DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA

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1 DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA ASIGNATURA: Nombre en Inglés: ELECTRICAL PROTECTION SYSTEMS Código UPM: MATERIA: CRÉDITOS ECTS: 4,5 CARÁCTER: ASIGNATURA DE ITINERARIO IMPARTIDO EN LA EUITI TITULACIÓN: GRADUADO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA TIPO: OBLIGATORIA CURSO: CUARTO SEMESTRE: SÉPTIMO CURSO ACADÉMICO PERIODO IMPARTICION Septiembre- Enero Febrero - Junio IDIOMA IMPARTICIÓN Sólo castellano Sólo inglés Ambos GUÍA DE APRENDIZAJE Página 1 de 15

2 DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA COORDINADOR Julio Amador Guerra PROFESORADO Julio Amador Guerra NOMBRE Y APELLIDO DESPACHO Correo electrónico Julio Amador Guerra A-130 [email protected] CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON NORMALIDAD LA ASIGNATURA ASIGNATURAS SUPERADAS Instalaciones eléctricas de baja Teoría de circuitos III OBJETIVOS DE APRENDIZAJE COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA Código COMPETENCIA NIVEL CE 20 CE 21 CE 22 CE 23 CG 1 CG 3 CG 6 CG 7 Conocimientos sobre el control de máquinas y accionamientos eléctricos y sus aplicaciones. Capacidad para el cálculo y diseño de instalaciones eléctricas de baja y media. Capacidad para el cálculo y diseño de instalaciones eléctricas de alta. Capacidad para el cálculo y diseño de líneas eléctricas y transporte de energía eléctrica. Conocer y aplicar conocimiento de ciencias y tecnologías básicas a la práctica de la ingeniería industrial. Aplicar los conocimientos adquiridos para identificar, formular y resolver problemas dentro de contextos amplios y multidisciplinarios, siendo capaces de integrar conocimientos, trabajando en equipos multidisciplinarios. Poseer las habilidades de aprendizaje que permitan continuar estudiando a lo largo de toda la vida para un desarrollo profesional adecuado Incorporar las TIC y las tecnologías y herramientas de la Ingeniería Industrial en sus actividades profesionales. Conocimiento Análisis Aplicación Conocimiento Análisis Aplicación Conocimiento Análisis Aplicación Conocimiento Análisis Aplicación Conocimiento Análisis Síntesis Aplicación Aplicación GUÍA DE APRENDIZAJE Página 2 de 15

3 Código RA-01 RA-02 RA-03 RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Capacidad para el cálculo y selección de las protecciones eléctricas de sobreintensidad a emplazar en instalaciones eléctricas de baja Capacidad para el cálculo y selección de la protección de personas en instalaciones eléctricas de baja Capacidad para el cálculo y selección de las protecciones eléctricas de sobreintensidad a emplazar en instalaciones eléctricas de alta GUÍA DE APRENDIZAJE Página 3 de 15

4 CONTENIDOS Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) TEMA / CAPÍTULO Tema 1: Apertura de un circuito eléctrico Tema 2: Constitución de interruptores automáticos Tema 3: Interruptores automáticos domésticos Tema 4: Interruptores automáticos industriales Tema 5: Cálculo de cortocircuitos APARTADO 1.1. Tipos de intensidades 1.2. Arco eléctrico 1.3. Tensión de arco 1.4. Condiciones de extinción del arco eléctrico 1.5. Limitación de las corrientes de cortocircuito 1.6. Solicitación térmica del cortocircuito 2.1. Funciones de los interruptores automáticos 2.2. Contactos principales 2.3. Cámara de ruptura 2.4. Relés de disparo 2.5. Mandos y envolventes 2.6. Interruptor automático versus fusible 3.1. Resumen de características 3.2. Intensidad nominal 3.3. Poder de corte 3.4. Poder de corte de servicio 3.5. Curvas características tiempo-corriente 3.6. Curvas de limitación 3.7. Marcas panel frontal 3.8. Curvas de solicitación térmica 4.1. Clasificación 4.2. Poder de corte último 4.3. Poder de corte de servicio 4.4. Categoría de empleo 4.5. Poder de cierre 4.6. Curvas características tiempo-corriente 4.7. Clasificación según la forma de instalación 4.8. Comparación normas UNE EN y Introducción y tipos de cortocircuitos 5.2. Cálculo de corrientes de cortocircuito según norma UNE EN Impedancia de cortocircuito de los componentes de la instalación 5.4. Cálculo de la corriente de cortocircuito trifásica inicial 5.5. Aportación de motores 5.6. Caso de varios transformadores en paralelo 5.7. Cálculo de la corriente de cortocircuito bifásica y monofásica inicial 5.8. Métodos de cálculo simplificados Indicadores de logro relacionados LO-01 LO-02 LO-02 LO-02 LO-03 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 4 de 15

