Sistemas de Potencia
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1. Westinghouse electric Corporation EHV transmission line reference book General Electric Edison Electric Institute Valores b sicos de c lculo para sistemas de alta tensi n Langher AEG Paraninfo L neas de transmisi n subterr neas Weedy Edit Limusa Cables y conductores para transporte de energ a Condumex Siemens Dossat Manual t cnico de cables de energ a Heinhold Edit Mc Graw Introducci n a los fen menos transitorios Corrales Mart n Edit Marcombo Representaci n de la m quina sincr nica Alvarez DEBA La m quina sincr nica Lazzari Revista Electrot cnica Las corrientes de cortocircuito en las redes el ctricas Roeper Siemens Dossat C lculo de corrientes de cortocircuito Funk AEG Paraninfo Symetrical components Wagner Evans edit Mc Graw Hill Principios de electrotecnia T Il Netushill y Strajov Grupo Editor Buenos Aires Electrotecnia general y aplicada T VI Moeller Werr Edit Labor Apuntes varios 9 Paginas Web Acceso LIBRE CAMMESA http portalweb cammesa com default aspx TRANSENER www transener com ar RED ELECTRICA DE ESPANA http Awww ree es UNLP http www ing unlp edu ar sispot SALTO GRANDE http www saltogrande orqg UNIVERSITY OF IDAHO http www uidaho edu2. entre dos fases y tierra Resoluci n anal tica y por interconexi n de las redes de secuencia 5 3 An lisis de cortocircuitos en redes sencillas Utilizaci n de computadoras digitales Unidad Did ctica 6 Estabilidad de los sistemas de potencia de C A Tiempo estimado 16 horas c tedra 6 1 Determinaci n de la estabilidad por el criterio de igualdad de las reas Aplicaciones t picas del mismo en sistemas de potencia 6 2 Empleo de computadoras digitales Factores que afectan la estabilidad y recursos para mejorarla 6 3 Estabilidad de tensi n Recursos para mejorarla Utilizaci n de computadoras para su estudio Unidad Did ctica 7 Sobretensiones en sistemas de potencia Tiempo estimado 20 horas c tedra 7 1 Sobretensiones debidas a descargas atmosf ricas Utilizaci n de PC 7 2 Sobretensiones de maniobra y de servicio Utilizaci n de PC 7 3 Propagaci n de sobretensiones en la l nea ideal soluci n de la ecuaci n diferencial interpretaci n por ondas viajeras velocidad e impedancia de onda C lculo de sobretensiones en puntas de transici n reflexi n refracci n de ondas reflexiones sucesivas Utilizaci n de PC 4 Cronograma tentativo Unidad 1 4 Clases Unidad 2 4 Clases Unidad 3 4 Clases Unidad 4 4 Clases Unidad 5 5 Clases Unidad 6 4 Clases Unidad 7 4 Clases Se utilizar n 3 clases para Delinear Trabajo monogr fico Delinear Trabajo Pr ctico Flujos de Potencia Realizar v
3. CARRERA ACADEMICA K recnorocica NACIONAL Plan Anual de Actividades Acad micas Departamento Ingenier a El ctrica Asignatura Nivel Docentes Sistemas de Potencia Profesor Titular Ing Carlos Galmarini N de orden JTP Ing Fabi n Pera Bloque Tecnolog a Aplicada Auxiliar Docente Ing Roberto Bosio rea Sistemas de Potencia Curso 05 Divisiones 1 Horas Semanales 4 Horas Anuales 128 INDICE 1 Fundamentaci n de la materia dentro del plan de estudios oocoonnincnnccccnnn 2 2 Programa SIM Unida 2 3 Unidades tem ticas CONtenidoS ccoonnncccccnnnnccccnnnoncccncnonnncnnnananononononanenananos 3 4 Cronograma tentativo conca os 4 5 Trabajos Pr cticos LaboratorOS unica cdi 4 6 Metodolog a de Ense anza sein 6 7 Metodolog a de Evaluaci n sesionar 7 nn 7 9 Paginas Web Acceso LIBRE ccccccnnnnnnncccnnnccncconanannncnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnos 8 1 Fundamentaci n de la materia dentro del plan de estudios Descripci n general En los niveles anteriores el alumno ha adquirido conocimientos de los distintos componentes que conforman un Sistema El ctrico de Potencia en esta asignatura se pretende que adquiera una visi n integral de los SEP y que pueda realizar c lculos y an lisis de estudios esenciales en los SEP los que le permitir n intervenir en el dise o construcci n y operaci n de los sistemas el ctricos en general A su vez conformando una integraci n ho
