Carrera: Ingeniería Eléctrica AII

Transcripción

1 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: Créditos SATCA Redes eléctricas de distribución Ingeniería Eléctrica AII PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura. Esta asignatura aporta al perfil del ingeniero electricista la capacidad de analizar, proyectar y evaluar los diferentes arreglos que presentan todo tipo de redes eléctricas de distribución. Lo cual va a permitir aplicar los conocimientos tecnológicos sobre las redes tanto del sector privado como del sector público. Al término de la asignatura se podrán establecer las diferencias que presentan los tipos de redes eléctricas respecto a sus partes componentes, montaje y operación. Además, va a permitir seleccionar los tipos de equipos que se van a instalar, los mantenimientos, así como el análisis de fallas que se puedan presentar. La materia se ubica en un módulo de especialidad y se debe cursar en la parte terminal de su carrera, para que sea integradora de los conocimientos adquiridos durante su formación, por lo que incluye el desarrollo de varios proyectos. Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Electricista la capacidad para: Diseñar, construir, operar y mantener los sistemas de distribución de energía eléctrica. Diseñar sistemas de alumbrado público en base a las normas vigentes de eficiencia energética. Realizar pruebas eléctricas al equipo primario, materiales y sistemas de tierra, interpretar los resultados y elaborar el diagnóstico para su puesta en servicio. Seleccionar, especificar y adaptar tecnología, equipos y materiales para su instalación, operación y mantenimiento. Realizar diagnósticos para promover el ahorro y uso eficiente de la energía eléctrica. Fomentar el uso racional de la energía.

2 Intención didáctica. El curso está organizado en cinco unidades de aprendizaje. En la primera unidad (9 horas), se dan los conocimientos básicos, como la simbología, tipos de arreglos en las subestaciones, niveles de tensión y caídas de tensión, para que el alumno tenga los principios básicos de la materia. En la unidad dos (15 horas), mediante el análisis del tipo de redes el alumno conocerá los métodos de regulación, compensación de reactivos cálculo de corto circuito, así como factor de potencia, todo ello con el fin de realizar programas de protecciones de las redes. En la unidad tres (12 horas), mediante el conocimiento de los temas de esta unidad, el alumno aprenderá a conocer,diseñar, montar, y dar mantenimiento a lo relacionado con las redes aéreas como; tipo de conductor, herrajes, postes, acometida, retenidas, características del transformador, así como elementos de protección La unidad cuatro (12 horas), está relacionada con el montaje, diseño instalación y pruebas de una red subterránea, conocimiento de transformadores tipo pedestal, canalizaciones, conductor, accesorios, protecciones, y mantenimiento de la red subterránea. La unidad cinco (12 horas) al alumno se le darán los conocimientos suficientes para que diseñe y calcule proyectos de alumbrado público Para propiciar la comprensión de los temas y llegar al fin deseado, el instructor deberá: Desarrollar la unidad de aprendizaje de acuerdo al modelo de Competencias Realizar el encuadre del curso. Definir la planeación didáctica del proceso enseñanza aprendizaje con base a los estilos de aprendizaje de los alumnos para que adquieran la competencia profesional. Facilitar el aprendizaje, la solución de dudas y la integración de casos. Propiciar la interacción y retro alimentación con los alumnos. Definir para su evaluación los criterios de desempeño.

3 Por su parte, el alumno deberá: Antes de asistir a una clase: - Repasar conocimientos. - Previsión y preparación de necesidades de materiales y recursos. Durante la ejecución: - Escuchar y tomar notas. - Analizar y comprender el problema. - Buscar o diseñar un plan para la resolución del problema. - Aplicar el procedimiento seleccionado. - Comprobar e interpretar el resultado. Después de una clase: - Repasar ejercicios y problemas realizados. - Realizar otros ejercicios o problemas planteados por el profesor o en textos relacionados. El enfoque sugerido para la materia requiere que las actividades prácticas promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: identificación, manejo y control de variables y datos relevantes; planteamiento de hipótesis; trabajo en equipo; asimismo, propicien procesos intelectuales como inducción-deducción y análisis-síntesis con la intención de generar una actividad intelectual compleja. En las actividades prácticas sugeridas, es conveniente que el profesor busque sólo guiar a sus alumnos para que ellos hagan la elección de las variables a controlar y registrar. Para que aprendan a planificar, que no planifique el profesor todo por ellos, sino involucrarlos en el proceso de planeación. Algunas de las actividades sugeridas pueden hacerse como actividad extra clase y comenzar el tratamiento en clase a partir de la discusión de los resultados de las observaciones. En el transcurso de las actividades programadas es muy importante que el estudiante aprenda a valorar las actividades que lleva a cabo y entienda que está construyendo su futuro y en consecuencia actúe de una manera profesional; de igual manera, aprecie la importancia del conocimiento y los hábitos de trabajo; desarrolle la precisión y la curiosidad, la puntualidad, el entusiasmo y el interés, la tenacidad, la flexibilidad y la autonomía.

