MATERIA:
SISTEMAS ELECTRICOS DE DISTRIBUCION.
CUARTO
AÑO
Ciclo
Escolar 2000/2001
Hrs./Semana:
3
Objetivo:
Que el estudiante
conozca las características generales de los sistemas eléctricos de
distribución y aprenda la normatividad y metodologías principales para el
diseño de redes de distribución; así como las técnicas que permiten utilizar la
computadora para efectuar estudios y análisis en circuitos eléctricos de
distribución.
Bibliografía.
1.- Electrical Transmission and Distribution
Reference Book. Central Station Engineers of the Westinghouse Electric
Corporation. Cuarta Edición, 1964.
2.- Electrical Distribution Reference Book.
Central Station Engineers of the Westinghouse Electric Corporation. Cuarta Edición, 1964.
3.- Normas de Distribución - Construcción - Líneas Aéreas. Comisión
Federal de Electricidad, 1988.
4.- Normas de Distribución - Construcción - Líneas Subterráneas.
Comisión Federal de Electricidad, 1988.
5.- Procedimientos Para el Trámite y Presentación de Proyectos de
Obras de Distribución de Energía Eléctrica Construídas por Terceros que Serán
Entregadas a C.F.E. para su Operación y Mantenimiento. División Centro
Occidente, 1990.
6.- Procedimiento para Coordinación de Protecciones de
Sobrecorriente en Sistemas de Distribución. Comisión Federal de Electricidad,
1982.
7.- Turan Gonen. Electric Power
Distribution System Engineering. Editorial McGraw-Hill, New York, 1986.
8.- Turan Gonen. Electric Power
Transmission System Engineering. Editorial John Wiley & Sons, New York,
1988.
9.- P.J. Freeman. Electric Power
Transmission and Distribution. Editorial Harrap, Londres, 1983.
10.- Joseph L. Koepfinger. IEEE Recommended
Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants. Libro Rojo del IEEE. Ed. del IEEE,
1976.
11.- Roberto Espinoza y Lara, Sistemas de Distribución, México:
Limusa, 1990.
12.- Elizarraraz Alcaraz Isaías. "Aspectos fundamentales para la
aplicación de la reestructuración de las tarifas de energía eléctrica en
México". Reporte Interno. Escuela de Ingeniería Eléctrica de la U.M.S.N.H.
Diciembre 1991.
13.- Hernández Cortés Francisco. "Pérdidas de energía y potencia
en los sistemas de distribución". Artículo DIS-024, RVP-1992. Acapulco
Gro. Julio 1992.
14.- Elizarraraz Alcaraz Isaías y Espinosa Juárez Elisa. "La
Teoría de Circuitos y su Aplicación al Análisis de Redes Eléctricas".
Primer Congreso de Ingeniería Electromecánica y de Sistemas, Vol.1, pp.71-74,
Instituto Politécnico Nacional, México, D.F., del 25 al 29 de Noviembre de
1991.
15.- Acha Daza Salvador. "Método iterativo unificado para estudio
de fallas en sistemas de distribución". RVP-91-DIS-08, Acapulco, Gro.,
Julio 1991.
16.- Elizarraraz Alcaraz Isaías. "Modelado y Análisis de Sistemas
Eléctricos de Distribución". Notas del Curso. Escuela de Ingeniería
Eléctrica de la U.M.S.N.H. Febrero 1992.
17.- Chora Hernández Gerardo Salvador. "Método de Areas Optimas
para el Diseño de Redes Aéreas Secundarias de Distribución". Tésis
Profesional, Escuela de Ingeniería Eléctrica de la U.M.S.N.H. Marzo de 1983.
18.- B.M. Weedy. Líneas de Transmisión Subterráneas. Editorial Limusa, México, 1983.
19.- José Ramírez Vázquez. Monografías CEAC de electricidad. Cables
Subterráneos. I Conductores y condiciones de servicio. Ediciones CEAC, S.A., Barcelona España,
1974.
20.- José Ramírez Vázquez. Monografías CEAC de electricidad. Cables
Subterráneos. II Instalación y montaje.
Ediciones CEAC, S.A., Barcelona España, 1974.
