“Sistemas de transporte de energía eléctrica” Adenda de Sistemas de Transporte de Energía Eléctrica ”, realizada por el equipo docente de la asignatura, DIECC-UNED (es este

“Sistemas de transporte de

energía eléctrica”

Adenda Curso 2011/2012

64304-

UNIVERSIDAD NACIONAL

DE EDUCACIÓN A DISTANCIA

Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Control

E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES

“Sistemas de Transporte de Energía Eléctrica (64304-)”. Adenda. Curso 2011/2012 2

Sistemas de transporte de energía eléctrica GUÍA DE LA ASIGNATURA

1) INTRODUCCIÓN.

Se trata de una asignatura que tiene un carácter fundamentalmente tecnológico y es de tipo terminal ya que sus contenidos no sirven de base para asignaturas posteriores y sin embargo, requiere de conocimientos de asignaturas anteriores, fundamentalmente de "Teoría de Circuitos” y de “Máquinas Eléctricas”. Su objetivo principal es proporcionar al alumno una base científica y técnica que le permita conocer y entender la naturaleza de los problemas relacionados con los sistemas de energía eléctrica, su planteamiento matemático y los modelos más usuales o relevantes utilizados para su representación, así como algunos de los métodos y herramientas de cálculo adecuadas para su resolución. 2) CONTENIDOS.

El programa de la asignatura se ha dividido en seis temas agrupados, siguiendo la metodología de la UNED, en tres Unidades Didácticas:

UNIDAD DIDÁCTICA 1. El sistema eléctrico de potencia.

TEMA 1. Sistemas de energía eléctrica. Generalidades: la producción y demanda de energía eléctrica, el sector eléctrico español, descripción general de los sistemas de energía eléctrica, aparamenta eléctrica, descripción de instalaciones típicas.

TEMA 2. Representación de los elementos del sistema: transformadores trifásicos,

sistemas por unidad, análisis por unidad de transformadores y de sistemas de potencia, transformadores de regulación, el generador síncrono, modelo de la línea de transporte y la carga.

UNIDAD DIDÁCTICA 2. Análisis del sistema eléctrico de potencia.

TEMA 3. Funcionamiento del sistema eléctrico en estado normal: Los modelos de la red y el flujo de cargas.

TEMA 4. Corrientes de cortocircuito en el generador. Cortocircuitos trifásicos

equilibrados.

UNIDAD DIDÁCTICA 3. Reglamento de líneas de Alta Tensión.


TEMA 5. Líneas subterráneas con cables aislados. TEMA 6. Líneas aéreas con conductores desnudos. TEMA 7. Líneas aéreas aisladas.

PROGRAMACIÓN: No existen Unidades Didácticas editadas por la UNED en esta asignatura, por lo que

es necesario utilizar obras generales externas. Los libros seleccionados como texto base son, el del autor FERMÍN BARRERO titulado "Sistemas de energía eléctrica" y el “REGLAMENTO DE LINEAS DE ALTA TENSIÓN y sus fundamentos técnicos”. Las referencias completas de estos libros se dan en el apartado 3).

A continuación se detalla qué libro, capítulos y apartados debe estudiar de esos libros

de acuerdo al programa de la asignatura:

LIBRO: FERMÍN BARRERO Unidad Didáctica 1: El sistema eléctrico de potencia.

Capítulo 1: Sistemas de energía eléctrica. Generalidades [completo (páginas 1-32)] Capítulo 2: Modelo del transformador y sistema por unidad [completo (páginas 33-61)] Capítulo 3: Modelo del generador [completo (páginas 62-82)] Capítulo 4: Parámetros de las líneas de transmisión [completo, (páginas 83-116)] Capítulo 5: Modelo de la línea [completo, excepto el apartado 5.8 (páginas 117-143)]

LIBRO: FERMÍN BARRERO Unidad Didáctica 2: Análisis del sistema eléctrico de potencia.

Capítulo 6: Flujo de potencias [completo, excepto apartados 6,5, 6.6 y 6.7 (páginas 154-176 y páginas 189-198)]

Capítulo 8: Corrientes de cortocircuito [completo (páginas 249-276)]

LIBRO: REGLAMENTO DE LINEAS DE ALTA TENSIÓN Unidad Didáctica 3. Reglamento de líneas de Alta Tensión.

ITC-LAT-06: Líneas subterráneas con cables aislados. [completo (páginas 77-172)] ITC-LAT-07: Líneas aéreas con conductores desnudos. [completo (páginas 173-398)] ITC-LAT-08: Líneas aéreas aisladas. [completo (páginas 399-473)]

Como orientación para cuando planifique el estudio de la asignatura, del tiempo total que le dedique creemos que le debe llevar estudiar la primera Unidad Didáctica un 45% de ese total (aunque es la unidad más amplia de contenido, muchos puntos serán para usted un repaso de lo ya visto en otras asignaturas de la especialidad), un 35% la segunda y un 20% la tercera. Por último, al final de este documento se explica y desarrolla con más detalle el programa propuesto, se relaciona con los apartados concretos del texto básico y se exponen algunos puntos necesarios que o bien no vienen en el libro o bien, si están, los desarrolla de forma mucho más extensa de lo que necesitamos. Con esta explicación podrá entender la unidad lógica de contenido que hemos seguido en la concepción del programa de la asignatura.


3) TEXTO BASE

− “Adenda de Sistemas de Transporte de Energía Eléctrica”, realizada por el equipo

docente de la asignatura, DIECC-UNED (es este mismo documento, que se encuentra también en la página que la asignatura tiene en el servidor del Departamento en Internet, http://www.ieec.uned.es, en la sección “Docencia”).

− “Sistemas de energía eléctrica”. Autor Fermín Barrero; Editorial Thomsom,

Paraninfo, 2004.

− “REGLAMENTO DE LINEAS DE ALTA TENSIÓN y sus fundamentos técnicos”. Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en líneas eléctricas de alta tensión y sus instrucciones técnicas complementarias. Autores: Pascual Simón, Jorge Moreno y otros; Editorial Paraninfo / Unión Fenosa

4) BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

El libro dado como bibliografía básica junto a la Adenda que hemos escrito son suficientes para preparar de forma completa el contenido de la asignatura. Sin embargo, para aquellos alumnos que deseen consultar además otros libros, dentro de las obras clásicas que tratan del análisis de los sistemas de transporte de energía eléctrica se pueden destacar, por ejemplo, las siguientes:

− J.J. GRAINGER y W.D. STEVENSON Jr. "Análisis de sistemas de potencia". Ed.

McGraw-Hill, 1995.

− GRAINGER, J. J. y STEVENSON, W. D. Jr. Power system analysis. Ed. McGraw-Hill, 1994. (Nota: esta obra es la versión original en inglés del libro anterior en esta lista; para aquellos alumnos que no tengan dificultad para estudiar en inglés, le recomendamos utilizar este texto).

