FUNDAMENTACIÓN DE LA MATERIA DENTRO DEL PLAN DE ESTUDIOS.
La carrera de grado de Ingeniería Eléctrica responde a la necesidad de formar profesionales aptos ap tos para cumplir funciones funcion es técnicas o de gestión gestió n en las áreas de generación, transmisión, distribución y utilización de la energía eléctrica en la industria, comercio y viviendas. En base a su formación, el Ingeniero Electricista se valdrá de diversas técnicas para el proyecto de máquinas, dispositivos e instalaciones instalac iones involucradas en diversos procesos proces os productivos, cuyo control es también de su competencia. El desempeo del graduado ésta definido por las disciplinas tecnológicas y profesionales, consideradas cons ideradas dentro de las la s carreras de grado! "istemas de generación y transmisión de energía eléctrica Las fuentes de energía renovables, incluyendo la tecnología de los sistemas solar, eólico, geotérmico, biomasa, celdas de energía y aprovec#amiento energético del mar. $plicar los conocimientos adquiridos en proyectos de líneas de transmisión y distribución, sub estaciones de distribución , estaciones transformadoras y centrales eléctricas clásicas %&apor, #idroeléctricas termoeléctricas', observando las norma de impacto ambiental de estas instalaciones desde el proyecto #asta operación de las mismas sin olvidar las normas de seguridad de persona, de instalaciones y la propiedad privada privad a considerando que gran parte de la energía eléctrica es transformada en energía mecánica para ser utilizada en gran cantidad de procesos productivos, los accionamientos accio namientos eléctricos adquieren una especial esp ecial importancia. •
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PROPÓSITOS U OBJETIVOS DE LA MATERIA. (b)etivos! $l finalizar el curso el alumno deberá ser capaz operar, mantener, dirigir la construcción e intervenir en el proyecto de una central eléctrica y todos sus sistemas au*iliares.
CONTENIDOS Modulo I: "istema eléctrico $rgentino Modulo 2: +entrales #idráulicas Modulo 3: +entrales de vapor Modulo 4: rupos electrógenos de emergencia Modulo 5: -urbinas de gás Modulo 6! +entrales de ciclo combinado % a ,/- 0 1-&' Modulo ! +entrales de cogeneración, trigeneración y tetrageneración Modulo !! +entrales nucleares Modulo "! Energías alternativas 1
Modulo #$: 2rotecciones eléctricas de generadores y transformadores y protecciones integrales
Modulo ##! +ontaminación ambiental de centrales y legislación vigente
Modulo %#% S&'()*+ El,-(&-o A/)0(&0o $ntecedentes del "istema Eléctrico $rgentino desde el ao 1344 #asta el ao 1353. -ransformación del "istema Eléctrico $rgentino ao 1334. "anción de ley 6737.fundamentos. 8ol del Estado. "ecretaria de Energía y E98E misiones, funciones y responsabilidades en el nuevo ordenamiento que cumplen en el sector eléctrico. $rt. 6/ de la ley :47/ el decreto 113 de )ulio de 133 dispuso la creación de +$;;E"$ sobre la base del
ue cobran y que pagan los generadores, transportistas, distribuidores y usuarios de acuerdo al mercado que operan. (rganismo Encargado de
Modulo %2 C)0(+l)' &dul&-+'. +entrales #idráulicas, tipo de centrales. Emplazamiento. +aracterísticas principales del aprovec#amiento. +entrales a pelo libre, centrales de presa. -ipo de presas. "alto @til, curva de remanso, pérdidas de carga %en conducción, cámara de carga, tubería de presión, turbina, tubo de aspiración y canal de fuga'.
Modulo 3 C)0(+l)' d) V+o .
