INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR

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1 PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería Eléctrica ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución SEMESTRE: Séptimo OBJETIVO GENERAL: El alumno calculará flechas y tensiones, que se requieren en los sistemas de distribución de energía eléctrica. Integrará un sistema de información de todos los aspectos de diseño de líneas incluyendo su modelo y presentación del terreno, selección de ruta. Explicará las técnicas que se utilizan en la solución de problemas relativos a la planeación, proyecto, construcción y operación de nuevas líneas y redes de distribución. CONTENIDO SINTÉTICO: I. Generalidades. II. Elementos Constitutivos de las Líneas y Redes de Distribución de Energía Eléctrica. III. Caída de Tensión, Pérdidas Eléctricas, Estudio Eléctrico y Mecánico de las Líneas. IV. Cálculo de Flechas y Tensiones de Líneas. V. Alimentadores Primarios y Secundarios VI. Selección de Conductores, Transformadores de Distribución VII. Regulación de Voltaje y Comportamiento Dinámico de las Redes de Distribución METODOLOGÍA: Búsqueda bibliográfica sobre los temas de la unidad. Exposición teórica por parte de los alumnos con la guía del profesor, utilización de presentaciones, acetatos y videos, visitas a instalaciones de empresas de suministro de energía eléctrica o empresas relacionadas con las líneas y redes de distribución. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Tres exámenes parciales, los cuales serán evaluados de 0 a 80% de la evaluación total, también se tomarán en cuenta los trabajos y tareas asignadas que no deberá exceder el 20% de las calificaciones parciales. BIBLIOGRAFÍA: Congreso de la Unión: Ley de la Prestación del Servicio de Energía Eléctrica. Checa, Luis Maria. Líneas de Transporte de Energía, Editorial Alfa omega. 3era edición. México págs. Fink & Carrol. Standard Handbook for Electrical Engineers, Mc. Graw HIll Co. 10ma edicion. EUA págs. Gonen, Turan. Electric Power Distribution Engineering, Editorial Mc Graw Hill. Primera edición, EUA págs. Juárez Cervantes, José Dolores. Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica, UAM, México, D.F., Año págs. Skilling Hilldreth, Hugh. Redes Eléctricas, Limusa. 1a edición. México págs. Short Tom, A. Electric Power Distribution, Editorial CRC, primera edición. EUA págs. Mc. Donald, John D.Electric Power Substations Engineering, Editorial CRC. Primera edición. EUA págs.

2 ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica - Zacatenco CARRERA: Ingeniería Eléctrica OPCIÓN: Sistemas Eléctricos COORDINACIÓN: Academia de Utilización DEPARTAMENTO: Académico de Ingeniería Eléctrica ASIGNATURA: Líneas Y Redes de Distribución SEMESTRE: Séptimo. CLAVE: CRÉDITOS: 6.0 VIGENTE: 2006 TIPO DE ASIGNATURA: Teórica MODALIDAD: Escolarizada TIEMPOS ASIGNADOS HRS/SEMANA/TEORÍA: 3.0 HRS/SEMANA/PRÁCTICA: 0 HRS/SEMESTRE/TEORÍA: 54 HRS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 0 HRS/TOTALES: 54.0 horas PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Utilización REVISADO POR: Subdirección Académica. APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar. M en C. Jesús Reyes García AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del I.P.N.

3 ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución CLAVE: HOJA: 2 DE11 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA Los sistemas eléctricos son estructuras indispensables para proveer a la sociedad de energía eléctrica necesaria para la producción de los bienes y satisfactores que demanda. La dinámica de los sistemas eléctricos es paralela a la dinámica que tal sociedad tiene, tanto en lo económico como en lo tecnológico. El Ingeniero Electricista deberá calcular y operar líneas y redes de distribución, como parte integrante de los sistemas eléctricos las cuales son afectadas por dicho dinamismo, su planeación, diseño y construcción. La intervención del Ingeniero Electricista debe efectuarse con el curso de todas las variables previsibles, adecuadamente dimensionadas que den como resultado línea y redes de distribución funcionales y económicas. La asignatura de Líneas y Redes de Distribución proporciona al alumno el conocimiento de la técnica empleada en el diseño de líneas y la planeación de redes de distribución de la energía eléctrica. Los antecedentes para cursar esta asignatura son: Equipo Eléctrico e Instalaciones eléctricas II y III. Los consecuentes de esta asignatura son: Protección por relevadores II e Instalaciones Eléctricas en Alta Tensión I. y Análisis de Sistemas Eléctricos de Potencia I y II. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno calculará flechas y tensiones, que se requieren en los sistemas de distribución de energía eléctrica. Integrará un sistema de información de todos los aspectos de diseño de líneas incluyendo su modelo y presentación del terreno, selección de ruta. Explicará las técnicas que se utilizan en la solución de problemas relativos a la planeación, proyecto, construcción y operación de nuevas líneas y redes de distribución.