5 TEMA / CAPÍTULO Tema 6: Selección de interruptores automáticos de baja Tema 7: Selectividad Tema 8: Aplicaciones específicas Capítulo 2. Protección de personas Tema 9: Instalaciones de puesta a tierra Capítulo 2. Protección de personas Tema 10: Protección frente a contactos directos e indirectos CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) APARTADO 6.1. ITC-BT-22 Protección contra sobreintensidades 6.2. Intensidad asignada. Zona sobrecargas de la curva de disparo 6.3. Poder de corte 6.4. Umbral de cortocircuito. Zona de cortocircuitos de la curva de disparo 6.5. Caso de estudio: un transformador 6.6. Caso de estudio: varios transformadores en paralelo 6.7. Número de polos 7.1. Concepto y tipos de selectividad 7.2. Selectividad frente a sobrecargas Selectividad amperimétrica Selectividad cronométrica 7.3. Selectividad frente a cortocircuitos Selectividad cronométrica Selectividad amperimétrica Coordinación de interruptores automáticos Selectividad energética Selectividad lógica 7.4. Selectividad entre interruptores automáticos y fusibles Protección serie del interruptor automático Interruptor automático aguas arriba 8.1. Maniobra y protección de motores 8.2. Generadores 8.3. Cuadros eléctricos con grupos electrógenos 8.4. Sistemas de alimentación ininterrumpida 8.5. Protección de cuadros eléctricos con SAIs 8.6. Protección de baterías de condensadores 9.1. Tipos de puesta a tierra 9.2. Partes de una instalación de puesta a tierra 9.3. Principio de funcionamiento 9.4. Resistencia de tierra 9.5. Tipos de puesta a tierra 9.6. Esquemas de conexión a tierra en baja 9.7. Tierras únicas o independientes Riesgos de la utilización de la electricidad Efectos biológicos de la corriente eléctrica Métodos de protección contra contactos directos Métodos de protección contra contactos indirectos Indicadores de logro relacionados LO-04 LO-05 LO-06 LO-07 y LO-08 LO-09 y LO-10 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 5 de 15

6 TEMA / CAPÍTULO Capítulo 2. Protección de personas Tema 11: Esquema TT. Protección diferencial Capítulo 2. Protección de personas Tema 12: Esquema TN Capítulo 2. Protección de personas Tema 13: Esquema IT Capítulo 3. Protecciones en alta Tema 14: Introducción a las protecciones en alta Capítulo 3. Protecciones en alta Tema 15: Transformadores de intensidad CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) APARTADO Análisis del esquema TT Condiciones de protección esquema TT Interruptores diferenciales Selección de interruptores diferenciales Selectividad entre interruptores diferenciales Protección contra incendios Caso de estudio: Cálculo de esquema TT Análisis del esquema TN-S Análisis del esquema TN-C Condiciones de protección esquema TN Longitud máxima protegida Caso de estudio: Cálculo esquema TN-C Caso de estudio: Cálculo esquema TN-S Análisis del esquema IT Cálculo de la intensidad de defecto Condiciones de protección primer defecto. Vigilantes de aislamiento Condiciones de protección doble defecto en distinta fase Caso de estudio: Cálculo esquema IT con tierra única Caso de estudio: Cálculo esquema IT con tierras independientes Resumen y conclusiones Tipos de defectos Componentes, funciones y emplazamiento de los sistemas de protección Zonas de protección Introducción a los relés de protección Esquemas de conexión del neutro en alta Características funcionales y constructivas Esquemas de conexión Características técnicas Diferencias entre TI de medida y TI de protección Caso de estudio: selección de TI Indicadores de logro relacionados LO-11 LO-12 LO-13 LO-14 y LO-15 LO-16 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 6 de 15

