Planificación de la asignatura. Fundamentación de la materia dentro del plan de estudios.

Transcripción

1 Año: 2012 Plan Anual de Actividades Académicas a completar por el Director de Cátedra Departamento: Electrotecnia. Asignatura: Instalaciones Eléctricas y Luminotecnia. Titular: Ing. José Luis Guinudinik. JTP: Ing. Ricardo A. Smoll. Planificación de la asignatura Fundamentación de la materia dentro del plan de estudios. La asignatura corresponde al cuarto nivel del plan de estudios de la carrera de Ingeniería Eléctrica, forma parte del bloque de materias relacionadas con las Tecnologías Aplicadas y es la materia integradora de cuarto año. La materia está pensada para trasmitir a los alumnos los conocimientos, habilidades y destrezas necesarias para desempeñarse en las actividades profesionales reservadas al título de Ingeniero Electricista de acuerdo con lo establecido por la Resolución Ministerial Nº 1232/01 y que están descriptas en la Ordenanza Nº1026 y en particular las que se detallan a continuación: Estudios, proyectos, planificación, dirección, construcción, instalación, operación, ensayos, mediciones, mantenimiento, reparación e inspección de sistemas o partes de sistemas de instalaciones eléctricas domiciliarias, comerciales e industriales; de generación, transmisión y distribución. La formulación del programa y la planificación de la asignatura está pensada para cumplir el rol de materia integradora, articulando en su desarrollo teórico y práctico, los conocimientos adquiridos en niveles inferiores y de las asignaturas del cuarto nivel. Preparando al alumno en la metodología de trabajo para facilitar su desempeño en las asignaturas del nivel superior. 1

2 Propósitos u objetivos de la materia. 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. Instalaciones eléctricas en industrias y edificios; debe entenderse como instalaciones domiciliarias, comerciales e industriales, incluyendo las correspondientes a los edificios en altura Contenidos. UT1 - Consideraciones técnico económicas en las instalaciones. Criterios comunes para calificar una instalación: confiabilidad, pérdidas técnicas, calidad de servicio. Estimación de cargas. Factor de simultaneidad. Demanda de energía eléctrica. Distintos tipos de sistemas de distribución. Planificación de un sistema de distribución. Sistema de tarifación de la energía eléctrica. Consideraciones económicas: inversión, retorno de la inversión, valor neto presente. Equipamiento para mejorar la rentabilidad de la inversión. Análisis de sistemas existentes, criterios para decidir su reemplazo o planes de mejora. Características del fenómeno. Tipo de fallas. UT2 - Estudio de cortocircuitos en las instalaciones. Distintos componentes de la corriente de cortocircuito. Componentes simétricas Cortocircuitos simétricos y asimétricos. Efectos dinámicos y térmicos. 2

3 Solicitaciones en barras colectoras. UT3 - Cálculo y dimensionamiento de las puestas a tierra. Métodos de puesta a tierra de las instalaciones. Esquemas TN IT TT Tierra de seguridad y tierra de servicio. Resistividad de los suelos. Medición Distintos dispersores y mallas de puesta tierras. Mediciones. Tensiones de paso y de contacto. UT4 - Canalizaciones eléctricas. Selección y dimensionamiento de cables. Límites térmicos y de caída de tensión. Distintos tipos de canalizaciones. Instalaciones para ambientes explosivos. Grados de protección. Instalaciones en áreas clasificadas. UT5 Factor de potencia. El factor de potencia en instalaciones. Problemas técnicos. Pérdidas y regulación de tensión. El costo de la potencia y energía reactiva. Tarifas. La compensación fija y variable mediante capacitores. Conexión Individual y por grupos. Equipos de compensación automática. Problemas de conexión y desconexión. Influencia de armónicas. Resistencia de descarga. Costos y características de las instalaciones. UT6 - Distintas tensiones de servicio. Alimentadores y distribuidores en media tensión, 13,2 kv y 33 kv. 3

4 Selección del nivel de aislación. Tensiones secundarias en instalaciones industriales y domiciliarias. Análisis de diferentes esquemas de alimentación en industrias. Particularidades del equipamiento. UT7- Protecciones específicas de las instalaciones eléctricas. Protecciones contra sobrecargas. Relés térmicos. Protección contra cortocircuitos. Fusibles y magnéticas. Relés electrónicos: de máxima corriente, max. y min. tensión, inversión de fases, asimetría de tensiones. Trasformadores de medida: tensión e intensidad. Elementos direccionales. Detección de falla a tierra. Protecciones diferenciales. Estudio de escalonamiento y selectividad. Protección de descargas atmosféricas. Líneas aéreas: descargadores y pararrayos. UT8 - Aparatos de maniobra, comando y tableros. Pulsadores, lámparas de señalización, llaves selectoras, pantallas de visualización y mando, autómatas programables, sistemas de supervisión y control. Aparatos de maniobra: seccionadores, contactores, interruptores automáticos limitadores, seccionadores y reconectadores. Tableros principales, seccionales y locales. Clasificación de tableros según el tipo de interruptor y potencia de cortocircuito. Medidas de seguridad. Tipos constructivos. Protección contra sobretensiones de origen atmosférico. Estaciones transformadoras de media tensión en industrias y edificios. UT 9 - Sistemas de registro y medición. Técnicas de señalización, control y medición en instalaciones eléctricas. Contadores de energía. Registradores de máxima potencia. 4