− A.R. BERGEN. Power System Analysis. Ed. Prentice-Hall, 1986. − O.I. ELGERD. Electric energy systems theory. An introduction (2ª edición). Ed.

McGraw-Hill, 1982. 5) OTRO MATERIAL DE APOYO.

Existe una página de la asignatura en el servidor del Departamento en Internet donde se ofrece información referente a la misma que le puede ser útil. También incluye enlaces con otros servidores de empresas e instituciones importantes del sector eléctrico. Pretendemos que esta información que vaya enriqueciendo y actualizando a lo largo del curso, para lo que nos gustaría contar con su colaboración.


La dirección de Internet del servidor del Departamento, a la que debe conectarse, es: http://www.ieec.uned.es y allí buscar la asignatura en el apartado “Docencia”.

6) PRUEBAS DE EVALUACIÓN A DISTANCIA. PRÁCTICAS DE LABORATORIO

En esta asignatura no hay que realizar Pruebas de Evaluación a Distancia. Tampoco hay Prácticas de Laboratorio.

7) PRUEBAS PRESENCIALES

Al ser una asignatura cuatrimestral del 1er cuatrimestre, solamente hay Pruebas Personales finales en febrero y septiembre.

Estas pruebas constarán de varios ejercicios teórico-prácticos en examen eliminatorio de

tipo test, junto con el desarrollo de algunos problemas de tipo práctico. Lea atentamente el enunciado de cada uno de los ejercicios antes de resolverlos. No podrá aprobarse la asignatura si no se supera la prueba tipo test, independientemente de la nota de los problemas y tenga en cuenta que errores graves de concepto pueden hacer que la Prueba finalmente no se supere, sea cual sea la media obtenida. En cualquier caso, los errores graves, tanto en teoría como en problemas, podrán bajar la nota final.

Las Pruebas Presenciales tienen por objeto evaluar los conocimientos del alumno en las

materias tratadas en la asignatura, no a determinar si el alumno sabe resolver mecánicamente los problemas tipo. Por ello le aconsejamos que no “aprenda a hacer problemas”, si no que entienda la asignatura. Desde el principio, trate de comprender las materias propuestas y de conocer y valorar los parámetros de los que dependen cada uno de los temas tratados en el programa. Con ello aprenderá además a juzgar si un resultado es coherente o incoherente y sabrá si ha cometido algún error en el desarrollo de un problema.

En este sentido, es posible que un alumno en un ejercicio pueda cometer algún error que

dé lugar a un resultado evidentemente incorrecto. En ese caso, revise el desarrollo del problema y si no encuentra el error, o no dispone de tiempo para detectarlo, indique qué resultado le parece incorrecto y por qué. Los resultados evidentemente incorrectos que no sean remarcados como tales por el alumno, explicando por qué le parecen incorrectos y cuál sería el orden de magnitud del resultado esperado, bajarán adicionalmente la nota del ejercicio, aún cuando el desarrollo del problema sea correcto y el error sea únicamente de operación. Saber si un resultado es coherente o no es también una forma de demostrar que se conoce y comprende la materia, tanto como alumno como en su futura vida profesional como Ingeniero Técnico.

En las Pruebas presenciales no está permitido el uso de ningún tipo de material de

consulta; sólo se puede utilizar calculadora no programable. Dispondrá de dos horas para realizar la Prueba.

8) HORARIO DE ATENCIÓN AL ALUMNO

Las consultas se puede realizar durante la guardia, por teléfono o personalmente, y


por correo postal o electrónico. Horario de guardia: lunes, de 16:00 a 20:00 horas. Teléfono: 91 398 77 46 (Prof. J.L. Villén)

91 398 64 74 (Prof. J. Carpio)

Correo electrónico: [email protected] // [email protected]

En Internet: http://www.ieec.uned.es y allí buscar la asignatura en el apartado “Docencia del DIEEC”.

También puede enviar sus consultas por fax, a nuestra atención, al número 91 398 60 28, o bien por correo postal a la dirección indicada a continuación:

Dirección: Depto. de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Control

E.T.S. de Ingenieros Industriales - UNED C/Juan del Rosal, nº 12 28040 MADRID

DIECC-UNED, Febrero 2011


“Sistemas de transporte de energía eléctrica” ADENDA

INTRODUCCIÓN.

En esta Adenda se explica y se desarrolla con más detalle el programa propuesto y se

relaciona con los apartados concretos de los textos básicos (esos apartados de los libros se indican en la Adenda [en cursiva y entre paréntesis rectos] en los que irá encabezado por las letras FB cuando se refiera al texto del Fermín Barrero y con RAT cuando se refiera al Reglamento de Alta Tensión ). También se exponen algunos puntos necesarios que o bien no vienen en el libro o bien, si están, los desarrolla de forma mucho más extensa de lo que necesitamos. Con esta explicación podrá entender la unidad lógica de contenido que hemos seguido en la concepción del programa de la asignatura. Por esta razón y tal y como se indica en el punto 3 de la “Guía de la asignatura”, esta Adenda no es tan solo un documento con orientaciones que simplemente debe leer al principio de la asignatura, sino que es parte de la bibliografía que debe estudiar

. Téngalo muy en cuenta.

Es importante señalar desde el principio que para el estudio de los transporte de energía eléctrica es imprescindible conocer los conceptos básicos relativos a los circuitos de corriente alterna y a los sistemas trifásicos. Aunque usted ya los vio en las asignaturas “Teoría de circuitos”, y por lo tanto debe saberlos, es conveniente que repase esos apartados para refrescar esos conceptos.

UNIDAD DIDÁCTICA 1. El sistema eléctrico de potencia.

TEMA 1. Sistemas de energía eléctrica. Generalidades: la producción y demanda de energía eléctrica, el sector eléctrico español, descripción general de los sistemas de energía eléctrica [FB Apartados 1.1 a 1.5 y Adenda], aparamenta eléctrica, descripción de instalaciones típicas [FB Apartados 1.6 y 1.7].

TEMA 2. Representación de los elementos del sistema: transformadores trifásicos,

sistemas por unidad, análisis por unidad de transformadores y de sistemas de potencia [FB Apartados 2.1 a 2.6 y Adenda], transformadores de regulación [FB Apartado 2.7], el generador síncrono [FB Capítulo 3 y Adenda], Parámetros de las líneas de transmisión [FB Capítulo 4 y Adenda], modelo de la línea de transporte y la carga [FB Apartados 5.1 a 5.7 y Adenda].


1.1 Antecedentes históricos de los sistemas eléctricos

La electricidad es la forma de energía más utilizada hoy en día en la industria y en los hogares. La electricidad es una forma de energía relativamente fácil de producir en grandes cantidades, de transportar a largas distancias, de transformar en otros tipos de energía y de consumir de forma aceptablemente limpia. Está presente en todos los procesos industriales y en prácticamente todas las actividades humanas por lo que se puede considerar como insustituible... Y no seguimos cantando sus bondades ya que estamos convencidos de que usted, como casi Ingeniero y alumno de la especialidad de Electrónica y Automática, es de nuestra opinión.

