Dirección General de Educación Superior Tecnológica

Transcripción

1 Dirección General de Educación Superior Tecnológica 1. Datos Generales de la asignatura Nombre de la asignatura: Clave de la asignatura: Créditos (Ht-Hp-créditos): Carrera: Líneas de y flujo de potencia CEF Ingeniería en Energías Renovables 2. Presentación Caracterización de la asignatura La asignatura tiene como objetivo aportar al estudiante el entendimiento de lo que ocurre al transportar la energía eléctrica de un punto a otro, así como la problemática que conlleva las variaciones de energía dentro de la misma red eléctrica sin cambiar los parámetros físicos de la instalación El estudiante entenderá los fenómenos que ocurren en las líneas de de energía. El mover energía de un punto a otro tiene implicaciones importantes para todo un sistema como el nuestro que se encuentra totalmente interconectado, ya que las líneas que se encuentran sin carga tienen efectos importantes ante todo el sistema eléctrico y trayendo afecciones importantes al sistemas, así como las que están con sobre carga. La asignatura tiene como objeto hacer entender al estudiante como la instalación propia de la línea genera afectaciones en el sistema eléctrico donde se encuentra, las cuales son importantes de ser consideradas para el buen funcionamiento del sistema para poder evitar fluctuaciones en el voltaje derivados de efectos capacitivos como inductivos. La modelación de líneas de son de suma importancia ya que estas tienen un impacto sumamente importante en la calidad de la energía que se recibe o se entrega en un punto específico permitiendo tener dividendos a los interesados o pérdidas. Esta materia tiene relación con materias como circuitos eléctricos I y II máquinas eléctricas, subestaciones, ya que esta conjunta el conocimiento de todas estas y permite generar uno nuevo. Intención didáctica

2 La fundamentación matemática tendrá un impacto importante y definitivo para el correcto entendimiento de lo que ocurre en los sistemas eléctricos de potencia. En el tema 1 se verá cuales son los circuitos equivalentes para el análisis de los sistemas trifásicos y como se interrelacionan, empezará a entender como el flujo de potencia se da en los sistemas trifásicos. En el tema 2 se verán los efectos resistivos e inductivos que una línea de tiene y como estos efectos afectan al sistema eléctrico en general, tanto trifásicos como monofásicos alterando el flujo de potencia que se tiene en el sistema. En el tema 3 se verán los efectos resistivos e capacitivos que una línea de tiene y como estos efectos afectan al sistema eléctrico en general, tanto trifásicos como monofásicos alterando el flujo de potencia que se tiene en el sistema. En el tema 4 se hace la modelación completa de los sistemas de potencia tanto para líneas cortas como para sistemas largos. El enfoque que debe de tomar todos los temas es desde el punto de vista que es lo que ve el generador y cuáles son las pérdidas que un sistema eléctrico tendría si no se toma en cuenta estos factores y como dependiendo del porteo que designe CFE afecta en forma directa al sistema y como afectaría en un sistema industrial no considerar estas afectaciones. La realización de tablas comparativas como la investigación serán dos instrumente importante para el mejor entendimiento de los modelos matemáticos que estos sistemas presentan. El profesor se tiene como objetivo ser un facilitador para el alumno de esta forma el alumno desarrollara las competencias genéricas y específicas que demanda esta materia para su mejor aprovechamiento. 3. Participantes en el diseño y seguimiento curricular del programa Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Cd. Victoria. Septiembre 2013 Participantes MDHD. Jesús David Burgos Quiroz M.C. Ana Gabriela Zúñiga Medina M.C. Héctor Coronado Reyes Observaciones 4. Competencias a desarrollar