4 ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución CLAVE: HOJA: 3 DE11 UNIDAD I NOMBRE: Generalidades El alumno explicará los aspectos generales de la legislación y la reglamentación aplicable a las redes de distribución. Determinará los marcos de referencia para los tipos de redes, voltajes de distribución, tipos de cargas y los materiales y equipos empleados en la integración de las redes de distribución Breve reseña histórica del desarrollo de las líneas y redes de distribución en México. La normalización de las tensiones de distribución y la frecuencia. Reglamentación aplicable a las líneas y redes de distribución. Autoridades competentes. La función de las líneas y redes de distribución en los sistemas eléctricos. Clasificación de las redes de distribución. Distribución aérea. Distribución subterránea. Tensiones de distribución. Configuración de las redes de distribución. Aéreas en baja y mediana tensión Subterráneas en baja y mediana tensión Cargas eléctricas. Uso de la energía Perfiles de la demanda de las cargas típicas Características de la carga Definiciones básicas Densidad de carga Materiales, equipos y accesorios de las redes de distribución. Redes aéreas Redes subterráneas Búsqueda bibliográfica sobre generalidades de las líneas y redes de distribución. Experimentación del desarrollo histórico de las líneas y redes de distribución en México. Descripción de la reglamentación que se aplica actualmente a las líneas y redes de distribución. Integración de equipos de trabajo para la comparación de búsqueda documentada. Discusiones dirigidas sobre los temas consultados. Realización de tareas y trabajos extra clase Primer examen departamental. Comprende la unidad I, II y III correspondiente al 70 %. Trabajos extraclase y tareas expuestas corresponde al 15% Participaciones 15% B, 2B, 3C

5 ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución CLAVE: HOJA: 4 DE11 UNIDAD II NOMBRE: Elementos Constitutivos de las Líneas y Redes de Distribución de Energía Eléctrica El alumno explicará los factores que afectan el diseño de líneas y redes de distribución. 1B, 2B, 3C y 5C Factores que afectan la selección del voltaje Políticas de la empresa Voltaje de subtransmisión Caídas de tensión Proyección de la carga Pérdidas eléctricas Factores que afectan la selección del conductor. Tasa del crecimiento de la carga Pronósticos de la carga Caída de tensión Régimen de carga en transformadores Régimen de carga en conductores Previsión del costo mínimo Costo de materiales, equipos y accesorios Costo de edificaciones e instalaciones Costo del capital y del financiamiento Costo de las pérdidas eléctricas Impuestos y misceláneos Costos de operación Costo de mantenimiento Consulta bibliográfica sobre los elementos que constituyen una red de distribución. Descripción técnica sobre los factores que afectan el voltaje en las redes de distribución de energía eléctrica. Exposición teórica por parte del alumno con la guía del profesor y con apoyo del pizarrón o equipo audiovisual. Discusiones dirigidas sobre los temas consultados. Primer examen departamental. Comprende la unidad I, II y III correspondiente al 70 %. Trabajos extraclase y tareas expuestas corresponde al 15% Participaciones 15%.

6 ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución CLAVE: HOJA: 5 DE11 UNIDAD III NOMBRE: Caída de Tensión y Pérdidas Eléctricas y Estudio Eléctrico y Mecánico de las Líneas. El alumno calculará la caída de tensión y las pérdidas eléctricas en los circuitos de las redes de distribución. Explicará el estudio eléctrico y mecánico aplicado a estructuras y circuitos eléctricos monofásicos y trifásicos Cálculo de la caída de tensión. En circuitos monofásicos: Ramal monofásico, dos hilos y neutro flotante. Ramal monofásico, dos hilos y neutro aterrizado en un punto. Ramal monofásico, dos hilos y neutro multiaterrizado. Ramal a dos fases y neutro, tres hilos En circuitos trifásicos: Circuito trifásico, tres hilos Circuito trifásico, cuatro hilos y neutro multiaterrizado. Cálculo de las pérdidas eléctricas: En mediana tensión En baja tensión Estudio eléctrico y mecánico C, 4B, 8B y 10C Consulta bibliográfica sobre cálculo de caída de tensión en las redes de distribución en mediana y baja tensión. Descripción técnica sobre circuitos monofásicos y trifásicos. Valoración de los aspectos mecánicos y eléctricos de las redes de distribución. Exposición teórica con apoyo del pizarrón o equipo audiovisual que realizarán los alumnos. Primer examen departamental. Comprende la unidad I, II y III correspondiente al 70 %. Trabajos extraclase y tareas expuestas corresponde al 15% Participaciones 15%.

