Seguridad Eléctrica Generación y transmisión eléctrica. Cristofher Talamilla Instituto Iacc 02 de Julio de 2018
Desarrollo
1) De acuerdo a la imagen presentada, identifique cuáles son las etapas del transporte (transmisión) y distribución de la energía eléctrica según niveles de tensión. Indique para cada etapa otros niveles típicos de tensión (1,5 puntos). La primera está constituida por la red de reparto, que, partiendo de las subestaciones de transformación, reparte la energía, normalmente mediante anillos que rodean los grandes centros de consumo, hasta llegar a las estaciones transformadoras de distribución. Las tensiones utilizadas están comprendidas entre 25 y 132 kV. Intercaladas en estos anillos están las estaciones transformadoras de distribución, encargadas de reducir la tensión desde el nivel de reparto al de distribución en media tensión. La segunda etapa la constituye la red de distribución propiamente dicha, con tensiones de funcionamiento de 3 a 30 kV y con una característica muy radial. Esta red cubre la superficie de los grandes centros de consumo (población, gran industria, etc.), uniendo las estaciones transformadoras de distribución con los centros de transformación, que son la última etapa del suministro en media tensión, ya que las tensiones a la salida de estos centros es de baja tensión (125/220 ó 220/380 V1). Las líneas que forman la red de distribución se operan de forma radial, sin que formen mallas, al contrario que las redes de transporte y de reparto. Cuando existe una avería, un dispositivo de protección situado al principio de cada red lo detecta y abre el interruptor que alimenta esta red. La localización de averías se hace por el método de "prueba y error", dividiendo la red que tiene la avería en dos mitades y energizando una de ellas; a medida que se acota la zona con avería, se devuelve el suministro al resto de la red. Esto ocasiona que en el transcurso de localización se pueden producir varias interrupciones a un mismo usuario de la red.
2) Indique cuáles son las características y funciones de las etapas de un sistema eléctrico de potencia (generación, transmisión y distribución) existente en Chile (1,5 puntos). Hay cuatro sistemas de electricidad independientes en Chile: el Sistema Interconectado del Norte Grande (SING), el cual provee a las regiones de explotación minera del desierto del norte (23,2% de la capacidad total instalada); el Sistema Interconectado Central, (SIC), el cual provee a la parte central del país (75,8% de la capacidad total instalada y el 93% de la población); el Sistema Eléctrico de Aysén (0,3% de la capacidad total1) y el Sistema Eléctrico de Magallanes (0,6% de la
capacidad total), los cuales proveen a las pequeñas áreas del extremo austral del país. Las grandes distancias que existen entre los cuatro sistemas hacen que sea difícil la integración. Para diciembre de 2008, Chile contaba con una capacidad instalada neta de generación eléctrica 13,137 GW. Las principales fuentes de generación eléctrica eran la hidráulica (37,6%), el gas natural (36,1%), el carbón (15,6%) y el petróleo (9,3%). Del total nacional, las ERNC, con 394 MW representaban un 2.7% de la capacidad de generación. A abril de 2010, la capacidad total instalada nominal alcanzaba 14.940 MW. De la capacidad instalada, el 10.346 MW corresponde a generación térmica,1 5.426 MW a generación hidroeléctrica1 y 167 MW a generación eólica;1 no hay energía nuclear. Cabe destacar sin embargo que la ley de fomento de energías renovables ha impulsado nuevos proyectos renovables, principalmente de energía eólica y minihidro, por lo que durante 2009 y 2010 la cifra de renovables ha crecido sustancialmente. El SING es casi exclusivamente térmico.5 En el SIC, cuya energía es predominantemente hidroeléctrica,6 ha sufrido de severas estrecheces en los años posteriores a los inviernos secos (como el 2008, debido al seco invierno de 2007, y 1997, con motivo del invierno de 1996). La generación total en 2008 fue de 58,7 TWh, el 59,0% del cual fue aportado por las fuentes térmicas, 40,9% por fuentes hidráulicas y 0,1% correspondió a energía eólica. A abril de 2010, el sector eléctrico cuenta con 15,94 GW de capacidad instalada. Éste se basa principalmente en la generación termoeléctrica (64,9%) e hidráulica (34%), además de cerca de un 1% de centrales eólicas. Producto de los cortes de gas que enfrentó a partir de 2004, inició la construcción de dos terminales regasificadores de GNL para permitir la importación de gas natural mediante barcos. El primer terminal, GNL Quintero, entró en operaciones la segunda mitad del año 2009 y actualmente se encuentra en construcción el terminal GNL Mejillones que abastecerá el norte del país. Para marzo de 2015, Chile contaba con una capacidad instalada neta de generación eléctrica de 19,027 GW por mes. De este total el 14,923 GW (78,5%) corresponden al Sistema Interconectado Central (SIC), mientras que 3,943 GW (20,7%) corresponden al Sistema Interconectado del Norte Grande (SING). Por otro lado, el porcentaje que queda (0,8%) se reparte en el Sistema Eléctrico de Aysén (SEA) y en el Sistema Eléctrico de Magallanes (SEM). Del total generado al mes un 58,0% corresponde a producción termoeléctrica, un 32,0% a producción hidroeléctrica convencional y un 9,0% a energías renovables no convencionales (ERNC).
