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Escuela Politécnica Superior de Jaén

TITULACIÓN: INGENIERÍA TÉCNICA EN ELECTRICIDAD

GUÍA DOCENTE de Transporte de Energía Eléctrica CURSO ACADÉMICO: 2011/2012 EXPERIENCIA PILOTO DE IMPLANTACIÓN DEL SISTEMA DE CRÉDITOS EUROPEOS EN LA UNIVERSIDAD DE JAÉN.

DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA NOMBRE: Transporte de Energía Eléctrica

CÓDIGO: 4600-5777 AÑO DE PLAN DE ESTUDIOS: 2000

TIPO (troncal/obligatoria/optativa) : Troncal Créditos LRU / ECTS

totales: 9/7,2

Créditos LRU/ECTS teóricos:

6/4,9

Créditos LRU/ECTS prácticos:

3/2,4

CURSO: 2011-2012 CUATRIMESTRE: 1º CICLO: 1º

DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO NOMBRE: Francisco José Sánchez Sutil

CENTRO/DEPARTAMENTO: Escuela Politécnica Superior de Jaén/ Ingeniería Eléctrica

ÁREA: Ingeniería Eléctrica

Nº DESPACHO: A3-241 E-MAIL [email protected] TF: 953212466

URL WEB: www4.ujaen.es/~fssutil/

DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA 1. DESCRIPTOR Sistemas de transporte y distribución de la energía eléctrica.

mailto:[email protected]


2. SITUACIÓN La materia objeto de ésta guía es de carácter troncal y se imparte en el tercer curso de la Titulación de Ingeniería Técnica Industrial, especialidad Electricidad. Es una asignatura fundamental para el titulado en esta especialidad y una de las asignaturas específicas de la titulación. 2.1. PRERREQUISITOS: Para cursar esta asignatura el estudiante debe haber adquirido antes conocimientos previos en circuitos, instalaciones y máquinas eléctricas mediante las asignaturas de Circuitos, Instalaciones Eléctricas y Máquinas Eléctricas I y II, que deben sentar la base para un correcto aprovechamiento de la asignatura de Transporte de Energía Eléctrica. 2.2. CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN: Por el contenido de la asignatura, coincidiendo con los descriptores del BOE (nº 251 de 19 de Octubre de 2000) la materia se encuentra enmarcada dentro del bloque de disciplinas con mayor peso tecnológico. Por otra parte es una de las asignaturas con mayor aplicación en la vida profesional del Ingeniero Técnico en Electricidad. 2.3. RECOMENDACIONES: Haber cursado las asignaturas de Circuitos, Instalaciones Eléctricas y Máquinas Eléctricas I y II, para adquirir la base de conocimientos con el objeto de un buen aprovechamiento de esta materia. Por otra parte se recomienda que esta asignatura se imparta en el tercer curso, por los conocimientos previos a adquirir expuestos anteriormente.

3. COMPETENCIAS 3.1. COMPETENCIAS TRANSVERSALES/GENÉRICAS: - Capacidad de síntesis y análisis: Adquiridos mediante la resolución de problemas así como durante la realización de las diversas prácticas. - Adaptación a las nuevas situaciones: Para poder superar los nuevos conocimientos y técnicas de cálculo que se van a desarrollar en esta asignatura. - Motivación por la calidad y mejora permanente: Que permita el estudio y aprendizaje diario que posteriormente se trasladara al desempeño de la labor profesional de alumno. - Resolución de problemas: Obtenidos mediante la resolución de los problemas que se realizan en clase y se asignan a los alumnos. - Capacidad de organización: Que debe tener el alumno para llevar a cabo las tareas propias de la asignatura. - Capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica: Que serán de utilidad en el diseño y cálculo de líneas eléctricas de alta tensión para realización de proyectos, informes, etc. - Conocimientos de informática: Imprescindible para el uso de los diversos programas informáticos de diseño y cálculo de líneas de alta tensión usados en la práctica.