7 ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución CLAVE: HOJA: 6 DE11 UNIDAD IV NOMBRE: Cálculo de Flechas y Tensiones de Líneas. El alumno calculará flechas y tensión de líneas utilizando la metodología vista en clase Efectos, procedimientos y determinación de las acciones y velocidad de diseño del viento. Velocidad regional. Velocidad regional reducida. Factor de topografía. Factor de exposición. Presión dinámica de base. Presión del viento. Presión equivalente del viento sobre los cables. Factor de respuesta dinámica de cables. Fuerza equivalente del viento sobre los cables. Determinación de las flechas y tensiones mecánicas de los cables Tensión diaria, temperatura media, sin viento y sin hielo. Flecha máxima, sin viento, sin hielo y temperatura máxima. Viento máximo y sin hielo. Viento reducido, con hielo y con temperatura mínima. 8B, 9B y 11B Método de la ecuación de cambio de estado Deducción de la ecuación de cambio de estado. Principio de cálculo Definir el concepto de flecha. Búsqueda documental sobre el cálculo de tensiones. Exposiciones realizadas por los alumnos con la guía del profesor. Participación en actividades individuales y de equipo corresponde al 20% de la calificación total. El segundo examen departamental abarcará las unidades IV y V, corresponde al 80 % de la calificación final.

8 ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución CLAVE: HOJA: 7 DE11 UNIDAD V NOMBRE: Alimentadores Primarios y Secundarios El alumno explicará los diferentes tipos de alimentadores que se utilizan en las redes de energía eléctrica, áreas y subterráneas. Señalará el uso técnico de los alimentadores primarios y secundarios Alimentadores de red aérea. Radial Anillo Malla C y 11B Alimentadores de red subterránea Radial Anillo Malla Mancha de red Red automática Monofásicos Trifásicos Búsqueda documental sobre alimentadores de red aérea y subterránea, primarios y secundarios. Definición de sistema de distribución en anillo, radial y malla. Realización de exposiciones por parte de los alumnos frente a grupo, con el apoyo de equipo audiovisual. Participación en actividades individuales y de equipo corresponde al 20% de la calificación total. El segundo examen departamental abarcará las unidades IV y V, corresponde al 80 % de la calificación final.

9 ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución CLAVE: HOJA: 8 DE11 UNIDAD VI NOMBRE: Selección de Conductores y Transformadores de Distribución El alumno realizará la selección de conductores y transformadores para su aplicación a las redes de distribución, basándose en los criterios vistos en clase y manuales de fabricantes Conductores para instalación aérea. Materiales y formas para su fabricación. 6B, 7C, 8B y 9B Conductores para instalación subterránea. Instalación en ductos Tipos de transformadores Para instalación en poste Para instalación en bóveda Para instalación en pedestal Para instalación sepultada Desplazamiento angular. Regulación de transformadores. Impedancia de transformadores. Eficiencia de transformadores. Conexión de transformadores Búsqueda documental sobre la selección de transformadores y conductores de distribución. Exposición teórica por parte de los alumnos con asesoría del profesor. Realización de ejemplos para la selección de conductores y transformadores en las redes de distribución, con la guía del profesor. Ejercicios realizados en clase que corresponde al 20% de la calificación total. El tercer examen departamental abarcará las unidades VI y VII que corresponden al 80 % de la calificación final.

