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8/10/2019 clase01- sistema de electrificacion de potencia
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ING. AUGUSTO VALDIVIA
SISTEMAS
ELECTRICOS DE
POTENCIA
8/10/2019 clase01- sistema de electrificacion de potencia
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Objetivos Generales
Reconocer y describir el sistema elctrico de potencia peruano y susorganismos reguladores.
Desarrollar criterios para analizar y evaluar la operacin de unsistema elctrico de potencia
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Objetivos Especficos
Identificar las etapas y componentes de los Sistemas Elctricos dePotencia (SEP).
Realizar maniobras en un SEP. Modelar los componentes del SEP.
Analizar y evaluar la operacin en estado estable y contingencia deun SEP empleando programas computacionales especializados.
Controlar la frecuencia y tensin de un SEP.
Identificar el SEP peruano y sus organismos reguladores
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Este curso aporta al logro de los siguientes Resultados de la Carrera:
Los estudiantes aplican matemtica, ciencia y tecnologa en el diseo,instalacin, operacin y mantenimiento de sistemas elctricos.
Los estudiantes conducen pruebas y mediciones, analizan e interpretan susresultados para evaluar y mejorar sistemas.
Los estudiantes trabajan eficazmente en equipo.
Los estudiantes identifican, analizan y solucionan problemas de equipos ysistemas.
Los estudiantes trabajan con calidad, seguridad y actan con principios
ticos.
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Sistema de Evaluacin: d
No ta Fin al = 0.30 Pa + 0.40 Pb + 0.30 E
Donde:
E = Examen
Pa = Pruebas de Aula
Pb = Pruebas de Laboratorio
Pt = Pruebas de Taller
APROBADO: Nota Final 11
SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA
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Los sistemas elctricos de potencia, estn constituidos por:
La fuente de electricidad (centrales de generacin
elctrica). Las lneas de transporte (lneas de transmisin,subtransmisin y distribucin).
Los centros de transformacin (subestaciones de
transformacin) . Los consumidores (cargas).
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SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA
La generacin en nuestro pas, en su mayor parte, es deorigen hidrulico y, en menor porcentaje, de origen trmico
Las centrales hidrulicas, se encuentran alejadas de losgrandes centros de consumo por lo que se requiere delneas de transporte en alta tensin (A.T.) a fin de llevar laenerga elctrica desde las centrales a los centros deconsumo.
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SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA
La razn de elevar el nivel de tensin es la de reducir lasprdidas por efecto Joule y reducir las cadas de tensin.
El nivel de tensin se eleva en las subestacioneselevadoras que se encuentran cercanas a la generacin.
Una vez que la energa se encuentre en los grandes
centros de consumo, se distribuye a los usuarios a nivelesde tensin ms manejable, evidentemente que para reducirel nivel de tensin habr que emplear subestacionesreductoras.
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CARACTERSTICAS QUE INFLUYEN EN LA GENERACIN YTRANSPORTE DE LA ENERGA ELCTRICA
La generacin y el transporte de la energa elctrica tienebsicamente tres caractersticas fundamentales, ellas son:
1) La electricidad a diferencia del gas y del agua, no puedealmacenarse y el productor de la energa elctrica tienepoco control sobre el consumo en cualquier instante.
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Uno de los objetivos de la
operacin de un sistema depotencia es hacer que la potenciagenerada en las centrales seaigual a la potencia que demandanlos usuarios a todo instante,
manteniendo los niveles detensin y corriente.
Para ello se parte de un estudiode carga diaria como se muestra
en la figura donde la carga sepuede dividir en doscomponentes, una cargaconstante llamada carga base yotras cargas llamadas picos, que
dependen de la hora.
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2) La carga se incrementa enforma continua por lo que elsistema de potencia debeadicionar centros de generacincon la finalidad de satisfacer el
crecimiento de la demanda.
Asimismo las lneas de transportedeben de proyectarse de talmanera que estn preparados amodificaciones y/o ampliacionescon el correr de los aos.