4. arcan todo el programa utilizando un sistema de respuesta Verdadero Falso y M ltiple choice el cual se considera satisfactorio cuando las respuestas correctas est n por encima del 80 Evaluado el sistema de preguntas y respuestas descripto se toman dos temas en forma m s profunda extra dos del programa de la asignatura Bibliograf a An lisis de sistemas el ctricos de potencia Stevenson William Edit Mc Graw Hill An lisis moderno de sistemas el ctricos de potencia Enriquez Harper Sistemas el ctricos de gran potencia Weddy Edid Reverte Introducci n al an lisis transitorio de sistemas de potencia Alvarez Teor a de l neas el ctricas TI y TII Ras Edit Marcombo Redes El ctricas TI y TII Viqueira Landa Edit Representaciones y servicios de ingenier a L neas de transmisi n y redes de distribuci n de potencia el ctrica Enriquez Harper Edit Limusa Sistemas de transmisi n de la energ a el ctrica Eaton _ Edit Prentice Hall Redes el ctricas Henriet Edit Mayo L neas y redes el ctricas Marcelic Edit Ediar Centrales y redes el ctricas Buchhold Happold Edit Labor C lculos el ctricos de grandes l neas de transmisi n Dalla Verde Edit Alsina Principles of electric power transmission Woodruff Edit John Wiley 8 Sons Electrical transmission and distribution reference book
5. aspectos b sicos desarrollados en la teor a como as tambi n aquellos relacionados con la integraci n con otras materias tanto en el sentido horizontal como vertical Es complementada con otros problemas 5 2 Laboratorios Los trabajos pr cticos consisten en la resoluci n de problemas cerrados en los cuales son aplicados los conocimientos te ricos una vez concluidos los mismos Luego la pr ctica se realiza a trav s de software espec fico destacando la transcendencia de los datos necesarios en cada caso de acuerdo al modelo m todo de calculo empleado Al final del curso como trabajo integrador de los conocimientos adquiridos se realiza un trabajo practico abierto basado en un problema de un sistema real A continuaci n se hace una breve descripci n de los pr cticos en laboratorio e C lculo de par metros y efecto corona A trav s del programa WPROCALC de la UNLP se realiza una pr ctica grupal en el laboratorio de computaci n aplicada para todos los problemas vistos hasta el momento comparando los resultados obtenidos e Flujo de potencia y fallas Trabajo grupal en el laboratorio de computaci n aplicada a trav s de una versi n Demo de NEPLAN 6 Metodolog a de Ense anza Estrategias Las estrategias utilizadas son principalmente el dictado de los temas te ricos con una s lida apoyatura de ejemplos pr cticos utilizando informaci n actualizada La resoluci n de ejercicios de aplicaci n es ref
6. de C C L nea sin p rdidas Unidad Did ctica 3 Modelado de trasformadores y m quinas sincr nicas Tiempo estimado 16 horas c tedra 3 1 El transformador como elemento de la red Circuitos equivalentes y par metros de transformadores monof sicos y trif sicos de dos y tres arrollamientos Idem de autotransformadores Circuitos y reactancias de secuencia nula de transformadores y autotransformadores trif sicos 3 2 La m quina sincr nica como elemento de la red Operaci n en r gimen balanceado reactancias de secuencia inversa y nula Unidad Did ctica 4 Sistemas de C A en r gimen estacionario balanceado y estacionario Tiempo estimado 18 horas c tedra 4 1 Diagrama unifilar de un sistema de potencia Diagrama de impedancias conversi n a valores por unidad Reglas pr cticas del c lculo por unidad 4 2 Matrices de admitancias e impedancias de barra 4 3 An lisis de flujos de carga planteo del problema aplicaci n de los m todos de Gauss Seidel y Newton Raphson 4 4 Empleo de computadoras digitales M todos de control de los flujos de carga Unidad Did ctica 5 Cortocircuitos asim tricos en redes trif sicas Tiempo estimado 20 horas c tedra 5 1 Respuesta de la m quina sincr nica al cortocircuito sim trico Determinaci n de sus reactancias transitorias y estacionarias mediante oscilograma 5 2 Circuitos equivalentes Cortocircuitos de la red en vac o entre fase y tierra entre dos fases y
7. iones se extraen medidas y datos de los par metros reales de manuales y cat logos por ejemplo Siemens Unidad 2 C lculo de l neas de transmisi n a Con par metros concentrados L neas cortas Problema N 6 Para este problema es necesario saber el m todo por unidad ya que se hace notar las ventajas de dicho m todo en el c lculo de una l nea corta donde intervienen transformadores en ambos extremos L neas medias Problema N 7 Se realiza el c lculo a trav s del circuito equivalente en Tr usando la teor a de cuadripolos Aspecto integrador Se hace notar la importancia y alcance de aplicaci n de los modelos enumerados para su aplicaci n en Transmisi n y Distribuci n de la Energ a b Con par metros distribuidos Problema N 8 Estudio de una l nea larga f rmulas con funciones hiperb licas Cuadripolo equivalente circuito equivalente en Tr Funcionamiento en vac o y en cortocircuito M todos para mejorar el efecto inductivo y capacitivo de la l nea Unidad 3 Modelado de Transformadores y M quinas Sincr nicas Transformadores Problema N 9 Distintos tipos de conexiones trif sicas bancos de transformadores monof sicos y transformadores trif sicos ventajas y desventajas Comportamiento de los distintos tipos de conexiones ante las distintas secuencias M quinas sincr nicas Problema N 10 Comportamiento de la m quina sincr nica durante un cortocircuito sim trico reg menes subtransitorio t
