INGENIERÍA ELÉCTRICA PROGRAMA DE ASIGNATURA

Transcripción

1 INGENIERÍA ELÉCTRICA PROGRAMA DE ASIGNATURA ACTIVIDAD CURRICULAR: INSTALACIONES ELECTRICAS Y LUMINOTECNIA Código Año Académico :2016 Área : INSTALACIONES Y MATERIALES Bloque: TECNOLOGIAS APLICADAS Nivel: 4. Tipo: Obligatoria Modalidad: Anual Carga Horaria total: Hs Reloj: 144 Hs. Cátedra: 192 Carga horaria semanal: Hs Reloj: 4h 30 min Hs. Cátedra: 6 Composición del equipo docente Profesores Titulares: Profesores Asociados: Profesores Adjuntos: Auxiliares JTP: Auxiliares ATP 1 : Auxiliares ATP 2 : Ing. Miguel Dmuchowsky Ing. Jorge García Iglesias Ing. Enrique Arroyo FUNDAMENTACIÓN La actividad a la que alude el nombre de esta materia es una de las incumbencias principales del Ingeniero Electricista. Dicha materia puede considerarse síntesis de los conocimientos que los alumnos han adquirido en el transcurso de su carrera en las materias del bloque de Ciencias Básicas y de Tecnologías Básicas de la especialidad. De ahí su carácter de integradora. OBJETIVOS Al finalizar el curso el alumno deberá ser capaz de calcular, diseñar, proyectar y conducir la realización de instalaciones eléctricas en industrias y edificios, teniendo en consideración las reglamentaciones y normas vigentes. 1

2 CONTENIDOS a) Contenidos mínimos * Consideraciones técnico económicas en las instalaciones. * Estudio de cortocircuitos en las instalaciones. * Cálculo y dimensionamiento de la puesta a tierra. * Canalizaciones Eléctricas. * Factor de Potencia. * Distintas tensiones de servicio. * Protecciones específicas de las Instalaciones Eléctricas. * Aparatos de maniobra, comando y tableros. * Sistemas de registro y medición. * Teoría, cálculo y diseño de sistemas de iluminación. b) Contenidos analíticos Unidad Temática 1: Consideraciones fundamentales a tener en cuenta en el proyecto de una instalación eléctrica. Bases técnicas y económicas, exigencias de seguridad, reglamentaciones; planos; especificaciones técnicas; presupuestos. Ensayos de recepción. Unidad Temática 2: Estudio del cortocircuito en instalaciones eléctricas. Criterios europeos y americanos. Distintos componentes de la corriente de cortocircuito. Fuentes que alimentan los cortocircuitos. Barómetros. Circuitos equivalentes. Cortocircuitos simétricos y asimétricos. Efectos dinámicos y térmicos. Ejemplos típicos en instalaciones de alta y baja tensión. Unidad Temática 3: Cálculo de potencias y corrientes en instalaciones de consumo. Potencias media, máxima y de instalación. Reservas. Factores de utilización, simultaneidad y de reserva. Consumo anual de energía activa y reactiva. Pérdidas. Cálculo de conductores eléctricos desde el punto de vista térmico, de caída de tensión y de pérdidas. Factor de potencia bajo consecuencias técnicas y económicas; problemas tarifarios, mejoramiento, procedimientos. 2

3 Unidad Temática 4: Tensiones en una instalación eléctrica. Bases para valores usuales. Caída de tensión, cálculo, efectos y métodos de compensación. Fluctuaciones de tensión. Sobretensiones: causas, efectos y protección. Coordinación de aislación. Medios de protección: descargadores, condensadores, hilos de guardia y cables intermedios. Ensayos de aislamiento. Unidad Temática 5: Métodos de puesta a tierra de las instalaciones. Características de sistemas puestos a tierra y aislados de tierra. Efectos de la puesta a tierra, sobre los cortocircuitos y el dimensionamiento de la aislación. Puesto de tierra de protección. Normas. Proyecto y ejecución. Mediciones de resistencia a tierra. Instalación de Pararrayos. Unidad Temática 6: Protección de instalaciones eléctricas. Protección contra sobrecargas y cortocircuitos. Tipos. Características y formas constructivas. Protección diferencial, de impedancia y otras. Protecciones con cable piloto y onda portadora. Coordinación de protecciones en instalaciones de alta y baja tensión. Unidad Temática 7: Dimensionamiento y criterios de elección de interruptores, fusibles, transformadores de medida y protección, reactancias, amortiguadores, descargadores, seccionadores, aisladores de paso y de soporte, barras colectoras. Técnica, maniobra, comando, señalización, control y medición en instalaciones de alta y baja tensión. Unidad Temática 8: Proyecto y construcción de tableros de distribución. Sistemas de alimentación de Instalaciones Industriales. Formas de realización y emplazamiento. Tableros principales, seccionales y locales. Clasificación de tableros según el tipo de interruptor y potencia de cortocircuito. Medidas de seguridad. Distancias mínimas. Dimensiones de pasillos. Tableros interiores y exteriores. Formas constructivas. Tipos. Protección contra descargas atmosféricas de tableros exteriores. Tableros blindados. 3

