Xarxes Elèctriques

ENGINYERIA INDUSTRIAL
XARXES
ELÈCTRIQUES
Guia de l’assignatura
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25100 Xarxes Elèctriques. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data 8/06/05
1
Crèdits: 6 (3 teoria + 1,5 problemes + 1,5 pràctiques)
Crèdits ECTS: 4,8
Tipus: Optativa
Coordinador: SANTIAGO BOGARRA RODRÍGUEZ (bogarra@ee.upc.es)
Altres Professors:
Departament: Enginyeria Elèctrica
Presentació
Coneixements previs
És important que l’alumne hagi adquirit els coneixements que s’imparteixen a les assignatures de
“Teoria de Circuits i Sistemes”, “Electrotècnia”, “Tecnologia Elèctrica” i “Sistemes Elèctrics de
Potència Elèctrica”.
Camps professionals
Com a assignatura de caire científic pràctic, té relacions amb diversos camps professionals de l’àrea
elèctrica (transformadors, línies, proteccions, postes a terra, instal·lacions elèctriques, medi ambient,
etc.)
Relació amb altres assignatures
Aquesta assignatura ha de servir per a complementar els coneixements elèctrics adquirits en les
assignatures d’ICT següents: Sistemes Elèctrics de Potència Elèctrica i Projectes ICT Elèctric.
Objectius generals
Conèixer el funcionament de les xarxes elèctriques de distribució per poder calcular les condicions
d'operació tant en règim permanent com en règim transitori.
Aprendre a projectar xarxes elèctriques de distribució, realizant projectes de diferents components de
les xarxes elèctriques de distribució, tenint en compte no només criteris basats en els límits tècnics
dels diferents components, sinó també criteris d’eficiència energètica i de minimització de l’impacte
ambiental.
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25100 Xarxes Elèctriques. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data 8/06/05
2
Temari
Mòdul 1: Xarxes de distribució d’energia elèctrica
(6 hores)
Tema 1. Constitució de les xarxes de distribució.
(2 hores)
Continguts: Components de les xarxes de distribució. Classificació de les xarxes de distribució.
Característiques principals de les xarxes de distribució.
Tema 2. Operació de xarxes de distribució en règim permanent.
(4 hores)
Continguts: Equacions de les xarxes de distribució. Càlcul de tensions, corrents, potències i
energies en règim permanent.
Mòdul 2: Sobretensions en xarxes de distribució d’energia elèctrica
(10 hores)
Tema 3. Pertorbacions elèctriques.
(2 hores)
Continguts: Classificació de les pertorbacions elèctriques. Causes de les pertorbacions
elèctriques. Conseqüències de les pertorbacions elèctriques. Solucions per atenuar els efectes
de les pertorbacions elèctriques.
Tema 4. Sobretensions elèctriques.
(4 hores)
Continguts: Classificació de les sobretensions elèctriques. Característiques principals dels
diferents tipus de sobretensions elèctriques. Càlcul de tensions en règim transitori.
Tema 5. Selecció de les proteccions contra les sobretensions.
(4 hores)
Continguts: Càlcul i selecció de les proteccions per limitar els efectes de les sobretensions.
Mòdul 3: Xarxes de distribució aèries i soterrades
(8 hores)
Tema 6. Càlcul elèctric de xarxes de distribució.
(2 hores)
Continguts: Selecció del nivell de tensió. Càlcul dels paràmetres elèctrics. Càlcul i selecció dels
conductors.
Tema 7. Càlcul mecànic de xarxes de distribució aèries.
(4 hores)
Continguts: Càlcul de traccions, fletxes, distàncies de seguretat, esforços. Càlcul i selecció de
les cadenes d’aïlladors, postes i cementacions.
Tema 8. Càlcul de les proteccions elèctriques.
(2 hores)
Continguts: Càlcul i selecció de interruptors, fusibles, parallamps autovàlvula i postes a terra.
Mòdul 4: Centres de transformació
(6 hores)
Tema 9. Constitució dels centres de transformació.
(2 hores)
Continguts: Components dels centres de transformació. Classificació dels centres de
transformació. Característiques principals del components dels centres de transformació.
Tema 10. Càlcul i selecció dels components dels centres de transformació.
(4 hores)
Continguts: Càlcul de la potència aparent. Càlcul i selecció dels conductors i de les proteccions
elèctriques.
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25100 Xarxes Elèctriques. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data 8/06/05
3
Objectius específics dels mòduls
n
Mòdul 1: Xarxes de distribució d’energia elèctrica
Conèixer els diferents components de les xarxes de distribució d’energia elèctrica, analitzant el seu impacte
ambiental. Estudiar les condicions d’operació en règim permanent, així com les configuracions de les
xarxes elèctriques que permeten aconseguir el major estalvi energètic.
n
Objectius de l’alumne
1) Conèixer la constitució de les xarxes d’energia elèctrica.
