![]() Ministerio de Cultura y Educación Universidad Nacional de San Luis Facultad de Ingeniería y Ciencias Agropecuarias Departamento: Ingeniería Área: Electricidad |
| I - Oferta Académica | |||||||||||||||
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| II - Equipo Docente | ||||||||||||||||
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| III - Características del Curso | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| IV - Fundamentación |
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El dictado de esta asignatura se fundamenta en la necesidad de que el futuro ingeniero comprenda el funcionamiento de los sistemas eléctricos de potencia, esenciales para el diseño, operación y mantenimiento de infraestructuras eléctricas.
Aporta de manera directa al desarrollo de competencias para el cálculo, proyección e instalación de estos sistemas, mientras que, de forma indirecta, fortalece el análisis crítico y la resolución de problemas complejos. Además, complementa conocimientos adquiridos en asignaturas como Electrotecnia, Conversión Industrial de la Energía Eléctrica, Mediciones Eléctricas y Tecnología de los Materiales Eléctricos, proporcionando un enfoque integral en la formación del ingeniero. |
| V - Objetivos / Resultados de Aprendizaje |
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RESULTADO DE APRENDIZAJE
Al finalizar la asignatura, el estudiante será capaz de: 1.Comprender el comportamiento de las líneas eléctricas, su estructura, distribución de cargas y estabilidad, para interpretar su impacto en las redes eléctricas. 2.Representar sistemas eléctricos mediante diagramas unifilares, facilitando la simplificación de cálculos y la resolución de problemas en el aula. 3.Analizar las características eléctricas de las líneas, incluyendo inductancia y capacitancia, para realizar cálculos precisos en distintos escenarios. 4.Identificar y clasificar fallas en redes eléctricas, evaluando su impacto y la selección de dispositivos de protección adecuados. 5.Distinguir los diferentes tipos de centrales eléctricas según su principio de funcionamiento y su utilidad en el suministro energético. Objetivos Procedimentales •Representar gráficamente, de manera precisa y clara, los contenidos teóricos para su aplicación en la resolución de problemas prácticos en el ámbito profesional. •Desarrollar experiencias de análisis que permitan comprender la estructura y organización de los sistemas eléctricos dentro del programa de estudios. Objetivos Actitudinales •Valorar la importancia del compromiso y la responsabilidad en la adquisición de conocimientos teórico-prácticos para un desempeño laboral eficiente. •Fomentar la capacidad de trabajo en equipo y la toma de decisiones fundamentadas para la resolución de problemas en el ámbito profesional. |
| VI - Contenidos |
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UNIDAD 1 - Generalidades del Sistema Eléctrico de Potencia : Relación corriente–tensión como fundamento del transporte de potencia. Clasificación de niveles de tensión Tensiones normalizadas. Puntos de transformación: niveles y función en la red. Centro de Transformación (CT). Alimentación de CT y configuración de redes de distribución en MT. Análisis comparativo de esquemas de red. Valores por unidad para sistemas con distintas tensiones.
UNIDAD 2 – Inductancia en líneas de transmisión: Introducción a los parámetros serie de una línea de transmisión. Conductores típicos de líneas aéreas. Resistencia en líneas de transmisión. Fundamentos electromagnéticos para inductancia. Inductancia debida al flujo interno. Enlaces de flujo externos y fórmula logarítmica. Inductancia de línea monofásica de dos conductores. Inductancia en conductores compuestos / agrupamientos UNIDAD 3 - Capacitancia en líneas de transmisión: Campo eléctrico de un conductor largo cargado. Diferencia de potencial por integración del campo. Capacitancia de línea de dos conductores. Capacitancia al neutro (o a tierra). Capacitancia en línea trifásica con espaciamiento equilátero. Capacitancia en línea trifásica con espaciamiento