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Información detallada de curso

 

Primer semestre 2019
Abr 02, 2020
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1. IDENTIFICACION DEL CURSO

Código y Nombre de la Asignatura: ELP 7055 - GESTION DE RED
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

2. DESCRIPCION SINTETICA DE LA ASIGNATURA

En la asignatura de Redes y Líneas de transmisión los estudiantes aprenderán los conceptos básicos, las variables y los elementos relacionados con la distribución y transmisión de energía, estudiará y analizará sus parámetros eléctricos y mecánicos.




3. DESCRIPCION AMPLIA DE LA ASIGNATURA

En la primera parte de la asignatura, se describen las características eléctricas de las líneas, el efecto corona, se dan los datos de los conductores y cables de tierras más utilizados.

Luego, se exponen las ecuaciones de propagación y se analizan los funcionamientos límite de una línea, en vacío y en cortocircuito. También, se definen los conceptos de impedancia natural, ángulo complejo y potencia característica. Se explican los diagramas vectoriales de tensiones y de intensidades, así como el cálculo de las constantes auxiliares de las líneas.

En la siguiente parte, se generalizan los diagramas vectoriales haciendo aplicación del llamado diagrama de funcionamiento eléctrico. Se exponen tres métodos analíticos de cálculo, el del desarrollo en serie de las funciones hiperbólicas, el del circuito equivalente en T y el del circuito equivalente en PI. Los tres con aplicación a una misma línea para poder comparar en un cuadro resumen los resultados obtenidos.

Así, se expone el método del momento eléctrico y se realiza el estudio de la distribución de carga entre líneas acopladas en paralelo.

Dentro de la parte correspondiente al cálculo mecánico de cables, se empieza con la determinación de la ecuación general de un hilo tendido entre dos puntos y su correspondiente flecha. Después, se hace el estudio de cambio de condiciones. Se definen los conceptos de peso un cable, sobrecargas de viento y coeficientes de sobrecarga. Se define el vano regulador, la tensión de cada día y la tensión en horas frías.

Seguidamente, se hace el estudio de las curvas características de los cables, según la ecuación de la catenaria y de la parábola. Se expone el cálculo mecánico de los vanos de gran longitud con apoyos a nivel y desnivel. Finalmente, se estudian las cadenas de aisladores, su cálculo eléctrico y mecánico.


4. JUSTIFICACION

Las Redes Distribución y las líneas de transmisión de energía eléctrica son de primordial importancia en los sistemas eléctricos de potencia, debido a que ellas constituyen los alimentadores primarios de la energía.




5. OBJETIVOS


OBJETIVOS GENERALES.

- Diseñar una línea de transmisión eléctrica.
- Diseñar una línea de distribución eléctrica.


OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de:

- Calcular las constantes características fundamentales por kilómetro de línea.
- Determinar las constantes características derivadas de las fundamentales por kilómetro de línea.
- Hallar las constantes auxiliares de las líneas.
- Generalizar los diagramas vectoriales de funcionamiento de una línea.
- Aplicar los métodos analíticos de cálculo, métodos de cálculo por el desarrollo en serie de las funciones hiperbólicas, el método de cálculo del circuito equivalente en T y el método de cálculo del circuito equivalente en PI.
- Realizar el cálculo mecánico de cables.
- Determinar el vano regulador y el crítico.
- Distribuir los apoyos de una línea.
- Elaborar la plantilla completa de distribución de apoyos y de flechas mínimas verticales.
- Calcular la catenaria.
- Clasificar los tipos de cadenas de aisladores.
- Hallar el gravivano y eolovano.


6. METODOLOGIA

Se realizará la exposición de los temas por parte del profesor. La participación de los estudiantes en el proceso de aprendizaje se realizará mediante preguntas y discusiones dirigidas al grupo. La consulta de bibliografía alterna en la biblioteca y el empleo de la Internet como fuente de investigación, le permitirá tener una visión más clara de la asignatura. Como complemento se invitarán ingenieros con experiencia técnica en redes con el fin de enriquecer los temas de las clases con su conocimiento empírico.


7. MEDIOS

En este item el docente describirá los diferentes soportes de apoyo logístico (aula digital, software educativo, laboratorios, catálogo web, etc.) utilizará para desarrollar el proceso de enseñanza aprendizaje, de forma tal que pueda cumplir con el logro de los objetivos propuestos.


8. CONTENIDO

Características de las líneas eléctricas. Efecto corona. Datos de conductores.

Características de las líneas eléctricas.
Constantes características fundamentales por kilómetro de línea.
Constantes características derivadas de las fundamentales por kilómetro de línea.
Datos de los conductores más utilizados y valores de uso frecuente en los cálculos.
Ejemplos de cálculo de constantes kilométricas y de características eléctricas.
Datos de los cables de tierra, de acero, más utilizados.

Cálculo eléctrico de líneas de transporte de energía. Constantes auxiliares de las líneas. Diagramas vectoriales.

Cálculo eléctrico de líneas. Método exacto.
Constantes auxiliares de las líneas.
Cálculo de las constantes auxiliares de las líneas.
Ejemplo de cálculo de las constantes auxiliares de una línea de 175 km de longitud con un circuito simple a 220 kV de tensión.

Generalización de los diagramas vectoriales. Métodos analíticos de cálculo. Desarrollo en serie de las funciones hiperbólicas. Circuito equivalente en T. Circuito equivalente en PI.