10 ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución CLAVE: HOJA: 10 DE11 UNIDAD VII NOMBRE: Regulación de Voltaje y Comportamiento Dinámico de las Redes de Distribución El alumno explicará los fenómenos que se presentan durante la operación de las redes de distribución en régimen permanente y en situaciones transitorias, así como conceptos sobre confiabilidad de redes. 7.1 Flujos de energía en régimen permanente. 7C, 8B, 9B, 10C y 11B 7.2 Fenómeno transitorio. 7.3 Ferrorresonancia. 7.4 Armónicas. 7.5 Conceptos básicos de confiabilidad de redes Indicadores de confiabilidad. Tiempo de interrupción por usuario. Tiempo de interrupción por alimentador. Tiempo de interrupción por unidad de longitud de circuito Búsqueda documental sobre la regulación de voltaje y su comportamiento dinámico en las redes de distribución. Ejemplos expuestos por el profesor y ejercicios desarrollados por los alumnos. Integración de equipos de trabajo para promover la colaboración en equipo. Ejercicios realizados en clase que corresponde al 20% de la calificación total. El tercer examen departamental abarcará las unidades VI y VII que corresponden al 80 % de la calificación final.

11 ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución CLAVE: HOJA: 11 DE11 PERÍODO UNIDAD 1 I y II Primer examen departamental Segundo examen departamental Tercer examen departamental 2 III y IV La calificación de esta materia será el promedio de estas tres evaluaciones, con un peso del 80%. 3 V, VI, VII y VIII El 20% restante correspondiente a ejercicios realizados en clase y extra-clase, participación en actividades individuales y de equipo. La calificación definitiva será la suma del promedio de las tres evaluaciones más la calificación final dividida entre dos. CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 1 Gonen, Turan. Electric Power Distribution Engineering, Editorial Mc Graw Hill. Primera edición, EUA págs. 2 Fink & Carrol. Standard Handbook for Electrical Engineers, Mc. Graw HIll Co. 10ma edicion. EUA págs. 3 4 Skilling Hilldreth, Hugh. Redes Eléctricas, Limusa. 1a edición. México págs. Juárez Cervantes, José Dolores. Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica, UAM, México, D.F., Año págs. 5 Congreso de la Unión: Ley de la prestación del Servicio de Energía Eléctrica. 136 págs. 6 Short Tom, A. Electric Power Distribution, Editorial CRC, primera edición. EUA págs. 7 Checa, Luis Maria. Líneas de Transporte de Energía, Editorial Alfa omega. 3era edición. México págs. 8 9 Mc. Donald, John D.Electric Power Substations Engineering, Editorial CRC. Primera edición. EUA págs. SEMIP. Programa Nacional de Modernización Energética Secretaria de Energía, Minas e Industria Paraestatal. México págs Concheiro, Antonio A Alternativas Energéticas, Fondo de Cultura Económica. México págs. FIDE. Documentación de experiencia técnica de investigación para el ahorro de energía. Fideicomiso para el Ahorro de Energía págs.

12 1. DATOS GENERALES INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica - Zacatenco CARRERA: Ingeniería Eléctrica SEMESTRE Séptimo ÁREA: Básicas C. Ingeniería D. Ingeniería C. Soc. y Hum. ACADEMIA: Utilización ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Ingeniero Electricista 2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno calculará flechas y tensiones, que se requieren en los sistemas de distribución de energía eléctrica. Integrará un sistema de información de todos los aspectos de diseño de líneas incluyendo su modelo y presentación del terreno, selección de ruta. Explicará las técnicas que se utilizan en la solución de problemas relativos a la planeación, proyecto, construcción y operación de nuevas líneas y redes de distribución. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS Conocimientos amplios de Línea y Redes de Distribución. Conocimientos amplios de los programas de líneas y redes de distribución. Desarrollo de proyectos encaminados a la optimización de recursos energéticos. EPERIENCIA PROFESIONAL En docencia y/o distribución y ejecución de proyectos tipo para el ahorro de energía Especialista en el tema. HABILIDADES Dominio de la temática a desarrollar Habilidad para enseñar los conceptos básicos y aplicaciones Generar técnicas de aprendizaje del tema Para motivar al alumno en la generación de nuevos proyectos. ACTITUDES Colaboración con profesores integrantes de la academia. Servir al instituto en la enseñanza y mostrar una actitud de tutor hacia los alumnos. Ser equitativo en las evaluaciones de los cursos atendidos como profesor Ser formador de hombres para ser útiles a la sociedad. Compromiso social. Responsabilidad ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ Ing. Hugo Quintana Espinosa Ing. Guillermo Santillán Guevara M. en C. Jesús Reyes García Presidente de Academia Subdirector Académico Director del Plantel FECHA: 2006