TECNOLOGÍA ELÉCTRICA INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSTRIAL PLAN DE LA ASIGNATURA TITULACIÓN PRIMER CURSO PRIMER CUATRIMESTRE

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1 PLAN DE LA ASIGNATURA TECNOLOGÍA ELÉCTRICA TITULACIÓN INGENIERÍA EN ORGANIZACIÓN INDUSTRIAL PRIMER CURSO PRIMER CUATRIMESTRE DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS UNIVERSIDAD DE SEVILLA SEPTIEMBRE DE 2005

2 1. Datos de la asignatura Nombre: Tecnología Eléctrica Titulación: Ingeniería en Organización Industrial Descriptores: Generación, transporte y distribución de energía eléctrica Departamento: Ingeniería Eléctrica Escuela Superior de Ingenieros Camino de los Descubrimientos s/n Sevilla Tel: Fax: Curso: Primero Tipo: Troncal Cuatrimestre: Primero Créditos: 4,5 2. Profesorado de la asignatura Nombre Puesto Correo Teléfono docente electrónico Despacho Dr. José Luis Martínez Ramos TU (2) Ext. 104 jlmr@esi.us.es 14 Dr. Jesús Riquelme Santos (1) TU (2) Ext. 112 jsantos@us.es 13 (1) Coordinador de la asignatura (2) Profesor Titular de Universidad 3. Horario de tutorías Los horarios de tutorías que se incluyen en este documento corresponden a los previstos para el curso académico 2004/2005. Si por cualquier circunstancia el horario de tutorías de algún profesor se viera modificado, se comunicará a los alumnos el cambio mediante su publicación en el Tablón de Anuncios del Departamento de Ingeniería Eléctrica. Nombre Dr. José Luis Martínez Ramos Dr. Jesús Riquelme Santos Horario de tutorías Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes 3. Objetivos docentes Esta asignatura tiene como finalidad el proporcionar al alumno unos conocimientos básicos y generales de la constitución, componentes y modo de funcionamiento de los sistemas eléctricos, comprendiendo la generación, el transporte y la distribución de la energía eléctrica, equipos e instalaciones involucradas, así como una introducción a los distintos tipos de motores eléctricos y a la contratación de energía eléctrica en sus vertientes de mercado libre y tarifas eléctricas El objetivo principal de esta asignatura troncal es que el alumno de la titulación de Ingeniería en Organización Industrial adquiera unos conocimientos básicos de la ingeniería eléctrica que con toda seguridad le van a ser de mucha utilidad en su práctica profesional. De esta forma, e 1

3 independientemente de la especialización propia de la titulación, la asignatura forma una parte fundamental en la formación exigible a un ingeniero en organización industrial. 4. Metodología docente El contenido de la asignatura es principalmente tecnológico. Los instrumentos formativos que se utilizarán son: - Clases y seminarios de teoría. - Clases de problemas. - Trabajos voluntarios de profundización. Las clases y seminarios de teoría estimularán el aprendizaje de los conocimientos teóricos de la materia objeto de la asignatura, para lo que se contará con el apoyo de medios audiovisuales y, en la medida de lo posible, visitas a instalaciones industriales. Las clases de problemas son el complemento natural de las clases de teoría, planteándose cuestiones prácticas y realistas que proporcionen al alumno una visión de conjunto, así como ejemplos de aplicación de aquellos conceptos expuestos en las clases teóricas. Los trabajos voluntarios permitirán a los alumnos que así lo deseen, profundizar en los temas tratados en las clases, mediante la resolución de problemas prácticos de mayor envergadura, representativos de los problemas que tendrán que afrontar en su vida profesional. Dichos trabajos incluirán la presentación de una memoria explicativa de las soluciones adoptadas, memoria que servirá para evaluar el trabajo realizado. En principio, se propondrán cuatro trabajos voluntarios de los temas más relevantes, de entre los cuales el alumno podrá elegir realizar varios, ninguno o incluso la totalidad de los trabajos ofrecidos. Para facilitar el seguimiento de la asignatura por parte de los alumnos que compaginan su actividad laboral con los estudios, así como para facilitar el estudio a los alumnos que asistan a las clases presénciales, se pondrá todo el material de la asignatura a disposición de los alumnos que así lo soliciten para su acceso a través de medios telemáticos, incluyendo todas las transparencias de clase, vídeos y material complementario, problemas resueltos y los exámenes de cursos precedentes. Dicho acceso se realizará mediante una clave proporcionada al alumno tras petición por parte de éste. 5. Requisitos específicos No existen requisitos específicos para poder seguir de forma conveniente la asignatura. En cualquier caso, al ser ésta una asignatura tecnológica, es de interés que el alumno haya estudiado la asignatura básica Teoría de Circuitos, bien en su titulación de procedencia (Ingenierías Técnicas), bien como complemento de formación. 6. Criterios de evaluación Se prevé la realización de tres exámenes al año: cuatrimestral (enero-febrero), final (juniojulio) y septiembre. Las fechas, horas y lugar concreto de cada examen se anunciará con una antelación mínima de una semana en el Tablón de Anuncios del Departamento de Ingeniería Eléctrica, independientemente de la publicación de las fechas de exámenes por parte de la Dirección de la Escuela. 2