Sin embargo, su historia es relativamente reciente ya que el inicio de la tecnología eléctrica está aceptado situarlo en el último tercio del siglo XIX. Esa tecnología se desarrolla a partir de la base científica, experimental y teórica, que sobre la electricidad se había elaborado y formulado a lo largo de todo ese siglo.

En 1871 Gramme presenta la primera dinamo industrial movida por una máquina de vapor, lo que supuso poder disponer de electricidad en forma corriente continua y en cantidad “abundante”, sustituyendo así a las pilas utilizadas hasta entonces como únicas fuentes de electricidad (la pila había sido inventada por Alessandro Volta en el año 1800). Otro hito importante ocurrió el 4 de septiembre de 1882 cuando Thomas A. Edison, utilizando 6 generadores de corriente continua con una potencia total de 900 CV y unas 7200 bombillas (inventadas también por él a finales de 1879), ilumina la calle Pearl en Nueva York, acontecimiento que tuvo una enorme repercusión en su momento y que se reconoce como el primer sistema de distribución de energía eléctrica utilizado para alumbrado público.

Desde ese momento queda claro el enorme potencial, técnico y económico, que supone la energía eléctrica; la carrera por su control y utilización fue imparable. Así, ese mismo año, 1882, L. Gaulard y J. Gibbs presentan la primera patente del transformador, patente que en 1885 es comprada por George Westinghouse. Al año siguiente, en 1886, G. Westinghouse realiza el primer sistema de alumbrado público en corriente alterna en Great Barnington (MA, EE.UU.) y funda su empresa para el desarrollo y utilización de la electricidad en corriente alterna: la Westinghouse Electric and Manufacturing Co. En 1888 Nikola Tesla inventa y patenta el primer motor de inducción, Westinghouse compra la patente y contrata a Tesla.

En los años 1888 y 1889 se vive una apasionante guerra tecnológica y comercial: la lucha entre los defensores de los sistemas de corriente continua, encabezados por Edison a través de su empresa, la Edison General Electric Co., y los de los sistemas de corriente alterna, con Westinghouse a la cabeza. Los sistemas en corriente continua presentaban el gran problema de las pérdidas de energía por efecto Joule debidas a la intensidad de corriente que circulaba por el sistema, problema más grave cuanto mayor es la potencia demandada: para minimizar en lo posible esas pérdidas los generadores debían estar en las propias ciudades, en el centro de la zona que alimentaban (de ahí el nombre de “central” que todavía se utiliza en español para designar a las instalaciones de generación). La gran ventaja que supuso el poder transportar la energía eléctrica en corriente alterna desde las centrales generadoras, situadas a muchos kilómetros de los consumidores, gracias a poder elevar la tensión mediante transformadores, y el desarrollo y la utilización en la industria de los motores de inducción a partir de la patente de Tesla, dieron finalmente la victoria a los sistemas de corriente alterna.


Con la presentación del primer sistema trifásico, entre Frankfurt y Lauffen, presentado en 1891 en la Exposición de Frankfurt y la construcción de la central de las Cataratas del Niágara en 1895, la corriente alterna queda definitivamente aceptada como la forma de generar, transportar y distribuir la energía eléctrica.

Desde finales del siglo XIX y durante todo el siglo XX , el crecimiento de los sistemas eléctricos ha ido a la par del avance tecnológico de la sociedad, hasta el punto de considerar el consumo de energía eléctrica como uno de los indicadores más claros del grado de desarrollo de un país.

Los primeros sistemas eléctricos estaban aislados unos de otros; el crecimiento de la demanda de electricidad, y de la consiguiente capacidad de generación y de transporte, supuso un rápido proceso de concentración empresarial y de interconexión de esos pequeños sistemas dando lugar a otros mucho más grandes, tanto en potencia como en extensión geográfica. La figura 1 muestra un esquema de la composición de un sistema eléctrico de generación, transporte y distribución de energía eléctrica.

La generación de energía eléctrica tiene lugar en las centrales eléctricas. La mayor parte de las centrales son hidráulicas y térmicas, tanto convencionales (carbón, fuel y gas) como nucleares: en ellas una turbina, hidráulica o de vapor respectivamente, mueve el alternador que produce la energía eléctrica. Actualmente se está ampliando el tipo de centrales y así, aunque aun con una potencia instalada mucho menor que las anteriores, ya existen centrales de turbina de gas, de cogeneración (aprovechando el calor residual de ciertos procesos industriales para generar vapor), de ciclo combinado (que combinan una turbina de gas con un ciclo térmico clásico agua/vapor), basadas en energías renovables (eólicas, fotovoltaicas, de biogas obtenido a partir de la biomasa o de residuos sólidos urbanos, etc.). Los generadores de la central producen la energía en media tensión, a de 6 a 20 kV, tensión que se eleva mediante los transformadores de salida de la central, para ser inyectada en la red de transporte. La frecuencia del sistema de corriente alterna que se genera es fija y está normalizada: 50 Hz en Europa y 60 Hz en América.

La red de transporte y distribución está formada por las líneas que llevan esa energía hasta los consumidores. El transporte se hace en alta tensión (400, 220 y 132 kV) para disminuir las pérdidas. La red de alta tensión es una red geográficamente extensa, va más allá de las fronteras de los países, y mallada; en los nudos de esa malla, donde las líneas se interconectan (es decir, a donde llegan y de donde salen), se encuentran las subestaciones en las que están los transformadores, para cambiar a los niveles de tensión de las líneas, los elementos de mando y de protección, que sirven para manipular y proteger la red (interruptores, seccionadores, fusibles, pararrayos, etc.), y los elementos de medida, que permiten conocer en todo momento la situación del sistema y los valores de las variables más importantes. De algunas de esas subestaciones salen líneas a menor tensión que forman las redes de distribución en media tensión (de 66 a 1 kV) que finalmente, y conforme llegan hasta los últimos consumidores, se transforman en otras redes de baja tensión (400 y 230 V)

Por último están los consumidores de esa energía eléctrica que se genera en las centrales. Esos consumidores, también llamados cargas, se conectan a la red en alta tensión (grandes industrias y, sobre todo, las redes de distribución de media tensión), en media tensión (industrias, distribución a las ciudades y redes de distribución en baja tensión) y en baja tensión (la mayoría de nosotros: pequeñas industrias y los consumidores domésticos finales).


Fig. 1. Esquema de un sistema eléctrico de potencia.