7 TEMA / CAPÍTULO Capítulo 3. Protecciones en alta Tema 16: Transformadores de Capítulo 3. Protecciones en alta Tema 17: Protección de sobreintensidades Capítulo 3. Protecciones en alta Tema 18: Esquemas de protecciones en subestaciones tipo CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) APARTADO Características funcionales y constructivas Esquemas de conexión Características técnicas Selección de transformadores de Protección de sobreintensidad de tiempo inverso Caso de estudio: ejemplo de selección de relés de tiempo inverso Protección de sobreintensidad de tiempo fijo Protección de transformadores de distribución Caso de estudio: protección de transformador de aceite con fusible de expulsión Caso de estudio: protección de transformador seco con relé de sobreintensidad Funciones de protección Protección direccional de fases Protección direccional de neutro Protección diferencial Protección de distancia Identificación de protecciones Esquema de protecciones en subestación tipo con neutro impedante Esquema de protecciones en subestación tipo con neutro aislado Indicadores de logro relacionados LO-17 LO-18 LO-19 y LO-20 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 7 de 15

8 BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS Y METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS CLASES DE TEORIA Los conceptos básicos de cada tema serán presentados mediante clases expositivas CLASES PROBLEMAS Dado el carácter práctico de esta asignatura la base del método de enseñanza será la realización de casos de estudio que consistirán en un ejemplo de aplicación de cada una de las partes fundamentales consideradas. El profesor desarrollará un ejemplo tipo de cada caso de estudio, posteriormente los alumnos en grupo resolverán un caso similar. PRÁCTICAS El proceso de aprendizaje estará también basado en la identificación de componentes y su marcado y en la realización de esquemas de conexión de los paneles de protección de baja y de alta de los que se dispone. Se completará la realización y manejo de programas informáticos para el diseño de instalaciones eléctricas de baja utilizados en la asignatura Instalaciones eléctricas de baja. TRABAJOS INDIVIDUALES Memorias de las prácticas reflejando contenido y explicación. Tareas sobre algunos contenidos que permitan la identificación de los elementos de las instalaciones eléctricas de baja que forman parte del entorno del alumno. TRABAJOS EN GRUPO En el Laboratorio se utilizan metodologías activas estableciendo equipos de trabajo con el fin de incrementar la participación de los alumnos y su motivación. TUTORÍAS Realización de tutorías individuales o grupales en los horarios habilitados al efecto. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 8 de 15

9 RECURSOS DIDÁCTICOS Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión. Guía de aplicación del REBT. Reglamento de Centrales, Subestaciones y Centros de Transformación Manual Teórico Práctico de Instalaciones Eléctricas en Baja Tensión. Schneider. BIBLIOGRAFÍA Instalaciones eléctricas. Conejo y otros. McGrawHill Manual de instalaciones eléctricas. Carmona. Abecedario. Fundamentos de Instalaciones Eléctricas. F. Barrero, E. González, M. I. Milanés, E. Romero. Editorial Garceta. Proyectos tipo de subestaciones de compañías eléctricas Normas UNE, UNE EN, IEC..etc. RECURSOS WEB Página Ministerio de Industria con legislación española de instalaciones eléctricas y normativas de compañías eléctricas: EQUIPAMIENTO Laboratorio de protecciones eléctricas - Panel de entrenamiento de redes TT, TN e IT - Panel de protecciones de alta Aula de informática GUÍA DE APRENDIZAJE Página 9 de 15