2ropiedades del vapor. +alor latente y calor sensible, diagrama de ;olie -?i. +iclo de +arnot y ciclo de 8anCine diferencias e*istentes en práctica. uemadores de combustibles líquidos, pulverización con aire comprimido, vapor y de pulverización mecánica, su funcionamiento. >uemadores duales de combustibles líquidos y de gas, su funcionamiento. 2recalentadores de aire, de tubos, de placa y regenerativos %L)Fngtrom'. 2recalentadores de agua de alimentación, desgasificadores Dombas centrífugas radiales y a*iales, bombas de escalonamientos m@ltiples %Laval'. +aracterística s de las bombas más usadas en centrales clásicas de vapor. +ondensadores refrigerados por agua y por aire eyectores de vapor, su funcionamiento. -orres refrigerantes de tiro natural y de tiro inducido, su funcionamiento. -iro natural y artificial en calderas, tiro mi*to. &entiladores, radiales y a*iales, su funcionamiento. -ratamiento de agua de ciclo y refrigeración. -urbinas de &apor! +onceptos generales, -& de acción %8ateau y +urti', curvas de presión y velocidad de vapor, -& de reacción %2arsons', curvas de presión y velocidad del vapor, -& mi*tas. rado de admisión. +lasificación de -& por la dirección del flu)o de vapor. +lasificación de -& por el n@mero de rodetes.
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V&d)o d)! mantenimiento mayor de -& de +entral -ucumán.
Modulo %5% Tu1&0+' d) 7+' -urbinas de gas! ciclo de Moule?Draitton, rendimiento. -urbina de ciclo abierto, arranque de -, características. -ipo de combustible, cámara de combustión, quemadores, bu)ías de ignición, sistema de entrada de aire a cámara de combustión .etc. - $E.
Modulo 6 C)0(+l)' d) C&-lo Co*1&0+do 92T7 ; TV< +entrales de +iclo +ombinado %-?-&' +entral -ucumán? rupo 2luspetrol ?El Drac#o? +entrales - de ciclo abierto, - de ciclo regenerativo, ases de combustión de -, aprovec#ados en intercambiadores de calor, con quemadores y evaporador. $provec#amiento del calor de escape de - En recuperador de calor sin fuego. +iclo +ombinado % a ,/-01-&'. Esquema básico de funcionamiento de ciclo combinado +. - -ucumán %-. "iemens &3:. de 13;K 0-& E de 11: ;K. (peración! men@ de operación sistema agua?vapor, sistema agua de reposición, +one*ión al sistema eléctrico de potencia, "ervicios eléctricos au*iliares y servicio au*iliares de continua. +ontrol de vibraciones.
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T+1+o P-(&-o: +alculo de la eficiencia del ciclo combinado, como se consigue un me)or aprovec#amiento del calor en el intercambiador de calor. Esquemas de la operación del +. +ombinado y su funcionamiento V&'&(+ +l Co*l)o E0)/,(&-o Plu')(ol d)l B+-=o .
Modulo C)0(+l)' d) Co/)0)+-&80> T&/)0)+-&80 ? T)(+/)0)+-&@0 +ogeneración! producción de electricidad 0 calor. La cogeneración como sistema energético. Ailosofía de la cogeneración. Eficiencia de lo sistemas clásico de vapor y de la cogeneración, calculo de rendimiento calórico de ambos sistema. &enta)as de la +ogeneración. 2lantas de cogeneración con motores alternativos. 2lanta de cogeneración con -. 2lanta de cogeneración con +iclos combinados. 2lanta de cogeneración con - para diferentes uso de vapor. $nálisis de la operación de cada planta -rigeneración! eléctricida0calor 0 frió. 2lanta de trigeneración con -. "u funcionamiento. 2roducción de frió clásica %con compresor'. "istema de refrigeración por absorción con amoniaco
Modulo ! C)0(+l)' 0u-l)+)': +entrales 9ucleares. +onstitución del átomo, energía nuclear, 9@meros que definen los átomos %nN masico y nN atómico'. Isótopos definición y e)emplo. 8eacciones químicas y nucleares %fusión y fisión nuclear'. 8eacción de captura. ;ateriales radioactivos. ;ateriales fisionables, reproductores, moderadores, materiales refle*ivos, materiales de protección, materiales refrigerantes venta)as y desventa)as. 8eactores de agua de ebullición, reactores de agua a presión y reactores de agua pesada, su operación y precauciones. Auncionamiento y operación de +entral 9uclear $tuc#a y Embalse 8ió -ercero, mane)o de combustible. "eguridad en centrales nucleares, pregunta más frecuente sobre centrales nucleares referidas a la seguridad. +ontaminación ambienta y de la persona.