8. isita 5 Trabajos Pr cticos 5 1 Luego de dar los contenidos te ricos se resuelven problemas en clases pr cticas con la participaci n activa de los alumnos a continuaci n se realiza una descripci n de los mismos Unidad 1 Par metros caracter sticos de l neas el ctricas a A reas Inductancia en lineas monofasicas Problema N 1 Se hace especial nfasis en la fijaci n del m todo de la distancia media geom trica y a su vez se indica que un sistema de secuencia nula tres fases y conductor de retorno se puede interpretar como una l nea monof sica las tres fases como conductor de ida y el neutro de retorno Inductancia en l neas trif sicas Problema N 2 Se plantea una comparaci n entre usar un solo conductor o conductores m ltiples A su vez se estudia el par metro resistencia y el efecto pelicular en ambos casos Capacidad en l neas trif sicas Problema N 3 Se calcula la capacidad de una l nea trif sica con conductores m ltiples con y sin efecto del suelo Efecto corona Problema N 4 Se calculan los voltajes cr ticos disruptivos de los casos del problema N 2 comparando los resultados de las dos disposiciones Impedancia de secuencia nula Problema N 5 En este problema se aplica el m todo de Carson para una l nea con retorno por tierra sin conductores de guarda b De cable aislado C lculo de par metros Se expone a trav s de filminas en construcci n los distintos tipos y configurac
9. n fundamentales para realizar diversos c lculos y proyectos en las asignaturas Generaci n y Transmisi n de la Energ a El ctrica y Proyecto Final Metodolog a de Evaluaci n Durante el ciclo lectivo Regularizaci n La regularizaci n se realiza presentando la carpeta con los ejercicios de aplicaci n resueltos y los trabajos en el Laboratorio de Computaci n Aplicada completos Tambi n es obligatoria la presentaci n del trabajo pr ctico abierto la misma es evaluada a trav s de un coloquio individual Se eval a la presentaci n del trabajo monogr fico Evaluaci n en Examen Final El alumno debe aprobar una instancia de evaluaci n final de la pr ctica y la teor a en forma simult nea Criterios de evaluaci n Para todas las instancias Examen pr ctico El examen pr ctico se realiza a trav s de la resoluci n de problemas del tipo de los resueltos durante el a o intentando que el alumno establezca distintas alternativas de soluci n y toma de decisiones que involucren los conocimientos te ricos adquiridos Generalmente se toman dos problemas uno de conocimiento de c lculo de par metros y otros de comportamientos de un sistemas de potencia con fallas asim tricas y o modelado de l neas y o flujos de potencia sin resoluci n por m todos iterativos se piensa comenzar a implementar toma de ex menes con problemas abiertos y resoluci n con PC Examen te rico Se realiza una serie de preguntas generales que ab
10. on la temperatura Influencia del efecto pelicular sobre la resistencia y la inductancia Potencial de un conductor nico o perteneciente a un haz Capacitancia de l neas monof sicas y trif sicas con circuitos a conductores simples y m ltiples Reactancia capacitiva Efecto del suelo sobre la capacitancia Conductancia de la l nea P rdidas por aislaci n imperfecta Efecto corona sus p rdidas Impedancia y admitancia de secuencia nula de l neas trif sicas sin y con cable de guardia 1 2 De cable aislado Inductancia resistencia y capacitancia de cables unipolares y tripolares Impedancia y admitancia de secuencia nula Unidad Did ctica 2 C lculo el ctrico de l neas de transmisi n Tiempo estimado 16 horas c tedra 2 1 Con par metros concentrados Esquemas aproximados y campos de aplicaci n L neas cortas y de mediana longitud cuadripolos equivalentes diagramas fasoriales ca da de tensi n regulaci n efecto Ferranti 2 2 Con par metros distribuidos L neas largas su modelado Ecuaciones generales Soluci n para r gimen senoidal estacionario Ondas de tensi n y de corriente Coeficiente de propagaci n e impedancia caracter stica Velocidad de propagaci n y longitud de onda Factor de reflexi n Forma hiperb lica de las ecuaciones c lculo pr ctico de las constantes Cuadripolos equivalentes en Pl Funcionamiento en vac o y en cortocircuito Diagrama circular de potencia L neas adaptadas compensadas y
