Universidad de Oviedo Tema II: Fundamentos sobre generación transporte y distribución de energía eléctrica Dpto. Dpto. de de Ingeniería Ingeniería Eléctrica, Eléctrica, Electrónica Electrónica de de Computadores Computadores yy Sistemas Sistemas
2.1 La energía eléctrica GENERACIÓN Centrales hidraúlicas Centrales termoeléctricas Centrales de Energías alternativas Generación de tensión (12 kv) aprox. TRANSPORTE Elevación (trafos)) tensión 380 kv,, 220 Kv Líneas de alta tensión Subestaciones Las Las máquinas eléctricas están presentes en en todas las las etapas del del proceso (rotativas en en la la generación y consumo. Transformadores en en transporte y distribución) Centros de distribución: subestaciones Líneas de baja tensión (trafos( trafos) DISTRIBUCIÓN CONSUMO Pequeños consumidores: baja tensión Industria: alta tensión
2.2 La red eléctrica I Centro de transformación Consumo doméstico Fuente primaria Turbina Parque de transformación de La central Estación transformadora primaria Subestación Grandes consumidores Generador Muy grandes consumidores GENERACIÓN GENERACIÓN TRANSPORTE TRANSPORTE DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN 1º 1º DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN CONSUMO CONSUMO (CENTRALES) (CENTRALES) (Subtransporte) (Subtransporte) 0 0 0 0 30 30 3 3 15 15 0,4 0,4 2 2 500 500 Km Km 20 20 Km Km 5 5 15 15 Km Km 500m 500m 10 10 30 30 730, 730, 380, 380, 220 220 132, 132, 66, 66, 45 45 11, 11, 20, 20, 30 30 380, 380, 220 220 V
2.2 La red eléctrica II Tecnología a eléctrica J. Roger et. Al Esquema simplificado de una parte de la red nacional de 400 kv Se puede observar la existencia de caminos alternativos para el suministro
2.2 La red eléctrica III Centros de transformación Avería SUBESTACIÓN SUBESTACIÓN Red radial de distribución SUBESTACIÓN Red de distribución en anillo
2.3 Las centrales eléctricas I HIDRAÚLICAS Transformación de la energía potencial acumulada por una masa de agua. Utilización turbina hidráulica. Gran rapidez de respuesta. TERMOELÉCTRICAS NO CONVENCIONALES DE BOMBEO Utilización de carbón, fuel, o combus- tible nuclear para producir vapor. Utilización de turbinas de vapor. Elevada inercia, especialmente en las nucleares. Producción constante. Eólicas Con turbinas de gas Solares De ciclo combinado Mareomotrices Utilizan agua previamente bombeada Son idénticas a las hidraúlicas
2.3 Las centrales eléctricas II Curva de demanda de energía eléctrica Otras Hidraúlicas Carbón y fósiles 0 Nucleares 8 16 Tecnología a eléctrica J. Roger et. Al 24 Hora Porcentaje de uso de las centrales eléctricas según su tipo Hidraúlicas Nucleares Carbón y fósiles Otros 28% 36% 30% 6%
2.3 Las centrales eléctricas III Tecnología a eléctrica J. Roger et. Al TIPO TIPO DE DE CENTRAL CENTRAL Producción Producción 1997 1997 (GWh) (GWh) Producción Producción 1998 1998 (GWh) (GWh) Hidroeléctrica Hidroeléctrica 33.138 33.138 33.989 33.989 Nuclear Nuclear 55.305 55.305 58.996 58.996 Hulla Hulla y y antracita antracita 37.337 37.337 30.050 30.050 Lignito Lignito pardo pardo 11.187 11.187 13.721 13.721 Lignito Lignito negro negro 10.742 10.742 6.406 6.406 Carbón Carbón importado importado 2.832 2.832 10.007 10.007 Gas Gas natural natural 6.634 6.634 2.367 2.367 Fuel Fuel oil oil 209 209 3.282 3.282 Producción Producción Bruta Bruta 157.384 157.384 158.818 158.818 Consumos Consumos producción producción 6.361 6.361 6.274 6.274 Adquirida Adquirida autoproductores autoproductores 15.885 15.885 19.325 19.325 Producción Producción total total neta neta 166.908 166.908 171.869 171.869 Consumos Consumos en en bombeo bombeo 1.752 1.752 2.587 2.587 Saldo Saldo intercambios intercambios Internacionales Internacionales -3.085-3.085 3.398 3.398 Demanda Demanda total total en en barras barras 162.071 162.071 172.608 172.608
2.4 Las máquinas eléctricas MÁQUINAS ELÉCTRICAS Estáticas Rotativas Motores Generadores Transformadores SISTEMA ELÉCTRICO SISTEMA ELÉCTRICO Transformador MEDIO DE ACOPLAMIENTO Transformador Motor MEDIO DE ACOPLAMIENTO Generador SISTEMA ELÉCTRICO SISTEMA MECÁNICO
2.4.1. Los transformadores Transformadores De potencia De medida Especiales Monofásicos o trifásicos Monofásicos o trifásicos Monofásicos o trifásicos Existen distintos tipos de de transformadores de de potencia Los Los de de medida pueden medir tensiones o corrientes
2.4.2 Las máquinas eléctricas rotativas I Motores Corriente Continua Asíncronos Síncronos Monofásicos Monofásicos o trifásicos Monofásicos o trifásicos Trifásicos Reluctancia variable Especiales Sin escobillas (Brushless DC) Imanes permanentes Monofásicos o trifásicos Monofásicos
2.4.2. Las máquinas eléctricas rotativas II Gran potencia: velocidad cte. Síncronos Turboalternadores (térmicas) y alterna- dores de centrales hidraúlicas Potencia media y baja: velocidad variable Generadores Corriente continua Asíncronos Máquinas muy poco frecuentes: aplicaciones especiales Generadores eólicos. Alternadores micentrales hidraúlicas