4 Unidad Temática 9: Bases de proyecto y elección de equipos para una instalación de fuerza motriz. Características de instalaciones eléctricas en diferentes industrias (Petroleras, Metalúrgicas, Textiles, Mineras y otras). Instalaciones a prueba de explosión. Materiales y componentes. Factores de simultaneidad y utilización. Directivas generales de proyecto. Reglamentos. Planos. Cómputos de materiales. Programación de trabajos. Presupuesto. Unidad Temática 10: Bases de proyecto luminotécnico y eléctrico para instalaciones de iluminación interior (escuelas, fábricas, teatros, edificios comerciales, bancos, sanatorios, etc). Criterios de evaluación. Reglamentaciones. Planos. Especificaciones. Proyectos de distribución eléctrica en grandes edificios. Cómputo de materiales y presupuesto. Bases de proyecto luminotécnico y eléctrico para instalaciones de iluminación exterior (calles, puentes, aeropuertos, campos deportivos, frente de edificios, parques, etc.). Unidad Temática 11: Mantenimiento de instalaciones eléctricas. Organización. Registros. Mantenimiento preventivo y productivo. Normas para evitar accidentes eléctricos. Mantenimiento de las diversas componentes de la instalación (maquinarias, tableros, redes, etc.). DISTRIBUCIÓN DE CARGA HORARIA ENTRE ACTIVIDADES TEÓRICAS Y PRÁCTICAS Tipo de actividad Carga horaria total Carga horaria total en en hs. reloj hs. cátedra Teórica Formación Práctica Formación experimental 4 5 Resolución de problemas Proyectos y diseño Práctica supervisada 0 0 4

5 ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS a) Modalidades de enseñanza empleadas según tipo de actividad (teórica-práctica) La metodología aplicada es el dictado de clases teóricas, con exposición de láminas en colores. La mayoría de los capítulos, se encuentra desarrollado en el apunte denominado Temas de Instalaciones Eléctricas, el que puede accederse vía internet en el sitio de la UNLP, El apunte fué desarrollado con el recientemente desaparecido Ing. Alfredo Rifaldi, de la UNLP. De los capítulos desarrollados se dispone de una copia que se entrega a los alumnos. Se está desarrollando, los capítulos faltantes de Instalaciones Eléctricas. Este trabajo se estaba desarrollando, desde hace varios años, en forma conjunta con el Ing. Alfredo Rifaldi. El trabajo práctico corresponde al proyecto de una planta industrial, diferente para cada grupo de alumnos. Los grupos están formados por no más de cinco alumnos (normalmente cuatro). La explicación de los Trabajos Prácticos está a cargo del Jefe de Trabajos Prácticos y el cuerpo de ayudantes. b) Recursos didácticos para el desarrollo de las distintas actividades (guías, esquemas, lecturas previas, computadoras, software, otros) 1. Documentación Técnica de materiales y componentes eléctricos. 2. Proyección de Power Point sobre temas particulares. 3. Visita a Fábricas y Plantas Industriales EVALUACIÓN a) Modalidad (tipo, cantidad, instrumentos) Las evaluaciones a los alumnos se realizan de diferentes formas a saber: Se toman dos exámenes parciales al final de cada cuatrimestre. Para la firma de la materia es necesario tener aprobado los dos parciales, y los trabajos prácticos. b) Requisitos de regularidad Aprobar los 2 parciales y el Trabajo Práctico anual correspondiente al desarrollo del proyecto integral de una planta industrial. 5