4 3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias específicas: Proyectar, desarrollar y supervisar proyectos de redes eléctricas de baja y alta tensión e instalaciones de alumbrado exterior de acuerdo con las especificaciones, normas, procedimientos establecidos y calidad prevista, garantizando la seguridad integral y las condiciones óptimas de funcionamiento y conservación del medio ambiente. Competencias genéricas: Competencias instrumentales Capacidad de aplicar métodos y leyes que dan solución a problemas con redes eléctricas. Capacidad de análisis y síntesis. Capacidad de organizar y planificar. Conocimientos básicos de la carrera. Comunicación oral y escrita. Habilidades básicas de manejo de la computadora. Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas. Solución de problemas. Toma de decisiones. Competencias interpersonales Capacidad para plantear y establecer un procedimiento de solución a cualquier problema. Saber trabajar con responsabilidad de manera individual. Saber trabajar en equipo. Ser disciplinado para desarrollar sus habilidades interpersonales. Competencias sistémicas Capacidad para aplicar los conocimientos adquiridos tanto teóricos como prácticos en la solución de problemas. Capacidad para desarrollar su creatividad e inventiva, para diseños propios. Capacidad de aprender nuevas tecnologías.

5 4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Veracruz. Enero 16 al 20 del 2012 Participantes Academia de Ingeniería Eléctrica del Instituto Tecnológico de Veracruz Observaciones (cambios y justificación) Rediseño de la Especialidad en Aplicaciones Industriales dentro del Nuevo Plan de Estudios de Competencias para la Carrera de Ingeniería Eléctrica de Agosto del OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO (Competencia específica a desarrollar en el curso) Proyecta, desarrolla y supervisa proyectos de redes eléctricas de baja y alta tensión e instalaciones de alumbrado exterior de acuerdo con las especificaciones, normas, procedimientos establecidos y calidad prevista, garantizando la seguridad integral y las condiciones óptimas de funcionamiento y conservación del medio ambiente. 6.- COMPETENCIAS PREVIAS Manejo del dibujo CAD para la elaboración de los trabajos de tareas y proyectos eléctricos de instalaciones de subestaciones eléctricas. Manejo de conceptos para hacer cálculo de potencias, así como cálculo de corto circuito, y protecciones en las redes. Medición de potencia activa, reactiva y aparente, conocimiento del triángulo de potencias, sistemas de tierras. Tener los conocimientos de circuitos eléctricos, conversión de la energía, sistemas eléctricos de potencia. Proyectar redes eléctricas de baja tensión de usos generales.

6 7.- TEMARIO Unidad Temas 1 Generalidades (9 horas) Subtemas 1.1 Simbología y arreglos. 1.2 Niveles de tensión normalizados. 1.3 Tipos de redes de distribución. 1.4 Caída de tensión y regulación. 1.5 Pérdidas y eficiencia. 1.6 Fallas y dispositivos de protección Análisis de Redes (15 horas) Redes Aéreas (12 horas) Redes Subterráneas (12 horas) Sistemas de Alumbrado Público (12 horas) 2.1 Caída de tensión y regulación. 2.2 Métodos de regulación. 2.3 Compensación de reactivos. 2.4 Corto circuito. 2.5 Flujos de energía. 2.6 Equipos de maniobra. 3.1 Características de las redes aéreas. 3.2 Estructuras y herrajes. 3.3 Diagramas y cuadros de cargas. 3.4 Caída de tensión y regulación. 3.5 Sistemas de tierra. 3.6 Pruebas normalizadas. 3.7 Memoria de cálculo. 3.8 Requisitos y normas. 3.9 Elaboración de un proyecto real. 4.1 Características. 4.2 Transformadores tipo pedestal. 4.3 Canalizaciones, bóvedas y trincheras. 4.4 Cables subterráneos para media y baja tensión. 4.5 Empalmes, conectores y terminales. 4.6 Pruebas de aceptación. 4.7 Sistemas de medición. 4.8 Memoria de cálculo. 4.9 Requisitos y normas Mantenimiento de redes subterráneas Elaboración de un proyecto real. 5.1 Reglamento de Construcción. 5.2 Tipos de arbotantes. 5.3 Tipos de luminarias. 5.4 Bases para arbotante. 5.5 Canalizaciones subterráneas. 5.6 Registros subterráneos. 5.7 Cálculo de conductores. 5.8 Normas de eficiencia energética. 5.9 Elaboración de un proyecto real Cálculo de niveles de iluminación con paquete computacional.