10 CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA MES QUINCENA ACTIVIDADES AULA LABORATORIO TRABAJO INDIVIDUAL TRABAJO EN GRUPO ACTIVIDADES EVALUACIÓN OTROS Sept 1ª 2ª Temas 1 y 2, 3 y 4 Temas 5 y 6 Tema 6 Organización Práctica Interruptores automáticos Práctica programa cálculo instalaciones eléctricas BT Memoria práctica Memoria práctica Tema 7 Práctica programa cálculo instalaciones eléctricas BT Memoria práctica Oct 1ª 2ª Tema 8 Práctica programa cálculo instalaciones eléctricas BT Memoria práctica Temas 9 y 10 Memoria práctica Examen capítulo 1 Tema 11 Problemas red TT Memoria práctica Tema 12 Práctica red TT Memoria práctica GUÍA DE APRENDIZAJE Página 10 de 15

11 MES QUINCENA ACTIVIDADES AULA Nov 1ª 2ª LABORATORIO TRABAJO INDIVIDUAL Tema 13 Práctica red TT y TN Memoria práctica TRABAJO EN GRUPO ACTIVIDADES EVALUACIÓN Tema 14 Práctica red IT Memoria práctica Examen capítulo 2 Temas 15 y 16 Práctica TIs Memoria práctica Tema 17 Práctica TTs Memoria práctica OTROS Dic 1ª Tema 18 Práctica relés sobreintensidad Memoria práctica Examen laboratorio Examen capítulo 3 2ª GUÍA DE APRENDIZAJE Página 11 de 15

12 SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA EVALUACIÓN Ref INDICADOR DE LOGRO Relacionado con RA: LO-01 Comprender la problemática de la apertura de un circuito eléctrico y conocer los fenómenos y variables que influyen RA-01 y RA-03 LO-02 Conocer las partes constituyentes, funcionamiento, parámetros y curvas características de los interruptores automáticos de baja RA-01 LO-03 Calcular corrientes de cortocircuito máximas y mínimas en instalaciones eléctricas de baja RA-01 y RA-03 LO-04 Seleccionar los parámetros y curvas características de los interruptores automáticos en la protección de circuitos generales de RA-01 instalaciones eléctricas de baja LO-05 Analizar la selectividad entre dispositivos de protección de sobreintensidades de instalaciones eléctricas de baja RA-01 LO-06 Seleccionar los parámetros y curvas características de los interruptores automáticos en la protección de circuitos de RA-01 aplicaciones específicas en instalaciones eléctricas de baja LO-07 Comprender el funcionamiento de las instalaciones de puesta a tierra desde el punto de vista de la protección de personas RA-02 LO-08 Estimar la resistencia de puesta a tierra para tomas de tierra habituales en edificios RA-02 LO-09 Conocer los efectos biológicos de la corriente eléctrica RA-02 LO-10 Aplicar los métodos de protección contra contactos directos e indirectos RA-02 LO-11 Analizar instalaciones eléctricas con esquemas de neutro TT con distintas condiciones de fallo RA-02 LO-12 Analizar instalaciones eléctricas con esquemas de neutro TN con distintas condiciones de fallo RA-02 LO-13 Analizar instalaciones eléctricas con esquemas de neutro IT con distintas condiciones de fallo RA-02 LO-14 Conocer los fundamentos de las protecciones de alta RA-03 LO-15 Conocer los esquemas de conexión del neutro en alta RA-03 LO-16 Seleccionar los parámetros y conexionado de transformadores de intensidad RA-03 LO-17 Seleccionar los parámetros y conexionado de transformadores de RA-03 LO-18 Seleccionar los ajustes de relés de sobreintensidad para la protección de transformadores de distribución RA-03 LO-19 Conocer las funciones de protección habituales en subestaciones RA-03 LO-20 Identificar las protecciones en esquemas unifilares de subestaciones tipo RA-03 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 12 de 15

13 EVALUACIÓN SUMATIVA (ACUMULATIVA) BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES EVALUABLES MOMENTO LUGAR EVALUACIÓN CONTINUA Laboratorio Según programación Aula y de la asignatura Laboratorio Teoría y problemas Laboratorio (sólo en el caso de haberlo realizado y suspendido) Teoría y problemas Según programación de la asignatura SÓLO PRUEBA FINAL Según programación del centro Según programación del centro PESO EN LA CALIFICACIÓN 30 % Aula 70 % 30 % 70 % GUÍA DE APRENDIZAJE Página 13 de 15

