Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica. Programa del curso: Sistemas Eléctricos de potencia I y Laboratorio

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Yolanda Pérez Gil
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Universidad Autónoma de Zacatecas Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica Programa del curso: Sistemas Eléctricos de potencia I y Laboratorio Carácter Semestre recomendado Obligatorio 7º Sesiones

I laboratorio y Carreras: IE Tipo de curso: Ingeniería aplicada Fecha: 7 Agosto 2007 Descripción y objetivos del curso Descripción del curso: El curso contempla el estudio de las líneas de

1 Universidad Autónoma de Zacatecas Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica Programa del curso: Sistemas Eléctricos de potencia I y Laboratorio Carácter Semestre recomendado Obligatorio 7º Sesiones Créditos Antecedentes Teoría 30 Lab 14 Teoría 7 Lab 2 Total 9 Maq. Elec. I laboratorio y Carreras: IE Tipo de curso: Ingeniería aplicada Fecha: 7 Agosto 2007 Descripción y objetivos del curso Descripción del curso: El curso contempla el estudio de las líneas de transmisión de AT, concentrándose en el cálculo de líneas aéreas. Se estudian los tres modelos de líneas de transmisión, según su longitud, calculando los valores de corriente, voltaje, potencia y FP en estado estable. Se contempla también el estudio de flujos de potencia, utilizando los método de Gauss - Seiddel y Newton - Raphson para la solución numérica de las matrices de impedancias y admitancias. Objetivos: El estudiante será capaz de evaluar los parámetros R, L y C de las líneas de transmisión, y de evaluar la regulación de voltaje, corriente, potencia y FP en estado estable de la línea, bajo diferentes condiciones de carga. Podrá determinar el aislamiento necesario para una línea de transmisión Será capaz de evaluar los flujos de potencia en los sistemas de potencia con varios métodos de solución

2 Temario de sesiones de sesiones teóricas Tema 1. INTRODUCCIÓN (No. de sesiones: 2 ) 1.1 Historia de los sistemas eléctricos de potencia 1.2 Estructura del sector eléctrico 1.3 El sector eléctrico en México 1.4 Sistema elemental de energía eléctrica. 1.5 Fuentes de energía eléctrica. 1.6 Fundamentos sobre generación de energía eléctrica. Tema 2. FUNDAMENTOS (No. de sesiones: 3 ) 2.1 Potencia Compleja 2.2 Ecuaciones de redes 2.3 Circuitos trifásicos balanceados y circuito equivalente monofásico 2.4 Diagramas unifilares. 2.5 Sistema por unidad Tema 3. PARÁMETROS DE LAS LINEAS DE TRANSMISIÒN (No. de sesiones: 8 ) 3.1 Estructura de una línea de transmisión 3.2 Conductores aéreos y subterráneos 3.3 Parámetro de resistencia Tipos de conductores aéreos Tabla de conductores 3.4 Parámetro de inductancia Flujo interior y exterior de un conductor cilíndrico sólido Inductancia de un solo conductor Inductancia de un sistema monofásico y trifásico con espaciamiento equilátero Inductancia de grupos de conductores por fase con espaciamiento entre fases no equilátero 3.5 Parámetro de capacitancia Campo Eléctrico y voltaje de un de un conductor cilíndrico sólido Capacitancia de un sistema monofásico y trifásico con espaciamiento equilátero Capacitancia de grupos de conductores por fase con espaciamiento entre fases no equilátero Líneas triásicas paralelas

3 Tema 4. CALCULO ELECTRICO DE LAS LINEAS DE TRANSMISIÓN (No. de sesiones: 7 ) 4.1 Efecto corona. Pérdidas por efecto corona. 4.2 Representación de líneas eléctricas. 4.3 Líneas de transmisión cortas, longitud media y larga. 4.4 Cálculo de la regulación, eficiencia, calibre del conductor, factor de potencia, etc., en los diferentes puntos de la línea de transmisión, por los métodos PI y T. 4.5 Flujo de potencia y capacidad de transmisión de potencia 4.6 Compensación de potencia reactiva en líneas de transmisión 4.7 Cálculo económico, de los conductores en base al costo de las pérdidas eléctricas y la vida útil estimada de las líneas de transmisión de energía. Tema 5. CALCULO MECANICO DE LAS LINEAS DE TRANSMISIÓN (No. de sesiones: 2 ) 5.1 Conductores para líneas aéreas. 5.2 Cálculo de flechas y tensiones mecánicas en los conductores. 5.3 Cálculo de la tensión mecánica en las líneas de transmisión aéreas por el método de la catenaria 5.4 Cálculo de la tensión mecánica en las líneas de transmisión aéreas por el método de la parábola. 5.5 Tensión mecánica en los soportes. 5.6 Efecto de las cargas de hielo y viento en el calculo mecánico (vibraciones en los conductores. Tema 6. AISLADORES PARA LINEAS AEREAS (No. de sesiones: 1) 6.1 Clasificación de aisladores. 6.2 Prueba de aisladores. 6.3 Terminología y especificaciones para aisladores. 6.4 Nuevos materiales para la fabricación de aisladores para líneas de transmisión. Tema 7. DISEÑO DE AISLAMIENTO EN LINEAS DE TRANSMISION (No. de sesiones: 4 ) 7.1 Sobretensiones en las instalaciones. 7.2 Sobretensiones de origen interno. 7.3 Protección contra sobretensiones.