7 8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS (Desarrollo de competencias genéricas) Una de las cosas que se debe tomar en cuenta para la impartición de esta materia es que el profesor debe: Ser conocedor de la disciplina que está bajo su responsabilidad, conocer su origen y desarrollo histórico para considerar este conocimiento al abordar los temas. Desarrollar la capacidad para coordinar el trabajo en equipo; orientar el trabajo del estudiante y potenciar en él la autonomía, el trabajo cooperativo y la toma de decisiones. Mostrar flexibilidad en el seguimiento del proceso formativo e inducir la interacción entre los estudiantes. Tomar en cuenta el conocimiento de los estudiantes como punto de partida y como obstáculo para la construcción de nuevos conocimientos. Ante la ejecución de una actividad, señalar o identificar el tipo de proceso intelectual que se realizó: una identificación de patrones, un análisis, una síntesis. Al principio lo hará el profesor, luego será el alumno quien lo identifique. Ejemplo: identificar los componentes de un sistema y de cada componente, sus partes y con ello, deberá explicar las variables que se manejan para su correcto funcionamiento para simular y elaborar un prototipo que pueda ser mejorado. Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes. Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes. Ejemplo: al socializar los resultados de las investigaciones y las experiencias prácticas solicitadas como trabajo extra clase. Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional. Ejemplo analizar un sistema de generación con energías alternativas a una red eléctrica. Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios a las que ésta da soporte para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante. Propiciar el desarrollo de capacidades intelectuales relacionadas con la lectura, la escritura y la expresión oral. Ejemplos: trabajar las actividades prácticas a través de guías escritas, redactar reportes e informes de las actividades de experimentación, exponer al grupo las conclusiones obtenidas durante las observaciones. Facilitar el contacto directo con materiales e instrumentos, al llevar a cabo actividades prácticas, para contribuir a la formación de las competencias para el trabajo experimental como: identificación manejo y control de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis, trabajo en equipo.

8 Propiciar el desarrollo de actividades intelectuales de inducción-deducción y análisis-síntesis, que encaminen hacia la investigación. Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura. Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. Cuando los temas lo requieran, utilizar medios audiovisuales para una mejor comprensión del estudiante. Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de la asignatura (el uso de computadora, software de simulación de redes eléctricas, Internet, y otros propios para circuitos eléctricos). 9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN Elaboración y presentación del proyecto de una red de distribución aérea. Elaboración y presentación del proyecto de una red de distribución subterránea. Elaboración y presentación del proyecto de un sistema de alumbrado público. Reporte de la observación de las pruebas de alto voltaje a los cables de potencia de un fraccionamiento en construcción. Reporte de la prueba de medición del sistema de tierra de un transformador de distribución en un fraccionamiento en construcción. Participación en el aula y trabajo en equipo.

9 10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Introducción Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje Conocer los elementos, la simbología normalizada, los parámetros de las redes de distribución, así como los diferentes tipos de interconexión de sus componentes y los aspectos generales de operación. Investigar la normatividad en la construcción de redes subterráneas. Determinar las características de los equipos y materiales utilizados en la construcción de redes de distribución e identificar su simbología. Investigar los niveles de tensión normalizados a nivel nacional e identificar los que se utilizan a nivel local. Investigar en diferentes fuentes de información cual es el software de aplicación para el cálculo y diseño de redes eléctricas de distribución. Investigar sobre las posibles causas de las fallas en las redes de distribución para crear conciencia de los tipos de mantenimiento que se da a los sistemas. Unidad 2: Análisis de Redes Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje Conocer los métodos para calcular la regulación, pérdidas, eficiencia y cortocircuito en una red de distribución y el equipo de maniobra para liberar las fallas Desarrollar actividades necesarias para adquirir los conocimientos necesarios para hacer cálculos de la regulación, compensación de reactivos y cálculos de corto circuito.

