INGENIERÍA ELÉCTRICA PROGRAMA DE ASIGNATURA

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INGENIERÍA ELÉCTRICA

PROGRAMA DE ASIGNATURA

ACTIVIDAD CURRICULAR: GENERACION, TRANSMISION Y DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA Código: 950596

Año Académico: 2016

Área: SISTEMAS DE POTENCIA Bloque: TECNOLOGIAS APLICADAS Nivel: 5°. Tipo: Obligatoria

Modalidad: Anual

Carga Horaria total: Hs Reloj: 144 Hs. Cátedra: 192 Carga horaria semanal: Hs Reloj: 4h 30min Hs. Cátedra: 6

Composición del equipo docente

Profesores Titulares: Profesores Asociados:

Profesores Adjuntos: Ing. Carlos Santo Auxiliares JTP: Ing. Jorge Malerba

Auxiliares ATP 1°: Ing. Miguel Rechimuzzi - Ing. Frandz Nygard - Ing. Alejandro Giossefi Auxiliares ATP 2°: Sr. Adrián PUGA

FUNDAMENTACIÓN

Esta materia prepara al futuro profesional para que, con los elementos teórico prácticos adquiridos en Electrotecnia, Máquinas Eléctricas y Materiales, pueda explicar y desarrollar el diseño, calculo y construcción de todas las obras de generación, transmisión y distribución, necesarias para hacer llegar a todos los usuarios del país los distintos tipos de energía primaria que el mismo posee, de manera segura para los ciudadanos usuarios y para las personas que operan las instalaciones.

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OBJETIVOS

Al finalizar el curso el alumno deberá ser capaz de:

 Determinar los aspectos generales de las políticas de tarifas, precios y costos marginales de generación, transporte y distribución de la energía eléctrica.

 Determinar aspectos generales de la demanda.

 Describir los principales tipos de centrales convencionales y no convencionales, ciclos e instalaciones propias de las centrales y las necesarias para la interconexión con las líneas.  Diseñar, calcular y proyectar los componentes utilizados en los sistemas de transmisión y

distribución de la energía eléctrica.  Calcular y proyectar puestas a tierra.

 Conocer, determinar y seleccionar los distintos tipos de protecciones de los sistemas eléctricos.

CONTENIDOS

a) Contenidos mínimos

1. Demanda, tarifas, precios y costos marginales de generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica.

2. Centrales hidroeléctricas, térmicas, nucleares y no convencionales. 3. Planificación de los sistemas de transmisión y distribución.

4. Cálculo mecánico de líneas eléctricas de transmisión y distribución. 5. Estaciones transformadoras y centros de distribución, urbanos y rurales. 6. Puesta a Tierra.

7. Protecciones de líneas, redes y estaciones transformadoras.

Comentarios: Se realizarán ejemplos de aplicación a sistemas reales teniendo en cuenta las normas respectivas Se dará atención a los usos y funcionamiento de los sistemas. Se deberá dar especial importancia a los aspectos de diseño, cálculo y proyecto de líneas y estaciones transformadoras.

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b) Contenidos analíticos

Unidad Temática 1: Demanda y Producción de la Energía

Beneficios de las interconexiones eléctricas. Diagramas de consumo-generación. Planeamiento de la demanda. Reservas de generación y transporte. Confiabilidad de los sistemas.

Sistemas de MT, AT y EAT en corriente alterna y continua.

Unidad Temática 2: Cálculo de Líneas de Transmisión

Criterios para la determinación de cantidad de líneas, potencia, tensión económica y límites de la transmisión. Cálculo eléctrico y mecánico de los conductores. Determinación de la sección económica. Pérdidas en líneas de transmisión. Efecto corona. Determinación de distancias eléctricas y aislamientos. Criterios para la selección de la traza y zona de servidumbre. Vano económico, tabla de tendido y planimetría de una línea. Cálculo mecánico de estructuras monoposte, biposte, triposte y reticuladas. Cálculo de fundaciones de estructuras y riendas.