DEMANDA EJECUTADA Y PROGRAMADA
2150
2250
2350
2450
2550
2650
2750
2850
2950
3050
3150
0 0 :3 0 0 2 :3 0 0 4 :3 0 0 6 :3 0 0 8 :3 0 10 :3 0 12 :3 0 14 :3 0 16 :3 0 18 :3 0 2 0 :3 0 2 2 :3 0
HORAS
M W
EJECUTADO REPROGRAM A PROGRAM A
3125.2 M W
2944.7 M W
2228.5 M W
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3) Para generar electricidad se requiere de combustible,como el carbn, petrleo, gas; o de energa potencial deros; todos ellos generalmente alejados de los centros deconsumo de electricidad, por lo que uno de los problemas
consiste en localizar la central de generacin y la distanciade transporte que influye directamente en el costo.
Un aspecto adicional es la influencia sobre el paisaje y la
ecologa.
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TRMINOS DE USO FRECUENTE
Sistema.- se utiliza para describir la red elctrica completa,
incluyendo la generacin, transmisin y cargas.
Carga.- esta expresin puede utilizarse para describir: Un consumidor o conjunto de consumidores de energa elctrica, por
ejemplo motores elctricos.
Un circuito alimentador determinado que distribuye energa elctrica.
La potencia o corriente que pasa a travs de una lnea o mquina.
Barra de distribucin.- conexin elctrica de impedancia cero que
une varios aparatos o elementos como lneas, cargas, etc.
Generalmente es de cobre o de aluminio.
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TRMINOS DE USO FRECUENTE Conexin a tierra.- la conexin de un conductor o armazn de un
dispositivo al sistema de puesta a tierra. El objetivo es tener una resistenciaentre el aparato y el sistema de tierra por debajo de los lmites establecidospor la norma. El sistema de tierra consiste en enterrar grandes conjuntos devarillas de cobre en un terreno tratado y emplear conectores de seccingrande.
Avera.- consiste en un mal funcionamiento de la red de potencia,normalmente debido a un defecto del aislamiento.
Seguridad en el suministro.- uno de los objetivos primordiales de laoperacin de un sistema elctrico de potencia es la de asegurar la continuidaddel suministro a los consumidores y que est servicio este disponiblepermanentemente. Es por ello que los sistemas de potencia son mallados,para garantizar la continuidad del servicio por varios caminos.
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GENERACIN DE ELECTRICIDAD
Una central elctrica es una instalacin capaz de convertir la energamecnica, obtenida de otras fuentes de energa primaria, en energaelctrica.
En su mayor parte la energa mecnica procede de:
La transformacin de la energa potencial del agua almacenada en unembalse.
De la energa trmica suministrada al agua mediante la combustindel gas natural, petrleo o del carbn, o a travs de la energa de fisin
de nuclear
Otras fuentes que han obtenido una utilizacin limitada hasta la fechason las energas geotrmica y mareomotriz. Tambin se han utilizadopara generacin de pequeas cantidades de energa elctrica laenerga elica y la energa solar.
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CLASIFICACION DE CENTRALES ELECTRICAS
Segn el tipo de servicio que prestan:
CENTRALES DE BASE
CENTRALES DE PUNTA
CENTRALES DE RESERVA
CENTRALES DE SOCORRO
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CLASIFICACION DE CENTRALES ELECTRICAS
CENTRALES DE BASE
Tambin reciben la denominacin de centrales principales. Sonlas destinadas a suministrar la mayor parte de la energaelctrica permanente, es decir, sin interrupciones de
funcionamiento de la instalacin, estando en marcha durantelargos periodos de tiempo.
Estas centrales preferentemente nucleares, trmicas ehidrulicas, son de gran potencia.
Dentro del tipo de centrales trmicas, un ejemplo caractersticode centrales de base son las instaladas al pie de mina obocamina, las cuales se mantienen en funcionamientoininterrumpido haciendo las paradas imprescindibles para
operaciones de mantenimiento.
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CLASIFICACION DE CENTRALES ELECTRICAS
CENTRALES DE PUNTA.
Estn destinadas exclusivamente, para cubrir la demanda deenerga elctrica en las horas de mayor consumo, horas punta.Su funcionamiento se puede considerar peridico, en breves
espacios de tiempo, o sea, casi todos los das durantedeterminadas horas.
Han de ser instalaciones de respuesta muy rpida, tanto en loreferente a la puesta en marcha como a la regulacin de sus
elementos.