asimétrico. Efecto del suelo UNIDAD 4 - Representación de líneas: Objetivo de la representación de líneas en sistemas eléctricos. Parámetros distribuidos (R, L, C, ) y su interpretación física. Modelos equivalentes según longitud, corta, media y Larga. Constantes de propagación y admitancia característica. Relaciones emisor–receptor (ABCD). Regulación de tensión y rendimiento. Ondas viajeras. Reflexiones. UNIDAD 5 - flujo de potencias: Introducción al flujo de cargas. Modelado nodal de la red. Potencia compleja e inyecciones nodales. Matriz de admitancias. Ecuaciones no lineales de potencia. Tipos de nudos. Métodos de solución: Gauss–Seidel. Newton–Raphson. UNIDAD 6 - Corrientes de cortocircuito: Definición de cortocircuito y causas típicas (líneas aéreas, descargas). Tipos de fallas y por qué la trifásica equilibrada es la base de estudio. Cortocircuito alejado y próximo al generador. Cortocircuito en generador síncrono. Modelos simplificados para cálculo práctico: trasformadores, línea, generadores, motores. Procedimiento con Thévenin en el punto de falla. Corrientes características. UNIDAD 7 - Componentes simétricas y cortocircuitos desequilibrados: Naturaleza de la asimetría: componente continua y ángulo de inicio. Relación (X/R). Corriente de choque: factores de asimetría y aproximaciones prácticas. Corriente en el instante de corte: criterios para interruptores. Formas normalizadas de cálculo. UNIDAD 8 – Estabilidad del sistema eléctrico: Estabilidad en sistemas interconectados. Tipos de estabilidad. Secuencia prefallo, postfallo. Modelo máquina síncrona, barra infinita. Ecuación de oscilación del rotor y constante de inercia. Criterio de igualdad de áreas: interpretación física y condición de estabilidad. Extensión a multimáquina: oscilaciones inter-área, métodos numéricos y software. Factores que afectan la estabilidad. UNIDAD 9 – Despacho Económico: Objetivo del despacho económico: minimizar costo cumpliendo demanda y restricciones. Curvas de costo de generación: forma típica cuadrática. Costo incremental y condición óptima. Restricciones. Despacho sin pérdidas. Métodos de solución: lambda iterativa, programación cuadrática, lineal, métodos evolutivos/IA. UNIDAD 10 – Centros de Transformación: Definición y función. Tipos de centros de transformación (CT): intemperie, cabina, subterráneo. Ubicación en red. Componentes principales: celdas MT, protección, trafo, tablero BT. Celdas de MT: seccionador, interruptor, barraje, mecanismos. Elementos de maniobra. Protección contra sobretensiones. Cables MT y terminaciones. Reglas de seguridad (“reglas de oro”) y referencias normativas. UNIDAD 11 - Centrales eléctricas: Tipos de Centrales. Centrales hidroeléctricas: principio, componentes, tipos (embalse, pasada, reversibles), ventajas/desventajas. Centrales térmicas: principio, tipos: vapor, ciclo combinado, eficiencia, combustibles, impacto ambiental. Centrales nucleares. Centrales renovables: eólica, solar FV, biomasa/biogás, geotérmica. UNIDAD 12 – Mercado Eléctrico: Definición del Mercado Eléctrico Argentino. Estructura: generación, transmisión, distribución. Tipos de mercados. Roles institucionales: CAMMESA, Secretaría de Energía y grandes usuarios. Matriz de generación y demanda eléctrica. Proyecciones y desafíos operativos. UNIDAD 13 - Cálculo mecánico de conductores: Distintos tipos de conductores para líneas aéreas. Normalización para el cálculo mecánico. Zonas climáticas. Características mecánicas de los cables. Ecuación de la catenaria. Vanos críticos. Estado básico. Tensiones máximas admisibles. Tiro y flechas de conductor. UNIDAD 14 - Cálculo mecánico de estructuras: Columnas de Hormigón Armado. Tipos constructivos. Factores de seguridad. Estructura suspensión simple y angular. Estructura de retención. Carga estructura terminal. Distancias Eléctricas. Diseño del cabezal. Cálculo de fundaciones. Método de Mohr Poll. Método de Sulzberger. |
| VII - Plan de Trabajos Prácticos |
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1.Problemas:
Problemas de aplicación de los distintos temas teóricos desarrollados. El alumno deberá presentar una carpeta de trabajos prácticos con la resolución de la totalidad de los problemas propuestos. TP1: Valores en por unidad TP2: Resistencias, inductancias y capacitancias de líneas TP3: Líneas cortas y de media longitud TP4: Líneas Largas TP5: Cortocircuitos simétricos TP6: Cortocircuitos asimétricos. 2. Proyectos: - Proyecto línea de MT Nota: En la primera clase práctica se realizará una introducción a las Normas de Seguridad Eléctrica y Reglas Básicas de Higiene y Seguridad en Laboratorios. Se suministrará al estudiante una copia detallando los aspectos teóricos y prácticos del tema. Una copia similar estará a la vista de los estudiantes en un transparente. El objetivo es brindar seguridad frente a los riesgos posibles que pueden surgir y concientizar a los mismos para su aplicación en la vida diaria y especialmente en su futura acción profesional. Con la presentación del proyecto, se evalúan cálculos, normas técnicas empleadas y redacción los cuales quedarán plasmados en una rúbrica mostrada al alumno oportunamente. |
| VIII - Regimen de Aprobación |
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RÉGIMEN DE ALUMNOS REGULARES
A - METODOLOGÍA DE DICTADO DEL CURSO: El curso se compone de clases teóricas y prácticas, dictadas en días diferentes. Las clases teóricas se imparten de la forma tradicional, pero también se hace uso de las nuevas tecnologías adoptadas durante la pandemia, por ejemplo, meet y classroom, fundamentalmente. Se comparte el material teórico y las guías de trabajos prácticos. B - CONDICIONES PARA REGULARIZAR EL CURSO Para obtener la regularidad se exigirá lo siguiente: 1. Asistencia del 80 % a las clases teóricas y prácticas. 3. Realizar y tener aprobados los proyectos planteados en el año lectivo. 4. Se tomarán dos exámenes parciales de contenido práctico, que deberán aprobar para obtener la regularidad. 5. Se tomarán dos exámenes recuperatorios por cada uno de los parciales para aquellos alumnos que hayan resultado aplazados en algunos parciales. El estudiante deberá presentar un proyecto de cálculo para una línea de MT, conforme a las consignas del proyecto luego de aprobados los parciales haciendo uso de herramientas de cálculo y gráficos computacionales, y utilizando las normas específicas para tal caso como Especificaciones de EDESAL, Asociacion Electrotécnica Argentina (AEA), EPEC, AyEE, etc. El proyecto deberá tener una presentación que siga los lineamientos exigidos por las empresas de energía. Se evaluará la calidad de la presentación, enfoque, gráficos y dibujos presentados que sean necesarios para completar el proyecto. C – RÉGIMEN DE APROBACIÓN CON EXÁMEN FINAL Evaluación de estudiantes regulares El examen final de los alumnos regulares consistirá en la exposición oral de temas del programa de la materia y la resolución de un ejercicio o ejemplo planteado por el profesor o propuesto por el estudiante. En el examen final tanto libre como regular se evaluará además de los conocimientos técnicos, la expresión oral del alumno, su desempeño y presentación para desarrollar el tema expuesto En general, tanto en las evaluaciones, como en la presentación de trabajos, además de evaluar los aspectos técnicos, se evaluará el desempeño del estudiante en lo que hace a su capacidad de expresión oral y de presentación. D – RÉGIMEN DE PROMOCIÓN SIN EXAMEN FINAL “El curso no contempla régimen de promoción” E – RÉGIMEN DE APROBACIÓN PARA ESTUDIATNES LIBRES Evaluación de Estudiantes libres: Presentar el proyecto de cálculo mecánico de una línea al igual que un alumno regular. El examen final de estudiantes libres consistirá en una evaluación escrita sobre trabajos prácticos del presente programa y posterior evaluación oral sobre parte teórica del programa previa aprobación de lo anterior. |
| IX - Bibliografía Básica |
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[1] [1] Análisis de Sistemas de Potencia. John J. Grainger, Willam D. Stevenson JR. Editorial: M. Graw Hill. 1996. Tipo: Libro. Formato: impreso-digital. Disponible: Biblioteca fica Villa Mercedes.