4 La calificación será el resultado de varios conceptos y cada uno de ellos será valorado de 0 a 10. El sistema de calificación que se empleará será el de ponderación con mínimos. Es decir, cada concepto tendrá un coeficiente de ponderación y un mínimo. Para lograr la calificación de aprobado será necesario que la calificación de cada concepto iguale o supere el mínimo correspondiente y que el resultado de la ponderación iguale o supere el 5,0. Para la evaluación del alumno se tomarán en consideración las calificaciones de: - Los exámenes. - Los trabajos voluntarios. Todos los exámenes consistirán en dos ejercicios escritos, uno de teoría y otro de problemas, con la misma ponderación en la nota final. Cada uno de ellos podrá tener a su vez varias partes. Salvo indicación contraria, cada ejercicio de dicho examen tendrá el mismo peso en la calificación. Para aprobar un examen es necesario que la nota ponderada correspondiente iguale o supere la calificación de Aprobado 5,0 y que las calificaciones de los ejercicios de teoría y de problemas, ambas por separado, superen o igualen un mínimo de 3,5 puntos. Es decir, que se verifiquen las dos condiciones siguientes: N T > 3,5 N : P > 3,5 T : T + P = > 5,0 P : 2 Nota del examen Nota del ejercicio de teoría Nota del ejercicio de problemas No obstante lo anterior y una vez comprobada la dificultad real de cada ejercicio, los profesores podrán aplicar un sistema de ponderación o unas calificaciones mínimas distintos, manteniéndose en todo caso el derecho del alumno a ser calificado por aquél de los dos sistemas que le sea más favorable. Los trabajos voluntarios realizados servirán para incrementar la nota obtenida hasta en un máximo de 2 puntos, siempre que se haya obtenido al menos 4.0 puntos en el examen. Una vez establecida la lista de aprobados y de suspensos aplicando los criterios anteriores, podrá establecerse una corrección de las calificaciones de los alumnos aprobados con objeto de mejorarlas globalmente en el caso de que los profesores estimen que el resultado final no refleja adecuadamente la calidad del trabajo realizado por los alumnos. La fórmula para obtener la calificación corregida será, en su caso, del tipo: CFC : Calificación final corregida CFC = 5 + K( CF 5) CF : Calificación final K : Coeficiente mayor que la unidad 3