3. COMPETENCIAS 3.1. COMPETENCIAS TRANSVERSALES/GENÉRICAS: - Capacidad de síntesis y análisis: Adquiridos mediante la resolución de problemas así como durante la realización de las diversas prácticas. - Adaptación a las nuevas situaciones: Para poder superar los nuevos conocimientos y técnicas de cálculo que se van a desarrollar en esta asignatura. - Motivación por la calidad y mejora permanente: Que permita el estudio y aprendizaje diario que posteriormente se trasladara al desempeño de la labor profesional de alumno. - Resolución de problemas: Obtenidos mediante la resolución de los problemas que se realizan en clase y se asignan a los alumnos. - Capacidad de organización: Que debe tener el alumno para llevar a cabo las tareas propias de la asignatura. - Capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica: Que serán de utilidad en el diseño y cálculo de líneas eléctricas de alta tensión para realización de proyectos, informes, etc. - Conocimientos de informática: Imprescindible para el uso de los diversos programas informáticos de diseño y cálculo de líneas de alta tensión usados en la práctica.

4. OBJETIVOS - Conocer los elementos constituyentes de una línea eléctrica. - Aprender el manejo de información de carácter técnico. - Adquirir los conocimientos necesarios de los métodos de cálculo usados en el cálculo de líneas eléctricas de alta tensión. - Aplicación práctica de los conocimientos teóricos. - Estudiar programas informáticos para el diseño y cálculo de líneas eléctricas como SIG, programas de cálculo, programas de dibujo, etc.


5. METODOLOGÍA

NÚMERO DE HORAS DE TRABAJO DEL ALUMNO: PRIMER CUATRIMESTRE: Nº de Horas:

Clases Teóricas: 64

Clases Prácticas: 26

Exposiciones y Seminarios: 12

Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales): A) Colectivas: 2 B) Individuales: 4

Realización de Actividades Académicas Dirigidas: A) Con presencia del profesor: 5 B) Sin presencia del profesor: 10

Otro Trabajo Personal Autónomo: A) Horas de estudio: 36 B) Preparación de Trabajo Personal: 24 C) Realización de la memoria de prácticas: 30

Realización de Exámenes: A) Examen escrito: 5


6. TÉCNICAS DOCENTES (señale con una X las técnicas que va a utilizar en el desarrollo de su asignatura. Puede señalar más de una. También puede sustituirlas por otras):

Sesiones académicas teóricas X

Exposición y debate: X

Tutorías especializadas: X

Sesiones académicas prácticas X

Visitas y excursiones:

Controles de lecturas obligatorias:

Otros (especificar): DESARROLLO Y JUSTIFICACIÓN: - La lección magistral, instrumento para ofrecer al alumno una visión de la asignatura de carácter general, así como también sistemática de los temas tratados, subrayando en cada momento los puntos más importantes de estos. También se persigue conseguir el interés y motivación de los alumnos por la temática tratada, mediante el dialogo, debate e intercambio de ideas. El material usado en estas clases será pizarra, transparencias, cañón de video, etc. - Las clases prácticas en laboratorio, se realizarán trabajando con las líneas de alta tensión en diversas situaciones prácticas, que será posible simular mediante software específico, pudiendo de esta forma el alumno encontrar situaciones reales, para su mejor comprensión. - Enseñanza asistida por ordenador, utilizando la plataforma virtual de la Universidad, en la el alumno dispondrá de apuntes para seguir la asignatura, guiones de prácticas, exámenes de convocatorias anteriores, foro de la asignatura, etc. - Las tutorías, que servirán como medio de seguimiento del trabajo, aprendizaje y desarrollo de capacidades del alumno, resolviendo dudas planteadas sobre el transcurso de la asignatura, o bien sobre el trabajo personal de este e incluso de los problemas propuestos en las clases.