Unidad Temática 3: Estaciones de Transformación y Centros de Distribución

Componentes principales. Sistemas de barras. Elección y distribución de los transformadores de potencia. Equipos de maniobra de AT. Malla de tierra. Coordinación de aislamientos. Circuitos auxiliares. Criterios constructivos. Proyectos.

Unidad Temática 4: Centrales Hidroeléctricas, Térmicas y No Convencionales

Disposición general. Componentes, sistemas, tipos de turbinas y características. Circuitos de potencia y auxiliares de centrales. Ductos e interruptores de máquina-regulación de tensión y velocidad.

Unidad Temática 5: Redes de Distribución

Criterios técnico-económicos para planificación de sistemas urbanos y rurales. Redes de MT y BT radiales, anilladas, abiertas, malladas, aéreas y subterráneas. Criterios de diseño. Cálculos de transformadores y cables. Sectores de distribución. Materiales y equipos utilizados.

Unidad Temática 6: Principales Protecciones de los Sistemas

Protección contra sobretensiones y sobrecorrientes. Protección de líneas. Protección de barras. Protección de transformadores y generadores. Reconectadores. Seccionalizadores. Coordinación de protecciones.

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DISTRIBUCIÓN DE CARGA HORARIA ENTRE ACTIVIDADES TEÓRICAS Y PRÁCTICAS

Tipo de actividad Carga horaria total en hs. reloj

Carga horaria total en hs. cátedra Teórica 98 131 Formación Práctica 46 61 Formación experimental 6 8 Resolución de problemas 16 21 Proyectos y diseño 24 32 Práctica supervisada 0 0 ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS

a) Modalidades de enseñanza empleadas según tipo de actividad (teórica-práctica)

La modalidad de dictado puede dividirse en dos tramos en la mayoría de las clases, siendo la primer parte o tramo, destinada al dictado de teoría, y la segunda a la realización y desarrollo de trabajos prácticos.

En todos los casos se incentivará la participación de los alumnos en la clase, evacuando el docente todas las consultas que se formulen.

Será modalidad de la cátedra el traspaso de experiencias profesionales propias del equipo docente al alumnado.

1 - TEORÍA:

El dictado de cada uno de los temas de las clases teóricas, comenzará con una descripción detallada de sistema, equipo, o instalación en cuestión, la misma se realizará con ayuda de proyecciones, planos, dibujos, láminas, fotos, de instalaciones existentes de AT-MT.

A continuación, se explicará y desarrollara en el pizarrón, la fundamentación teórica, los dibujos del tema y el desarrollo de las fórmulas de cálculo, que se emplean para dimensionar y verificar los distintos componentes de las instalaciones.

Se hará hincapié en las normas nacionales e internacionales que se deben cumplir y los niveles de seguridad a respetar, para cada tipo de instalación. Se explicarán las ventajas y desventajas de las actuales soluciones de uso en la Argentina y en otros países de la región y del mundo.

En la mayoría de las clases, el primer tramo de la misma será destinado a los temas teóricos, el nivel de desarrollo y explicación de los mismos, se complementará siempre con lo realizado luego

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en el segundo tramo de la clase destinada a trabajos prácticos, es decir, que muchos temas teóricos serán completados incluso en su explicación en la etapa de trabajo práctico.

2 - TRABAJOS PRACTICOS:

Los trabajos prácticos consistirán en el desarrollo de temas y cálculos específicos (numéricos), para todos los alumnos, a partir de datos y alcances concretos suministrados y definidos por el cuerpo docente con antelación al inicio de los mismos.

Los alumnos contarán con la asistencia permanente en clase de los ayudantes de trabajos prácticos y del jefe de trabajos prácticos, quienes obrarán de tutores, y acompañarán la realización de todos los puntos del trabajo práctico.

