Unidad responsable: 330 - EPSEM - Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Manresa Unidad que imparte: 709 - EE - Departamento de Ingeniería Eléctrica Curso: Titulación: 2017 GRADO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA (Plan 2009). (Unidad docente Obligatoria) Créditos ECTS: 6 Idiomas docencia: Catalán Profesorado Responsable: Otros: JORDI CUNILL SOLA - FRANCESC JOSEP ARCHS LOZANO FRANCESC JOSEP ARCHS LOZANO Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. Capacidad para el cálculo y diseño de líneas eléctricas y transporte de energía eléctrica. 2. Conocimiento sobre sistemas eléctricos de potencia y sus aplicaciones. Transversales: 3. COMUNICACIÓN EFICAZ ORAL Y ESCRITA - Nivel 3: Comunicarse de manera clara y eficiente en presentaciones orales y escritas adaptadas al tipo de público y a los objetivos de la comunicación utilizando las estrategias y los medios adecuados. 4. TRABAJO EN EQUIPO - Nivel 3: Dirigir y dinamizar grupos de trabajo, resolviendo posibles conflictos, valorando el trabajo hecho con las otras personas y evaluando la efectividad del equipo así como la presentación de los resultados generados. 5. APRENDIZAJE AUTÓNOMO - Nivel 3: Aplicar los conocimientos alcanzados en la realización de una tarea en función de la pertinencia y la importancia, decidiendo la manera de llevarla a cabo y el tiempo que es necesario dedicarle y seleccionando las fuentes de información más adecuadas. Metodologías docentes Sesiones presenciales de exposición de contenidos. En las que el profesor expondrá los conceptos, guiará el grupo y propondrá trabajos. - Sesiones presenciales de aplicación. En las que los estudiantes deberán presentar al profesor (en grupos de 6 personas) la resolución de los problemas y trabajos propuestos. Los estudiantes que presentarán en cada sesión se elegirán aleatoriamente, aceptando voluntarios ya que debe haber un número mínimo de presentaciones. - Sesiones de actividad dirigida en las que se realizará el seguimiento y se tutorizará sobre la evolución de los trabajos propuestos. - Trabajo autónomo. En el que el estudiante asimilará los conceptos planteados, realizará los trabajos propuestos preparará las clases. - Trabajo de grupo. En el que los estudiantes, en grupos de 2 personas prepararán las prácticas y realizarán los informes. También, en grupos de 6 personas realizarán colecciones de problemas que deberán ser defendidos en las horas presenciales de aplicación. Objetivos de aprendizaje de la asignatura Al finalizar la asignatura el estudiante debe ser capaz de: 1. Entender el Sistema Eléctrico para el transporte y distribución de la energía eléctrica. 2. Cálculo de los parámetros de las líneas eléctricas. 1 / 9
3 Análisis y dimensionado del sistema en régimen permanente. 8. Simulación de las líneas eléctricas mediante herramientas informáticas. Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 150h Horas grupo grande: 45h 30.00% Horas grupo mediano: 0h 0.00% Horas grupo pequeño: 15h 10.00% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 90h 60.00% 2 / 9
Contenidos Título del contenido 1: Introducción. Componentes, estructura y funciones de los sistemas de distribución y transporte de energía eléctrica. Dedicación: 18h Grupo grande/teoría: 6h En este contenido se trabaja todo lo referente al sistema eléctrico de transporte y distribución de la energía eléctrica. Se diferencia entre transporte y distribución, diferentes estructuras (mallada y en árbol). Importancia de los niveles de tensión. Descripción de los principales elementos. En acabar aquest tema l'estudiant serà capaç de comprendre tot el sistema elèctric de transport i distribució. Título del contenido 2: Líneas aéreas y cables: Parámetros eléctricos. Circuitos equivalentes de las líneas. Dedicación: 29h Grupo grande/teoría: 9h Aprendizaje autónomo: 18h Determinación de los valores de resistencia, inductancia y capacidad en el suelo, de las líneas eléctricas, en función de su configuración. Concepto de parámetros distribuidos y ecuación de onda. Simplificación de los modelos de las líneas eléctricas tomando parámetros concentrados. Actividades vinculadas: Práctica P1: Cálculo de los parámetros de líneas aéreas y cálculo del esquema equivalente mediante software de simulación. 1. Distinguir las diferentes configuraciones de las líneas. 