1.2. El Sistema Eléctrico Nacional.

Hasta la primera mitad de la década de los 80, el sector eléctrico español estaba formado por un reducido conjunto de grandes empresas eléctricas privadas con una estructura vertical (es decir, cada una integraba los negocios de generación, transporte, distribución y comercialización de la energía eléctrica) y una empresa pública, Endesa, que tan solo tenía generación (centrales térmicas que consumían carbón nacional). El funcionamiento del sistema se realizaba de forma similar a la descrita en el apartado anterior: cada empresa funcionaba como un área de control y gestionaba su sistema buscando su óptimo económico, estableciendo o no, según le conviniese, acuerdos bilaterales de compra y venta de energía con las empresas vecinas. En el año 1984 esta situación cambia con la entrada en vigor del Marco Legal Estable. Esta ley garantizaba la viabilidad de las empresas eléctricas como un monopolio a cambio de una fuerte intervención en su gestión, al entender el sector eléctrico como un servicio público. Así, se crea Red Eléctrica de España (REE), que pasa a ser la propietaria de la red de transporte en alta tensión (que se nacionaliza), y la generación se centraliza tanto en la planificación (a través del PEN, Plan Energético Nacional) como en su funcionamiento según el denominado “funcionamiento en ‘pool’”: todo el sistema se gestiona como una única empresa mediante un despacho centralizado (que realiza REE) con una distribución posterior de los costes y de los beneficios entre las empresas.


En el año 1996, con la Directiva Europea del Mercado Interno de Electricidad se pretende liberalizar el mercado de la energía eléctrica en la Unión Europea rompiendo los monopolios que, en distintas formas, existían en cada país. En España esa directiva dio lugar, en el año 1997, a la Ley del Sector Eléctrico que ha supuesto un cambio radical del sector al introducir la liberalización de las actividades reguladas (se prohíbe la tradicional integración vertical de negocio de las empresas eléctricas) y al suprimir el concepto de servicio público, los monopolios y la planificación centralizada.

Así, actualmente en nuestro país el mercado eléctrico está desregulado y funciona como una especie de bolsa donde se compra y vende energía eléctrica mediante un sistema de casación entre las ofertas de venta de energía, presentadas por los productores que tienen la generación, y las ofertas de compra realizadas por los comercializadores. Para supervisar este mercado de compra/venta, la Ley del Sector Eléctrico establece la creación de dos entidades independientes: el Operador del Mercado y el Operador del Sistema. El primero, encomendado a OMEL1, es el garante de la operación económica del sistema mediante la gestión de ese mercado de ofertas de compra y de venta de energía eléctrica. El segundo, encomendado a REE2

, es el que garantiza el funcionamiento del sistema desde el punto de vista técnico, para asegurar la continuidad, calidad, seguridad y coordinación de las operaciones de generación y transporte.

España es uno de los primeros países en crear y en poner en marcha su mercado eléctrico desregulado, modelo que está sirviendo de ejemplo a seguir para otros países. Sin duda será un nicho importante de trabajo para futuros ingenieros (además de economistas, abogados, etc.) que usted debe considerar cuando salga de la Escuela.

Como comprenderá el tema del mercado eléctrico es mucho más amplio de lo que aquí se ha explicado. Es necesario conocer qué es y cómo funciona un sistema eléctrico (objetivo principal de esta asignatura) y después de eso, con lo que nos queda de carga docente, ya no da para más.

1.3 Descripción del sistema, las instalaciones y aparamenta eléctrica.

En los últimos apartados del capítulo 1 [FB 1.5 a 1.7] se explica como esta formado un sistema de distribución de energía eléctrica y se describen sus elementos fundamentales, tanto para la transmisión de potencia (transformadores y líneas), como los elementos necesarios en toda instalación real para su protección y medida (interruptores, seccionadores, interruptores automáticos y transformadores de medida, entre otros). Por último se muestran planos y esquemas de instalaciones tipo, con sus aspectos técnico-constructivos más relevantes.

2.1. Representación del sistema. Cálculo en valores por unidad.

En un sistema eléctrico de potencia real existen valores muy dispares de potencias (generadas, consumidas, nominales de equipos, etc.), de intensidades y, sobre todo, distintos niveles de tensión debidos a los transformadores. Eligiendo un conjunto apropiado de dos de esas variables se puede hacer que todas las variables del circuito (potencias, tensiones, 1 Compañía Operadora del Mercado Español de Electricidad S.A. (http://www.omel.es) 2 Red Eléctrica de España S.A. (http://www.ree.es)


intensidades e impedancias) sean adimensionales, que estén expresadas en “en tanto por uno”: esto es lo que define como cálculo en valores por unidad 2.3].

Como verá, la principal ventaja del cálculo en por unidad es que los distintos niveles de tensión que hay en el sistema “se unifican” y, por lo tanto, “desaparecen” los transformadores (que se representan simplemente por una impedancia serie): de esta forma el circuito equivalente que representa el sistema se reduce a un circuito plano y conexo formado por fuentes e impedancias que se resuelve, sin mayor problema, mediante las herramientas de cálculo de la teoría de circuitos [FB 2.6].

Los elementos del sistema se representan mediante símbolos y, con éstos, el sistema eléctrico completo se representa mediante un esquema denominado diagrama unifilar que permite “ver”, de una forma rápida, la topología del sistema y los elementos que lo forman. La otra representación del sistema es el denominado diagrama de impedancias [FB Ejemplo 2.1] en el cual cada elemento del sistema se representa por su modelo de impedancias, expresadas en valores por unidad. Así, el diagrama de impedancias es simplemente el circuito monofásico equivalente fase-neutro del sistema trifásico que es el sistema eléctrico de potencia.

Es muy importante que tenga claro el trabajo con valores por unidad y cómo representar el sistema a través de los diagramas unifilares y de impedancias, ya que ello es la base de todos los cálculos que a lo largo de la asignatura se realizarán para analizar y estudiar los distintos aspectos del sistema.

Hasta ahora hemos hablado de “los elementos del sistema”. Los elementos que vamos a considerar en la asignatura son básicamente cuatro: el transformador, el generador, la línea de transporte y la carga. A continuación se estudia cada uno de ellos en detalle.

2.2. Elementos del sistema (I): el transformador de potencia.

El transformador de potencia se estudia en el capítulo 2 del libro. En él se repasan los conceptos básicos que ya conoce: circuito equivalente del transformador trifásico [FB 2.1], introduciendo la notación en por unidad [FB 2.4 y 2.5] y el estudio del desfase que introduce en función de la conexión de los devanados [FB 2.6].

A partir de aquí, se estudian tres tipos de transformadores que, como variantes del transformador trifásico de potencia, se pueden encontrar en los sistemas eléctricos: el transformador de dos devanados [FB 2.4], el transformador de tres devanados [FB 2.5] y el transformador con tomas [FB 2.7]. Este último es el más importante de ellos por ser el más habitual y, sobre todo, por su papel fundamental en el control de la potencia que circula por las líneas.

Se finaliza el capítulo describiendo el modelo general del transformador, recalcando y justificando una vez más la importancia y la facilidad de cálculo que conlleva la utilización de los valores por unidad [FB 2.7].