5 7. Programa de la asignatura TEMA 1 Sistemas eléctricos de potencia Apartado 1.1 Introducción Apartado 1.2 Evolución histórica de las redes eléctricas Apartado 1.3 Estructura de las redes eléctricas Apartado 1.4 Explotación y control de un sistema eléctrico Apartado 1.5 El Sistema Eléctrico Español Apartado La generación de energía eléctrica Apartado El transporte y la distribución de energía eléctrica Apartado El contexto económico Apartado El contexto regulador TEMA 2 Fundamentos de electrotecnia Apartado 2.1 Circuitos en corriente alterna Apartado Señales senoidales y fasores Apartado Componentes básicos en régimen permanente senoidal Apartado Potencia y energía en régimen permanente senoidal Apartado 2.2 Circuitos trifásicos Apartado Circuitos equivalentes monofásicos Apartado Potencia y energía en circuitos trifásicos Apartado 2.3 Conceptos básicos de electromagnetismo Apartado 2.4 Máquinas eléctricas rotativas Apartado Generación de tensiones trifásicas Apartado Generación de campos magnéticos giratorios Apartado Frecuencia eléctrica y velocidad de giro TEMA 3 Generación de energía eléctrica: centrales eléctricas Apartado 3.1 Introducción Apartado 3.2 Centrales hidráulicas Apartado Estructura de las centrales hidráulicas Apartado Clasificación de las centrales hidráulicas Apartado Tipos de turbinas hidráulicas Apartado 3.3 Centrales térmicas Apartado Centrales térmicas convencionales Apartado Centrales nucleares Apartado Centrales con turbinas de gas Apartado Centrales de ciclo combinado Apartado 3.4 Centrales no convencionales Apartado Parques eólicos Apartado Cogeneración Apartado Centrales de energía solar Apartado Otros tipos de centrales Apartado 3.5 Consideraciones técnicas y económicas en la utilización de las centrales Apartado 3.6 Generadores síncronos Apartado Principio de funcionamiento 4

6 Apartado Circuito equivalente Apartado Modos y límites de funcionamiento Apartado Regulación de velocidad TEMA 4 Transporte de energía eléctrica: subestaciones y centros de transformación Apartado 4.1 Introducción Apartado 4.2 Transformadores de potencia Apartado Principio de funcionamiento Apartado Circuito equivalente Apartado Transformadores trifásicos Apartado Ensayos del transformador Apartado Rendimiento del transformador Apartado Caída de tensión y efecto Ferranti Apartado Refrigeración del transformador Apartado Placa de características Apartado 4.3 Subestaciones eléctricas Apartado Estructura característica de una subestación Apartado Aislamiento eléctrico Apartado Aparamenta de maniobra y corte Apartado Aparamenta de protección y medida Apartado Esquemas eléctricos de subestaciones Apartado 4.4 Centros de transformación Apartado Centros de transformación de interior Apartado Centros de transformación de intemperie TEMA 5 Líneas de transporte de energía eléctrica Apartado 5.1 Introducción Apartado 5.2 Líneas aéreas Apartado Elementos constitutivos de una línea aérea Apartado Tipos de apoyos en líneas aéreas Apartado 5.3 Cables subterráneos Apartado 5.4 Parámetros eléctricos de líneas Apartado 5.5 Modelos equivalentes de líneas eléctricas Apartado 5.6 Regulación de tensión en líneas eléctricas Apartado 5.7 Capacidad de transporte Apartado 5.8 Estructura de las redes eléctricas: transporte y distribución TEMA 6 Consumo de energía eléctrica: instalaciones receptoras Apartado 6.1 Introducción Apartado 6.2. Esquemas eléctricos Apartado 6.3 Cálculo de instalaciones receptoras Apartado Previsión de cargas Apartado Elección del tipo y sección de conductor Apartado Elección del tipo y sección de canalización Apartado Conductores de neutro y redes de puesta a tierra Apartado 6.4 Protección contra sobreintensidades 5

7 Apartado 6.5 Protección contra contactos directos e indirectos Apartado 6.6 Corrección del factor de potencia TEMA 7 Máquinas eléctricas rotativas Apartado 7.1 Introducción Apartado 7.2 Motores de inducción Apartado Principio de funcionamiento Apartado Circuito equivalente Apartado Curvas características Apartado Rendimiento de un motor de inducción Apartado Placa de características Apartado 7.3 Motores de corriente continua Apartado 7.4 Motores síncronos Apartado 7.5 Motores monofásicos Apartado 7.6 Grado de protección de un motor Apartado 7.7 Tipos de servicio Apartado 7.8 Selección de un motor TEMA 8 El Mercado Español de Energía Eléctrica Apartado 8.1 Introducción Apartado 8.2 Estructura y agentes participantes en el mercado Apartado 8.3 Consumidores cualificados Apartado 8.4 Consumidores a tarifa: tarifas eléctricas Apartado Estructura general de las tarifas eléctricas Apartado Facturación básica Apartado Modos de facturación de la potencia Apartado Complemento por discriminación horaria Apartado Complemento por consumo de potencia reactiva Apartado Otros complementos Apartado Impuestos y otros conceptos Apartado Elección de la tarifa más conveniente Apartado 8.5 Derechos y obligaciones de los consumidores 6