3 Competencia general de la asignatura Desarrollar competencia de diseñar sistemas eléctricos donde involucren líneas de de potencia de alta, media y baja tensión, así como los requerimientos mínimos necesarios para poder determinar si esta son seguras en instalaciones ya existentes. Competencias específicas Desarrollar la habilidad de calcular líneas de para que cumpla la NOM vigente así como los sistemas que den seguridad a los usuarios de estas, permitiendo la interconexión de los sistemas en forma segura y eficiente. Sin olvidar el dimensionamiento correcto y selección más adecuado para la aplicación específica. Competencias genéricas El estudiante desarrollará las competencias genéricas sobre investigación de temas técnico-científicos como la habilidad de redactar informes técnicos donde intervenga sistemas eléctricos de interconexión. Así como las capacidades de evaluar analizar y comprender sistemas eléctricos 5. Competencias previas de otras asignaturas Competencias previas Realizar conexiones eléctricas, conocer materiales de uso eléctrico y magnético, usar adecuadamente los instrumentos de medición eléctrica, interpretar y resolver circuitos eléctricos de primer y segundo orden en corriente directa y/o en estado transitorio, corriente alterna y corriente directa, conocer las leyes del electromagnetismo. 6. Temario Temas Subtemas No. Nombre 1. Principios de análisis 1.1. Circuito equivalente fase neutro 1.2. Circuito equivalente fase fase 1.3. Análisis de potencia del circuito fase neutro en ac

4 1.4. Análisis de potencia compleja 1.5. Triángulo de potencia 1.6. Dirección de flujo de potencia 1.7. Análisis de corriente y voltaje en circuito tarifáis o balanceado 1.8. Análisis con cambio de base PU 2. Circuito equivalente inductivo de líneas 2.1. Tipo de conductores en líneas de 2.2. Resistencia 2.3. Cálculo de resistencia en líneas de 2.4. Definición de análisis de inductancia 2.5. Inducían dentro de conductor eléctrico 2.6. Pérdidas de flujo entre dos puntos entre un conductor aislado y un punto 2.7. Inductancia de un sistema monofásico de dos hilos 2.8. Inductancia de conductores de líneas conforme su composición 2.9. Tablas de conductores GMR Inductancia entre líneas de sistemas trifásicos separados equidistantemente Inductancia entre líneas de sistemas trifásicos separados asimétricamente Topología de conductores para líneas de alta tensión Circuito paralelo para líneas trifásicas Cálculo de impedancia para sistemas trifásicos 3. Circuito equivalente captivo de líneas 3.1. Campo eléctrico a los largo de un conductor eléctrico 3.2. Diferencial de potencial entre dos puntos 3.3. Capacitancia entre dos líneas 3.4. Capacitancia entre líneas de sistemas trifásicos separados simétricamente 3.5. Capacitancia entre líneas de sistemas

5 trifásicos separados asimétricamente 3.6. Efecto capacitivo generado por la tierra en sistemas trifásicos 3.7. Topología de conductores para líneas de alta tensión 3.8.Circuito paralelo para líneas trifásicas 3.9. Cálculo de capacitancia para sistemas trifásicos 4. Modelo de líneas 4.1. Representación de líneas 4.2. Modelo de líneas cortas de 4.3. Modelo de líneas de longitud media de líneas de 4.4. Modelo de líneas de longitud larga de líneas de 4.5. Planteamiento de la ecuación diferencial que modela las largas líneas de 4.6. Interpretación de la ecuación diferencial de largas líneas de 4.7. Forma hiperbólica de la ecuación diferencial de largas líneas de 4.8. Circuito equivalente de largas líneas de 4.9. Flujo de potencia a través de las líneas de potencia Compensación reactiva de las líneas de Efectos transitorios en líneas de Efecto de hola en líneas de Efectos de reflexión en líneas de Corriente directa líneas de Análisis de redes de dos puertos 5. Flujo de potencia 5.1. Datos para el cálculo de flujo de