[2] [2] Sistemas de Energía Eléctrica. Fermín Barrero. 1ra Edición. Editorial: Paraninfo. 2004. Tipo: Libro. Formato: Digital [3] [3] Diseño de Subestaciones Eléctricas. José Raul Martín. Editorial: M. Graw Hill. 1992. Tipo: Libro. Formato: Digital [4] [4] Sistemas de distribución de energía eléctrica. José Dolores Juárez Cervantes. Universidad Autónoma Metropolitana. 1° Edición 1995. Tipo: Libro. Formato: Digital [5] [5] Centrales de energía renovables. J.A. Carta Gonzalez, R. Calero Perez, A. Colmenar Santos, M. Alonso Castro Gil. 2009. Editorial: Prentice Hall. Tipo: Libro. Formato: Digital [6] [6]Líneas de Transmisión de Energía Eléctrica. Luis Checa. 3º . Editorial Marcombo. Tipo: Libro. Formato: Digital |
| X - Bibliografia Complementaria |
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[1] [1]Análisis de sistemas eléctricos de potencia. Charles Gross. Nueva Editorial Internacional. Aguet Jacquet. Limusa.Tipo: libro. Formato: impreso. Disponible: Biblioteca Fica Villa Mercedes
[2] [2] Líneas de Transmisión y Redes de distribución de Potencia Eléctrica. Gilberto Harper. Editorial Limusa. Mexico. 1978. Tipo: libro. Formato: impreso. Disponible: Biblioteca Fica Villa Mercedes [3] [3]Centrales y redes Eléctricas. Th. Buchhold y H. Hoppoldt. Editorial Labor S.A.Tipo: libro. Formato: impreso. Disponible: Biblioteca Fica Villa Mercedes [4] [4] Las Corrientes de cortocircuito en las Redes Trifásicas. Richard Roeper. Ed. Marcombo, 2da edición corregida.Tipo: libro. Formato: impreso. Disponible: Biblioteca Fica Villa Mercedes [5] [5]Centrales Eléctricas. José Ramírez Vázquez. Enciclopedia CEAC de Electricidad, 5ta edición. Barcelona 1972.Tipo: libro. Formato: impreso. Disponible: Biblioteca Fica Villa Mercedes [6] [6]Máquinas de Corriente Alterna. Liwschitz Garic y Whipple. Ed. CECSA. Tipo: libro. Formato: impreso. Disponible: Biblioteca Fica Villa Mercedes [7] [7] Apuntes de la materia. [8] [8]Normas AEA. AyEE [9] [9] Especificaciones Técnicas EPEC [10] [10] Especificaciones Técnicas EDESAL |
| XI - Resumen de Objetivos |
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El presente curso tiene el objetivo primordial que el estudiante logre comprender el comportamiento general de un sistema de generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica.
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| XII - Resumen del Programa |
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El programa de la materia está estructurado de la siguiente forma:
UNIDAD 1 - Generalidades del Sistema Eléctrico de Potencia UNIDAD 2 – Inductancia en líneas de transmisión: UNIDAD 3 - Capacitancia en líneas de transmisión UNIDAD 4 - Representación de líneas UNIDAD 5 - flujo de potencias UNIDAD 6 - Corrientes de cortocircuito. UNIDAD 7 - Componentes simétricas y cortocircuitos desequilibrados UNIDAD 8 – Estabilidad del sistema eléctrico UNIDAD 9 – Despacho Económico UNIDAD 10 – Centros de Transformación UNIDAD 11 - Centrales eléctricas UNIDAD 12 – Mercado Eléctrico UNIDAD 13 - Cálculo mecánico de conductores UNIDAD 14 - Cálculo mecánico de estructuras |
| XIII - Imprevistos |
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En caso de imprevistos, se recurrirá al dictado de clases empleando herramientas de Google.
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| XIV - Otros |
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Aprendizajes Previos:
Utiliza leyes fundamentales que rige la electricidad Utiliza conceptos de matemática básica para resolver problemas Relaciona los parámetros de línea con los conocimientos adquiridos en otros niveles. Aplica conocimientos de electrotecnia. Detalles de horas de la Intensidad de la formación práctica. Cantidad de horas de Teoría: 45 horas Cantidad de horas de Práctico Aula:30 horas (Resolución de prácticos en carpeta) Proyecto de ingeniería sin software: 15 horas Aportes del curso al perfil de egreso: 1.1 Identificar, formular y resolver problemas. Nivel 2. 1.2 Concebir, diseñar, calcular, analizar y desarrollar proyectos. Nivel 3. 1.8 Evaluar la factibilidad económica y financiera de los proyectos. Nivel 3 2.3 Considerar y actuar de acuerdo con disposiciones legales y normas de calidad. Nivel 3. 2.4 Aplicar conocimientos de las ciencias básicas de la ingeniería y de las tecnologías básicas. Nivel 1. 2.6 Evaluar críticamente ordenes de magnitud y significación de resultados numéricos. Nivel 3 3.2 Comunicarse con efectividad en forma escrita, oral y gráfica. Nivel 3 |