4 7.4 Diseño de aislamiento en líneas de transmisión. 7.5 Diseño de aislamiento en líneas por sobretensión de origen atmosférico. 7.6 Índice de flameo en líneas no acorazadas. 7.7 Índice de flameo en líneas acorazadas. 7.8 Descarga en torres. 7.9 Resistencia de conexión a tierra de la torre Calculo del aislamiento por maniobra de interruptores Efecto de la contaminación en el aislamiento de la línea de transmisión Aislamiento contra rayos Índices de flameo sin hilo de guarda Índices de flameo sin hilo de guarda. Tema 8. ANÁLISIS DE FLUJOS DE CARGAS (No. de sesiones:5 ) 8.1 Cálculo de redes. Matriz de admitancias y matriz de impedancias 8.2 Eliminación Gaussiana para reducir la matriz de bus de admitancias 8.3 Solución iterativa de ecuaciones algebraicas no lineales Método de Gauss Seiddel Método de Newton Raphson 8.4 El problema del flujo de potencia. Ecuaciones de flujo de potencia 8.6 Solución de flujo de potencia por el método de Newton Raphson 8.7 Control de Potencia 8.8 Control de voltaje

5 Temario de sesiones de laboratorio Sesión 1 Suministro de potencia Sesión 2 Secuencia de fases Sesión 3 Potencia real y reactiva Sesión 4 Flujo de potencia y regulación de voltaje de una línea de transmisión simple Sesión 5 Angulo de fase y caida de voltaje entre transmisor y receptor Sesión 6 Parámetros que afectan el flujo de potencia real y reactiva Sesión 7 Líneas paralelas, transformadores y capacidad de manejo de potencia Sesión 8 El alternador Sesión 9 El motor síncrono Sesión 10 El condensador síncrono y las líneas de alto voltaje Sesión 11 Redes de líneas de transmisión Sesión 12 El motor síncrono bajo carga Sesión 13 Fluctuación y oscilación del sistema Sesión 14 Transitorios de los sistemas de potencia Políticas del curso Metodología de enseñanza y actividades de aprendizaje 1. Uso de pizarrón. 2. Material auidovisual en acetato, video 3. Investigación bibliografica. 4. Visitas técnicas. Evaluación 1. 3 exámenes parciales 35% 2. Examen final 35% 3. Proyecto 10% 4. Tareas 10% 5. Participación en clase 10%

6 Herramientas de cómputo de apoyo 1. Matlab 2. Power World Bibliografía Textos: 1. SISTEMAS DE POTENCIA; ANÁLISIS y DISEÑO. 3ª. Ed. J. DUNCAN GLOVER Y MULUKUTLA S. SARMA THOMSON, MÉXICO, 2004 Referencias: 2. ANÁLISIS DE SISTEMAS DE POTENCIA JOHN J. GRAINGER Y WILLIAM D. STEVENSON Editorial/fecha/lugar: Mc. GRAW-HILL, 1996, MÉXICO. 4 POWER SYSTEM ANALYSIS Hadi Saadat McGraw-Hill, EPRI, TRANSMISSION LINE REFERENCE BOOK 345 KV AND ABOVE Electric Power Research Institute, Palo Alto, California, POWER SYSTEM ANALYSIS Charles Gross John Wiley, & Sons, New York, REDES ELECTRICAS ( TOMO I ) JACINTO VIQUEIRA LANDA UNAM, México, LINEAS DE TRANSPORTE DE ENERGIA LUIS MARIA CHECA Alfaomega, México, 2000

7 9 NORMAS DE DISTRIBUCIÓN (CONSTRUCCIÓN DE LINEAS AEREAS) C. F. E. México, CATALOGOS DE FABRICANTES CONDUMEX, LATINCASA, CONDUCTORES MONTERREY, IEM, ETC. 11 NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-001-SEDE-2005, INSTALACIONES ELECTRICAS ( UTILIZACIÓN ) SECRETARIA DE ENERGIA SEDE, México, 2006

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