7. BLOQUES TEMÁTICOS (dividir el temario en grandes bloques temáticos; no hay número mínimo ni máximo)

Unidad Didáctica 0.- Elementos de las Líneas Aéreas Unidad Didáctica I .- Cálculo mecánico de Líneas aéreas Unidad Didáctica II.- Cálculo de Apoyos. Objetivos Unidad Didáctica III.- Cimentaciones Unidad Didáctica IV.- Características de las Líneas Eléctricas Unidad Didáctica V.- Cálculos Eléctricos de Líneas Aéreas de Media Tensión Unidad Didáctica VI.- Cálculos eléctricos de líneas aéreas de alta tensión Unidad Didáctica VII.- Distribución de la energía eléctrica


8. BIBLIOGRAFÍA

8.1 GENERAL LÍNEAS DE TRANSPORTE DE ENERGÍA Autor: Checa, Luis María. Editorial: Marcombo 1988. CÁLCULO DE LÍNEAS AÉREAS DE ALTA TENSIÓN Autor: Moreno Clemente, Julián. Editorial: T. G. Arte Granada, Málaga 2000. REDES ELÉCTRICAS Autor: Zoppetti, Claudio. Editorial: Gustavo Gili. ELECTROTÉCNIA TOMO III Autor: Morillo y Farfán, J. Editorial: TEORÍA DE LÍNEAS ELÉCTRICAS. TOMO I Autor: Ras, Enrique. Editorial: Marcombo 1973. EL TRANSPORTE DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA EN ALTA TENSIÓN Autor: Francisco Rodríguez Benito y Antonio Fayos Álvarez Editorial: Servicio de publicaciones Universidad Politécnica de Valencia 1998 CÁLCULO MECÁNICO DE LÍNEAS AÉREAS DE ALTA TENSIÓN Autor: Daniel Narro Bañares, Isaac Cenoz Echeverria Editorial: Universidad Pública de Navarra

8.2 ESPECÍFICA (con remisiones concretas, en lo posible)


LA ESTRUCTURA METÁLICA HOY Autor: Rodríguez Avial. Editorial: ANÁLISIS DE SISTEMAS ELÉCTRICOS Autor: Stevenson. Editorial:

9. TÉCNICAS DE EVALUACIÓN

• Examen escrito teórico-práctico al final del cuatrimestre que supondrá un valor en la nota final del 60%. • Realización de prácticas con entrega de un proyecto de una línea eléctrica de alta tensión completo con un peso sobre la nota final del 20%. • Trabajo sobre un tema de la asignatura y exposición del mismo en clase que tendrá un valor sobre el total de la asignatura del 15%. • Asistencia y participación en clase, seminarios, exposición de trabajos y demás actividades realizadas durante el curso 5%.

Criterios de evaluación y calificación (referidos a las competencias trabajadas durante el curso):

Para poder aprobar la asignatura es necesario aprobar el examen escrito teórico-práctico, así como la entrega del proyecto completo de una línea eléctrica. Si se han cumplido los dos requisitos anteriores la nota final será la suma ponderada de las cuatro técnicas de evaluación propuestas.


Distribuya el número de horas que ha respondido en el punto 5 en 15 semanas para una asignatura semestral y 30 para una anual

10. ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL (Sólo hay que indicar el número de horas que a ese tipo de sesión va a dedicar el estudiante cada semana) El número de columnas y actividades a realizar se puede modificar en función de la organización docente de la asignatura

SEMANA Nº de horas de

sesiones Teóricas

Nº de horas sesiones prácticas

Nº de horas trabajo en grupos

Nº de horas Tutorías

especializadas

Nº de horas de estudio y

trabajo individual (no presenciales)

Exámenes Temas del temario

a tratar

Primer Cuatrimestre (CURSO 2011-2012) (*)

1ª: 4 2 1-2-3-4

2ª: 4 2 5 4-5

3ª: 4 2 6 5

4ª: 4 2 5 5-6-7

5ª: 4 2 6 7-8-9

6ª: 4 2 4 9

7ª: 4 2 6 9-10

8ª: 4 2 4 11-12

9ª: 4 2 6 12-13

10ª: 4 2 6 13

11ª: 4 2 6 14-15-16

12ª: 2 2 6 17-18

13ª: 4 2 7 19

PERIODO DE VACACIONES (NAVIDAD: 24/diciembre/2011 - 8/enero/2012)