2. Cálculo de las inductancias por metro a partir de datos geométricos. 3. Cálculo de las capacidades en el suelo por metro a partir de datos geométricos. 4. Obtención de los parámetros de los circuitos equivalentes con parámetros concentrados. Título del contenido 3: Líneas aéreas y cables: Análisis en régimen permanente. Dedicación: 20h Grupo grande/teoría: 6h Estudio de las líneas aéreas y cables en régimen permanente. Se estudian las variables importantes de las líneas como son: caídas de tensión, pérdidas, rendimientos, compensación de reactiva... Actividades vinculadas: Práctica P2: Análisis en régimen permanente de líneas eléctricas mediante software de simulación. Determinar las caídas de tensiones y la compensación de reactiva en líneas eléctricas. 3 / 9
Título del contenido 4: Líneas aéreas y cables: Introducción al régimen transitorio. Dedicación: 20h Grupo grande/teoría: 6h Introducción a la ecuación de onda. Conceptos de parámetros distribuidos y concentrados. Cálculo de ondas viajeras y sobretensiones. Actividades vinculadas: Práctica P3: Análisis del comportamiento en régimen transitorio. Cálculo de ondas viajeras y sobretensiones. Introducción al régimen transitorio, introducción que se realizará principalmente a partir de software de simulación. Título del contenido 5: Transformadores trifásicos: Tipo, conexiones, circuitos equivalentes. Dedicación: 27h Grupo grande/teoría: 9h Aprendizaje autónomo: 18h Introducción de los transformadores en los cálculos en sistemas eléctricos. Características de los transformadores. Obtención de los parámetros de los circuitos equivalentes. Entender la importancia de los transformadores en el sistema eléctrico. Conocer los diferentes tipos, sus conexiones y sus circuitos equivalentes. Título del contenido 6: Sistemas HVDC y FACTS. Dedicación: 9h Grupo grande/teoría: 3h Aprendizaje autónomo: 6h En este contenido se trabaja: 1.- Comparación entre el transporte en AC y DC. 2.- Estudios económicos. 3.- Las redes eléctricas del futuro. 4.- Las Smart Grids y los FACTS (Flexible AC Transmition Systems). Al finalizar este tema el estudiante será capaz de diferenciar entre los sistemas de transporte de la energía eléctrica en alterna y en continua, así como de nombrar sus principales ventajas de cada uno de ellos así como de analizar su coste económico. 4 / 9
Título del contenido 7: Proyecto de líneas aéreas de transporte y distribución. Dedicación: 27h Grupo grande/teoría: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 9h En este contenido se realizará el diseño de una línea aérea, desde el punto de vista eléctrico, mecánico y de planificación. Actividades vinculadas: Trabajo dirigido: Diseño de una línea eléctrica. Introducción al diseño de líneas eléctricas. 5 / 9
Planificación de actividades TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 1: PRÁCTICA P1: CÁLCULO DE LOS PARÁMETROS DE LÍNEAS AÉREAS Y CÁLCULO DEL ESQUEMA EQUIVALENTE MEDIANTE SOFTWARE DE SIMULACIÓN. Mediante un software de elementos finitos (FEM-2D) se determinará los principales parámetros eléctricos de las líneas aéreas. En esta primera sesión se hará un tutorial del software y de la obtención de parámetros eléctricos. PC i software FEM 2D. Dedicación: 4h Aprendizaje autónomo: 2h A lo largo de la sesión se llenará el informe con los datos obtenidos y se responderá razonadamente a las cuestiones solicitadas. La nota de las prácticas de laboratorio corresponde a un 10% de la nota global de la asignatura. Familiarizarse con el método de los elementos finitos aplicados a la ingeniería eléctrica. TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 2: PRÁCTICA P2: ANÁLISIS EN RÉGIMEN PERMANENTE DE LÍNEAS ELÉCTRICAS MEDIANTE SOFTWARE DE SIMULACIÓN. Mediante un software de elementos finitos (FEM-2D) se determinará los principales parámetros eléctricos de las líneas aéreas. PC y software FEM 2D. Dedicación: 4h Aprendizaje autónomo: 2h A lo largo de la sesión se llenará el informe con los datos obtenidos y se responderá razonadamente a las cuestiones solicitadas. La nota de las prácticas de laboratorio corresponde a un 10% de la nota global de la asignatura. Familiarizarse con el método de los elementos finitos aplicados a la ingeniería eléctrica. TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 3: PRÁCTICA P3: ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO EN RÉGIMEN TRANSITORIO. CÁLCULO DE ONDAS VIAJERAS Y SOBRETENSIONES. Dedicación: 4h Aprendizaje autónomo: 2h Mediante un software de cálculo de transitorios InterPSS se determinará las sobretensiones que se producen en una línea eléctrica apertura y cierre de interruptores, en función de las diferentes cargas que tenga conectada en su extremo. 6 / 9
