos para alguno de los conceptos componentes de dicha calificación, la nota numérica que se le atribuirá será: El resultado de la ponderación, en caso de que dicho resultado sea igual o inferior a 4. Suspenso 4, en el resto de los caso. No obstante, los profesores podrán aplicar por causas justificadas unas calificaciones mínimas menores. La aprobación de un parcial tendrá efectos liberadores de materia solo en la convocatoria de Junio. EVALUACIÓN FINAL Para establecer la calificación final de Junio, la calificación de cada parte de la asignatura a tener en cuenta será la que corresponda al último examen realizado de dicha parte. Para aprobar la asignatura es necesario que las calificaciones obtenidas en cada parcial superen o igualen el mínimo de 5,0, y que se hayan realizado y aprobado todas las prácticas de laboratorio, considerándose para las mismas un peso del 10 % en la nota final. Es decir, que se verifiquen las tres condiciones siguientes: NP1 y NP2 >= 5,0 NPL >= 5,0 CF = (9NMP+1NMPL)/10 >= 5,0 Siendo: NP1 y NP2=Notas de los Parciales. NPL=Nota de cada Práctica de Laboratorio. CF=Calificación Final. NMP=Nota Media de los parciales. NMPL=Nota Media de las Prácticas de Laboratorio. En caso de que la calificación final sea suspenso por falta de superación de los mínimos parciales establecidos se seguirán los criterios expuestos para calificar un parcial. Si la calificación final es de aprobado los trabajos voluntarios tendrán la consideración de nota adicional con el valor máximo de 1,0 punto. Curso de entrada en vigor: 2009/ de 9