14ª: 4 2 7 20-21

15ª: 4 22

16ª-19º: PERIODO DE EXÁMENES (21/enero – 18/febrero/2012)

TOTALES

(*): Inicio del Curso Académico 2010/11: 26 de septiembre de 2011


11. TEMARIO DESARROLLADO (con indicación de las competencias que se van a trabajar en cada tema) TEORÍA CÁLCULOS MECÁNICOS DE LÍNEAS AÉREAS Unidad Didáctica 0.- Elementos de las Líneas Aéreas Capítulo 1 1.- Conductores más utilizados en las líneas aéreas. 2.- Características: eléctricas y mecánicas. 3.- Tipos de conductores. 4.- Elección de conductores. 5.- Ensayos. Capítulo 2 1.- Aisladores utilizados en las líneas aéreas. Características generales. 2.- Reparto de Potencial en una cadena de aisladores. 3.- Cálculo mecánico y eléctrico de una cadena de aisladores. 4.- Ensayos. 5.- Ejercicios sobre el punto 3. Capítulo 3 1.- Apoyos para líneas aéreas de media tensión. 2.- Clasificación: por su naturaleza, por su función. 3.- Disposición de los conductores en los apoyos. 4.- Herrajes. Unidad Didáctica I .- Cálculo mecánico de Líneas aéreas Capítulo 4 1.- Ecuación general de un hilo tendido entre dos puntos situados al mismo nivel. 2.- Longitud de un arco de parábola. 3.- Ecuación de cambio de condiciones. 4.- Estudio del vano a nivel. 5.- Ejercicios de cálculo de tensiones y flechas para un vano a nivel. Capítulo 5 1.- Estudio del vano inclinado. 2.- Relación entre la componente horizontal de la tensión y el punto de máxima tensión. Método de Truxa. 3.- Estudio de vanos muy grandes y muy desnivelados. 4.- Ejercicios.


Capítulo 6 1.- Emplazamientos. Zonas. 2.- Sobrecargas: viento y hielo. 3.- Efectos del viento sobre las líneas aéreas: - Fenómenos vibratorios. - Desviación de las cadenas por la acción del viento. 4.- Ejercicios sobre: - EDS y THF. - Gravivano y eolovano. - Ángulo de desviación de las cadenas por el viento. - Cálculo de contrapesos. Capítulo 7 1.- Tensión mecánica del conductor. 2.- Tracción total admisible en el conductor. 3.- Vano de regulación. 4.- Hipótesis reglamentarias. 5.- Ejercicios de cálculo de tensiones y flechas con el vano de regulación en las hipótesis reglamentarias. Capítulo 8 1.- Distancias de seguridad: - Al terreno - Entre conductores. - Entre conductores y masa. 2.- Vano máximo admisible en función de la distancia entre conductores. 3.- Vano crítico. 4.- Ejercicios. Unidad Didáctica II.- Cálculo de Apoyos. Objetivos Capítulo 9 1.- Hipótesis reglamentarias de cálculo en apoyos de: - Alineación. - Amarre. - Ángulo. - Fin de línea.


2.- Influencia de las cargas verticales en los esfuerzos libres en punta. 3.- Cálculo de apoyos fin de línea destinados a Centros de Transformación. 4.- Ejercicios. Capítulo 10 1.- Cálculos para la comprobación de apoyos metálicos. 2.- Apoyos metálicos de sección cuadrangular. 3.- Cálculo de crucetas. 4.- Ejercicios. Unidad Didáctica III.- Cimentaciones Capítulo 11 1.- Cimentaciones de apoyos. 2.- Características de los terrenos. 3.- Coeficiente de Seguridad al vuelco. 4.- Ángulo de giro de la cimentación. 5.- Cargas máximas sobre el terreno. Capítulo 12 1.- Cálculo de cimentaciones. 2.- Apoyos directamente empotrados. 3.- Apoyos con cimentación única. 4.- Apoyos con cimentación fraccionada. 5.- Ejercicios. CÁLCULOS ELÉCTRICOS DE LÍNEAS AÉREAS Unidad Didáctica IV.- Características de las Líneas Eléctricas Capítulo 13 1.- Constantes características fundamentales por km de línea. 2.- Resistencia eléctrica. Efecto piel. 3.- Coeficiente de autoinducción. Radio equivalente. 4.- Capacidad. 5.- Perditancia. Capítulo 14 1.- Constantes características derivadas de las fundamentales por km de línea. 2.- Reactancia de autoinducción. 3.- Impedancia. 4.- Susceptancia.