PC y software InterPSS. A lo largo de la sesión se llenará el informe con los datos obtenidos y se responderá razonadamente a las cuestiones solicitadas. La nota de las prácticas de laboratorio corresponde a un 10% de la nota global de la asignatura. Familiarizarse con el comportamiento transitorio de las líneas eléctricas, el cálculo de las ondas viajeras y las sobretensiones que provocan. Igualmente familiarizarse con el software gratuito InterPSS que se utilizará en las siguientes dos prácticas. TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 4: TRABAJO DIRIGIDO: DISEÑO DE UNA LÍNEA ELÉCTRICA A partir de los datos de una zona del sistema eléctrico catalán, y con la ayuda del software InterPSS y otras posibles ayudas informáticas, diseñar desde todos los puntos de vista, un ramal de alimentación de un polígono industrial. Todo bajo el cumplimiento de la normativa a aplicar. PC, software InterPSS y otros... Al finalizar el plazo, el estudiante entregará en formato digital tanto el trabajo en sí, como los archivos utilizados para la realización del mismo. Durante 3 sesiones de los grupos pequeños, el profesor irá dirigiendo y supervisando la realización del trabajo. Aprender a calcular y diseñar líneas eléctricas aéreas. Dedicación: 21h Grupo pequeño/laboratorio: 9h TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 5: 1R EXAMEN Dedicación: 15h Grupo grande/teoría: 2h Aprendizaje autónomo: 13h Prueba individual en el aula con una parte de los conceptos teóricos y problemas relacionados con los objetivos de el aprendizaje. Parte teórica: sólo el enunciado. Parte de problemas: enunciado, formulario (una hoja A4) y calculadora. Entrega en primer lugar del resultado de la prueba escrita teórica y al final entrega de la parte de problemas. Nota de la prueba: 0.5 x nota teoría + 0.5 x nota problemas. El peso de esta prueba está indicado en el apartado correspondiente al sistema de calificación. Al finalizar la actividad, el/la estudiante debe ser capaz de: Conocer, entender y aplicar los conceptos estudiados en las sesiones teóricas y de problemas impartidas hasta el momento. 7 / 9
330072 - LE - Líneas Eléctricas TÍTULO DE LA ACTIVIDAD 6: 2 º EXAMEN Dedicación: 15h Grupo grande/teoría: 2h Aprendizaje autónomo: 13h Prueba individual en el aula con los conceptos teóricos y problemas relacionados con los objetivos del aprendizaje. Parte teórica: sólo el enunciado. Parte de problemas: enunciado, formulario (una hoja A4) y calculadora. Entrega en primer lugar del resultado de la prueba escrita teórica y al final entrega de la parte de problemas. Nota de la prueba: 0.5 x nota teoría + 0.5 x nota problemas. El peso de esta prueba está indicado en el apartado correspondiente al sistema de calificación. Al finalizar la actividad, el/la estudiante debe ser capaz de: Conocer, entender y aplicar los conceptos estudiados en las sesiones teóricas y de problemas impartidas hasta el momento. Sistema de calificación - 1er examen: 35% - 2 º examen: 45% - Laboratorio: 10% - Trabajo: 10%. Normas de realización de las actividades Las evaluaciones consisten en la serie de actos de evaluación presenciales y/o otras actividades evaluables que forman parte de la evaluación continua. Si no se realiza alguno de los actos o actividades, se considerará calificada con cero. 8 / 9
Bibliografía Básica: Bergen, Arthur R. Power systems analysis. 2nd ed. Upper Saddle River, N.J: Prentice Hall, 2000. ISBN 0136919901. Elgerd, Olle Ingemar. Electric energy systems theory: an introduction. 2nd ed. New York [etc.]: McGraw Hill, 1982. ISBN 0070192308. Complementaria: Glover, J. Duncan ; Sarma, Mulukutla. Power system analysis and design: with personal computer applications. 2nd ed. Boston: PWS Publishing Company, 1994. ISBN 0534939600. Ras Oliva, Enrique. Teoría de líneas eléctricas: de potencia, de comunicación, para transmisión en continua. 2ª ed. Barcelona: Marcombo, 1985. ISBN 8460058921. Otros recursos: Material informático InterPSS: http://community.interpss.org/ 9 / 9