5 Medición y control local y a distancia. Supervisión de las instalaciones. Sistemas de alarma y registro. Registradores de evento y oscilogramas. UT10 Teoría, cálculo y diseño de sistemas de iluminación. Luminotecnia. Radiación visible. Magnitudes fotométricas. Unidades. Fuentes luminosas artificiales. Distintos tipos de lámparas. Eficacia luminosa. Vida útil. Aplicaciones. Propagación de la luz. Reflexión, transmisión, absorción. Sistemas de alumbrado. Información fotométrica. Cálculo de iluminación de interiores. Método del lumen y de las cavidades zonales. Cálculo de iluminación de calzadas. Metodología de Enseñanza. Se desarrollaran conjuntamente la presentación de contenidos (enseñanza) y las tareas de los alumnos con dichos contenidos (aprendizaje). Comunicación preponderante desde el docente al alumno con el propósito de: 1. Presentar los objetivos y alcance de cada tema. 2. Presentación de problemas reales, para desarrollar en los alumnos la capacidad de analizarlos y buscar los conocimientos necesarios para resolverlos. 3. Desarrollar los temas a partir de una aplicación o problema, dando los fundamentos teóricos y proponiendo metodologías de resolución. 4. Realizar síntesis de los contenidos dados en clases, clarificando los conceptos fundamentales. Resolución de problemas y proyectos a cargo del alumno, con guía del docente. Con el objetivo de: 1. Desarrollar el razonamiento. 2. Afianzar y madurar los conocimientos. 3. Afianzar los conocimientos sobre sistemas de unidades. 4. Analizar los resultados obtenidos, con criterios de órdenes de magnitud. 5. Desarrollar la confianza en sus capacidades. 5

6 METODOLOGÍA PARA EL DESARROLLO DE UN PROYECTO El proyecto se desarrollará en correspondencia con el dictado teórico, supervisado y guiado por el Jefe de Trabajos Prácticos, con la participación del Docente Titular. Se fijarán horas de consulta atendidas por el Jefe de Trabajos Prácticos y el Docente Titular. El Estudio de una instalación eléctrica deberá ser desarrollado teniendo en cuenta como mínimo los siguientes ítems, siguiendo el orden que se indica: 1. Memoria descriptiva de la planta. Se deberá hacer una descripción y un esquema que represente el proceso de producción o servicio (flow-sheet) que se desarrolle en la planta sobre la cual se realizará el estudio. 2. Cargas. Se indicaran las potencias de los equipos así como los requerimientos que deban reunir los suministros de la energía eléctrica (data sheet) en cada caso. 3. Plano de la planta. En un plano se dibujará la distribución de los componentes de la instalación bajo estudio (lay out). En el mismo se deberá mostrar los diversos sectores que la componen y sus ubicaciones relativas con las dimensiones generales. 4. Memoria descriptiva de la instalación eléctrica. Se describirá la conformación y los elementos que componen la instalación eléctrica, así como el criterio seguido para la adopción de tales disposiciones y elementos. 5. Potencia demandada De acuerdo con las actividades que se desarrollan, en cada uno de los sectores que componen la Planta, se deberá determinar las potencias instaladas en los mismos (fuerza motriz e iluminación). A partir de ellas se calcularan las potencias demandadas, por cada uno de ellos y para toda la instalación. 6

7 6. Conducciones principales. Con la ubicación de: los sectores, sus cargas demandadas, el punto de arribo de la energía eléctrica y con la ubicación de la o las subestaciones transformadoras, se deberán confeccionar un plano en donde se muestre cada uno de estos puntos y las rutas o trazas de las conducciones principales. 7. Diagrama unifilar. En un plano se deberá dibujar el esquema unifilar de la instalación eléctrica utilizando la simbología normalizada por IEC. 8. Cálculo de las corrientes de cortocircuito Se procederá a realizar el cálculo de las corrientes de cortocircuito en todos aquellos puntos de la instalación en que se consideren necesarios. 9. Cálculo de los alimentadores Con los datos de los ítem Nº 4, 5, 6 y 8 se determinaran las características de los cables y la forma en que se canalizaran. 10. Protecciones Con el conocimiento de la disposición, componentes y parámetros de la instalación, se procederá a la selección y coordinación de los elementos de protección. 11. Tableros de distribución De acuerdo con las actividades que se desarrollan, en cada uno de los sectores que componen la Planta, se deberá determinar las potencias instaladas en los mismos (fuerza motriz e iluminación). A partir de ellas se calcularán las potencias demandadas, por cada uno de ellos y para toda la instalación. Se deberá estudiar los distintos tableros que se emplearán en la instalación, a fin de poder determinar el tipo, características y componentes de los mismos. 12. Estación transformadora principal. Se ejecutarán planos para mostrar la disposición de los componentes (lay out) adoptada para la misma. El sistema de refrigeración. El sistema de tierra de protección y de servicio. 7