Por tales razones tcnicas, suelen ser centrales de tipohidrulico o trmico con turbinas de gas, que sirven de apoyo alas calificadas como de base.
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CLASIFICACION DE CENTRALES ELECTRICAS
CENTRALES DE RESERVA
Su intervencin dentro del sistema se planifica segn losconceptos de reserva econmica y reserva tcnica.
El primero tiene por objeto disponer de instalaciones quepuedan sustituir, total o parcialmente a las centrales de basecuando para stas exista escasez o caresta de las materiasprimas:agua, carbn, fuel-oil, etc.
Se entiende por reserva tcnica, la necesidad de tenerprogramadas determinadas centrales, primordialmentehidrulicas o con turbinas de gas, dadas sus caractersticas derapidez de puesta en servicio, para suplir a las centrales de granproduccin afectadas de fallos o averas en sus equipos..
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CLASIFICACION DE CENTRALES ELECTRICAS
CENTRALES DE SOCORRO
Tienen, prcticamente, igual cometido que las anteriores, peroen este caso, se trata de pequeas centrales autnomas que
pueden ser transportadas fcilmenteen camiones, vagones deferrocarril o barcos diseados para tal cometido a los lugaresdonde se requiere su asistencia.
Generalmente son accionados por motores Diesel.
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Segn el tipo de generacin:
CENTRAL HIDROELCTRICA CENTRAL TRMICA NO NUCLEAR
Centrales trmicas a vapor ( turbina de vapor) Centrales trmicas de gas ( turbina de gas) Centrales trmicas de ciclo combinado Centrales trmicas de cogeneracin.
CENTRAL NUCLEAR CENTRAL SOLAR CENTRAL ELICA
CLASIFICACION DE CENTRALES ELECTRICAS
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Por su condicin de funcionamiento:
Centrales de agua fluente. Centrales de agua embalsada.
Centrales de regulacin. Centrales de bombeo.
En relacin con la altura del salto de aguaexistente, o desnivel:
Centrales de alta presin. Centrales de media presin. Centrales de baja presin.
CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
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Se construyen en lugares en el que la energa hidrulica hay que utilizarse enel instante que se dispone de ellas para accionar las turbinas hidrulicas. Nocuentan prcticamente con reserva de agua, oscilando su caudal segn las
estaciones del ao.
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C.H. DE AGUA FLUENTE (DE PASADA)
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El agua de alimentacin, proviene de grandes lagos, o depantanos artificiales, conocidos como embalses, conseguidosmediante la construccin de presas.
Un embalse es capaz de almacenar los caudales de los rosafluentes, llegando, en ocasiones, a elevados porcentajes decaptacin de agua.
El agua embalsada se utiliza, segn demanda, a travs deconductos que la encauzan hacia las turbinas.
CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
C.H. DE AGUA EMBALSADA
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CENTRALES DE REGULACIN
Son centrales con posibilidad de acopiar volmenes de agua en
el embalse, que representan perodos, ms o menosprolongados, de aportes de caudales medios anuales.
Al poder embalsar agua durante determinados espacios detiempo, noche, mes o ao seco, etc., prestan un gran servicio ensituaciones de bajos caudales, regulndose stosconvenientemente para la produccin.
Se adaptan muy bien para cubrir las horas punta de consumo.
CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
C.H. DE AGUA EMBALSADA
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CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
C.H. DE EMBALSE A PIE DE PRESA
Agua embalsada
Presa
Rejas filtradoras
Tubera forzada
Conjunto de gruposturbina-alternador
Turbina
Eje
Generador
Lneas de transporte deenerga elctrica
Transformadores
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CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
C.H. DE EMBALSE A PIE DE PRESA
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CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
C.H. DE EMBALSE POR DERIVACION DE AGUA
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CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
C.H. DE BOMBEOSuelen denominarse centrales de acumulacin.
Se trata de centrales que acumulan caudales mediante bombeo, conlo que, su actuacin, la podemos comparar a la de acumuladoresdeenerga potencial.
Para cumplir la misin que da nombre a estas centrales, se recurre ados sistemas distintos.