Los trabajos prácticos se ejecutarán dentro del horario de la materia (segundo tramo de la clase). La modalidad de trabajo es en grupo. La cantidad mínima y máxima de alumnos por grupo será definido por la cátedra al inicio del ciclo lectivo. La cátedra modificará la cantidad de integrantes o nombre de los mismos conforme crea conveniente para el desarrollo de las actividades.

Se estipula un número mínimo de 7 (siete) trabajos prácticos, cuyos temas principales a abordar se indican a continuación:

Trabajo Práctico N° 1: UT N°2 - Cálculo de líneas de Transmisión

 Cálculo de pérdidas en líneas de alta tensión. Determinación de la sección económica.

Cálculo mecánico del conductor.

Trabajo Práctico N° 2: UT N°2 - Cálculo de líneas de Transmisión

 Cálculo, diseño eléctrico y mecánico de un soporte de suspensión de una línea de alta

tensión y su correspondiente fundación.

Trabajo Práctico N° 3: UT N°3 - Estaciones Transformadoras y Centros de Distribución  Sistemas de barras y selección de equipos de maniobra en alta tensión para una

estación transformadora.

Trabajo Práctico N° 4: UT N°3 - Estaciones Transformadoras y Centros de Distribución  Diseño de una malla de Puesta a Tierra en una estación transformadora.

Trabajo Práctico N° 5: UT N°4 – Centrales Hidroeléctricas, Térmicas y No Convencionales  Parámetros de diseño de una Central.

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Trabajo Práctico N° 6: UT N°5 – Redes de Distribución

 Parámetros de diseño de sistema de distribución Urbano y Rural.

Trabajo Práctico N° 7: UT N°6 – Principales Protecciones de los Sistemas  Diseño y elección de un descargador de sobretensión.

b) Recursos didácticos para el desarrollo de las distintas actividades (guías, esquemas, lecturas previas, computadoras, software, otros)

 Pizarra y marcador.

 Proyector de transparencias.  Cañón electrónico.

 Libros varios (ver bibliografía).  Apuntes de Cátedra:

o Proyectos de obras ya ejecutadas de líneas de Alta Tensión, Subestaciones y Centrales.

o Planos y Memorias de Cálculo de obras en servicio de MT, AT y Extra AT. o Fotografías de Obras en Construcción y en servicio de MT, AT y Extra AT. o Videos de obras en construcción Líneas y Subestaciones de MT, AT y Extra AT. o Videos de mantenimiento de líneas con tensión de MT, AT y Extra AT.

EVALUACIÓN

a) Modalidad (tipo, cantidad, instrumentos)

Se tomarán dos exámenes parciales, que abordarán temas teóricos desarrollados en clase, y temas prácticos (ejercicio) de temas desarrollados en los trabajos prácticos, conforme lo indicado en cronograma. Cada examen parcial tendrá al menos dos instancias de recuperación.

En cada parcial se evaluarán los contenidos de las unidades y trabajos prácticos abordados hasta la fecha de realización del mismo, en conformidad con el cronograma.

Se evaluará el desarrollo y resolución de los trabajos prácticos, cuyo alcance esperado para aprobación será indicado al momento de presentar los tópicos de cada uno de los mismos.

Se estipula como vencimiento de plazo de entrega de los trabajos prácticos, la fecha de finalización del cuatrimestre correspondiente, conforme cronograma y calendario académico.

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b) Requisitos de regularidad

Aprobar los Parciales o sus correspondientes recuperatorios, con nota igual o superior a 4 (cuatro). Cumplir con una regularidad de asistencia a clase de como mínimo 80 %.

Entregar el original de cada trabajo práctico en tiempo y forma, cumpliendo con los alcances mínimos estipulados en cada caso. (Quedará en poder de la cátedra los originales de los trabajos prácticos de cada grupo).

Presentar al Jefe de Trabajos Prácticos copia de cada trabajo práctico aprobado antes de la finalización del Ciclo Lectivo (uno por alumno).

c) Requisitos de aprobación

Aprobar el examen final teórico práctico, con modalidad del tipo escrita y oral, sobre temas desarrollados durante la cursada de la materia, tanto los tratados en forma teórica como los abordados en los trabajos prácticos (nota igual o superior a cuatro).

ARTICULACIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL CON OTRAS MATERIAS ARTICULACION VERTICAL:

Por la naturaleza de los objetivos y contenidos mínimos de la materia, la articulación vertical de la misma, se da con todas las materias técnicas y no técnicas de los años precedentes, pudiendo mencionar como las de mayor importancia a las materias:

 Máquinas Eléctricas I y II,

 Máquinas Térmicas, Hidráulicas y de Fluidos,  Teoría de los Campos,

 Instrumentos y Mediciones Eléctricas,  Estabilidad.

ARTICULACION HORIZONTAL.:

La articulación de esta materia con la materia Sistemas de Potencia y Proyecto Final, que se dicta en el mismo año, se resuelve mediante un adecuado escalonamiento de los temas durante el año lectivo, de manera que los que tienen vinculaciones con la materia citada, se desarrollan estos temas una vez que los mismos ya han sido dictados en las materias mencionadas.

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CRONOGRAMA ESTIMADO DE CLASES

Semana Tema

Tipo de Actividad Teórica Formación

Práctica

1 _{UT 1: Demanda y Producción de la Energía}Introducción al curso + Reglamento ●

2 UT 1: Demanda y Producción de la Energía ●

3 UT 2: Cálculo de Líneas de Transmisión + TP N°1 y N°2 ● ●

9 UT 3: Estaciones de Transformación y Centros de Distribución + TP N° 3 y N° 4 ● ●

15 Examen Parcial N° 1 - -

16 UT 4: Centrales Hidroeléctricas, Térmicas y No Convencionales + TP N° 5 ● ●

23 UT 5: Redes de Distribución + TP N° 6 ● ● 24 UT 5: Redes de Distribución + TP N° 6 ● ● 25 UT 5: Redes de Distribución + TP N° 6 ● ● 26 UT 5: Redes de Distribución + TP N° 6 ● ● 27 UT 5: Redes de Distribución + TP N° 6 ● ● 28 UT 5: Redes de Distribución + TP N° 6 ● ●

29 UT 5: Principales Protecciones de los Sistemas + TP N° 7 ● ●

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BIBLIOGRAFÍA OBLIGATORIA

 Dr Luis M. Checa : Líneas de transporte de energía-eléctrica. Marcombo. Barcelona. 1979  Jacinto Viqueira Landa: Redes Eléctricas. Representaciones y serv. de ingeniería. Mexico 1980  Bucholz/ Happold: Centrales y Redes. Labor. España. 1971

 Ramirez Vazquez, Jose: Centrales Eléctricas – Enciclopedia CEAC. 1990

 Enriquez HARPER: Subestaciones Electricas de Alta Tensión . Limusa. México. 2008  Coordinación del aislamiento. Endesa España.

 Dr Dallaverde : Lineas de alta tensión .

 Versión en alemán – Centrales y Redes- Happold/ Edinng

 Versión en alemán – Elektroenergie- Technik - Prof. G Schwickardi – Tomo I  Versión en alemán – Elektroenergie- Technik - Prof.G Schwickardi – Tomo II  Versión en alemán – Elektroenergie- Technik - Prof.G Schwickardi – Tomo III  Manual AEG – Centrales Eléctricas y Transmisión. Alemania 1992

 Manual ABB- Subestaciones- Alemania 2002  Subestaciones de alta tensión –Dr FLECK –Dr KULIK  Proyectos das líneas aéreas Brasil - Dr Fuchs – de Almeida  Centrales Hidroeléctricas – Zuvicaray -Mc Graw Hill  Plantas Termoeléctricas - Rodríguez. Ed. Aguilar

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

 BIBLIOGRAGIA TRADUCIDA AL CASTELLANO DEL LIBRO ELEKTRO ENERGIE TECHNIK – Tomos I - II y III  Apunte del Curso de Postgrado de Ensayos de Alta Tensión de la asociación de graduados tecnológicos