2.3. Elementos del sistema (II): el generador síncrono.

El generador, que se encuentra en las centrales de producción de energía eléctrica y que es un generador síncrono, se estudia en el capítulo 3 del libro. Como en el caso anterior,


los primeros apartados del capítulo deben ser para usted un recordatorio de los conceptos relativos a este tipo de máquina que vio en las asignaturas de “Máquinas eléctricas”: descripción del generador, su principio de funcionamiento y su circuito equivalente [FB 3.1 a 3.3]. De este repaso le debe quedar claro cómo se genera un sistema trifásico de potencia y los conceptos de reactancia síncrona, Xs, de tensión interna, Ei

, y de ángulo de potencia, δ.

El funcionamiento del generador en régimen permanente se ve en los dos apartados siguientes donde se explica el control de la potencia activa y de la potencia reactiva generada [FB 3.4] y la curva de carga del generador [FB 3.5] que define los puntos (la zona) de funcionamiento posible del generador en condiciones normales.

2.4. Elementos del sistema (III): la línea de transporte.

El tercer elemento del sistema es la línea eléctrica que, junto a los transformadores y a los elementos de maniobra y protección (interruptores, seccionadores, protecciones, etc.), forman la red de transporte y distribución de energía eléctrica. Tal y como se explica en [FB 5.2 y 5.3], la línea se caracteriza por cuatro parámetros distribuidos uniformemente en su longitud; la resistencia (Ω/m), la inductancia (H/m), la conductancia (S/m) y la capacidad (F/m). Dependiendo de las características físicas de los conductores y a su disposición en la línea de transporte, estos parámetros toman valores diferentes. El estudio y cálculo de estos parámetros R, L, G y C está desarrollado en el capítulo libro 4 del libro. [FB 4].

En función de la longitud de la línea y del tipo de estudio que se desea realizar, existen diferentes modelos de la línea de transporte. Así, para una frecuencia de 50 Hz, las líneas se clasifican como cortas (líneas de longitud inferior a 100 km), de longitud media (de 100 a 300 km) y largas (de más de 300 km). Las representaciones de los dos primeros tipos son de parámetros concentrados, mientras que en el modelo de la línea larga hay que considerar los parámetros distribuidos a lo largo de la longitud de la línea.

Teniendo en cuenta los tipos de estudios que se van a ver en esta asignatura es

suficiente con los modelos de parámetros concentrados de línea corta y de línea de longitud media [FB 5.4]. A partir de estos dos modelos (especialmente del segundo) es muy importe el conocer el flujo de potencia que se puede transmitir a través de la línea [FB 5.5 y 5.6] y la forma de compensar la impedancia para disminuir la caída de tensión, a partir de inductancias o condensadores en serie o paralelo, según las condiciones de funcionamiento [FB 5.7].

2.5. Elementos del sistema (IV): la carga.

El cuarto y último elemento que vamos a necesitar para estudiar y analizar un sistema eléctrico de potencia son las cargas. Las cargas son quienes consumen la potencia generada por los generadores, que se encuentran en las centrales de producción de energía eléctrica, y que llega a ellas a través de la red de transporte. Las cargas se encuentran en los nudos de esa red y pueden ser grandes consumidores (por ejemplo, una gran industria) o, en la mayoría de los casos, son otras redes eléctricas de distribución, de menor tensión, que van llevando esa energía eléctrica al resto de consumidores más pequeños.


En el texto base que utilizamos en esta asignatura no hay un capítulo que hable de las cargas, por lo que los modelos de carga que se van a necesitar los veremos a continuación en este apartado.

Aunque en general las cargas evolucionan en el tiempo, para los estudios del sistema eléctrico de potencia que vamos a ver en la asignatura se considerará, siempre que no se diga lo contrario, el régimen permanente por lo que se admitirá que las cargas no varían en el tiempo. En cuanto a su representación dentro del sistema, se distinguen tres tipos de cargas: − Cargas de impedancia constante

. Son cargas estáticas cuya impedancia, como indica su nombre, es constante y, por lo tanto, la potencia que consumen depende de la tensión que haya en cada instante en el nudo en el que están conectadas. Ejemplo de este tipo de cargas son las baterías de condensadores o de inductancias. Estas cargas se definen por el valor de su impedancia por fase o por su potencia nominal (que es la potencia que consumen a la tensión nominal del nudo al que están conectadas). Se representan mediante los valores correspondientes de R y X en paralelo, tal y como se representa en la figura 2.a (es más útil esta representación que la de la rama equivalente serie, con R y X en serie, como verá más adelante a la hora de construir la matriz de admitancias de nudo).

− Cargas de potencia constante

. Son cargas cuyos valores especificados de P y Q consumidos son constantes, independientemente de la tensión que exista en cada momento en el nudo en el que están conectadas. Por este motivo no pueden representarse mediante una impedancia o una fuente, así que se hace mediante una flecha indicando los valores de P y Q correspondientes (figura 2.b). Este tipo de cargas son las más frecuentes en los sistemas eléctricos de potencia; por ejemplo, se comportan como cargas de este tipo los grandes consumidores, los motores eléctricos y otras redes de distribución a menor tensión.

− Cargas de intensidad constante

. Este tipo de cargas son bastante escasas y se caracterizan por presentar una intensidad I consumida constante e independiente de la tensión que exista en cada momento en el nudo en el que están conectadas. Se representan mediante una fuente de intensidad I (figura 2.c).

Fig 2. Representación de las cargas: (a) de impedancia constante, (b) de potencia constante y (c) de intensidad constante.


UNIDAD DIDÁCTICA 2. Análisis del sistema eléctrico de potencia.

TEMA 3. Funcionamiento del sistema eléctrico en estado normal: Los modelos de la red a través de la matriz |Ybus

| [FB 6.2], el flujo de cargas o de potencia [FB 6.3 y 6.4] y el control del flujo de potencias [FB 6.8]

TEMA 4. Funcionamiento del sistema eléctrico perturbado: clasificación de perturbaciones [adenda] y corrientes de cortocircuito en el generador. Cortocircuitos trifásicos equilibrados. [FB Capítulo 8].

Llegados a este punto del programa de la asignatura, usted ya conoce los principales elementos que componen un sistema eléctrico de potencia, sus modelos y la representación completa del sistema mediante los diagramas unifilares y de impedancias.

En esta segunda Unidad Didáctica se van a ver los dos estudios clásicos más importantes que se utilizan para analizar el sistema eléctrico: el flujo de cargas y las faltas simétricas.

3.1. Las matriz de admitancias de nudo, [Ybus].

Una vez que ya se conoce el modelo eléctrico que representa a cada elemento del sistema y la utilización de los valores por unidad, para cualquier sistema eléctrico que nos den ya debe ser fácil construir su diagrama unifilar y el circuito de impedancias que lo representa. A partir de aquí y para los estudios que van a permitir el análisis del sistema, éste se modela matemáticamente mediante la matriz de admitancias de nudo, [Ybus].