Refirindonos a un solo grupo, uno de los procedimientos consiste endotar al mismo de una turbina y una bomba, ambas mquinas, con
funciones claramente definidas, independientes entre s
El otro mtodo, se basa en la utilizacin de una turbina reversible
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CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
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CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
C.H. DE BOMBEO CON TURBINA Y BOMBA
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CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
C.H. DEBOMBEOREVERSIBLE
http://www.epec.com.ar/PaginaOficial2/generacion_central_
h_rio-grande-como-funcionan.html
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Turbina
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Bomba
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CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
C.H. DE BOMBEO
Para ambos sistemas, turbina y bomba o turbina reversible, durante
las horas nocturnas, y previas las maniobras oportunas en la central
de bombeo, se prepara al grupo para que funcione como bomba una
vez que, con otro grupo de la misma central o desde otra hidrulica,trmica o nuclear, se alimenta al generador, el cual hace las
funciones de motor sncrono
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CLASIFICACION DE LAS CENTRALES HIDROELECTRICAS
En relacin con la altura del salto de agua existente, o desnivel
Segn el salto de agua existente pueden ser:
Centrales de Alta Presin:salto superior a 200m y caudales promedios de 20m3/s
Turbinas Pelton y Francis
Centrales de Media Presin: salto entre 200 y 20m alcanzando caudales de hasta
200m3/s.
Preferentemente, las turbinas utilizadas son de tipo Francis y Kaplan (Pelton para saltos
altos)
Centrales de Baja Presin: saltos inferiores a 20m con caudales de hasta 300m3/s
Resulta apropiada la instalacin de turbinas Francis y especialmente, las turbinas Kaplan
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PRINCIPALES COMPONENTES HIDRAULICOS DE UNACENTRAL HIDROELECTRICA
Hacer un listado completo, de todos los elementos que integran unacentral hidroelctrica, sera una tarea excesivamente laboriosa.
Por tal motivo, vamos a exponer, a grandes rasgos, la relacin de loscomponentes fundamentales que conforman dichas instalaciones, sibien, ya de entrada, la presentamos dividida en dos grandes conjuntos
1.Conjunto PresaEmbalse:,Obras, equipos, etc. (almacenar y
encauzar el agua)2.Central:Edificios, equipos, sistemas, etc. (transformaciones de laenerga elctrica)
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PRINCIPALES COMPONENTES HIDRAULICOS DE UNACENTRAL HIDROELECTRICA
Conjunto PresaEmbalse:Embalse
Presa y aliviaderos. Tomas y depsito de carga.
Canales, tneles y galeras. Tuberas forzadas. Chimeneas de equilibrio.
Central: Turbinas hidrulicas. Alternadores. Transformadores. Sistemas elctricos de media, alta y muy alta tensin. Sistema elctrico de baja tensin. Sistema elctrico de corriente continua. Medios auxiliares. Cuadros de control.
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EMBALSES
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EMBALSES
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ESCLUSAS
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ESCLUSAS
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EMBALSES
TIPOS DE PRESAS
Presa de Gravedad
Tienen un peso adecuado para
contrarrestar el momento de vuelco que
produce el qgua
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TIPOS DE PRESAS
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TIPOS DE PRESAS
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TIPOS DE PRESAS
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EMBALSES
TIPOS DE PRESAS
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EMBALSES
TIPOS DE PRESAS
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EMBALSES
TIPOS DE PRESAS
PRINCIPALES COMPONENTES HIDRAULICOS DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA
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PRINCIPALES COMPONENTES HIDRAULICOS DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA
CONDUCCIONES DE AGUA
Son todos los conductos y equipos afines comprendidos entre el embalse y la descarga.
Esquema de una conduccin de agua a gran distancia
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CONDUCCIONES DE AGUA A PELO LIBRE
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CONDUCCIONES DE AGUA A PELO LIBRE
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CONDUCCIONES DE AGUA POR TUNEL
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CONDUCCIONES DE AGUA POR TUNEL
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CAMARA DE CARGA
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CAMARA DE CARGA
CONDUCCIONES DE AGUA
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CONDUCCIONES DE AGUA
TUBERIA FORZADA
Tambien se nombran tubers de presin, debido a las elevadas presiones que han de soportar en
toda su superficie, al estar totalmente llenas de agua, y desplazarse sta no por la pendiente
existente sino por efecto de presin.