6 c) Requisitos de aprobación Aprobar el examen final teórico práctico, que abarca la totalidad de los temas de la asignatura, incluidos los desarrollados en los trabajos prácticos. ARTICULACIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL CON OTRAS MATERIAS Comenzando con el Capítulo 1 Introducción, se desarrolla una visión panorámica del sistema eléctrico, desde la generación hasta el consumo, determinándose el área de actuación de Instalaciones Eléctricas y Luminotecnia, con relación a Centrales Eléctricas y Transmisión de la Energía. En el Capítulo 2 Cortocircuitos, se ve en este punto la interrelación del tema, con la materia Sistemas de Potencia, y el comportamiento de los generadores ante el cortocircuito, analizando los conocimientos que han adquirido en Maquinas Eléctricas y Construcción de Máquinas. En el Capítulo 4 Cálculo de Cables, se estudia el comportamiento de los mismos a las condiciones nominales y de falla, aplicándose los conocimientos de Materiales y Componentes Eléctricos, y los conocimientos de campo eléctrico en el caso de cables de media y alta tensión. También se analiza la transmisión del calor y la solicitación térmica en cortocircuito aplicando los conocimientos de Termodinámica. En el Capítulo 5 Dimensionamiento de Barras se estudia las solicitaciones dinámicas, los esfuerzos de corte y momentos en aisladores, de flexión en las barras, es decir la aplicación de los conocimientos con Resistencia de Materiales y Estabilidad. A semejanza de los cables se analiza las solicitaciones térmicas en condiciones nominales y de falla aplicando los conocimientos de Termodinámica. También la relación del pintado de las barras con el cuerpo negro, es decir su relación con Física. En el Capítulo 8 Transformadores y Centros de Potencia, se estudian distintos aspectos de los centros de potencia tomando a los transformadores como máquinas ya diseñadas y que deberían haber estudiado en Máquinas Eléctricas y Construcción de Máquinas. 6

7 En el Capítulo 9 Transformadores de medida, existe una estrecha relación con la materia Medidas I y II En el Capítulo 13 Instalaciones eléctricas en Diferentes Industrias, al analizar la Clasificación de áreas se deben aplicar los conocimientos de Química y Física para determinar si una instalación debe ser a prueba de explosión, contra polvos explosivos, y dentro de qué zona está el área estudiada, de acuerdo a las normas de aplicación. En el Capítulo 14 Esquemas Funcionales, encontramos una estrecha relación con Accionamientos y Controles Eléctricos. En el Capítulo 15 Perturbaciones en Redes, se analiza la perturbación producida por el arranque de grandes motores, aplicando los conocimientos que los alumnos deberían haber adquirido, sobre motores, en Máquinas Eléctricas y Construcción de Máquinas. En el Capítulo 17 Iluminación, en la introducción teórica se aplican los conocimientos adquiridos en Física al estudiar el espectro lumínico. En el Capítulo 18 Cómo encarar un proyecto y obra eléctrica, se aplican los conocimientos de Organización de la Producción. Como puede apreciarse existe una importante interrelación de esta materia con las estudiadas por los alumnos durante su carrera. 7

8 CRONOGRAMA ESTIMADO DE CLASES Semana 1 Tema Introducción al curso + Reglamento Unidad Temática 1 Tipo de Actividad Teórica Formación Práctica 2 Unidad Temática 2 3 Unidad Temática 2 4 Unidad Temática 2 5 Unidad Temática 2 6 Unidad Temática 2 7 Unidad Temática 3 8 Unidad Temática 3 9 Unidad Temática 3 10 Unidad Temática 3 11 Unidad Temática 4 12 Unidad Temática 4 13 Unidad Temática 4 14 Unidad Temática 5 15 Examen Parcial N Unidad Temática 5 17 Unidad Temática 5 18 Unidad Temática 6 19 Unidad Temática 6 20 Unidad Temática 6 21 Unidad Temática 7 22 Unidad Temática 7 23 Unidad Temática 7 24 Unidad Temática 7 25 Unidad Temática 8 26 Unidad Temática 8 27 Unidad Temática 9 28 Unidad Temática 9 29 Unidad Temática Unidad Temática Unidad Temática Examen Parcial N 2 - BIBLIOGRAFÍA OBLIGATORIA Roeper: Las Corrientes de Cortocircuito en las Redes Trifásicas. Marcombo. Barcelona Spitta : Instalaciones Eléctricas. Ed. Dossat. Madrid

9 Donald Beeman : Industrial Power Systems Handbook. Mc Graw Hill. Nueva York.1955 Manual de las Instalaciones de Distribución de Energía Eléctrica BBC. Urmo S.A. España Autores varios: Manual de BT- Siemens. Mcd Verlag BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Luz Fotometría Y Luminotecnia William E. Barrows Westinghouse Refernce Book Manual De Alumbrado Philips Reglamento De Instalaciones Eléctricas - Asociación Electrotécnica Argentina Nec (National Electrical Code) Nfpa (National Fire Protecction Association) Normas: Iram Iec Vde, Etc. Instalaciones Eléctricas Ing. A. Rifaldi - Ing. Norberto Sirabonian. UNLP 9