Modulo "% E0)/+' Al()0+(&+' E0)/+ Al()0+(&+' ! +ontaminación de centrales convencionales. &enta)as de la energía alternativas. 2or que se desarrolla las energías alternativas. E0)/+ 'ol+, fusión termonuclear, radiaciones solares, ubicación del sol en las distintas estaciones del ao, radiaciones en las superficie plana. $provec#amiento de la energía solar! "istemas pasivos, sistemas activos y sistemas mi*tos. 2aneles térmicos, detalles constructivos, cálculo y ubicación más adecuada y su aplicación en la calefacción. +olectores de concentración línea, batería de concentradores, etc. "istema fotovoltaico! +élulas solares su funcionamiento. 2aneles fotovoltaicos, su funcionamiento, almacenamiento de energía fotovoltaica. Esquema de monta)e de un generador de energía eléctrica fotovoltaica %corriente continua y alterna'. +álculo de paneles fotovoltaico. E0)/+ E8l&-+ ! Dreve #istoria. Equipos eólicos distintos tipos %e)e vertical, e)e #orizontal, aerogenerador ciclónico. $erogenerador partes que lo conforman %torre, palas, reductores, sistema de frenado, generadores, elementos de medición'. "istema de
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control, filosofía de control. "istema de control, su funcionamiento. eneradores sincrónicos y asincrónicos, su funcionamiento. 2otencia eléctrica del aerogenerador. Equipos que operan en nuestro país, características técnicas, su equipamiento, parques eólicos patagónicos ubicación geográfica. ;edición de velocidad de viento, rugosidad del terreno 2arques eólicos terrestres y marítimos. E0)/+ d) B&o*+'+ ! -ipo de biomasa, preparación de la biomasa para su uso. 2roceso de combustión, esquema para uso industrial en la producción de energía eléctrica. 2roceso de gasificación esquema para producir industrial, gas pobre o metanol, gasolinas etc. 2roceso de 2irolisis, esquema para la producción industrial de +oque. Energía eotérmica! 2osibles causas que la producen. radiente geotérmico. -ipos de fuentes geotérmicas, #idrotérmica, geopresurizada y de roca caliente. 2ozo geotérmico para la provisión de agua caliente para calefacción, esquema de funcionamiento. Esquema de un aprovec#amiento - para producir energía eléctrica %central de contra presión', su funcionamiento, +iclos binarios para producir energía eléctrica su funcionamiento. eografía geotérmica. $delantos en la industria geotérmica producidos en 9ueva Oelanda. $provec#amiento geotérmico El 8eto (#aaCi. $provec#amiento geotérmico en la $rgentina. +ampo geotérmico
Modulo #$ Po()--&o0)' )l,-(&-+' d) /)0)+do)' -ransformadores de medidas de tensión y corriente, características técnicas para su uso en protecciones y mediciones. +oncepto de selectividad, estabilidad y seguridad en el funcionamiento de los sistemas protecciones eléctricas. 2erturbaciones de origen interno en el estator de un generador %falla fase a tierra, falla entre fases y falla entre espira de la misma fase' y en el rotor %puesta a tierra del bobinado retórico y perdida de e*citación'. Aallas de origen e*terno que pueden afectar a un generador que opera en un sistema interconectado %sobre carga, fallas en la red que no son eliminadas por las protecciones especificas, falta de selectividad, sobre tensiones, asimetría de carga, perdida de potencia de la unidad impulsora, sub.?frecuencia, sobre? frecuencia, perdida de sincronismo.
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+ausas y efecto sobre el generador de las fallas internas y e*ternas. Estudio de las protecciones mas adecuadas para minimizar los efectos de las mismas. 2rotecciones integrales de generadores con registro de eventos 2rotecciones de transformador de potencia para fallas internas y e*ternas a la máquina, causas y posible efecto sobre la máquina. Equipos de protección más adecuado a las posibles fallas. 2rotecciones integrales de -ransformador con registro de eventos E0'+?o' )0 L+1o+(o&o!
Modulo ## P Co0(+*&0+-&80 A*1&)0(+l d) l+' -)0(+l)' u) o)+0 -o0 -o*1u'(&1l) 8'&l)'> -o0(+*&0+-&80 d) +/u+' 'u)&-&+l)' ? 'u1()0)+'. L)/&'l+-&80 &/)0() +ontaminación $mbiental de centrales que operan con combustible fósiles %fuel oil, as 9atural, etc.', impacto ambiental de centrales #idráulicas y nucleares en las zonas. Legislaciones vigentes. ;edidas a tomar para adecuar la contaminación %9(*, +(, +( "(, etc.', a las normas que rigen en el "istema Eléctrico $rgentino.
