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1. IDENTIFICACION DEL CURSO

Código y Nombre de la Asignatura: IEL 7205 - CALIDAD DE LA ENERGIA
División Académica: División de Ingenierías Departamento Académico: Dpto.Ing Eléctrica-Electrónica Número de créditos: Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado): 3.000 Horas de Teoría 0.000 Horas de Laboratorio Niveles: Educación Superior Pregrado Tipos de Horario: Teoría Gestionar un proyecto, es determinar cualitativa y cuantitativamente las fases de evolución del mismo (avance de plazos y presupuestos, así como de calidad de las labores asociadas al mismo). De igual forma, la gestión está enfocada a controlar lo que es bien medido y así tomar acciones correctivas cuando alguna variable crítica del proyecto supera los límites de operación normal. Desde el punto de vista industrial, controlar proyectos y procesos es la herramienta para asegurar una calidad total en los siguientes aspectos: técnico, productivo, financiero y ambiental y mantenerse posicionados en el mercado. 3. JUSTIFICACIÓN El benchmarking entre industrias del mismo sector, es la herramienta internacional moderna para determinar mediante indicadores sectoriales que tan eficiente es una planta industrial con respecto a la competencia. Este método comparativo, se hace vital en los tiempos de hoy, donde Colombia esta ad portas de emprender un Tratado de Libre Comercio (TLC) bilateral con los Estados Unidos. Por esta razón, los industriales colombianos deben propender por estructurar en las industrias que lideran, plataformas de gestión energética, que les permita conocer el grado de eficiencia de las líneas de procesos de las mismas, de manera global y puntual, para así compararse con la futura invasión de industrias Norte Americanas que manejan indicadores energéticos de alta eficiencia y tomar las mejores medidas para no quedar relegados en el mercado. Se hace imperante formar estudiantes, con la capacidad de orientar sus conocimientos de ingeniería hacia la implementación de sistemas de gestión energética (SGE) que permita implementar a nivel industrial programas de ahorro de energía sustentables y controlables en el tiempo, así como determinar medios viables técnica y económicamente para mejorar la confiabilidad y continuidad de los procesos productivos de las industrias. 4. OBJETIVOS 4.1. OBJETIVO GENERAL Estructurar estudiantes en el campo de la implementación de sistemas de gestión energética (SGE), abarcando desde fases como caracterizaciones energéticas globales hasta estudios detallados de calidad de la energía eléctrica, incluyendo etapas como identificación de puntos de ahorro, medidas de ahorro según análisis económicos, pasos para el desarrollo e implementación de plataformas de gestión energética y soluciones de calidad de energía. 4.2. OBJETICOS ESPECIFICOS -Explicar las técnicas de caracterización energética utilizadas en los marcados industriales actuales. -Exponer las fases del desarrollo de un proyecto de gestión energética, como parte de una auditoría energética integral. -Exponer las técnicas de auditorías energéticas propuestas por la norma MSE 2000, sus fases, campos de acción, y como la calidad de la potencia eléctrica en sus diversas áreas está relacionada con las auditorías energéticas integrales. -Estructurar estudiantes, capaces de evaluar, diagnosticar y solucionar problemas de calidad de la potencia eléctrica y como correlacionar perturbaciones y eventos en estado estable con problemas de ineficiencia energética. 5. CONTENIDO MODULO I: USO RACIONAL DE LA ENERGÍA -Introducción a la eficiencia energética. -Normatividad nacional e internacional sobre Uso Racional de la Energía. -Portadores energéticos. -Sistemas eléctricos de procesos productivos. -Sistemas térmicos de procesos productivos. CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA. Definición de una caracterización energética. Normas internacionales. Etapas de una caracterización energética. Conocimiento general de industria (energético productivo). Diagnóstico energético ambiental. Usos energéticos en la industria. Identificación de pérdidas energéticas. Elaboración de censos de carga. Elaboración de diagrama energético productivo. HERRAMIENTAS PARA ANÁLISIS DE CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA. Diagramas de dispersión y correlación. Gráficos de control (Análisis de estabilidad de procesos). Gráficos de energía vs. Producción en el tiempo. Diagramas de consumo. Gráfico de tendencias o de sumas acumulativas. Diagrama de Paretto. Estratificación. Diagnóstico de recorrido (Identificación de puntos potenciales de ahorro). SISTEMA DE GESTIÓN ENERGÉTICA. Definición de sistema de gestión energética y términos asociados. Normas