3) Dada la gran dependencia energética del país en cuanto a la generación de energía eléctrica a partir de centrales hidroeléctricas, usted debe analizar la posibilidad de generar energía eléctrica a partir de energía nuclear y renovable, con miras diversificar el sector generación. Compare las tres formas de generación distinguiendo las ventajas y desventajas de cada una. Los estudios sobre la opción de incluir energía nuclear para generar electricidad en Chile, iniciados en 2007 y descritos en La Tercera, siguen pendientes ante la complejidad de los factores científicos, tecnológicos, ambientales y políticos involucrados. No se trata sólo de “un terror nuclear” generado por el desastre de Fukushima, como dicen algunos expertos, quienes así omiten
otra clase de objeciones más objetivas.
Por ejemplo, en tanto Chile carece de la materia prima y del dominio tecnológico del uranio, la instalación y el funcionamiento de los reactores de potencia implicaría una dependencia mayor que la actual importación de combustibles fósiles. El accidente de Fukushima, además de revelar deficiencias preventivas, planteó nuevas exigencias en el diseño, el emplazamiento y el control de las plantas nucleares, traducibles en mayores costos.
La “expansión” de la energía nuclear en el mundo q ue describe una carta de Fernando Sierpe,
miembro de un comité del Colegio de Ingenieros, es bastante relativa. Vale, sobre todo, en China y Corea del Norte. En menor escala, Argentina y Brasil. En cambio, Alemania y algunos países europeos han detenido el desarrollo nuclear eléctrico favoreciendo otras fuentes.
En una situación muy diferente, las grandes potencias que dominan el Consejo de Seguridad de Naciones Unidas mantienen un control geopolítico del uso actual y potencial de la energía atómica, cuyo armamento sigue siendo el factor disuasivo de alcance planetario.
4) Indique los riesgos generales eléctricos que existen en las etapas de transmisión y generación eléctrica y señale medidas de precaución (1,5 puntos). Riesgo eléctrico: Posibilidad de contacto del cuerpo humano con la corriente eléctrica. Se deben dar las siguientes circunstancias:
Que el cuerpo humano sea conductor (capaz de transmitir la energía eléctrica). Que el cuerpo humano forme parte de un circuito. Que exista una diferencia de tensiones entre dos puntos de contacto.
El contacto puede ser:
Contacto directo: cuando una persona toca o se pone en contacto con un conductor, instalación, elemento eléctrico, (máquina, enchufe, portalámparas, etc.,) bajo tensión directa. Contacto indirecto: aquellos que se producen al tocar partes metálicas, conductores, elementos o máquinas, carcasas, etc., que NO deberían estar sometidos a tensión directa, pero que circunstancialmente han quedado bajo tensión accidental.
FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL RIESGO ELÉCTRICO. 1. Intensidad de corriente. Según la ley de Ohm, Intensidad = Diferencia de potencial Resistencia del cuerpo
La unidad de medida de la Intensidad en el sistema internacional es el Amperio (A) aunque, por razones de tamaño, se emplea el miliamperio (mA). A mayor intensidad mayor daño potencial. o
o
A partir de 8 mA se producen contracciones musculares y tetanización de manos y brazos. Entre 30-50 mA, fibrilación ventricular si la corriente pasa por la región cardiaca.
2. Si la corriente es alterna o continua. La corriente continua, en general, no es tan peligrosa como la alterna. Aunque depende de otros factores. 3. Recorrido de la corriente a través del cuerpo humano. La gravedad del accidente va a estar condicionada por la trayectoria de la corriente eléctrica a través del cuerpo. Esta trayectoria puede ser:
Mano-mano Mano-pie (sin pasar por el corazón) Mano-pie (pasando por el corazón) Mano-cabeza Cabeza pies
¿Qué tipo de fuente de energía seleccionaría para la planta industrial y para el cliente domiciliario? ¿Qué riesgos eléctricos podrían tener la plata industrial y el cliente domiciliario al implementar estas formas de generación? Justifique su respuesta, según los tipos de consumo y ventajas de cada forma de generación. 6) La central del sistema eléctrico de potencia de la imagen es una planta termoeléctrica. Si la cambiáramos por una planta fotovoltaica, ¿cuáles serían las ventajas y desventajas con respecto a la termoeléctrica? Fundamente su respuesta. La importancia de la energía eléctrica más allá de permitir disfrutar y utilizar una inmensidad de productos electrónicos y brindar luz, es un bien que es complementario a diversas actividades, y constituye un insumo en diversos procesos productivos, ejemplo de ello son montones, basta señalar que la industria entera se paralizaría, al menos en la forma que se conoce actualmente, al producirse la desaparición de la energía eléctrica. La industria de la energía eléctrica comprende básicamente tres etapas: 1. Generación: proceso de producción básico de energía a partir de diversos recursos, como el aprovechamiento de las caídas de agua, mediante la combustión de derivados del petróleo o del carbón, etc. 2. Transmisión: es el transporte de energía en altos niveles de voltaje. 3. Distribución: es el transporte de energía en bajos niveles de voltaje y la entrega a consumidores medianos y pequeños.
Hay dos formas de medir la electricidad. La potencia, que esta asociada al flujo de electrones que pasan por un conductor en una unidad de tiempo determinada, se mide en watts. La energía, que es el flujo total de electrones que pasan en un tiempo determinado, se mide en watts-hora. La energía que se puede producir en un periodo determinado de tiempo estará determinada por la disponibilidad del recurso que se utiliza para su producción, carbón, uranio, reserva de agua, etc, mientras la potencia máxima que puede producir un sistema estará determinada por la capa
Bibliografía Contenido de la semana 3.(2018) seguridad eléctrica