Generalización de los diagramas vectoriales de funcionamiento de una línea.
Métodos analíticos de cálculo.
Métodos de cálculo por el desarrollo en serie de las funciones hiperbólicas.
Método de cálculo del circuito equivalente en T.
Método de cálculo del circuito equivalente en PI.

Método del momento eléctrico. Distribución de cargas entre líneas acopladas en paralelo.

Método del momento eléctrico.
Ejemplos de línea a 220 kV de tensión.
Ejemplos de líneas a 380 kV de tensión.
Distribución de cargas entre líneas acopladas en paralelo.
Sistema eléctrico formado por una central, dos líneas de transporte en paralelo y una subestación transformadora receptora.

Cálculo mecánico de cables.

Ecuación general de un hilo tendido entre dos puntos y flecha.
Cálculo mecánico de cables.
Vano ideal de regulación.
Fenómenos vibratorios. Tensión de cada dia. Tensión en las horas frías.
Cálculo mecánico de un conductor de cable de aluminio-acero.
Distancias de seguridad.
Vano máximo admisible en función de la distancia mínima real entre conductores.
Cálculo mecánico de un cable de tierra, de acero.
Vano critico.

Curvas características de un cable.

Curvas características de un cable, según la ecuación de la catenaria.
Curvas características de un cable, según la ecuación de la parábola.
Comparación de los valores obtenidos para las flechas con las ecuaciones de la catenaria y de la parábola.
Distribución de los apoyos de una línea.
Plantilla completa de distribución de apoyos y de flechas mínimas verticales.
Apoyos en laderas.

Cálculo mecánico de vanos de gran longitud con apoyos al mismo nivel.

Vanos de gran longitud.
Método analítico de Alber de cálculo de grandes vanos poco desnivelados.
Ejemplo de cálculo de un gran vano con apoyos al mismo nivel.


Cálculo mecánico de vanos de gran longitud con apoyos a distinto nivel.

Cálculo de grandes vanos muy desnivelados.
Cálculo de la catenaria.
Ejemplo de cálculo de un gran vano con apoyos a distinto nivel.

Cadenas de aisladores. Cálculo eléctrico y mecánico. Desviaciones transversales a línea. Gravivano y eolovano. Contrapesos. Cadena de suspensión sometida a solicitación ascendente.

Normas reglamentarias.
Tipos de cadenas de aisladores.
Nivel de aislamiento.
Ejemplo de cálculo de las cadenas de aisladores de una línea.
Gravivano y eolovano.
Desviación transversal a línea de una cadena de suspensión, debida a la acción del viento.
Contrapesos.
Desviaciones transversales a línea de una cadena de suspensión, en función del gravivano y del eolovano.
Cadena de suspensión sometida a solicitación ascendente.

Redes de distribución Urbanas y residenciales.

Sistemas de distribución industriales y comerciales subterráneos.
Estructura fundamental de las redes de distribución
Características de la carga.
Planeación y cálculo de las redes de distribución.
Confiabilidad en sistemas de distribución.
Cálculo de pérdidas.
Compensación de la energía reactiva en los sistemas de distribución.



9. EVALUACION

EVALUACION CONTENIDO VALOR (%) TIEMPO (horas)
Primer Examen Parcial. Características de las líneas eléctricas. Efecto corona. Datos de conductores.

Cálculo eléctrico de líneas de transporte de energía. Constantes auxiliares de las líneas. Diagramas vectoriales.

Generalización de los diagramas vectoriales. Métodos analíticos de cálculo. Desarrollo en serie de las funciones hiperbólicas. Circuito equivalente en T. Circuito equivalente en PI. 30 12
Segundo Examen Parcial. Método del momento eléctrico. Distribución de cargas entre líneas acopladas en paralelo.

Cálculo mecánico de cables.

Curvas características de un cable. 30 12
Tercer Examen Parcial. Cálculo mecánico de vanos de gran longitud con apoyos al mismo nivel.

Cálculo mecánico de vanos de gran longitud con apoyos a distinto nivel. 20 12
Examen Final. Cadenas de aisladores. Cálculo eléctrico y mecánico. Desviaciones transversales a línea. Gravivano y eolovano. Contrapesos. Cadena de suspensión sometida a solicitación ascendente.

Redes de distribución Urbanas y residenciales 20 12
TOTAL 48



10. BIBLIOGRAFIA


GONËN, Turan. Electric power transmission system engineering: analysis and design. Edit. John Wiley and son.1988

ESPINOSA Y LARA, Roberto. Sistemas de distribución. Editorial Limusa.1990

Rural Electrification Administration. Transmission line manual. REA Bull No. 62-1.

MINER, F. Lines and electromagnetic fields for engineers. Editorial Prentice Hall. Febrero de 1996.

CHECA, Luis María. Líneas de transporte de energía. Tercera edición. Editorial Marcombo. España. 1998.

ELECTRICAL POWER RESEARCH INSTITUTE. Transmition line reference book, of the electric/ 34.5 KV and above

Artículos de las revistas IEEE Transactions and power systems, IEEE transactions and power delibery.

Normas ICEL
Memorias del curso conceptos y tecnologías modernas en el diseño y operación de líneas de transmisión. Uniandes, dic. 1997.


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