14 CRITERIOS DE CALIFICACIÓN EVALUACIÓN CONTINUA Laboratorio Las clases prácticas de laboratorio serán obligatorias. La falta de asistencia a dichas prácticas se justificará debidamente. Una o más faltas sin justificar supondrá la no realización de las mismas. Nota Laboratorio = 1/2 Nota Test Laboratorio + 1/2 Nota memorias Condiciones: Nota Test Laboratorio: nota media de las pruebas tipo test realizadas, debe ser igual o mayor a 3,5 puntos Nota memorias: media aritmética de la nota de las memorias de las prácticas realizadas, también se valorará el nivel alcanzado por el alumno en cada práctica, debe ser igual o mayor a 5 puntos El aprobado en el laboratorio tendrá validez mientras no se modifique la programación de la asignatura. Teoría Exámenes sorpresa de teoría, con preguntas tipo test con cuatro opciones, sólo una respuesta correcta y descuenta cada fallo un 25 % del valor de cada pregunta. Condiciones: La nota mínima en cada examen debe ser igual o mayor a 3,5 puntos. La nota de teoría será la media de los exámenes realizados. La nota media debe ser mayor o igual a 5 puntos En caso de cumplir las condiciones anteriores la teoría se libera hasta el examen de enero y se tiene derecho a realizar examen de problemas, realizado según programación. Problemas Examen de problemas que se realizará según programación de la asignatura. Consistirá en varios problemas cortos o uno largo. Nota mínima en el examen de problemas: 4 puntos Asignatura La nota por evaluación continua de la asignatura se calcula como: Nota asignatura = 35 % Nota Teoría + 35 % Nota Problemas + 30 % Nota Laboratorio Para aprobar la asignatura es imprescindible haber realizado y aprobado el laboratorio y que la Nota de Teoría y Problemas sea, cumpliendo las condiciones indicadas, igual o mayor a 5 puntos. Si no se ha cumplido alguna de las condiciones indicadas, la nota de la misma se calculará del mismo modo pero con una nota máxima de 4 puntos sobre 10. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 14 de 15

15 CRITERIOS DE CALIFICACIÓN EVALUACIÓN SÓLO EXAMEN FINAL El examen final se divide en: Prueba de teoría: preguntas tipo test con cuatro opciones, sólo una respuesta correcta y descuenta cada fallo un 25 % del valor de cada pregunta. (sólo en el caso de no seguir evaluación continua o para el caso de haber suspendido la teoría por evaluación continua) Prueba de problemas: problema largo o varios problemas cortos. Prueba de laboratorio (sólo en el caso de haber realizado el laboratorio y haberlo suspendido) La nota del examen final y, por tanto, de la asignatura se calcula como: Nota Examen Final = 50 % Nota Teoría + 50 % Nota Problemas Nota Asignatura = 70 % Nota Examen Final + 30 % Nota Laboratorio Condiciones: Nota del Examen final debe ser mayor o igual a 5 puntos Nota Teoría: o Teoría aprobada en evaluación continua: Nota obtenida según se indica en el apartado de evaluación continua, sólo válida para convocatoria de enero. o Teoría suspendida en evaluación continua o evaluación por sólo examen final: Nota de la Prueba de Teoría realizada en el examen final. Nota de Teoría debe ser igual o mayor a 5 puntos Nota de Problemas debe ser igual o mayor a 4 puntos Nota Laboratorio: o Laboratorio aprobado en evaluación continua: Nota obtenida según se indica en el apartado de evaluación continua o Laboratorio suspendido en evaluación continua: Nota de la Prueba de Laboratorio realizada en el examen final Para aprobar la asignatura es imprescindible haber realizado y aprobado el laboratorio, por tanto, si no se ha aprobado por evaluación continua debe aprobarse la Prueba de laboratorio en el examen final El valor numérico de la nota de laboratorio sólo se considerará para la convocatoria de enero, para la convocatoria de julio y de años siguientes (mientras el aprobado de laboratorio tenga validez) la nota será de 5,0 puntos. Si no se ha cumplido alguna de las condiciones para aprobar la asignatura, la nota de la misma se calculará del mismo modo pero con una nota máxima de 4 puntos sobre 10. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 15 de 15