Programa Sintético:
1.- Sistemas de Transporte de Energía. ..................................................................................... 3
2.- Sistemas Eléctricos de Distribución...................................................................................... . 6
3.- Estimación de la Demanda de Energía................................................................................. . 6
4.- Transformadores de Distribución......................................................................................... . 6
5.- Líneas de Distribución de Media Tensión Aérea. ................................................................... 6
6.- Líneas Secundarias de Distribución Aérea............................................................................. . 6
7.- Retenidas paras las Líneas Aéreas de Distribución. ................................................................. 3
8.- Proyecto del Diseño de una Red de Distribución Aérea......................................................... . 6
9.- Líneas de Distribución de Media Tensión Subterránea............................................................ . 6
10.- Líneas Secundarias de Distribución Subterránea................................................................... 6
11.- Proyecto del Diseño de una Red de Distribución Híbrida. ....................................................... 6
12.- Características de la Demanda de Energía............................................................................. 6
13.- Tarifas y Costos por el Consumo de Energía....................................................................... . 6
14.- Bancos de Capacitores en Sistemas de Distribución. ............................................................. 9
15.- Diseño de Filtros de Armónicas en Sistemas de Distribución................................................ . 6
16.- Estudios de Cortocircuíto................................................................................................... . 9
17.- Temas Especiales.
Programa
Desarrollado.
1.- Sistemas de Transporte de
Energía.
1.1.- El sistema interconectado de energía eléctrica.
1.2.- Sistema de extra alto voltaje.
1.3.- Sistema de alto voltaje.
1.4.- Sistemas de mediana tensión.
1.5.- Sistemas de distribución industriales.
1.6.- Sistemas de distribución comerciales.
1.7.- Sistemas de distribución urbanos y residenciales.
1.8.- Sistemas de distribución rurales.
2.- Sistemas Eléctricos de
Distribución.
2.1.- Normatividad para los circuitos eléctricos de distribución.
2.2.- Simbología en los sistemas eléctricos de distribución.
2.3.- Sistema de distribución radial.
2.3.1.- Red áerea.
2.3.2.- Red subterránea.
2.3.3.- Red híbrida.
2.4.- Sistema de distribución en
anillo.
2.4.1.- Red en anillo abierto.
2.4.2.- Red en anillo cerrado.
2.4.3.- Red mixta.
2.5.-Sistema de distribución en
mallas.
2.6.-Sistema de distribución en
doble derivación.
2.7.-Sistema de distribución en
derivación múltiple.
2.8.-Sistema de distribución con
alimentadores selectivos.
2.9.-Sistema de distribución de
baja tensión.
2.9.1.- Red radial sin amarres.
2.9.2.- Red radial con amarres.
2.9.3.- Red malla o automática.
2.10.-Clasificación de los
sistemas de distribución áereos por la C.F.E.
2.11.-Sistema de distribución
trifásico y monofásico.
2.12.-Sistema de distribución de
retorno por tierra.
3.-Estimación de la Demanda de Energía.
3.1.- Clasificación de las cargas.
3.2.- Factor de demanda.
3.3.- Factor de diversidad.
3.4.- Factor de utilización.
3.5.- Balanceo de carga.
3.6.- Distribución y densidad de carga.
3.7.- Demanda máxima diversificada promedio por consumidor.
3.8.- Estimación de la demanda de un sistema de energía.
3.9.- Recomendaciones de manuales eléctricos para estimación de demanda.
3.10.- Recomendaciones de las normas NTIE para la estimación de demanda.
3.11.- Recomendaciones de C.F.E. para estimación de la demanda.
4.- Transformadores de
Distribución.
4.1.- Características de los transformadores de distribución.
4.2.- Determinación de la polaridad de los transformadores.
4.3.- Bancos de transformación.
4.4.- Modelado de los transformadores de distribución.
4.5.- Obtención de los parámetros de los transformadores.
4.6.- Protección contra sobretensiones.
4.7.- Protección contra sobrecorrientes.
4.8.- Selección de las protecciones de un transformador de distribución.
4.9.- Aterrizamiento de los bancos de transformación.
4.10.- Determinación del número de transformadores que
se requieren para proporcionar el servicio de energía eléctrica.