de Gestión Energética. Niveles de competencia en materia de gestión energética. Tecnología de gestión eficiente de la energía. Gerencia de la energía en las empresas. Pasos para la implementación de un sistema de gestión energética. MODULO II: CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA. Generalidades sobre calidad de la potencia eléctrica. Definición de calidad de la potencia eléctrica. Términos relacionados con calidad de la potencia eléctrica. Normas internacionales y nacionales sobre calidad de la potencia eléctrica. ANÁLISIS DE EVENTOS PERTURBADORES DE LA CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA. Eventos perturbadores de calidad de la potencia en estado estable. Armónicos. Interarmónicos. Subarmónicos. Desbalances de tensión y corriente. Variaciones de tensión de corta y larga duración a frecuencia industrial. Eventos perturbadores de calidad de potencia en estado transitorio. Transitorios oscilatorios de voltaje. Transitorios impulsivos de voltaje. Incidencia de los sistemas de puesta a tierra en la calidad de la energía eléctrica. Metodologías para monitorear sistemas de potencia desde el punto de vista de la calidad de la energía. (Aplicación de la norma IEEE 1159 de 1995). -Consideraciones de seguridad para la instalación de analizadores de redes. -Tipos y tecnologías de analizadores de calidad de la energía. -Instalación y programación de analizadores de redes. -Parámetros a medir según tipo de estudio. -Puntos a monitorear según tipo de diagnóstico. -Periodos de monitoreo según alcance del estudio. -Procesamiento de datos de ficheros del analizador. Aplicación de normas para evaluar eventos de calidad de la energía eléctrica en estado estable y transitorio. (IEEE 519 de 1992, Norma EN 50169, ANSI / IEEE C57.110 del 2000). -Metodología para elaboración de informas de calidad de potencia eléctrica. -Normas para comparar resultados de diagnósticos de calidad de potencia. -Gráficos de tendencia con límites normativos. TÉCNICAS PARA MITIGAR PERTURBACIONES DE CALIDAD DE ENERGÍA. Filtros activos y pasivos. Transformadores de aislamiento. Condensadores antiresonantes. Reguladores sincrónicos de voltaje. UPS. Supresores de sobrevoltajes transitorios (TVSS). Estratificación de cargas. MÓDULO III: RELACIÓN ENTRE CALIDAD DE ENERGÍA Y URE. 6. METODOLOGÍA La metodología para dictar la asignatura calidad y uso racional de la energía, se basa en exposiciones magistrales, apoyado en presentaciones en Power Point y el desarrollo de cada una de estas apoyado en tableros o plegables. Se presentaran casos de estudio reales en la industria por experiencias propias del expositor, y se facilitará la interacción con los estudiantes en cuanto al aporte de ideas y el planteamiento de inquietudes. También se realizarán mediciones en las industrias, se identificaran puntos de ahorro con los estudiantes en varias industrias y se expondrán formulaciones para alcanzar ahorros de energía. Se hará énfasis en la metodología para la elaboración de informes de calidad de energía e identificación de potenciales de ahorro en industrias. 7. BIBLIOGRAFÍA. Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas de Colombia Resolución CREG 078 de 1998 Reglamento de Distribución. Resolución CREG 108 de 1997 Por la cual se señalan criterios generales sobre protección de los derechos de los usuarios de los servicios públicos domiciliarios de energía eléctrica y gas combustible. Ley 142 de 1994. Ley de servicios públicos domiciliarios. NTC 2050. Norma Técnica Colombiana. Ley 697 de 2001 Ley URE. Mediante la cual se fomenta el Uso Racional y Eficiente de la Energía, se promueve la utilización de energías alternativas y se dictan otras disposiciones. Decreto 3683 de 2003. Mediante el cual se crea una Comisión intersectorial y se reglamenta la Ley 697 de 2001 (Ley URE). IEEE Std. 739 - 1995. Recommended Practice for Energy Management in Industrial and Commercial Facilities. ANSI / IEEE C57.12 00. General requirements for liquid inmersed distribution, power, and regulating transformers. ANSI / IEEE C57.110 1986. IEEE Recommended Practice for Establishing Transformer Capability When Supplying Nonsinusoidal Load Currents. NORMA IEEE 519 /92. Prácticas recomendadas y requerimientos para el control de armónicos en sistemas eléctricos de potencia. NORMA IEC 61000 4 15 / 30 Recomendaciones para monitoreos de eventos de calidad de la potencia. NTC 1340. Clasificación de las tensiones nominales aplicadas a sistemas de transmisión, subtransmisión, distribución y la utilización de la energía eléctrica. NORMA EN 50160. Características de la tensión suministrada por las redes generales de distribución. ANSI / MSE 2000. Sistema Americano para la administración de la energía