Tienen la misin de conducir al agua directamente desde el punto de alimentacin hasta las
turbinas instaladas en la central
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TUBERIA FORZADA
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TUBERIA FORZADA
CONDUCCIONES DE AGUA
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CHIMENEA DE EQUILIBRIO
En toda C.H. en la que la conduccin del agua sea por un tnel galera a presin y que termine en
una tubera forzada, se construye al fin del tnel un pozo vertical denominado chimenea de equilibriocuya misin es la de reducir al mximo las consecuencias nocivas provocadas por los golpes deariete
PRINCIPALES COMPONENTES HIDRAULICOS DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA
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Son todos aquellos equipos hidromecnicos que se emplean para permitir y cerrar el paso del agua en diferentespuntos de la central.
Se distinguen los siguientes tipos:
A) AtaguasUbicadas al inicio de un tnel en una represa, slo se emplean cuando se hace mantenimiento al tnel.
B) Compuertas
Equipos ubicados en tneles despus de las ataguas, al inicio de canales y en cmaras de carga. Son fabricadas enplancha de acero y accionadas mecnicamente. Existen diferentes tipos de compuertas tales como la compuertaVagn, radial, de clapeta, deslizante, de oruga, etc.
C) VlvulasSon dispositivos mecnicos de cierre que actan en tuberas o conducciones cerradas.Las ms empleadas son el tipo compuerta, mariposa y esfrica.
ORGANOS DE APERTURA Y CIERRE
ORGANOS DE APERTURA Y CIERRE
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VALVULA MARIPOSA
Se utilizan solamente para dar paso
total o bloquear por completo la
circulacin de agua.
Se instalan preferentemente, en las
tuberas forzadas, antes de la
llegada del agua a la turbina.
VALVULA MARIPOSA
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VALVULA MARIPOSA
ORGANOS DE CIERRE Y APERTURA
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VALVULA ESFERICA
Estn diseadas para realizar la
apertura o cierre total en un
conducto.
Tienen cierre estanco , se usan ensaltos de gran altura y gran caudal.
En la mayora de los casosdisponende by-pass para equilibrar presiones
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SALA DE MQUINAS
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TURBINAS HIDRULICAS
TURBINAS DE ACCIN
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TURBINAS DE ACCIN
TURBINAS DE REACCIN
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TURBINAS PELTON
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MONTAJE DE CANGILONES
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TURBINA PELTON DE UN SOLO INYECTOR
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CARCAZA FRANCIS
INGRESO Y SALIDA DE AGUA
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INGRESO Y SALIDA DE AGUA
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LABES DIRECTRICES
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RODETE FRANCIS
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DISPOSICIN DEL EJE DE LA TURBINA
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MONTAJE DE LA TURBINA FRANCIS
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TURBINA KAPLAN
SECCIN TRANSVERSAL DE UNA C H CON TURBINA KAPLAN
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SECCIN TRANSVERSAL DE UNA C.H. CON TURBINA KAPLAN
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ROTOR KAPLAN
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TURBINAS DE BULBO
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Centrales trmicas convencionales
Usan la presin del vapor deagua o de gases paraproducir la energa mecnicaque mueve el alternador.
C t l t i i l
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Centrales trmicas convencionales
De vapor. Se utiliza vapor de agua en un ciclo cerrado.
El agua se calienta en grandes calderasmediante la combustin decarbn o fuel y se produce vapor a mucha presin.
La presin del vapor de agua mueve una turbinaque acciona ungenerador elctrico. (carbn: grandes chimeneas, fuel: volatilidad delprecio)
C t l t i i l
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Centrales trmicas convencionales
C t l t i i l
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Centrales trmicas convencionales
1. Combustible.
2. Caldera.
3. Calentadores.4. Chimenea.
5. Torre de enfriamiento.
6. Turbinas .
7. Alternador/transformador
8. Salida de lnea.
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Esquema de una central trmica convencional
entradade carbn
tolva decarbn
entrada de
airecaliente
carbnpulverizado
produccinde vapor
trituradora
recuperadores
parque detransformacin
alternadorT.B.P.
condensador
recalentadorprimario
recalentadorsecundario
economizador
chimenea
torre derefrigeracin
C t l t i i l
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Centrales trmicas convencionales
De gas.