4.11.- Selección de la subestación para pozos de bombeo.
4.12.- Ejemplos.
5.- Líneas de Distribución de Media
Tensión Aérea.
5.1.- Selección del conductor de alta tensión.
5.2.- Tipos y codificación de estructuras de alta tensión.
5.3.- Selección de las estructuras en una red primaria de distribución.
5.4.- Resistencia y reactancia de los circuitos primarios de
distribución.
5.5.- Modelado de los circuitos primarios de distribución.
5.6.- Caída de voltaje en los circuitos primarios de distribución.
5.7.- Regulación de voltaje en los circuitos primarios de distribución.
5.8.- Cálculo de regulación de voltaje en los circuitos primarios de
distribución por computadora.
5.9.- Ejemplos.
6.- Líneas Secundarias de Distribución Aérea.
6.1.- Tipos y codificación de estructuras de baja tensión.
6.2.- Selección del conductor de baja tensión.
6.3.- El conductor neutro de una red secundaria de distribución.
6.4.- Selección de las estructuras en una red secundaria de
distribución.
6.5.- Selección de retenidas en una red primaria de distribución.
6.6.- Resistencia y reactancia de los circuitos secundarios de
distribución.
6.7.- Modelado de los circuitos secundarios de distribución.
6.8.- Caída de voltaje en los circuitos secundarios de distribución.
6.9.- Regulación de voltaje en los circuitos secundarios de
distribución.
6.10.- Cálculo de regulación de
voltaje en los circuitos secundarios de distribución por computadora.
6.11.- Corrección de la regulación
de voltaje.
6.12.- Cálculo de pérdidas en los
circuitos secundarios de distribución.
6.13.- Ejemplos.
7.- Retenidas para las Líneas
Aéreas de Distribución.
7.1.- Función de las retenidas.
7.2.- Tipos y codificación de las retenidas.
7.3.- Selección de retenidas en una red primaria de distribución.
7.4.- Selección de retenidas en una red secundaria de distribución.
7.5.- Restricciones en la aplicación de retenidas.
7.6.- Remates flojos.
7.7.- Ejemplos.
8.- Proyecto del Diseño de una Red
de Distribución Aérea.
8.1.- Descripción del proyecto a realizar.
8.2.- Estimación de la demanda del área a electrificar.
8.3.- Determinación del número de transformadores.
8.4.- Contenido de los planos de electrificación.
8.5.- Trazado de la red de alta y baja tensión.
8.6.- Red de alumbrado público y su control.
8.7.- Selección y disposición de conductores.
8.8.- Cuadro de dispositivos.
8.9.- Diagrama unifilar.
8.10.- Cuadro de cargas.
8.11.- Memoria de cálculo.
8.12.- Cuantificación de material y presupuesto.
8.13.- Elaboración de un proyecto de electrificación.
9.- Líneas de Distribución de Media
Tensión Subterránea.
9.1.- Selección del conductor de media tensión.
9.2.- Tipos y codificación de estructuras de media tensión.
9.3.- Selección de las estructuras en una red primaria de distribución.
9.4.- Resistencia y reactancia de los circuitos primarios de
distribución.
9.5.- Modelado de los circuitos primarios de distribución.
9.6.- Caída de voltaje en los circuitos primarios de distribución.
9.7.- Regulación de voltaje en los circuitos primarios de distribución.
9.8.- Cálculo de regulación de voltaje en los circuitos primarios de
distribución por computadora.
9.9.- Ejemplos.
10.- Líneas Secundarias de
Distribución Subterránea.
10.1.- Tipos y codificación de estructuras de baja tensión.
10.2.- Selección del conductor de baja tensión.
10.3.- El conductor neutro de una red secundaria de distribución.
10.4.- Selección de las estructuras en una red secundaria de distribución.
10.5.- Selección de retenidas en una red primaria de distribución.
10.6.- Resistencia y reactancia de los circuitos secundarios de
distribución.
10.7.- Modelado de los circuitos secundarios de distribución.
10.8.- Caída de voltaje en los circuitos secundarios de distribución.
10.9.- Regulación de voltaje en los circuitos secundarios de distribución.
