Fundamentos Sobre Generacin Transporte y Distribucin de Energa Elctrica

Energa ElctricaGENERACINTRANSPORTEDISTRIBUCINCONSUMOCentrales hidralicasCentrales termoelctricasCentrales de Energas alternativasGeneracin de tensin (12 kV) aprox.Elevacin (trafos) tensin 380 kV, 220 KvLneas de alta tensinSubestacionesCentros de distribucin: subestacionesLneas de baja tensin (trafos)Pequeos consumidores: baja tensinIndustria: alta tensinLas mquinas elctricas estn presentes en todas las etapas del proceso (rotativas en la generacin y consumo. Transformadores en transporte y distribucin)

Red Elctrica FuenteprimariaTurbinaGeneradorParque de transformacinde La centralEstacintransformadoraprimariaSubestacinCentro de transformacinConsumodomsticoMuy grandesconsumidoresGrandesconsumidores

Red Elctrica Esquema simplificado de una parte de la red nacional de 400 kVSe puede observar la existencia de caminos alternativos para el suministro Tecnologa elctrica J. Roger et. Al

Red Elctrica Red de distribucinen anilloSUBESTACIN

Centrales ElctricasHIDRALICASTransformacin de la energa potencial acumulada por una masa de agua.Utilizacin turbina hidrulica.Gran rapidez de respuesta.TERMOELCTRICASUtilizacin de carbn, fuel, o combus-tible nuclear para producir vapor.Utilizacin de turbinas de vapor.Elevada inercia, especialmente en las nucleares. Produccin constante.NO CONVENCIONALESElicasSolaresMareomotricesDE BOMBEOUtilizan agua previamente bombeadaSon idnticas a las hidralicasCon turbinas de gasDe ciclo combinado

Centrales Elctricas Curva de demanda de energa elctricaHora241680 Tecnologa elctrica J. Roger et. Al

Mquinas Elctricas Estticas

RotativasTransformadoresMotoresGeneradoresMQUINAS ELCTRICASTransformadorTransformadorGeneradorMotor

TransformadoresTransformadoresDe potenciaDe medidaEspecialesMonofsicos o trifsicosMonofsicos o trifsicosMonofsicos o trifsicosExisten distintos tipos de transformadores de potenciaLos de medida pueden medir tensiones o corrientes

Mquinas Elctricas Rotativas MotoresCorriente ContinuaAsncronosSncronosEspecialesImanes permanentesReluctancia variable Sin escobillas (Brushless DC) Monofsicos o trifsicosMonofsicosMonofsicos o trifsicosMonofsicosTrifsicosMonofsicos o trifsicos

Mquinas Elctricas Rotativas GeneradoresSncronosAsncronosCorriente continuaTurboalternadores (trmicas) y alterna-dores de centrales hidralicasGeneradores elicos. Alternadores micentrales hidralicasMquinas muy poco frecuentes: aplicaciones especialesGran potencia: velocidad cte.Potencia media y baja: velocidad variable

El Principio de ReversibilidadTodas las mquinas elctricas rotativas son reversiblesPueden funcionar como motor o como generadorMotorConversin de Energa Elctrica en Energa MecnicaGeneradorConversin de Energa Mecnica en Energa Elctrica

Balance Energtico de una Mquina RotativaPotencia elctrica consumida (Pe)ESTATORROTORPotencia mecnica til del motor (Pu)

Clase de AislamientoTemperatura mxima que elmaterial del que est construidoel aislamiento puede soportarsin perder sus propiedades.Se obtiene ensayando el materialy comparando los resultados conlos de materiales patrn de efica-cia conocida (Norma UNE-CEI)

Grados de ProteccinEn la norma UNE 20-324 se establece un sistema de especificacin general en funcin del grado de proteccin que se consigue en cualquier material elctrico. El grado de proteccin se designa con las letras IP seguidas de tres cifras, de las cuales en las mquinas elctricas slo se utilizan dos.1 cifra: indica la proteccin de las personas frente a contactos bajo tensin y/o piezas en movimiento en el interior, as como la proteccin de la mquina frente a la penetracin de cuerpos slidos extraos.2 cifra: indica la proteccin contra la penetracin de agua.3 cifra: indicara la proteccin contra daos mecnicos.

Proteccin frente a la penetracin de cuerpos extraos: Primera cifra

Primera cifra

Grado de proteccin

caracters-tica

Descripcin abreviada

Definicin

0

No protegido

Ninguna proteccin especial

1

Protegido contra cuerpos slidos superiores a 50mm.

Una gran superficie del cuerpo humano, por ejemplo la mano (pero ninguna proteccin contra una penetracin deliberada). Cuerpos slidos de ms de 50mm de dimetro.

2

Protegido contra cuerpos slidos superiores a 12mm.

Los dedos u objetos de tamaos similares que no excedan de 80 mm de longitud. Cuerpos slidos de ms de 12 mm de dimetro.

3

Protegido contra cuerpos slidos superiores a 2.5mm.

Herramientas, alambres, etc., de dimetro o de espesores superiores a 2.5mm. Cuerpos slidos de ms de 2.5 mm de dimetro.

4

Protegido contra cuerpos slidos superiores a 1mm.