La matriz [Ybus] es, sencillamente, la matriz de admitancias que resulta del análisis por nudos del circuito de impedancias que representa el sistema eléctrico dado tomando como nudo de referencia el neutro, nudo común del circuito. La construcción y modificación [FB 6.2] de la matriz de admitancias de nudo [Ybus] es fácil e inmediata. Por último, es importante señalar que para grandes sistemas reales la matriz [Ybus] es una matriz muy dispersa, es decir, en la que la mayoría de sus elementos son cero.

3.2. Funcionamiento del sistema eléctrico en estado normal: el flujo de cargas o de potencias.

El objetivo del sistema eléctrico es satisfacer la potencia demandada, más las pérdidas en la red, manteniendo un estado de funcionamiento normal, es decir, en un régimen permanente en el que se verifique que las tensiones en los nudos y las potencias generadas por los generadores estén dentro de unos límites establecidos y que tanto las líneas como los transformadores funcionen sin sobrecargas.

El flujo de cargas es el estudio que permite analizar el sistema en régimen permanente y comprobar, a partir de su resultado, si ese estado de funcionamiento del sistema corresponde a un estado de funcionamiento normal. Partiendo de la potencia generada y demandada en cada nudo, el flujo de cargas calcula la tensión, en módulo y argumento, que existe en cada nudo y las potencias que circulan por la red de transporte.


Si ese problema, calcular la tensión en cada nudo, se plantease en términos de intensidades, es decir, si se conociese la intensidad inyectada en cada nudo, el cálculo de las tensiones sería inmediato resolviendo un sistema lineal de ecuaciones donde los elementos de [Ybus] serían los coeficientes (sería, en definitiva, la resolución del análisis por nudos del circuito). Sin embargo, en los sistemas eléctricos de potencia reales las magnitudes que se miden y que se conocen son las potencias, activa y reactiva, generadas y consumidas en cada nudo y como esas potencias dependen de las tensiones de los nudos (que recordemos son las incógnitas del problema), el problema del flujo de cargas así planteado en términos de potencias resulta ser un problema no lineal que se ha de resolver mediante métodos numéricos iterativos.

El capítulo 6 del libro aborda el estudio del flujo de cargas. En el apartado [FB 6.3] se describe y plantea el problema del flujo de cargas: las ecuaciones de la potencia inyectada en un nudo (ecuación (6.8), en forma compleja, y ecuaciones (6.11) y (6.12), en forma polar), los tipos de nudos que se consideran, las variables de estado o incógnita del problema, las cantidades especificadas o términos independientes y el número total de ecuaciones del sistema no lineal que hay que resolver.

Los métodos de resolución del flujo de cargas son métodos numéricos de resolución de sistemas de ecuaciones no lineales. Así, en el libro se describen dos métodos exactos: el de Gauss-Seidel y el de Newton-Raphson. El primero tiene la ventaja de ser sencillo de programar, pero presenta problemas de convergencia, sobre todo al aumentar la dimensión del problema. El método de Newton-Raphson es más complejo de programar pero a cambio es más robusto y presenta una mayor velocidad de convergencia que el anterior, por lo que es el que utiliza la práctica totalidad de programas existentes de resolución del flujo de cargas. Por último, en el libro también se explica el flujo de cargas desacoplado, que es un método que permite obtener de una forma sencilla y rápida una solución aproximada, que se puede utilizar para obtener un buen punto inicial para los procesos iterativos de los dos métodos anteriores o como solución válida para otros tipos de estudios que no necesitan la solución exacta del flujo de cargas.

Salvo el primer método (Gauss-Seidel) [FB 6.4], que permitirá al alumno conocer la mecánica de la solución al problema y los distintos casos que pueden presentarse, el resto de los métodos de resolución del problema del flujo de cargas citados no debe estudiarlos, no entran en el programa de la asignatura, aunque aquí se han mencionado para que le suenen y por si se anima a mirarlos, aunque sea una vez aprobada la asignatura (creemos que merece la pena ya que se trata, en definitiva, de unos métodos matemáticos de resolución de problemas no lineales).

Sin embargo, lo que sí que debe estudiar y tener bien claro es qué ofrece la solución del flujo de cargas, es decir, conocida la solución (tensiones en todos los nudos y potencia generada en el nudo oscilante) y con los datos del sistema (datos de los nudos y de las líneas) debe ser capaz de calcular la potencia inyectada en cualquier nudo o la potencia que circula por cualquier línea del sistema. La gran utilidad y cantidad de información que ofrece la solución del flujo de cargas para el análisis de un sistema eléctrico se explican en el apartado [FB 6.3].

Para concluir este tema, en el apartado [FB 6.8] describe los diferentes medios de

control disponibles en un sistema, explicando su importante función en el control de la


potencia que circula por las líneas o de mantener el valor de la tensión en determinados nudos.

4.1. Funcionamiento del sistema eléctrico perturbado: clasificación de perturbaciones.

Se dice que el sistema funciona en condiciones de régimen permanente estable cuando todas las variables físicas, medidas o calculadas, que definen el funcionamiento del sistema se pueden considerar como constantes a efectos de análisis. Esto es lo que se ha visto y estudiado en el apartado anterior al analizar el estado normal del sistema mediante el flujo de cargas.

Sin embargo, todos los sistemas eléctricos de potencia son sistemas físicos dinámicos cuyos parámetros y variables evolucionan, mucho o poco, en el tiempo. Cuando ocurre un cambio, o una secuencia de cambios, en los parámetros del sistema o en sus variables se dice que ha ocurrido una perturbación. Las perturbaciones pueden ser grandes o pequeñas dependiendo de su origen.

Si las perturbaciones son grandes, denominadas transitorios

, como por ejemplo un cortocircuito, un cambio en la topología de la red (por maniobra de interruptores) o una pérdida elevada de generación o de carga, la dinámica del sistema sólo se puede analizar mediante un conjunto de ecuaciones diferenciales y algebraicas no lineales que definen su comportamiento. En este caso, el punto de funcionamiento estable que correspondía al régimen permanente antes del fallo se pierde y si el sistema evoluciona a otro punto de funcionamiento estable, más o menos próximo, se dice que el sistema es transitoriamente estable.

Si las perturbaciones son pequeñas, denominadas perturbaciones de pequeña señal

, como por ejemplo lo que ocurre tras la actuación de los reguladores de los generadores, las ecuaciones que definen la dinámica del sistema se pueden linealizar en torno al punto de funcionamiento. En este caso normalmente el sistema vuelve prácticamente al mismo punto de funcionamiento estable y se dice que el sistema es estable en régimen permanente. Estas perturbaciones de pequeña señal se verán al tratar sobre el control automático de la generación en la tercera Unidad Didáctica.