10.10.- Cálculo de regulación de
voltaje en los circuitos secundarios de distribución por computadora.
10.11.- Corrección de la
regulación de voltaje.
10.12.- Cálculo de pérdidas en los
circuitos secundarios de distribución.
10.13.- Ejemplos.
11.- Proyecto del Diseño de una Red de
Distribución Híbrida.
11.1.- Descripción del proyecto a realizar.
11.2.- Estimación de la demanda del área a electrificar.
11.3.- Determinación del número de transformadores.
11.4.- Contenido de los planos de electrificación.
11.5.- Trazado de la red de alta y baja tensión.
11.6.- Red de alumbrado público y su control.
11.7.- Selección y disposición de conductores.
11.8.- Cuadro de dispositivos.
11.9.- Diagrama unifilar.
11.10.- Cuadro de cargas.
11.11.- Memoria de cálculo.
11.12.- Cuantificación de material
y presupuesto.
11.13.- Elaboración de un proyecto
de electrificación.
12.- Características de la Demanda de
Energía.
12.1.- Curva de Demanda.
12.2.- Cálculo de la demanda de energía.
12.3.- Factor de carga.
12.4.- Factor de contribución.
12.5.- Factor de pérdidas.
12.6.- Relación entre el factor de pérdidas y el factor de carga.
12.7.- Factor de potencia.
12.8.- Crecimiento de la carga.
12.9.- Cálculo de pérdidas en alimentadores primarios.
12.10.-Ejemplos.
13.- Tarifas y Costos por el Consumo
de Energía.
13.1.- Clasificación de los servicios.
13.2.- Tarifas de energía eléctrica.
13.3.- Regionalización de la república mexicana.
13.4.- Curva de demanda horaria y curva de duración de carga.
13.5.- Cálculo de la demanda de energía.
13.6.- Utilización de la hoja de cálculo para determinar el consumo de
energía.
13.7.- Cargo mensual del consumo de energía.
13.8.- Cargos o bonificaciones por el factor de potencia.
13.9.- Ejemplos.
14.- Bancos de Capacitores en Sistemas
de Distribución.
14.1.- Análisis de la instalación de capacitores.
14.2.- Corrección del F.P. con capacitores estáticos.
14.3.- Liberación de carga con la instalación de capacitores.
14.4.- Reducción de pérdidas con la instalación de capacitores.
14.5.- Selección y conexión de bancos de capacitores.
14.6.- Análisis económico de la instalación de capacitores.
14.7.- Especificaciones en las normas sobre la instalación de bancos de
capacitores.
14.8.- Ejemplos.
15.- Diseño de Filtros de Armónicas en
Sistemas de Distribución.
15.1.- Armónicas en sistemas eléctricos.
15.2.- Técnicas para el análisis de armónicas.
15.3.- Métodos para la eliminación de armónicas.
15.4.- Filtros pasivos.
15.5.- Diseño de filtros para la eliminación de armónicas.
15.6.- Conversión de bancos de capacitores en filtros de armónicas.
15.7.- Ejemplos.
16.- Estudios de Fallas.
16.1.- Finalidad de los estudios de cortocircuito.
16.2.- Representación porcentual de las impedancias de los elementos de un
sistema eléctrico.
16.3.- Método porcentual de los MVAS.
16.4.- Corriente de cortocircuito simétrica, asimétrica y subtransitoria.
16.5.- Método de [Ybus] para el cálculo de las corrientes de corto
circuito.
16.6.- Voltajes y corrientes durante la falla.
16.7.- Estudios de diferentes tipos de fallas.
16.7.1.- Falla trifásica.
16.7.2.- Falla de línea a tierra.
16.7.3.- Falla de línea a línea.
16.7.4.- Falla de doble línea a tierra.
16.8.- Selección y coordinación de protecciones.
16.9.- Ejemplos.
17.- Temas Especiales.
Sí el tiempo lo permite, se
incluirán tópicos especiales como:
17.1.- Coordinación
de protecciones.
17.2.- Origen de las
sobretensiones y protecciones.
17.3.- Conceptos de planeación de
los sistemas de distribución.
17.4.- Transitorios y armónicos en
sistemas de distribución.