Tema II: Fundamentos sobre generación transporte y distribución de energía
eléctrica
Tema II: Fundamentos sobre generación transporte y distribución de energía
eléctrica
Universidad de OviedoUniversidad de Oviedo
Dpto. de Ingeniería Eléctrica, Electrónica de Computadores y
Sistemas
Dpto. de Ingeniería Eléctrica, Electrónica de Computadores y
Sistemas
2.1 La energía eléctrica2.1 La energía eléctrica2.1 La energía eléctricaGENERACIÓNGENERACIÓNGENERACIÓN
TRANSPORTETRANSPORTETRANSPORTE
DISTRIBUCIÓNDISTRIBUCIÓNDISTRIBUCIÓN
CONSUMOCONSUMOCONSUMO
●● Centrales Centrales hidraúlicashidraúlicas
●● Centrales Centrales termoeléctricastermoeléctricas
●● Centrales de Centrales de Energías Energías alternativasalternativas
●● Generación de Generación de tensión (12 tensión (12 kVkV) ) aprox.aprox.
●● Elevación Elevación ((trafostrafos) tensión ) tensión 380 380 kVkV, 220 , 220 KvKv
●● Líneas de alta Líneas de alta tensióntensión
●● SubestacionesSubestaciones
●● Centros de Centros de distribución: distribución: subestacionessubestaciones
●● Líneas de baja Líneas de baja tensión (tensión (trafostrafos))
●● Pequeños Pequeños consumidores: consumidores: baja tensiónbaja tensión
●● Industria: alta Industria: alta tensióntensión
Las máquinas eléctricas están presentes en todas las etapas del proceso (rotativas en la generación y consumo. Transformadores en
transporte y distribución)
Las máquinas eléctricas están presentes en Las máquinas eléctricas están presentes en todas las etapas del proceso (rotativas en la todas las etapas del proceso (rotativas en la generación y consumo. Transformadores en generación y consumo. Transformadores en
transporte y distribución)transporte y distribución)
2.2 La red eléctrica I2.2 La red eléctrica I2.2 La red eléctrica I
GENERACIÓN (CENTRALES)
TRANSPORTE DISTRIBUCIÓN 1º (Subtransporte)
DISTRIBUCIÓN CONSUMO
100 – 1000 MVA 100 –1000 MVA 30 – 100 MVA 3 – 15 MVA 0,4 – 2 MVA 100 – 500 Km 20 – 100 Km 5 – 15 Km 100 – 500m
10 – 30 KV 730, 380, 220 KV 132, 66, 45 KV 11, 20, 30 KV 380, 220 V
GENERACIÓN (CENTRALES)
TRANSPORTE DISTRIBUCIÓN 1º (Subtransporte)
DISTRIBUCIÓN CONSUMO
100 – 1000 MVA 100 –1000 MVA 30 – 100 MVA 3 – 15 MVA 0,4 – 2 MVA 100 – 500 Km 20 – 100 Km 5 – 15 Km 100 – 500m
10 – 30 KV 730, 380, 220 KV 132, 66, 45 KV 11, 20, 30 KV 380, 220 V
FuenteFuenteprimariaprimaria TurbinaTurbina
GeneradorGenerador
Parque de Parque de transformacióntransformaciónde La centralde La central
EstaciónEstacióntransformadoratransformadoraprimariaprimaria
SubestaciónSubestación
Centro de Centro de transformacióntransformación
ConsumoConsumodomésticodoméstico
Muy grandesMuy grandesconsumidoresconsumidores
GrandesGrandesconsumidoresconsumidores
2.2 La red eléctrica II2.2 La red eléctrica II2.2 La red eléctrica IIEsquema simplificado de una parte de la red nacional de 400 kV
Se puede observar la existencia de caminos alternativos para el
suministro
Se puede observar la existencia Se puede observar la existencia de caminos alternativos para el de caminos alternativos para el
suministrosuministro
TecnologTecnologíía ela elééctrica ctrica –– J. J. RogerRoger et. Alet. Al
2.2 La red eléctrica III2.2 La red eléctrica III2.2 La red eléctrica III
SUBESTACIÓNSUBESTACIÓN
Centros deCentros detransformacióntransformación
Red radial de distribuciónRed radial de distribución
Red de distribuciónen anilloRed de distribuciónen anillo
SUBESTACIÓNSUBESTACIÓN
SUBESTACIÓNSUBESTACIÓN
AveríaAvería
2.3 Las centrales eléctricas I2.3 Las centrales eléctricas I2.3 Las centrales eléctricas I
HIDRAÚLICASHIDRAÚLICAS
●● Transformación de la energía potencial Transformación de la energía potencial acumulada por una masa de agua.acumulada por una masa de agua.
●● Utilización turbina hidráulica.Utilización turbina hidráulica.
●● Gran rapidez de respuesta.Gran rapidez de respuesta.
TERMOELÉCTRICASTERMOELÉCTRICAS
●● Utilización de carbón, fuel, o Utilización de carbón, fuel, o combuscombus--tibletible nuclear para producir vapor.nuclear para producir vapor.
●● Utilización de turbinas de vapor.Utilización de turbinas de vapor.
●● Elevada inercia, especialmente en las Elevada inercia, especialmente en las nucleares. Producción constante.nucleares. Producción constante.