Código y Nombre de la Asignatura: IEL 7205 - CALIDAD DE LA ENERGIA

División Académica: División de Ingenierías
Departamento Académico: Dpto.Ing Eléctrica-Electrónica

Número de créditos:
Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado):
3.000 Horas de Teoría
0.000 Horas de Laboratorio
Niveles: Educación Superior Pregrado
Tipos de Horario: Teoría

Gestionar un proyecto, es determinar cualitativa y cuantitativamente las fases de evolución del mismo (avance de plazos y presupuestos, así como de calidad de las labores asociadas al mismo). De igual forma, la gestión está enfocada a controlar lo que es bien medido y así tomar acciones correctivas cuando alguna variable crítica del proyecto supera los límites de operación normal. Desde el punto de vista industrial, controlar proyectos y procesos es la herramienta para asegurar una calidad total en los siguientes aspectos: técnico, productivo, financiero y ambiental y mantenerse posicionados en el mercado.

3. JUSTIFICACIÓN

El benchmarking entre industrias del mismo sector, es la herramienta internacional moderna para determinar mediante indicadores sectoriales que tan eficiente es una planta industrial con respecto a la competencia. Este método comparativo, se hace vital en los tiempos de hoy, donde Colombia esta ad portas de emprender un Tratado de Libre Comercio (TLC) bilateral con los Estados Unidos. Por esta razón, los industriales colombianos deben propender por estructurar en las industrias que lideran, plataformas de gestión energética, que les permita conocer el grado de eficiencia de las líneas de procesos de las mismas, de manera global y puntual, para así compararse con la futura invasión de industrias Norte Americanas que manejan indicadores energéticos de alta eficiencia y tomar las mejores medidas para no quedar relegados en el mercado. Se hace imperante formar estudiantes, con la capacidad de orientar sus conocimientos de ingeniería hacia la implementación de sistemas de gestión energética (SGE) que permita implementar a nivel industrial programas de ahorro de energía sustentables y controlables en el tiempo, así como determinar medios viables técnica y económicamente para mejorar la confiabilidad y continuidad de los procesos productivos de las industrias.

4. OBJETIVOS

4.1. OBJETIVO GENERAL
Estructurar estudiantes en el campo de la implementación de sistemas de gestión energética (SGE), abarcando desde fases como caracterizaciones energéticas globales hasta estudios detallados de calidad de la energía eléctrica, incluyendo etapas como identificación de puntos de ahorro, medidas de ahorro según análisis económicos, pasos para el desarrollo e implementación de plataformas de gestión energética y soluciones de calidad de energía.

4.2. OBJETICOS ESPECIFICOS
-Explicar las técnicas de caracterización energética utilizadas en los marcados industriales actuales.
-Exponer las fases del desarrollo de un proyecto de gestión energética, como parte de una auditoría energética integral.
-Exponer las técnicas de auditorías energéticas propuestas por la norma MSE 2000, sus fases, campos de acción, y como la calidad de la potencia eléctrica en sus diversas áreas está relacionada con las auditorías energéticas integrales.
-Estructurar estudiantes, capaces de evaluar, diagnosticar y solucionar problemas de calidad de la potencia eléctrica y como correlacionar perturbaciones y eventos en estado estable con problemas de ineficiencia energética.

5. CONTENIDO

MODULO I: USO RACIONAL DE LA ENERGÍA
-Introducción a la eficiencia energética.
-Normatividad nacional e internacional sobre Uso Racional de la Energía.
-Portadores energéticos.
-Sistemas eléctricos de procesos productivos.
-Sistemas térmicos de procesos productivos.
CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA.
Definición de una caracterización energética.
Normas internacionales.
Etapas de una caracterización energética.
Conocimiento general de industria (energético productivo).
Diagnóstico energético ambiental.
Usos energéticos en la industria.
Identificación de pérdidas energéticas.
Elaboración de censos de carga.
Elaboración de diagrama energético productivo.
HERRAMIENTAS PARA ANÁLISIS DE CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA.
Diagramas de dispersión y correlación.
Gráficos de control (Análisis de estabilidad de procesos).
Gráficos de energía vs. Producción en el tiempo.
Diagramas de consumo.
Gráfico de tendencias o de sumas acumulativas.
Diagrama de Paretto.
Estratificación.
Diagnóstico de recorrido (Identificación de puntos potenciales de ahorro).
SISTEMA DE GESTIÓN ENERGÉTICA.
Definición de sistema de gestión energética y términos asociados.
Normas de Gestión Energética.
Niveles de competencia en materia de gestión energética.
Tecnología de gestión eficiente de la energía.
Gerencia de la energía en las empresas.
Pasos para la implementación de un sistema de gestión energética.