2) Entendre les diferents formes de distribuir l’energia elèctrica.
3) Entendre el funcionament de les xarxes de distribució elèctriques.
4) Saber resoldre problemes de càlcul de les condicions d’operació de les xarxes elèctriques.
n
Mòdul 2: Sobretensions en xarxes de distribució d’energia elèctrica
Estudiar les sobretensions que afecten a les xarxes de distribució. Conèixer com limitar les conseqüències
de les sobretensions en les xarxes de distribució.
n
Objectius de l’alumne
1) Entendre l’origen dels diferents tipus de pertorbacions elèctriques.
2) Conèixer les conseqüències dels diferents tipus de pertorbacions elèctriques.
3) Entendre com calcular les sobretensions en xarxes de distribució elèctrica.
4) Conèixer la regulació dels sistemes elèctrics de distribució.
5) Saber seleccionar les proteccions per limitar els efectes de les sobretensions.
n
Mòdul 3: Xarxes de distribució aèries i soterrades
Estudiar els criteris tècnics, energètics i ambientals per dissenyar les xarxes de distribució, tant aèries com
soterrades. Conèixer com realitzar el projecte d’una xarxa de distribució.
n
Objectius de l’alumne
1) Entendre les diferents accions que actuen sobre els conductors de les xarxes de distribució
aèries.
2) Conèixer el càlcul elèctric i mecànic de les xarxes de distribució aèries.
3) Entendre com realitzar el projecte d’una línia aèria.
4) Conèixer els criteris per calcular una xarxa de distribució soterrada.
5) Saber dissenyar i calcular línies soterrades.
n
Mòdul 4: Centres de transformació
Estudiar els funcionament dels diferents components dels centres de transformació. Conèixer com
dimensionar els components dels centres de transformació.
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25100 Xarxes Elèctriques. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data 8/06/05
n
4
Objectius de l’alumne
1) Conèixer les parts que integren dels centres de transformació.
2) Entendre el funcionament dels diferents components del centres de transformació.
3) Saber calcular la potència aparent.
4) Entendre com dimensionar els components del centres de transformació.
5) Saber realitzar el projecte d’un centre transformació.
Metodologia de treball
L’assignatura s’organitza en:
i)
ii)
iii)
Classes de teoria: A l’aula es desenvolupen els continguts teòrics i exemples pràctics utilitzant
el model expositiu, fent ús de la pissarra i de transparències.
Classes de problemes: A la sala d’ordinadors, en grups reduïts, l’alumne desenvolupa
problemes pràctics de forma guiada.
Classes de pràctiques: Al laboratori i a la sala d’ordinadors, en grups reduïts, l’alumne realitza
pràctiques de forma guiada.
Sessions teoria, problemes i pràctiques
n
1 sessió presencial de teoria de dues hores setmanal.
n
1 sessió presencial obligatòria de problemes d’una hora setmanal.
n
1 sessió presencial obligatòria de pràctiques d’una hora setmanal.
Organització en mòduls i temps de dedicació de l’estudiant:
Mòdul
Temps de
Classe
12 hores
Mòdul 1: Xarxes de distribució d’energia elèctrica.
Mòdul 2: Sobretensions en xarxes de distribució d’energia
20 hores
elèctrica.
Mòdul 3: Xarxes de distribució aèries i soterrades.
16 hores
Mòdul 4: Centres de transformació.
12 hores
Temps
d’estudi
6 hores
Temps
total
18 hores
10 hores
30 hores
8 hores
6 hores
24 hores
18 hores
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25100 Xarxes Elèctriques. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data 8/06/05
5
Materials
Bibliografia bàsica
• J. García, Instalaciones Eléctrica en Media y Baja Tensión, Ed. Paraninfo (2002).
• P. Muntané, Protecciones en las Instalaciones Eléctricas, Ed. Marcombo (1993).
• Peter Hasse, Protección contra Sobretensiones de Instalaciones de Baja Tensión, Ed. Paraninfo
(1991).
• Michel Aguet i Jean Jacques Morf, Energía Eléctrica, Ed. Limusa (1988).
• Allan Greenwood, Electrical Transients in Power Systems , Ed. John Wiley and Sons (1994).
• J. Duncan Glover i Gareth Digby, Power System Analysis and Design, Ed. PWS Publishing
Company (1994).
• Luces M. Faulkenberry i Walter Coffer, Electrical Power Distribution and transmission, Ed.
Prentice Hall (1996).
Avaluació
L’avaluació de l’assignatura serà la suma ponderada de tres notes seguint l’equació següent:
Nf = 0,30 · N1t + 0,40 ·Np + 0,30 · Nef
Nf : Nota final
N1t : Nota treballs
Np : Nota pràctiques
Nef : Nota examen final