NO NO CONVENCIONALESCONVENCIONALES
{{{{
●● EólicasEólicas●● SolaresSolares●● MareomotricesMareomotrices
{{DE BOMBEODE BOMBEO
●● Utilizan agua previamente bombeadaUtilizan agua previamente bombeada●● Son idénticas a las Son idénticas a las hidraúlicashidraúlicas{{
●● Con turbinas de gasCon turbinas de gas●● De ciclo combinadoDe ciclo combinado
2.3 Las centrales eléctricas II2.3 Las centrales eléctricas II2.3 Las centrales eléctricas II
Porcentaje de uso de las centrales eléctricas según su tipo Hidraúlicas Nucleares Carbón y fósiles Otros
28% 36% 30% 6%
Carbón yCarbón yfósilesfósiles
OtrasOtras
HidraúlicasHidraúlicas
Nucleares
Curva de demanda de energía eléctricaCurva de demanda de energía eléctrica
HoraHora242416168800
TecnologTecnologíía ela elééctrica ctrica –– J. J. RogerRoger et. Alet. Al
2.3 Las centrales eléctricas III
2.3 Las centrales eléctricas 2.3 Las centrales eléctricas IIIIII
TIPO DE CENTRAL Producción 1997 (GWh) Producción 1998 (GWh) Hidroeléctrica 33.138 33.989
Nuclear 55.305 58.996 Hulla y antracita 37.337 30.050
Lignito pardo 11.187 13.721 Lignito negro 10.742 6.406
Carbón importado 2.832 10.007 Gas natural 6.634 2.367
Fuel oil 209 3.282 Producción Bruta 157.384 158.818
Consumos producción 6.361 6.274 Adquirida autoproductores 15.885 19.325
Producción total neta 166.908 171.869 Consumos en bombeo 1.752 2.587
Saldo intercambios Internacionales -3.085 3.398 Demanda total en barras 162.071 172.608
TIPO DE CENTRAL Producción 1997 (GWh) Producción 1998 (GWh) Hidroeléctrica 33.138 33.989
Nuclear 55.305 58.996 Hulla y antracita 37.337 30.050
Lignito pardo 11.187 13.721 Lignito negro 10.742 6.406
Carbón importado 2.832 10.007 Gas natural 6.634 2.367
Fuel oil 209 3.282 Producción Bruta 157.384 158.818
Consumos producción 6.361 6.274 Adquirida autoproductores 15.885 19.325
Producción total neta 166.908 171.869 Consumos en bombeo 1.752 2.587
Saldo intercambios Internacionales -3.085 3.398 Demanda total en barras 162.071 172.608
TecnologTecnologíía ela elééctrica ctrica –– J. J. RogerRoger et. Alet. Al
2.4 Las máquinas eléctricas
2.4 Las máquinas 2.4 Las máquinas eléctricas eléctricas
●● EstáticasEstáticas
●● RotativasRotativas{{ ●● TransformadoresTransformadores
●● MotoresMotores●● GeneradoresGeneradores{{
SISTEMASISTEMAELÉCTRICOELÉCTRICO
SISTEMASISTEMAELÉCTRICOELÉCTRICO
MEDIO DEMEDIO DEACOPLAMIENTOACOPLAMIENTO
SISTEMASISTEMAELÉCTRICOELÉCTRICO
SISTEMASISTEMAMECÁNICOMECÁNICO
MEDIO DEMEDIO DEACOPLAMIENTOACOPLAMIENTO
MÁQUINAS MÁQUINAS ELÉCTRICASELÉCTRICAS
TransformadorTransformador
TransformadorTransformador
GeneradorGenerador
MotorMotor
2.4.1. Los transformadores
2.4.1. Los 2.4.1. Los transformadorestransformadores
TransformadoresTransformadores
De potenciaDe potencia
De medidaDe medida
EspecialesEspeciales
Monofásicos o Monofásicos o trifásicostrifásicos
Monofásicos o Monofásicos o trifásicostrifásicos
Monofásicos o Monofásicos o trifásicostrifásicos
{{Existen distintos tipos de transformadores de potenciaExisten distintos tipos de transformadores de potenciaExisten distintos tipos de transformadores de potencia
Los de medida pueden medir tensiones o corrientesLos de medida pueden medir tensiones o corrientesLos de medida pueden medir tensiones o corrientes
2.4.2 Las máquinas eléctricas rotativas I2.4.2 Las máquinas 2.4.2 Las máquinas
eléctricas rotativas Ieléctricas rotativas I
MotoresMotores
Corriente ContinuaCorriente Continua
AsíncronosAsíncronos
SíncronosSíncronos
EspecialesEspeciales Imanes Imanes permanentespermanentes
Reluctancia Reluctancia variablevariable
Sin escobillas Sin escobillas ((Brushless Brushless
DC) DC)
Monofásicos o Monofásicos o trifásicostrifásicos
MonofásicosMonofásicos
Monofásicos o Monofásicos o trifásicostrifásicos
MonofásicosMonofásicosTrifásicosTrifásicos
Monofásicos o Monofásicos o trifásicostrifásicos
2.4.2. Las máquinas eléctricas rotativas II2.4.2. Las máquinas 2.4.2. Las máquinas
eléctricas rotativas IIeléctricas rotativas II
GeneradoresGeneradores
SíncronosSíncronos
AsíncronosAsíncronos
Corriente Corriente continuacontinua
Turboalternadores (térmicas) y alternaTurboalternadores (térmicas) y alterna--dores de centrales dores de centrales hidraúlicashidraúlicas
Generadores eólicos. Generadores eólicos. Alternadores Alternadores micentrales micentrales hidraúlicashidraúlicas
Máquinas muy poco Máquinas muy poco frecuentes: aplicaciones frecuentes: aplicaciones especialesespeciales
Gran potencia: velocidad cte.Gran potencia: velocidad cte.
Potencia media y baja: velocidad variablePotencia media y baja: velocidad variable