Se utiliza gas en lugar de agua. La combustin del carbn gas o fuel produce gases.
Los gases a altas temperaturas mueven la turbina queacciona el generador elctrico.
T bi i l i l
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Turbina a gas en ciclo simple
compresor
turbina
Cmara deCombustin
C t l t i i l
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Inconvenientes: residuos contaminantes
Humos: desulfurizador de humos
Particulas slidas: precipitador de partculas
Evitar residuos: Tecnologa de lecho fluidizado
Centrales trmicas convencionales
C t l t i d i l bi d
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Dos turbinas, una de gas y una de vapor para generar electricidad
Se aprovechan los gases de salida de la turbina de gas para calentar elagua y producir vapor que acciona un generador movido por unaturbina de vapor cuya potencia se suma a la del generador de laturbina de gas
Mayor aprovechamiento energtico
Centrales trmicas de ciclo combinado
Centrales trmicas de ciclo combinado
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Centrales trmicas de ciclo combinado
Ventajas de un ciclo combinado
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Ventajas de un ciclo combinado
EFICIENCIA: Utilizando los gases de escape de la turbina a gas, en el caldero de
la turbina a vapor se consigue un ciclo combinado, con el cual selogra incrementar la eficiencia de 38 % a 58 %.
En la actualidad es el sistema mas eficiente comercialmente
disponible para la generacin de energa elctrica.POTENCIA:
Se logra aumentar la potencia en 50%.
Centrales nucleares
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Centrales nucleares
El calor liberado por loselementos combustibles en elreactor nuclear se utiliza paragenerar vapor que mueve laturbina
Centrales nucleares
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Centrales nucleares
Elementos del reactor nuclear:1. Combustible: material fisionable (compuesto de uranio)2. Moderador: disminuye la velocidad de los neutrones rpidos (agua, grafito o
agua pesada)3. Refrigerante: extrae el calor que genera el combustible (lquidos o gases)4. Reflector: reduce el escape de neutrones (agua, grafito o agua pesada)
5. Barras de control: absorben neutrones para controlar la reactividad delreactor (ms barras, ms energa)
6. Blindaje: evita escapes (hormign, agua o plomo).
Centrales nucleares
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Tipos de reactor nuclear, segn velocidad de losneutrones:
Reactores trmicos Reactores rpidos o reproductores
Centrales nucleares
Esquema de una central nuclear
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Esquema de una central nuclear
Generadores elicos
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Se aprovecha la energa cintica del viento, disponiendomolinos con las palas orientadas en la direccin delviento
Componentes: Palas, generador, torre de soporte,
cables de tensin Ventajas: coste del combustible
Inconvenientes: variaciones de viento, suministroirregular.
Generadores elicos
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Centrales solares
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Se aprovecha la radiacin solar para producir energa elctrica Proceso fototrmico. Calor de la radiacin calienta un fluido, produciendo
vapor. Para captar la radiacin se utilizan helistatos que captan la variacindel Sol respecto a la Tierra
Procesofotovoltaico. Efecto fotovoltaico, la radiacin incide en unosmdulos solares (cristal de semiconductor). Los mdulos solares generan
electricidad en corriente continua. Un inversor fotovoltaico convierte lacorriente continua en corriente alterna que finalmente se suministra a la redelctrica.
Centrales solares
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Sistema Elctricos de Potencia
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Sistema Elctricos de Potencia
Es un conjunto de centraleselctricas, transformadores,
dispositivos de maniobra y otroscomponentes que estninterconectados por lneas areasy cables de energa para proveerde electricidad a losconsumidores
Partes del sistema de potencia
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Partes del sistema de potencia
Puede ser dividido en tres subsistemas: Generacin: fuen tes de energa elctr ic a. Transmisin: Tran sporta la energa elctr ica desde las fuen tes a los
centros de carga en al tas tensio nes.
Distribucin: Dis tr ibuye la energa elctr ica desde subes tac iones(22,9kV-10 kV) al us uario s final.
Objetivo de un SEP
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Objetivo de un SEP
generar la energa suficiente, en los lugares apropiados, y
transmitirla a los centros de consumo. En estos centros, la energadebe ser distribuida a los consumidores en forma individual, de
forma y calidad apropiadas, con los menores costos econmico y
ecolgico con la mayor seguridad posible.