5.- Admitancia. 6.- Ejercicios de cálculo de constantes características fundamentales y derivadas. Capítulo 15 1.- Efecto Corona. 2.- Cálculo de la tensión crítica disruptiva y crítica visual. 3.- Cálculo de la pérdida de potencia debido al efecto corona. 4.- Ejercicios. Unidad Didáctica V.- Cálculos Eléctricos de Líneas Aéreas de Media Tensión Capítulo 16 1.- Introducción. 2.- Líneas inductivas: relación entre la tensión al principio y final de línea. 3.- Transmisión de potencia. 4.- Regulación. 5.- Transmisión de potencia con una regulación determinada. 6.- Relación entre la tensión, longitud de línea y potencia a transportar. Fórmula de Still. Capítulo 17 1.- Regulación de la tensión. 2.- Introducción 3.- Relación entre la naturaleza de la carga, tipo de línea y caída de tensión. 4.- Regulación de la tensión sin afectar a la naturaleza de las cargas: - Regulación de tensión principio línea. - Empleo de transformadores o autotransformadores. - Reguladores de inducción. - Condensadores en serie. 5.- Regulación por compensación de la carga: - Compensación del factor de potencia mediante condensadores estáticos. - Regulación por compensador síncrono. Campo de regulación. 6.- Ventajas e inconvenientes de los condensadores y de los síncronos. 7.- Cálculo de las potencias de las máquinas necesarias para regular. 8.- Ejercicios. Unidad Didáctica VI.- Cálculos eléctricos de líneas aéreas de alta tensión Capítulo 18 1.- Líneas para corriente alterna en regímenes permanentes senoidales. 2.- Método exacto para el cálculo de líneas aéreas de elevada tensión y gran longitud. Tensión


e intensidad de corriente. 3.- Ecuaciones exponenciales de las líneas. Ondas directa y reflejada. 4.- Funcionamiento límite de una línea: en vacio y en cortocircuito. 5.- Impedancia característica o natural de una línea. 6.- Ángulo característico. 7.- Potencia característica. 8.- Ejercicios. Capítulo 19 1.- Constantes auxiliares de las líneas. 2.- Análisis a través del cuadripolo. 3.- Significado físico de los términos de las expresiones de las constantes auxiliares. 4.- Ejercicios. Capítulo 20 1.- Métodos aproximados en el estudio de líneas de alta tensión y longitudes medias. 2.- Esquemas en y en T. 3.- Ejercicios. Unidad Didáctica VII.- Distribución de la energía eléctrica Capítulo 21 1.- Clasificación de las distribuciones: estrella, triángulo. 2.- Redes de distribución: aéreas subterráneas 3.- Puesta a tierra del neutro. Capítulo 22 1.- Cálculo de redes de distribución. 2.- Ejemplos de cálculo de secciones. PRÁCTICAS Práctica nº 1. Iniciación a las prácticas de líneas aéreas de alta tensión Confección de los grupos de prácticas. Asignación de proyecto a cada uno de los grupos. Normativa de las prácticas. Explicación del programa de prácticas. Práctica nº 2. Progama informático utilizado. Aprendizaje y utilización Presentación del programa de cálculo. Aprendizaje de las distintas posibilidades que ofrece la herramienta. Trabajo con proyectos. Trazado. Cálculos. Impresión. Exportar a diferentes formatos. Práctica nº 3. Topografía