6 potencia 5.2. El método Gauss Seidel 5.3. Método Newton Raphson 5.4. Control de potencia en el sistema 5.5. Especificaciones del bus de voltaje 5.6. Banco de capacitores para control de flujo de potencia 5.7. Control por medio de transformadores 7. Actividades de aprendizaje Principios de análisis Tema Especifica (s) Entender cuáles son los circuitos eléctricos y la forma de cómo se hacen el análisis de circuitos eléctricos Actividades de aprendizaje Resolver problemas de circuitos eléctricos ocupando los circuitos equivalentes de los sistemas trifásicos y monofásicos. Genéricas Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente en sistemas de distribución eléctrica que operen en sistemas isla y o cogeneración. Habilidades de buscar procesar y analizar la información que provengan de fuentes diversas Circuito equivalente inductivo de líneas Tema Actividades de aprendizaje Especifica (s) Encontrar los modelos equivalentes de los sistemas trifásicos donde se incluya el efecto inductivo y resistivo solamente Resolver problemas de modelación de líneas solamente considerando los efectos resistivos e inductivos de la línea

7 Genéricas Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente en sistemas de distribución eléctrica que operen en sistemas isla y o cogeneración. Habilidades de buscar procesar y analizar la información que provengan de fuentes diversas Circuito equivalente capacitivo de líneas Tema Actividades de aprendizaje Especifica (s) Encontrar los modelos equivalentes de los sistemas trifásicos donde se incluya el efecto capacitivo y resistivo solamente Genéricas Resolver problemas de modelación de líneas solamente considerando los efectos resistivos y capacitivos de la línea Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente en sistemas de distribución eléctrica que operen en sistemas isla y o cogeneración. Habilidades de buscar procesar y analizar la información que provengan de fuentes diversas Modelo de líneas Tema Actividades de aprendizaje Especifica (s) Desarrollar modelos completos de los circuitos trifásicos donde se incluya efectos Resolver problemas de modelación de

8 resistivos capacitivos e inductivos tanto en líneas cortas como líneas largas. líneas Determinar las afectaciones de los efectos inductivos y capacitivos tienen en las líneas de como Genéricas Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente en sistemas de distribución eléctrica que operen en sistemas isla y o cogeneración. Habilidades de buscar procesar y analizar la información que provengan de fuentes diversas Flujo de potencia Tema Actividades de aprendizaje Especifica (s) Analizar flujos de potencias y técnicas para poder controlar estos Resolver problemas de modelación de líneas. Genéricas Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente en sistemas de distribución eléctrica que operen en sistemas isla y o cogeneración. Habilidades de buscar procesar y analizar la información que provengan de fuentes diversas 8. Prácticas (para fortalecer las competencias de los temas y de la asignatura)

9 Hacer programas y/o hacer modelaciones en software o paquetes informativos que simulen los efectos capacitivos inductivos de una red de. 9. Proyecto integrador (Para fortalecer las competencias de la asignatura con otras asignaturas) Resolver un sistema trifásico de una línea de 10. Evaluación por competencias (específicas y genéricas de la asignatura) Realizar cuadros comparativos Examen de conocimientos Realizar proyecto de fin de curso. 11. Fuentes de información (actualizadas considerando los lineamientos de la APA*) Abreu, A. (2005). Calidad de potencia eléctrica en redes de distribución. Venezuela: ENELVEN. Cortés, M. A. (2009). Calidad de la Energía Eléctrica. Puebla: ITP-SEP. Harper, E. (s.f.). El ABC de la calidad de la energía eléctrica. México: LIMUSA. José Carpio, J. V.-I. (2013). Alimentación de cargas críticas y calidad de la energía eléctrica (ebook). UNED. Martínez, M. M. (202). Calidad de la energía y análisis armónicos en sistemas eléctricos. Morelia: ITM-PGIIE. Roger C. Dugan, M. F. (1996). Electrical Power Systems Quality. USA: Mc Graw-Hill. Santiago Barcón, R. G. (2011). Calidad de la Energía. Factor de potencia y filtrado de armónicas.. México: McGraw Hill. Sendra, J. B. (2011). Eficiencia en el uso de la energía eléctrica. España: Marcombo. Velasco, J. A. (2008). Coordinación de aislamiento en redes eléctricas de alta tensión. España: Mc Graw-Hill.

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