METODOLO7A DE ENSEANGA.
Las clases son activas, se implementan estrategias para incentivar la participación del alumno en con preguntas, aclaraciones, observaciones y desarrollando algunas e*periencias adquiridas sobre el tema. S) facilita la efectiva relación entre el conocimiento de una central eléctrica, el análisis del proceso de producción de energía eléctrica, la interpretación de los resultados obtenidos, la determinación de las medidas a tomar para mantener o aumentar la eficiencia de la instalación. "e induce a los alumnos, a partir del conocimiento adquirido y consultando información de empresas especializadas en el área eléctrica, a resolver problemas reales de ingeniería de distintas comple)idad sobre los temas de la asignatura -ambién se organizan visitas a centrales eléctricas, en grupos de alumnos acompaados por docentes, en áreas de mantenimiento y operación.
DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TEHRICAS PRCTICAS Las #oras consignadas en esta planilla son #oras cátedras %:/ minutos'. Las #oras relo) totales son! Boras ao! 37, Boras de -eoría :5, 8esolución de problemas de Ingeniería! 15#sQ 2royecto y diseo! 64#s
R
a n a m e "
1 6 : /
a c i t c á r 2 ? e s a l +
=-1 =-1 =-1 =-1 =-1
-emas a desarrollar
a í r o e -
"istema eléctrico $rgentino : "istema eléctrico $rgentino : "istema eléctrico $rgentino. 2royecto de incorporación al ;E; de una 2I;E. "istema eléctrico $rgentino.
e d s a m e l b o r p e d n ó i c u l o s e 8 a í r e i n e g n I
o e s i d y o t c e y o r 2
: : :
5
7 R
=-1 =- =-
5 3 14 11
=- =- =- =-6
1 16
=-6 =-6
1: 1/
=-6
15 13
=-6 =-6 =-: =-/
4
1
Cálculo de consumo de combustible l/-uido y de %as de las turbinas a %as -ue se o0rece y de1nición de la planta de %as correspondiente
=-R
: :
:
:
:
Bombas usadas en centrales de vapor Tratamiento de a%ua *lección de bomba Dimensionamiento de Bombas !rupo electró%eno de emer%encia Dimensionamiento Turbina de %as +ciclo oule descripción t$cnica de la má-uina y e-uipos asociados : 'istema de combustión 'istema de control
=-/
6
:
Distintos tipos de ciclos t$rmico de centrales a vapor dia%ramas correspondientes, traba&o : producido 'istemas de combustible 'ervicios : auiliares Precalentadores, realentadores, atemperación : álvula de se%uridad Calculo de calor latente
*lección y dise.o de es-uema el$ctrico para una instalación de T!
=-7
:
+entrales #idráulicas $nteproyecto. +entrales #idráulicas. $nteproyecto
=-/
:
(Pelton, Francis, Kaplan, Bulbo y Deriac) +entrales #idráulicas Fenómeno de Cavitación Curva de rendimiento !olpe de "riete : Distribuidor de la T# +entrales #idráulicas Distintos tipo de presa
Evaluación de alumnos sobre temas 1° Semestre
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"istema eléctrico $rgentino. +álculo del costo marginal. +entrales #idráulicas Tipo de turbinas hidráulicas
Cálculo de consumos horario del ciclo combinado2 "nálisis de los es-uemas operativos 'istema de Co%eneración su 1loso0/a, distintos es-uemas de co%eneración su análisis "nteproyecto sistema de co%eneración de un in%enio a3ucarero
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:
:
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Centrales 4ucleares 'istema de 1sión nuclear 5ateriales radio activo, recr/a y obtención de materiales 1sionables, reproductores, moderadores , re0ri%erante : re6eivo Pila atómica Distintos tipos de reactores C4 "tucha y *mbalse 7/o Tercero 'u 0uncionamiento 'istema de control, re0ri%eración, etc *ner%/a alternativas8 *ner%/a solar su =-3 caracter/sticas, sistema termosolar sistema 0otovoltaico *s-uemas de aprovechamiento más usados *-uipos asociados, su elección : "plicaciones en %eneración el$ctrica de e-uipos aislado y en paralelo2Par-ue eólico de la Pata%ónia "nteproyecto dise.o de un par-ue de =-3 %eneración solar =-3 Celdas de #idró%eno2 su 0uncionamiento Distintos tipos de celdas su caracter/stica t$cnicas su uso y e1ciencia 9so de celdas 2 de hidró%eno en automóviles y en el transporte Traba&o Práctico de ener%/a alternativa =-14 Protecciones el$ctricas Dise.o de sistema de protección de bomba impulsora =-5
/
7
R
5
3
=-14 64 =-11 61
:
:
+ontaminación ambiental de centrales y legislación vigente. +alculo de la toneladas de +( de unata -S14 ;
Totales horas (cátedra 45`)
Dise.o de protecciones inte%rales electrónicas de %eneradores *s-uema de coneiones y tratamiento de conductores secundarios
Evaluación de alumnos sobre temas 2° Semestre
6
:
4 64
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METODOLO7A DE ENSEANGA.