8 8. Cronograma previsto El cronograma que se presenta a continuación se basa en la experiencia de años anteriores y podrá ser modificado por circunstancias imprevistas o a criterio del profesor en función de las dificultades específicas que el grupo de alumnos encuentre en alguna de las partes del temario. Asimismo, se estructura en un cuatrimestre de 15 semanas, con dos clases a la semana de 1.5 horas de duración, lo que hacen un total de 45 horas de docencia, equivalentes a los 4.5 créditos de la asignatura. Tema Duración Duración Trabajos (semanas) (clases) voluntarios 1. Sistemas eléctricos de potencia Fundamentos de electrotecnia Generación de energía eléctrica: 2 4 centrales eléctricas 4. Transporte de energía eléctrica: subestaciones y centros de transformación 5. Líneas de transporte de energía eléctrica Consumo de energía eléctrica: instalaciones receptoras 7. Máquinas eléctricas rotativas El Mercado Español de Energía Eléctrica TOTAL Bibliografía Bibliografía básica Colección de transparencias de apoyo a las clases teóricas. Problemas de clase resueltos Exámenes de convocatorias previas Revisión de conceptos básicos J.R. Rosell, Circuitos Eléctricos Monofásicos y Trifásicos. Edicions de la Universitat de Lleida, ISBN Específicos de Tecnología Eléctrica J. Roger, M. Riera y C. Roldán, Tecnología Eléctrica. Editorial Síntesis. ISBN F. Martínez, Tecnología Eléctrica. Paraninfo, ISBN N. Moreno, A. Bachiller, J.C. Bravo, Problemas resueltos de Tecnología Eléctrica, Thomson, ISBN J.A. Navarro, A. Montañés, A. Santillán, Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión. Paraninfo, ISBN V. León, A. Cazorla, J. Montañana, J. Giner, Cuadernos de fundamentos de tecnología eléctrica. 2003, ISBN

9 O. Boix, L. Sainz, F. Córcoles, F.J. Suelves, Tecnología Eléctrica Vol. I y II. CPDA, 2000, ISBN Máquinas Eléctricas S. Chapman, Máquinas Eléctricas, McGraw-Hill, ISBN J. Fraile Mora, Máquinas Eléctricas, McGraw-Hill, ISBN J. Sanz Feito, Máquinas Eléctricas, Prentice Hall, ISBN Direcciones web de interés Legislación del sector eléctrico: Operador del mercado eléctrico español: Operador del sistema eléctrico español: Transportista del sistema eléctrico español: Patronal de empresas del sector eléctrico: Ubicación del Departamento y sus laboratorios Departamento de Ingeniería Eléctrica. Planta Primera 8

10 MDM SCM MCGC JMMO MBP AMM JMM PZP 02 Centro de Cálculo 01 Secretaría AVJ 05 Seminario 18 PCR 07 ERR 17 JARM JRS Biblioteca AGE JLMR FPS ATG 15 FGV MBP MCGC PCR MDM AGE FGV JLMR JMMO FPS JRS ERR JARM ATG AVJ PZP SCM AMM JMM Manuel Burgos Payán Manuel Casal Gómez-Caminero Pedro Cruz Romero Marío Durán Martínez Antonio Gómez Expósito Francisco González Vázquez José L. Martínez Ramos José Mª Maza Ortega Francisco Parreño Sánchez Jesús Riquelme Santos Esther Romero Ramos José A. Rosendo Macías Angel Trigo García Antonio de la Villa Jaén Pedro Zarco Periñán Sergio Ceballos Mannozzi Alejandro Marano Marcolini Juan Manuel Mauricio 16 W.C. Departamento de Ingeniería Eléctrica. Distribución de despachos Laboratorios del Departamento de Ingeniería Eléctrica 9