MODULO II: CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA.
Generalidades sobre calidad de la potencia eléctrica.
Definición de calidad de la potencia eléctrica.
Términos relacionados con calidad de la potencia eléctrica.
Normas internacionales y nacionales sobre calidad de la potencia eléctrica.
ANÁLISIS DE EVENTOS PERTURBADORES DE LA CALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA.
Eventos perturbadores de calidad de la potencia en estado estable.
Armónicos.
Interarmónicos.
Subarmónicos.
Desbalances de tensión y corriente.
Variaciones de tensión de corta y larga duración a frecuencia industrial.
Eventos perturbadores de calidad de potencia en estado transitorio.
Transitorios oscilatorios de voltaje.
Transitorios impulsivos de voltaje.
Incidencia de los sistemas de puesta a tierra en la calidad de la energía eléctrica.
Metodologías para monitorear sistemas de potencia desde el punto de vista de la calidad de la energía. (Aplicación de la norma IEEE 1159 de 1995).
-Consideraciones de seguridad para la instalación de analizadores de redes.
-Tipos y tecnologías de analizadores de calidad de la energía.
-Instalación y programación de analizadores de redes.
-Parámetros a medir según tipo de estudio.
-Puntos a monitorear según tipo de diagnóstico.
-Periodos de monitoreo según alcance del estudio.
-Procesamiento de datos de ficheros del analizador.
Aplicación de normas para evaluar eventos de calidad de la energía eléctrica en estado estable y transitorio. (IEEE 519 de 1992, Norma EN 50169, ANSI / IEEE C57.110 del 2000).
-Metodología para elaboración de informas de calidad de potencia eléctrica.
-Normas para comparar resultados de diagnósticos de calidad de potencia.
-Gráficos de tendencia con límites normativos.
TÉCNICAS PARA MITIGAR PERTURBACIONES DE CALIDAD DE ENERGÍA.
Filtros activos y pasivos.
Transformadores de aislamiento.
Condensadores antiresonantes.
Reguladores sincrónicos de voltaje.
UPS.
Supresores de sobrevoltajes transitorios (TVSS).
Estratificación de cargas.

MÓDULO III: RELACIÓN ENTRE CALIDAD DE ENERGÍA Y URE.

6. METODOLOGÍA

La metodología para dictar la asignatura calidad y uso racional de la energía, se basa en exposiciones magistrales, apoyado en presentaciones en Power Point y el desarrollo de cada una de estas apoyado en tableros o plegables. Se presentaran casos de estudio reales en la industria por experiencias propias del expositor, y se facilitará la interacción con los estudiantes en cuanto al aporte de ideas y el planteamiento de inquietudes.

También se realizarán mediciones en las industrias, se identificaran puntos de ahorro con los estudiantes en varias industrias y se expondrán formulaciones para alcanzar ahorros de energía.

Se hará énfasis en la metodología para la elaboración de informes de calidad de energía e identificación de potenciales de ahorro en industrias.

7. BIBLIOGRAFÍA.

Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas de Colombia
Resolución CREG 078 de 1998 Reglamento de Distribución.
Resolución CREG 108 de 1997 Por la cual se señalan criterios generales sobre protección de los derechos de los usuarios de los servicios públicos domiciliarios de energía eléctrica y gas combustible.
Ley 142 de 1994. Ley de servicios públicos domiciliarios.
NTC 2050. Norma Técnica Colombiana.
Ley 697 de 2001 Ley URE. Mediante la cual se fomenta el Uso Racional y Eficiente de la Energía, se promueve la utilización de energías alternativas y se dictan otras disposiciones.
Decreto 3683 de 2003. Mediante el cual se crea una Comisión intersectorial y se reglamenta la Ley 697 de 2001 (Ley URE).
IEEE Std. 739 - 1995. Recommended Practice for Energy Management in Industrial and Commercial Facilities.
ANSI / IEEE C57.12 00. General requirements for liquid inmersed distribution, power, and regulating transformers.
ANSI / IEEE C57.110 1986. IEEE Recommended Practice for Establishing Transformer Capability When Supplying Nonsinusoidal Load Currents.
NORMA IEEE 519 /92. Prácticas recomendadas y requerimientos para el control de armónicos en sistemas eléctricos de potencia.
NORMA IEC 61000 4 15 / 30 Recomendaciones para monitoreos de eventos de calidad de la potencia.
NTC 1340. Clasificación de las tensiones nominales aplicadas a sistemas de transmisión, subtransmisión, distribución y la utilización de la energía eléctrica.
NORMA EN 50160. Características de la tensión suministrada por las redes generales de distribución.
ANSI / MSE 2000. Sistema Americano para la administración de la energía

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