10 Unidad 3: Redes Aéreas Competencia específica a desarrollar Conocer el equipo y con base en las normas de construcción de redes, elabora un proyecto de una red de distribución aérea Actividades de Aprendizaje Investigar la normatividad específica aplicable a redes aéreas. Recopilar información de diferentes fabricantes de equipo eléctrico para conocer las características específicas y tener criterio de decisión en la determinación de su uso. Diseñar un sistema aéreo de distribución completo, en donde considere los aspectos técnicos y la normatividad, debiendo presentar la memoria del cálculo. Utilizar un paquete computacional para comprobar el cumplimiento de la norma oficial de eficiencia energética aplicable en el proyecto elaborado por el alumno. Unidad 4: Redes Subterráneas Competencia específica a desarrollar Conocer el equipo y con base en las normas de construcción de redes, elabora un proyecto de una red de distribución subterránea. Actividades de Aprendizaje Investigar la normatividad específica aplicable a redes subterráneas. Recopilar información de diferentes fabricantes de equipo eléctrico para conocer las características específicas y tener criterio de decisión en la determinación de su uso. Medir la resistencia de tierra en un transformador de distribución en un fraccionamiento en construcción y decidir si es segura su puesta en servicio. Elaborar reporte incluyendo los datos de placa del equipo instalado y fotografías de las actividades realizadas. Observar las pruebas de alto voltaje a los cables de potencia de un fraccionamiento en construcción y elaborar el reporte correspondiente. Diseñar un sistema subterráneo de distribución, en donde considere los aspectos técnicos y la normatividad, debiendo presentar la memoria del cálculo.

11 Unidad 5: Sistemas de Alumbrado Público Competencia específica a desarrollar Conocer las características de los equipos y materiales utilizados en la construcción de sistemas de alumbrado público, identifica su simbología y lo aplica en un plano de proyecto. Actividades de Aprendizaje Investigar cual es la normatividad aplicable al alumbrado público y conocer los principales criterios de aplicación de la norma. Investigar con los diferentes fabricantes los tipos luminarias y arbotantes que existen en el mercado. Conocer los tipos de registros y canalizaciones aplicables en el diseño de alumbrado público. Calcular los conductores con base en las normas de eficiencia energética. Diseñar el alumbrado público de alguna zona y contrastarlo con lo obtenido para ese misma zona con algún paquete computacional. 11. FUENTES DE INFORMACIÓN Fuentes impresas. 1. Juan Yebra Morón. Sistemas Eléctricos de Distribución. Ed. Reverté ESPINOSA Y LARA, Roberto. Sistemas de Distribución. México. Noriega Limusa, Distribution System U.S.A. Westinghouse Electric Corp., Underground Systems; Reference Book U.S.A.Edison Electric Institute., López Monroy, Guillermo. Sistemas de tierra 6. Transmission and Distribution; Reference Book. U.S.A. Westinghouse Electric Corp., Barnes Chapman, C. C. And HALL. Power Cables. Londres. LTD London, Manual de Cables CONDUMEX, México. 2a ediciónmcgraw-hill, Buchan M. F. Y Arnold E. Electricity Suply. Londres.LTD London, 1993

12 10. IEEE, IEEE Recommended Practice for Energy Management in Industrial and Commercial Facilities, IEEE Std , Bronze Book. 11. Clark, William H., Retrofitting for Energy Conservation, Edition 1, Copyright 1998, McGraw-Hill Professional. 12. A. P. & C., Administración de la Demanda, Automatización, Productividad y Calidad, S.A. de C.V., Ponente Ing. Eugenio Téllez Ramírez 13. J. J. Ambriz y H. Romero-Paredes. Administración y Ahorro de Energía, Libro de Texto para Ingeniería en Energía, Universidad Autónoma Metropolitana, México Octubre de Ambriz, J.J.; Villalva, J. y H. Romero, Metodología e Instrumentación de Diagnósticos Energéticos para Plantas Industriales, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, Informe Final a CONACYT, México, Abril Normas Oficiales Mexicanas de Eficiencia Energética Vigentes. 16. Eficiencia energética en edificaciones, envolvente de edificios no residenciales. 17. NOM-009-ENER-1995 Eficiencia energética en aislamientos térmicos industriales. 18. NOM-011-ENER-2002 Eficiencia energética en acondicionadores de aire tipo central, paquete o dividido. Límites, métodos de prueba y etiquetado. 19. NOM-013-ENER Eficiencia energética para sistemas de alumbrado en vialidades y áreas exteriores públicas.