8 13. Cómputo y especificaciones de los materiales y equipos. 14. Presupuesto. Valorización económica de mano de obra y materiales. 15. Plan de trabajos 16. Curva de inversión 17. Pautas para la contratación del suministro de energía eléctrica a la Empresa Distribuidora, en función de las curvas de demanda supuestas. Metodología de Evaluación. Tiene como objetivo acreditar ante la sociedad, que el alumno adquirió los conocimientos mínimos suficiente para ejercer tareas en los campos del saber propios de cada asignatura y consiste en: 1. Evaluación continua. 2. Pruebas o exámenes parciales sobre aspectos prácticos únicamente. 3. Exámenes finales teóricos y prácticos. 4. Trabajo final 5. Exámenes finales teóricos únicamente. Recursos didácticos a utilizar como apoyo a la enseñanza. Material didáctico. Se dispone de textos, revistas, videos, equipamiento didáctico. Se ha elaborado apuntes sobre ciertos contenidos de la materia a los efectos de servir de guía en el proceso de aprendizaje. Se incentiva al estudiante a recurrir a catálogos e informaciones técnicas publicadas por fabricantes de productos, que se utilizan en los accionamientos eléctricos, y que están disponibles en la biblioteca. Recursos tecnológicos. Proyector de transparencias y cañón retroproyector. Programa PROCERA III, GE Power Control (programa free, para el estudio de instalaciones de baja tensión). Programa Di Cab 2.0, para dimensionamiento electrónico de conductores eléctricos. Prysmian. Conexión a Internet y computadoras para uso de estudiantes. Aula Virtual. 8

9 Articulación horizontal y vertical con otras materias UNIDAD TEMAT. UT1 UT2 UT3 ASIGNATURA ECONOMIA ELECTROTECNIA II MAQ.ELECT. II INST.YMEDICIONES EJES DE ARTICULACIÓN EVALUACIÓN DE PROYECTOS COMPONENTES SIMETRICAS. INT.AL EST.TRANSITORIO EN MAQUINAS MED.DE RESIST.DETOMAS DE TIERRA COMENTARIOS UT4 ELECTROTECNIA II CUADRIPOLOS UT5 ELECTROTECNIA I ENERGIA REACTIVA UT6 GENERACIÓN Y NIVELES DE TRANSMISIÓN TENSIÓN UT7 INST.YMEDICIONES TRANSFORMADORES DE MEDIDA MAQ.ELECTRICAS I TRANSFORMADORES UT8 DE POTENCIA ACCIO. Y CONT. ELÉC. APARATOS DE MANIOBRA UT9 INST.YMEDICIONES INSTRUMENTOS DE MEDIDA UT10 TP FISICAII SISTEMAS DE REPRESENTACIÓN NATURALEZA DE LA LUZ AUTOCAD Cronograma estimado de clases. Unidad Tema Tiempo estimado [hs] Teoría Práctica 1 Consideraciones técnico económicas en las instalaciones Estudio de cortocircuitos en las instalaciones Cálculo y dimensionamiento de las puestas a tierra Canalizaciones eléctricas

10 5 Factor de potencia Distintas tensiones de servicio 3 7 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 Total Bibliografía Instalaciones Eléctricas, M.A. Sobrevila A.L. Farina ; Editorial Alsina 2009 Instalaciones Eléctricas A Spita, Editorial Dosat; 1981 Manual de Baja Tensión; T. Schneicher; Siemens. Iluminación, Luz, Visión, Comunicación. Tomos I y II Asociación Argentina de Luminotécnia (AADL); Puesta a tierra de sistemas y redes de BT, MT y AT. J.C. Arcioni, Editorial Científica Universitaria, Manual AEG, Novena Edición Corrientes de cortocircuito en redes trifásicas; Richard Roeper, Marcombo; 1985 Cuadernos Técnicos. La protección de edificios contra descargas Ing.H.C.Bühler; UTN Reglamentación para la ejecución de instalaciones eléctricas. Viviendas, oficinas y locales (unitarios); Sección 771; AEA 90364; Reglamentación para la ejecución de instalaciones eléctricas. Locales para usos médicos. Sección 710; AEA 90364; Reglamentación de líneas aéreas exteriores de media y alta tensión; AEA; 2003 Reglamentación de líneas aéreas exteriores de baja tensión; AEA; Corrientes de cortocircuito en sistemas trifásicos de corriente alterna, AEA Norma IRAM Puesta a tierra de sistemas Eléctricos. Consideraciones generales. 10

11 Norma IRAM Puesta a tierra de sistemas eléctricos instalaciones industriales y domiciliaras (inmuebles y redes de baja tensión). Cuaderno Técnico nº 158. Schneider Cálculo de corrientes de cortocircuito. Manual teórico-práctico Schneider. Capítulo F. La distribución en BT. Manual Schneider TELESQUEMARIO. Manual electrónico de instalaciones eléctricas CAMBRE. Manual electrónico de instalaciones eléctricas SICA. Manual de Cables Prysmian. 11