11. orzada con distintos tipos de programas sean stos obtenidos a trav s de Internet o bien desarrollados por la c tedra entre los que podemos citar a modo de ejemplo WPROCALC de la c tedra Sistemas de Potencia de la UNLP Radio interferencia causada por efecto corona como propio En algunos temas se induce a trav s de gu as a que el alumno saque sus propias conclusiones investigando el tema e intentando distintos tipos de soluciones ejemplo resoluci n de problemas reales de Flujo de Potencia Recursos did cticos a utilizar como apoyo a la ense anza Los temas te ricos son abordados a trav s de clases donde el docente hace uso de pizarra y o a trav s de proyecci n de diapositivas con ca n electr nico poniendo nfasis en aplicaciones pr cticas 8 Los practicos relacionados con modelado de lineas cortocircuitos flujo de potencia estabilidad y transitorios son reforzados con el uso de software espec fico NEPLAN versi n demo y EMTP ATP WPROCALC de la UNLP A fin de que el alumno tome contacto con problem ticas reales se realiza una pr ctica abierta Como trabajo grupal se solicita un trabajo monogr fico que incluya alg n estudio sobre FACT S el cual ser expuesto a todo el curso por los integrantes de los grupos lt Articulaci n horizontal y vertical transversal con otras materias Verticalmente la asignatura se articula con la mayor a de materias Horizontalmente los conocimientos adquiridos ser
12. ransitorio y permanente Determinaci n de las reactancias mediante oscilo grama Comportamiento de la m quina sincr nica ante las distintas secuencias Unidad 5 Cortocircuitos asim tricos en redes trif sicas Cortocircuito monofasico Problema N 12 Diagrama unifilar M todo en por unidad ventajas Uso del terciario en triangulo de un transformador de tres arrollamientos para alimentar una l nea rural creaci n de un neutro artificial a trav s de una conexi n tipo Zig Zag para la detecci n de corrientes a tierra Cortocircuito monofasico Problema N 13 C lculo de las corrientes de cortocircuito en ambos lados de un transformador trif sico Y A teniendo en cuenta el desfasaje a las secuencias directa e inversa Cortocircuitos bif sicos Problema N 14 Circuitos monof sicos equivalentes potencia de cortocircuito c lculo de reactancias equivalentes a sistemas de aportes en funci n de la potencia de cortocircuito Unidad 6 Estabilidad de los sistemas de potencia de C A Estabilidad en r gimen transitorio Problema N 15 Ante un fallo en una linea en doble terna determinar si el sistema es estable y el 6 cr tico a trav s del m todo de igualaci n de las reas An lisis cuando hay recierre Unidad 7 Sobretensiones en sistemas de potencia C lculo de sobretensiones en puntas de transici n Problema N 16 Nota Esta gu a se constituye con los problemas considerados tipo en los cuales se resaltan los
13. rizontal los conocimientos adquiridos ser n fundamentales para realizar diversos c lculos y proyectos en las asignaturas Generaci n y Transmisi n de la Energ a El ctrica y Proyecto Final Expectativas de logro Al finalizar el curso el alumno habr adquirido conocimientos generales y espec ficos sobre el modelado de los elementos que constituyen los sistemas de generaci n transformaci n y transmisi n de energ a el ctrica funcionando stos en condiciones normales o de falla A su vez el alumno har uso de software espec ficos aplicados a la resoluci n de problemas de fallas flujos de potencia y transitorios 2 Programa Sint tico Par metros caracter sticos de las l neas el ctricas C lculo el ctrico de las l neas de transmisi n en CA y CC Modelado de componentes de los sistemas de potencia Sistemas de CA en r gimen balanceado y estacionarios Estudio de fallas en los sistemas de potencia Flujo de potencia Estabilidad en los sistemas de potencia Despacho econ mico de cargas o N OO EON 3 Unidades tematicas Contenidos Unidad Didactica 1 Parametros caracteristicos de las lineas el ctricas Tiempo estimado 16 horas c tedra 1 1 A reas Enlaces de flujo de un conductor nico o perteneciente a un haz Inductancia de l neas monofasicas y trif sicas con circuitos a conductores simples y m ltiples Transposici n de fases Reactancia inductiva Resistencia de la l nea su variaci n c
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