Los transitorios se pueden clasificar, en función de su velocidad en tres tipos: − Transitorios ultrarrápidos (sobretensiones).

Este tipo de transitorios son producidos principalmente por descargas atmosféricas (caída de rayos sobre las líneas) y por cambios bruscos, pero normales, de la operación del sistema (actuación de interruptores). Su duración es de unos pocos milisegundos y su naturaleza es de tipo eléctrica, dando lugar a sobretensiones que se propagan a lo largo de las líneas, incluyendo fenómenos de reflexión en sus extremos. Estas sobretensiones (que a su vez pueden dar lugar a cortocircuitos) afectan principalmente a las líneas, ya que las altas inductancias que presentan los transformadores sirven de “barreras” hacia los generadores.

− Transitorios de velocidad media (cortocircuitos). Este tipo de transitorios se producen por cambios bruscos y anormales de la operación del circuito, como son las faltas o cortocircuitos. El cortocircuito más severo, es decir, el que da lugar a mayores intensidades, es el cortocircuito trifásico (las tres fases conectadas a tierra a través de una


impedancia de falta nula) y el menos es el cortocircuito monofásico a tierra (una fase a tierra mientras que las otras dos siguen funcionando). Su duración es de unos pocos ciclos, pudiendo llegar a unos pocos segundos, y su naturaleza es también de tipo eléctrica. Los cortocircuitos limitan la capacidad de transporte de las líneas, afectan a los generadores y las intensidades que aparecen pueden llegar a ser peligrosas y dañar elementos del sistema, lo que obliga a desconectar partes de él durante un cierto periodo de tiempo (para dar tiempo a que se elimine la falta) o de forma permanente (si ésta persiste).

− Transitorios lentos (estabilidad transitoria).

Un cortocircuito supone, entre otros fenómenos, una caída brusca temporal, total o parcial, de las tensiones del sistema. Una caída brusca de la tensión en el generación hace a su vez que se produzca una caída brusca de la potencia generada; sin embargo, como la potencia mecánica de la turbina permanece constante en los primeros ciclos de la perturbación (la respuesta mecánica del generador es más lenta), aparece un par acelerador que da lugar a una serie de oscilaciones mecánicas de la máquina síncrona, oscilaciones que van desde unos cuantos ciclos hasta minutos en sistemas grandes. Estos transitorios son de naturaleza electromecánica y pueden llegar a ser los más graves ya que, en ciertos casos, pueden llevar a que el generador pierda el sincronismo (si supera el límite de estabilidad transitoria) y deba desconectarse del sistema, lo que daría lugar a una nueva perturbación que podría llevar a otros generadores a perder el sincronismo, tener que desconectarse y, así, en un proceso en cascada, finalizar incluso con el colapso del sistema.

Debido a la escasa carga docente de esta asignatura, solamente se va a abordar el estudio de los cortocircuitos (el estudio más básico de análisis del sistema perturbado) y dentro de éstos sólo los cortocircuitos trifásicos o faltas simétricas3

.

4.2. Funcionamiento del sistema eléctrico perturbado: Corrientes de cortocircuito en el generador. Cortocircuitos trifásicos equilibrados..

Los primeros apartados del capítulo 8 se dedican al funcionamiento del sistema en estado de cortocircuito, tanto cuando este se produce en un lugar alejado del generador [FB 8.2] y el circuito equivalente frente al fenómeno transitorio es un circuito R-L, como cuando el cortocircuito es próximo al generador [FB 8.3], explicando el modelo equivalente del generador en dichas condiciones, los efectos transitorios y subtransitorios que tienen lugar en él y las corrientes que produce.

El estudio del régimen perturbado del sistema eléctrico no es el objetivo principal de esta asignatura (debido a su baja carga docente, recuerde que se trata de una asignatura cuatrimestral), sin embargo es importante conocer el funcionamiento del generador tanto en estado normal (régimen permanente) como en estado perturbado, y que tenga claros los conceptos de reactancia transitoria, X’d, y de reactancia subtransitoria, X”d, del generador frente al de la reactancia síncrona, Xs

, que vio al principio.

Aunque los cortocircuitos trifásicos son los que ocurren en un menor número de ocasiones (menos del 5%), son sin embargo los que dan lugar a las intensidades mayores y, por lo tanto, son los que definen las características y especificaciones de las protecciones 3 El estudio de estos tres tipos de transitorios se abordan en la bibliografía propuesta. Así, para los alumnos interesados que deseen estudiar estos temas referidos a las faltas o cortocircuitos desequilibrados, los podrá encontrar en el capítulo 9 del libro de FERMÍN BARRERO y la estabilidad transitoria, en el capítulo 10 del mismo.


(principalmente de los interruptores) del sistema eléctrico. En el apartado [FB 8.4] del libro se describe el circuito equivalente del sistema en su conjunto en condiciones de cortocircuito incluyendo los equivalentes de las cargas significativas.

Por último, se dan los métodos de cálculo de las corrientes que caracterizan el

cortocircuito y se define el importante concepto de la potencia de cortocircuito de un punto cualquiera de la red, Scc y se explica cómo se utilizan esos valores calculados para la elección de los interruptores que deben proteger el sistema ante este tipo de faltas [FB 8.5].

UNIDAD DIDÁCTICA 3. Reglamento de líneas de Alta Tensión.

TEMA 5. Líneas subterráneas con cables aislados. [RAT Instrucción Técnica Complementaria ITC-LAT-06] TEMA 6. Líneas aéreas con conductores desnudos.

[RAT Instrucción Técnica Complementaria ITC-LAT-07] TEMA 7. Líneas aéreas aisladas.

[RAT Instrucción Técnica Complementaria ITC-LAT-08]

Con esta unidad didáctica se pretende que el estudiante se familiarice con las instrucciones técnicas del Reglamento de Líneas de Alta Tensión, que establecen las condiciones técnicas y garantías de seguridad a las que han de someterse las líneas eléctricas de alta tensión, para proteger la integridad de las personas y bienes que pueden resultar afectados por las mismas, así como conseguir la necesaria regularidad de los suministros y establecer la normalización para reducir la extensa tipificación que existe en la fabricación del material eléctrico que se usa en la instalación y puesta en servicio de este tipo de líneas. El ingeniero en ejercicio ha de conocer estas instrucciones para poder acometer el diseño de las líneas de alta tensión y para que estas puedan adaptarse a futuras condiciones y a aumentos de carga previsibles.

Las prescripciones de este reglamento se aplicarán sobre disposiciones mínimas para

la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente a riesgo eléctrico. El cumplimiento de estas normas, especialmente las relativas al diseño de materiales y

equipos se declaran son de obligado cumplimiento, dado que dichas normas proceden en su mayoría de normas europeas e internacionales, y así se consigue rápidamente disponer de soluciones técnicas en sintonía con lo aplicado en los países más avanzados, y que reflejan un alto grado de consenso en el sector.