Alambres o bandas de espesor superior a 1.0mm. Cuerpos slidos de ms de 1.0mm de dimetro.

5

Protegido contra el polvo

No se impide del todo la penetracin del polvo, pero este no puede penetrar en cantidad suficiente como para perjudicar el buen funcionamiento del material.

6

Totalmente protegido contra el polvo

No hay penetracin de polvo

Proteccin frente a entrada de agua

Segunda cifra

Grado de proteccin

caracters-tica

Descripcin abreviada

Definicin

0

No protegido.

Ninguna proteccin especial.

1

Protegido contra las cadas verticales de gotas de agua.

Las gotas de agua (que caen verticalmente) no deben producir efectos perjudiciales.

2

Protegido contra las cadas de agua con una inclinacin mxima de 15.

La cada vertical de gotas de agua no debe producir efectos perjudiciales cuando la envolvente est inclinada hasta 15 de su posicin normal.

3

Protegido contra el agua en forma de lluvia.

El agua que caiga en forma de lluvia en una direccin que tenga respecto a la vertical un ngulo inferior o igual a 60 no debe producir efectos perjudiciales.

4

Protegido contra proyecciones de agua.

El agua proyectada sobre el envolvente desde cualquier direccin, no debe producir efectos perjudiciales.

5

Protegido contra los chorros de agua.

El agua lanzada sobre el envolvente por una boquilla desde cualquier direccin, no debe producir efectos perjudiciales.

6

Protegido contra los embates del mar.

Con mar gruesa o mediante chorros potentes, el agua no deber penetrar en la envolvente en cantidad perjudicial.

7

Protegidos contra los efectos de la inmersin.

No debe ser posible que el agua penetre en cantidad perjudicial en el interior de la envolvente sumergida en agua, con una presin y un tiempo determinado.

8

Protegido contra la inmersin prolongada.

El material es adecuado para la inmersin prolongada en agua en las condiciones especificadas por el fabricante.

Placa de caractersticas 3 Clase de corriente (alterna o continua).4 Forma de trabajo (motor o generador).5 Nmero de serie de la mquina.6 Conexin del devanado estatrico ( o ).7 Tensin nominal.8 Corriente nominal.9 Potencia nominal.10 Abreviatura de unidad de potencia (kW).11 Clase de servicio.12 Factor de potencia nominal.13 Velocidad nominal.14 Frecuencia nominal.15 Excitacin en motores CC, Rotor en motores induccin de rotor bobinado.16 Tensin de Exc. en mquinas de CC. Tensin rotorica en motores de rotor bobinado.17 Corriente de excitacin mquina CC. Corriente rotrica en motores de rotor bobinado.18 Clase de aislamiento.19 Grado de proteccin.20 Peso.21 Fabricante.Todas las magnitudes son NOMINALES: aqullaspara las que la mquina ha sido diseada

Cdigos refrigeracin transformadores Segn que la circulacin del fluido refrigerante se deba a conveccin natural o forzada (impulsado por una bomba) se habla de refrigeracin natural (N) o forzada (F)Las normas clasifican los sistemas de refrigeracin de los transformadores segn el refrigerante primario (en contacto con partes activas) y secundario ( el utilizado para enfriar al primario). Se utilizan aire, aceite natural, aceite sinttico y agua.

Cdigos refrigeracin transformadoresSE UTILIZAN 4 DGITOSCOMO CDIGOTipo de circulacin del refrigerante secundario (N) o (F). Tipo de refrigerante secundario (A) aire, (W) agua. Tipo de circulacin del refrigerante primario (N) o (F). Tipo de refrigerante primario (A) aire, (O) aceite mineral, (L) aceite sinttico.Ejem OFAF

Cdigos Refrigeracin MotoresXXXXXTipo de circulacin del refrigerante secundario: 0 Conveccin libre, 1 Autocirculacin, 6 Com-ponente independiente, 8 Desplazamiento relativoTipo de refrigerante secundario: A aire, W aguaTipo de circulacin del refrigerante primario: 0 Conveccin libre, 1 Autocirculacin, 6 Componente independienteTipo de refrigerante primario: A aireTipo de circuito de refrigeracin: 0 circulacin libre circuito abierto, 4 carcasa enfriada exteriorSE UTILIZAN 5 DGITOSEjem IC4A11Ejem IC0A1IC

Clase de Servicio en Maquinas RotativasS1 - Servicio continuo: la mquina trabaja a carga constante, de modo que alcanza la temperatura de rgimen permanente.S2 - Servicio temporal o de corta duracin: la mquina trabaja en rgimen de carga constante un tiempo breve, no se llega a alcanzar una temperatura estable. Permanece entonces para-da hasta alcanzar de nuevo la temperatura ambiente. S3, S4 y S5 - Servicios intermitentes: consisten en una serie continua de ciclos iguales, compuestos por periodos de carga constante (S3), incluyendo el tiempo de arranque (S4) o arran-ques y frenados (S5), seguidos de periodos de reposo sin que se alcance nunca una temperatura constante.S6, S7 y S8 - Servicios ininterrumpidos: similares respectiva-mente a S3, S4 y S5 pero sin periodos de reposo.