Estructura SEP
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Estructura SEP
La estructura de un sistema de potencia es grande y compleja. Sinembargo, ella puede ser dividida en los siguientes componentesprincipales:
Fuente de energa.
Convertidor de energa.
Sistema de transmisin. Sistema de distribucin.
Carga.
Requisitos
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Requisitos
Durante las etapas de planeamiento y operacin de los sistemaselctricos se debe de observar algunos requisitos: Las demandas de potencia activa y reactiva deben ser integramente
satisfechas.
La calidad del servicio, la cual implica en:
Pequeas variaciones de las magnitudes de tensin ( 5% en torno alvalor nominal) y de frecuencia (0,05 Hz en torno al valor nominal de 60Hz).
Alta confiabilidad (continuidad del suministro).
Produccin energa elctrica
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Produccin energa elctrica
Elica
Nuclear
Combustibles
fsiles
Hidrulica
Rol de los transformadores
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Rol de los transformadores
Gran ventaja de la energaelctrica es que se puedegenerar en BT en ungenerador AC y ser elevado auna tensin ms alta para sertransmitida a una distanciamucho mayor.
Rol de los transformadores
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Rol de los transformadores
Esto significa que cada partedel sistema de potenciapuede funcionar a una tensinptima: Generadores (11-22 kV) Las cargas (220V, 400V, etc.) Transmisin (138 kV, 220 kV,
400 kV, o superior).
Rol de los transformadores
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Las altas Tensiones sonesenciales para elevar laeficiencia de la transmisin dela energa elctrica: la tensin se eleva en el
transformador en un nmero deveces, la corriente es reducidaen la misma proporcin.
Rol de los transformadores
Si t d t d l l t i
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Sistemas de entrega de la energa elctrica
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Este sistema de la entrega de energa se refiere al sistema detransmisin y distribucin (T&D)
Miles de km de L.T. y distribucin. Cientos de SE, transformadores y otros equipos. Gran rea geogrfica. Interconectados. Operando adecuadamente.
Satisfacciendo necesidades del cliente.
Sistemas de entrega de la energa elctrica
Funcin de T&D
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&
entregar energa elctrica confiable a los consumidores deelectricidad en el lugar de consumo y lista para ser usado.
Transporte de energa elctrica
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p g
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Esquema generaldel sistema
elctrico
Niveles de tensin
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Los valores normalizados en muchos pases son:
a) Transmisin: 750; 500; 220; 138; 69 kV. b) Subtransmisin: 138; 110; 60; 34,5 kV.
c) Distribucin.Primaria: 34,5; 22,9; 10 kV.
d) Distribucin Secundaria: 380/220V, 220V.
Segn la topologa
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g p g
Radial . En anillo (mallado).
Interconexin
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Ventajas. Economa; Confiabilidad; Mejor utilizacin de los recursos
Desventajas: Incremento del nivel de corriente de falla. Propagacin de los disturbios a otros sistemas. Mayor dificultad en satisfacer el requisito en cuanto a la
frecuencia de operacin.
Interconexin
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Sistema de transmisin
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Se extiende desde la fuente
de generacin. Consiste de cables
subterrneos yo conductoresareos de conductoresseparados.
Subestaciones de distribucin
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Sirve a su propia rea de carga.
Reduce la tensin de
subtransmisin. Consiste de uno o ms bancos de
transformadores de potencia con elequipo de regulacin de tensinnecesaria, barras y equipos de
proteccin, control y maniobra
Distribucin
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Funciona desde la barra de
baja tensin a los centrosde carga donde se ramificalos alimentadores trifsicosy laterales monofsicos
Transformadores de distribucin
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Reduce la tensin dedistribucin al nivel deutilizacin.
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Transmisin vs. distribucin
POR EL NIVEL DE TENSIN:
UTRANSMISIN>35kV, USUBTRANSMISIN
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Lneas de transmisin y distribucin: traslada la energaelctrica de de un punto a otro.
Transformadores: cambia los niveles de tensin de la energatransmitida.
Equipo de proteccin: provee seguridad y opera cuando laseguridad falla.
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