Perfil topográfico. Escalas normalizas. Plano de comparación. Cota y distancias. Práctica nº 4. Topografía II Cruzamientos de la línea. Propiedades a las que afecta la línea. Práctica nº 5. Trazado de la línea Apoyos fijos. Elección del conductor. Constante de catenaria. Ejemplos de trazado en diferentes terrenos y zonas. Práctica nº 6. Cálculo de tensiones reglamentarias Determinación de la zona de cálculo reglamentaria. Cálculo del vano de regulación. Tensión máxima. Tensiones reglamentarias. Constante de catenaria real. E.D.S. Práctica nº 7. Cálculo de la tabla de tendido Utilidad y justificación de la tabla de tendido. Gama de tensiones que comprende. Práctica nº 8. Cálculo de apoyos Definición de los tipos de apoyos existentes. Hipótesis reglamentarias de cálculo en cada una de las zonas reglamentarias. Flecha máxima. Separación de conductores. Ángulo de desviciación de cadena. Contrapesos. Medidas correctoras. Coeficientes L, N y S. Práctica nº 9. Apoyos adoptados Determinación de los esfuerzos actuantes en la dirección de la línea y perpendicular a esta. Esfuerzos horizontales producidos por las cargas verticales. Punto de aplicación de esfuerzos. Elección de un apoyo normalizado por un fabricante. Práctica nº 10. Cálculo de cimentaciones Alturas del punto de aplicación de conductores y de la cogolla del apoyo al terreno. Esfuerzo del viento sobre la silueta del apoyo y punto de aplicación de este esfuerzo. Cálculo de momentos de vuelco por la acción de los conductores y del viento sobre el apoyo. Determinación del momento estabilizador proporcionado por el macizo de cimentación. Volúmenes de cimentación y excavación. Práctica nº 11. Cálculo de cimentaciones fraccionadas Tipos de cimentaciones fraccionadas. Patas a flexión. Peso del macizo de hormigón. Volumen de las tierras. Rozamiento de las tierras. Momento de vuelco. Determinación del coeficiente de seguridad. Patas a compresión. Peso del apoyo. Esfuerzo de cálculo. Cálculo del coeficiente de comprensibilidad. Volúmenes de cimentación y excavación.


Práctica nº 12. Cálculo de mediciones Excavación necesaria para la cimentación de los apoyos de la línea. Hormigonado para la cimentación de los apoyos. Longitud de la línea. Longitud de conductor de fase y tierra. Peso del conductor de fase y tierra. Número de cadenas de alineación y amarre necesarias para los apoyos elegidos. Práctica nº 13. Apoyos y crucetas normalizadas Determinación de los apoyos y crucetas normalizadas por los fabricantes. Criterios para la elección de los apoyos y crucetas. Práctica nº 14. Separatas de cruzamientos de la línea Utilidad y obligatoriedad de las separatas. Distancias y datos necesarios a incluir en la separata. Práctica nº 15. Confección de gráficos de utilización de apoyos Coeficientes L, N y S. Utilidad de los gráficos de utilización. Construcción del grafico base. Conversión de las hipótesis reglamentarias a las ecuaciones de las rectas a dibujar en los gráficos. Recta de vano máximo por separación de conductores. Recta de desviación de cadena de aisladores de suspensión. Ejemplos de grñaficos de utilización para los diferentes tipos de apoyos.

12. MECANISMOS DE CONTROL Y SEGUIMIENTO (al margen de los contemplados a nivel general para toda la experiencia piloto, se recogerán aquí los mecanismos concretos que los docentes propongan para el seguimiento de cada asignatura): • Control del grado de cumplimento de las actividades programadas parte del profesor. • Encuestas periódicas al alumnado para conocer el volumen desarrollado y su reparto entre cada una de las actividades. • Actividades a realizar para cada bloque temático. • Examen final de la asignatura. • Realización de trabajo personal. • Memorias de prácticas.

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