Es importante por lo tanto que el estudiante conozca la existencia de estas normas y se

familiarice con ellas, aunque el reglamento es flexible en su aplicación, ya que permite la utilización de materiales y/o equipos que no se ajusten a dichas normas siempre que confieran un grado de seguridad mayor o equivalente con expreso reconocimiento de los organismos legalmente reconocidos por los Estados del Espacio Económico Europeo.


Como en el uso del ejercicio profesional, el ingeniero puede consultar el reglamento, no se pretende en esta asignatura que el estudiante memorice los datos, fórmulas o tablas incluidos en él. Pero para la correcta utilización del reglamento, es necesario que el profesional comprenda las instrucciones técnicas incluidas en él, cómo deben aplicarse y cuándo deben de ser utilizadas. Si en las pruebas presenciales de la asignatura, se necesitara algún dato o fórmula, estos se facilitarán junto con el enunciado, pero el estudiante deberá aplicarlos correctamente.

En los siguientes apartados se indican algunos de los puntos de mayor interés de cada

una de las tres instrucciones técnicas complementarias que se estudian en esta asignatura. Con ello sólo se pretende enumerar los puntos principales, sin tratar de ser exhaustivo, y para la comprensión y aprendizaje deberá guiarse por el texto del libro básico.

5.1. Líneas subterráneas con cables aislados.

Esta instrucción trata sobre las condiciones técnicas y condiciones de seguridad sobre los conductores subterráneos aislados, y es aplicable tanto a las instalaciones subterráneas como a las instalaciones de cables en bandejas en el interior de edificios.

Esta instrucción contempla todos los aspectos de estas instalaciones, entre las que

podemos destacar:

• Los niveles de aislamiento, así como los materiales y accesorios para su montaje.

• Su instalación, en la que se describen las etapas del proyecto a ejecutar y las

condiciones a tener en cuanta dependiendo de la ubicación del cable.

• Los requisitos que deberán cumplir los cables subterráneos como consecuencia de cruzamientos, proximidades y paralelismos con calles y carreteras, ferrocarriles, otros cables, canalizaciones de agua o gas y depósitos de carburante.

• La intensidad máxima admisible dependiendo se sus características,

condiciones de funcionamiento, tipo de asilamiento, configuración, etc.

• Las protecciones que deberán instalarse para contrarrestar los efectos de las sobreintensidades (producidas por cortocircuitos o sobrecargas) y de las sobretensiones peligrosas tanto de origen interno como atmosférico.

6.1. Líneas aéreas con conductores desnudos.

Esta instrucción trata sobre las condiciones técnicas y condiciones de seguridad sobre las líneas eléctricas aéreas con conductores desnudos, y es aplicable a las instalaciones de corriente alterna trifásica de 50 Hz de alta tensión.


podemos destacar:


• Condiciones y requisitos que deben cumplir los materiales utilizados tanto para los conductores como para los cables de tierra, herrajes, accesorios, aisladores y apoyos.

• Cálculos mecánicos para la instalación, en la que se tendrán en cuenta las

solicitudes de cargas para asegurar la duración, fiabilidad y garantía de dicha instalación. En ella se contemplan los conductores, herrajes, apoyos y cimentaciones.

• Cálculos eléctricos para el mejor funcionamiento de la línea para todos los

regímenes de funcionamiento previstos.

• Los requisitos que deberán cumplir las líneas eléctricas aéreas con conductores desnudos como consecuencia de cruzamientos y paralelismos con otras líneas eléctricas, distancias a carreteras, ríos y canales navegables, ferrocarriles sin electrificar y electrificados, paso por zonas arboladas, edificios y construcciones, proximidad a aeropuertos, parques eólicos y obras.

• Requisitos que deben de cumplir las derivaciones, seccionamientos y

protecciones que deberán instalarse para contrarrestar los efectos de las sobreintensidades y de las sobretensiones.

• Criterios para el diseño y ensayo de los sistemas de puesta a tierra, de manera

que sean eficaces. 7.1

Líneas aéreas aisladas.

Esta instrucción trata sobre las condiciones técnicas y condiciones de seguridad sobre las líneas eléctricas aéreas con cables unipolares aislados reunidos en haz o con conductores recubiertos, y es aplicable a las instalaciones de corriente alterna trifásica de 50 Hz de alta tensión.


podemos destacar:

• Los niveles de aislamiento.

• Condiciones y requisitos que deben cumplir los materiales utilizados tanto para los conductores como para los cables de tierra, herrajes, accesorios y apoyos.

• Cálculos mecánicos para la instalación de con cables unipolares aislados

reunidos en haz, en la que se tendrán en cuenta las solicitudes de cargas para asegurar la duración, fiabilidad y garantía de dicha instalación. En ella se contemplan los conductores, herrajes, apoyos y cimentaciones. Para los conductores recubiertos es aplicable la misma instrucción que para los conductores desnudos en líneas eléctricas aéreas (ITC-LAT-07) vista en el tema 6.


• Cálculos eléctricos para el mejor funcionamiento de la línea para todos los regímenes de funcionamiento previstos.

• Las distancias mínimas de seguridad que deberán cumplir las líneas eléctricas

aéreas aisladas entre los conductores entre sí, entre éstos y los apoyos y entre ellos y el terreno, así como los requisitos que deberán cumplir como consecuencia de cruzamientos y paralelismos con otras líneas eléctricas aéreas tanto de alta como de baja tensión, distancias a carreteras, ríos y canales navegables, ferrocarriles sin electrificar y electrificados, antenas receptoras de radio, televisión y pararrayos, paso por zonas arboladas, edificios y construcciones, proximidad a aeropuertos y zonas urbanas.

• Las protecciones que deberán instalarse para contrarrestar los efectos de las

sobreintensidades y de las sobretensiones (prácticamente iguales a las de las líneas subterráneas con cables aislados).

• Requisitos que deben de cumplir las derivaciones y seccionamientos.

• Criterios para el diseño y ensayo de los sistemas de puesta a tierra de manera

que sean eficaces.

Aseguramiento de la calidad

• Durante el diseño y ejecución de cualquiera de las líneas vistas en estos tres temas, deberán seguirse las recomendaciones de la norma UNE-EN ISO 9001 en cuanto al aseguramiento de la calidad. El reglamento enumera las actividades que debe presentar el plan de calidad del proyectista para garantizar que los trabajos del proyecto cumplen los requisitos de la norma. (común para las tres instrucciones; ITC-LAT-06, ITC-LAT-07 y ITC-LAT-08).

... Y con esto acaba el programa de la asignatura “Sistemas de Transporte de Energía Eléctrica”.

DIECC-UNED, Febrero 2011

Documents

“Sistemas de transporte de energía eléctrica” Adenda de Sistemas de Transporte de Energía Eléctrica ”, realizada por el equipo docente de la asignatura, DIECC-UNED (es este