Las clases son activas, se implementan estrategias para incentivar la participación del alumno en con preguntas, aclaraciones, observaciones y desarrollando algunas e*periencias adquiridas sobre el tema. S) facilita la efectiva relación entre el conocimiento de una central eléctrica, el análisis del proceso de producción de energía eléctrica, la interpretación de los resultados
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obtenidos, la determinación de las medidas a tomar para mantener o aumentar la eficiencia de la instalación. "e induce a los alumnos, a partir del conocimiento adquirido y consultando información de empresas especializadas en el área eléctrica, a resolver problemas reales de ingeniería de distintas comple)idad sobre los temas de la asignatura -ambién se organizan visitas a centrales eléctricas, en grupos de alumnos acompaados por docentes, en áreas de mantenimiento y operación.
METODOLO7A DE EVALUACIÓN.
En la =niversidad -ecnológica 9acional l+' -l+')' 'o0 )')0-&+l)' ? o1l&/+(o&+' para los alumnos, por lo que se tiene un sistema de evaluación caracterizado por dos elementos relacionados entre sí, 8égimen de 2romoción y Aormas de Evaluación. En el 8égimen de 2romoción están los requisitos que deben satisfacer los alumnos para aprobar la asignatura, los cuales son! • •
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8égimen de $sistencia! R/T para +lases -eóricas? 2rácticas y Laboratorios. -raba)os 2rácticos! 144T de realización. +ualquiera sea la naturaleza del -raba)o 2ráctico, abinete o de Laboratorio. $probación del 2rimer y "egundo 2arcial o las 8ecuperaciones I y II seg@n lo que corresponda. La forma de evaluación es mediante pruebas escritas individuales
8ealizado los pasos anteriores el alumno cumple con el 8égimen de 2romoción, 8egulariza la $signatura, y está en condiciones de efectuar el E*amen Ainal para la $probación de la $signatura. •
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El E*amen Ainal consiste en una prueba de conocimientos sobre el 2rograma $nalítico de la $signatura. Es (ral, individual y coloquial. La 9ota mínima de $probación es cuatro %:' y la má*ima diez %14'. "e puede 8endir el E*amen Ainal para su aprobación #asta un má*imo de cuatro veces, a partir de lo cual y si no es aprobado, el alumno debe recursar la $signatura.
El E*amen Ainal indica la $probación de la $signatura y #abilita para la inscripción y cursado de las correlativas inmediatas
RECURSOS DIDCTICOS A UTILIGAR COMO APOO A LA ENSEANGA.
M+()&+l d&d-(&-o. 1. "e dispone de te*tos, revistas, videos, equipamiento didáctico. 11
. "e #a elaborado apuntes sobre ciertos contenidos de la materia a los efectos de servir de guía en el proceso de aprendiza)e. 6. "e incentiva al estudiante a recurrir a catálogos e informaciones técnicas publicadas por fabricantes de productos, que se utilizan en los accionamientos eléctricos, y que están disponibles en la biblioteca.
R)-u'o' ()-0ol8/&-o'. 1. 2royector de transparencias y caón para presentaciones 2oKer 2oint. . "ofKare específico de arrancadores suaves, variadores de velocidad y 2L+. 6. +one*ión a Internet y computadoras para uso de estudiantes.
BIBLIO7RAFA
$nálisis de "istemas Eléctricos de 2otencia ?"tevenson +entrales Eléctricas +E$+ P Mosé 8amírez $o 1357 +ombustión y enerador de &apor P;ellor oodKin ? $o 13R/ Est. -ransformadoras y de
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