SISTEMAS ELECTRICOS INDUSTRIALES ________________________________________ ______________________ __________________ OBJETIVO DE LA MATERIA Analizar estudios de flujos, estudios de corto circuito y estudios de estabilida d transitoria para comprender la operación de sistemas eléctricos. Diseñar la protección de sistemas eléctricos industriales. Evaluar los efectos que tiene la distorsión ar mónica en los sistemas eléctricos industriales y diseñar esquemas de corrección para cum plimiento con el estándar IEEE-519. TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO 0. Repa Repaso so de conc concep epto tos s bási básico cos s de Sist Sistem emas as Eléc Eléctr tric icos os (Aut (Autoe oest stud udio io) ) 0.1 Valores RMS y Cálculo de potencia (instantánea, real, reactiva, aparente,complej a) 0.2 Sistemas trifásicos 0.3 Modelación de elementos (transformadores, generadores, carga, líneas) 0.4 Sistema por unidad 1. Estudios de Flujos 1.1. El problema de flujos de potencia 1.2. Métodos para solución de flujos de potencia 1.2.1. Gauss-Seidel 1.2.2. Newton-Raphson 1.2.3. Desacoplado 1.3. Inclusión de transformadores regulantes 1.4. Solución de casos de estudio 2. Fallas simétricas 2.1. Transitorios en el circuito RL serie. 2.2. Corriente de falla de una máquina eléctrica. 2.3. Voltajes internos de máquinas con carga bajo condiciones de falla. 2.4. Análisis de fallas usando la matriz de impedancia nodal. 2.5. Análisis de fallas empleando circuitos equivalentes. 2.6. La selección de protecciones. 2.7. Solución de casos de estudio 3. Fallas asimétricas 3.1. Componentes simétricas 3.2. Redes de secuencia 3.3. Fallas asimétricas 3.3.1. Falla de línea a tierra 3.3.2. Falla entre dos líneas 3.3.3. Fallas de conductores abiertos 4. Estabilidad Transitoria 4.1. Definición del problema de estabilidad transitoria 4.2. Ecuaciones que describene l problema de estabilidad transitoria 4.3. El criterio de las áreas iguales 5. Coordinación de protecciones 5.1. Tipos de protecciones 5.2. Curvas de interruptores 5.3. Ajustes de interruptores 5.4. Capacidad interruptiva 5.5. Casos de estudio 6. Armónicas en Sistemas Eléctricos Industriales 6.1. Definiciones 6.1.1. Series de Fourier 6.1.2. Transformada rápida de Fourier 6.1.3. Conceptos de distorsión armónica
6.2. Fuentes de armónicas 6.2.1. Cargas no lineales 6.2.2. Armónicas características y no características 6.3. Reducción de armónicas 6.3.1. Conexiones de transformadores 6.3.2. Filtros pasivos y corrección de factor de potencia en presencia de armónicas 6.4. Estándar IEEE-519 6.5. Casos de estudio OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJE POR TEMA 1. Estudios de Flujos 1.1. Comprender el problema de flujos de potencia 1.2. Desarrollar las ecuaciones de los siguientes métodos para solución de flujos de potencia: Gauss-Seidel, Newton-Raphson, Desacoplado 1.3. Resolver casos de estudio 2. Fallas simétricas 2.1. Analizar y resolver la ecuación diferencial para encontrar la respuesta trans itoria en el circuito RL serie. 2.2. Analizar el comportamiento de un generador sincrónico bajo condiciones de fal la. 2.3. Analizar fallas en redes eléctricas utilizando la matriz de impedancia nodal. 2.4. Diseñar la coordinación de protecciones de una instalación eléctrica industrial. 2.5. Resolver casos de estudio 3. Fallas asimétricas 3.1. Sintetizar un conjunto de señales desbalanceadas en sus componentes simétricas 3.2. Descomponer una red eléctrica en redes de secuencia 3.3. Analizar las siguientes fallas asimétricas en redes eléctricas: 3.3.1. Falla de línea a tierra 3.3.2. Falla entre dos líneas 3.3.3. Fallas de conductores abiertos 4. Estabilidad Transitoria 4.1. Definir eel problema de estabilidad transitoria 4.2. Derivar las ecuaciones que describen el problema de estabilidad transitoria 4.3. Aplicar el criterio de las áreas iguales para evaluar la estabilidad transito ria de dos máquinas sincrónicas interconectadas 5. Coordinación de protecciones 5.1. Conocer los tipos de protecciones 5.2. Analizar las curvas de corriente contra tiempo de interruptores 5.3. Diseñar los ajustes de interruptores 5.4. Seleccionar la capacidad interruptiva de protecciones de instalaciones indu striales 5.5. Resolver casos de estudio 6. Armónicas en Sistemas Eléctricos Industriales 6.1. Definir Series de Fourier, Transformada rápida de Fourier y conceptos de dist orsión armónica 6.2. Conocer las fuentes de armónicas comunes y las armónicas características y no car acterísticas de cada tipo de carga no lineal 6.3. Evaluar la metodología a utilizar para reducción de armónicas 6.4. Comprender el estándar IEEE-519 6.5. Resolver casos de estudio METOLOGÍA SUGERIDA Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Exposición deductiva de los temas por parte del maestro, aplicación del tema expuest o en problemas como los del libro de texto y asignación de tareas y proyectos tamb ién similares a los del libro de texto. Las unidades de laboratorio se destinarán a la exposición y asesoría en el estudios de
casos y simulaciones en paquetes computacionales. En las unidades restantes, se realizarán tareas, actividades de búsqueda bibliográfica y reportes de los resultados y se estudiarán el libro de texto y de consulta. Es recomendable asignar de uno a tres subtemas de autoestudio. TIEMPO ESTIMADO POR TEMA TEMA horas 1. Estudios de Flujos 8 2. Fallas simétricas 8 3. Fallas asimétricas 8 4. Estabilidad transitoria 4 5. Coordinación de protecciones 6 6. Armónicas en sistemas eléctricos industriales 8 Exámenes parciales y solución 6 TOTAL 48 LIBRO DE TEXTO: Power System Analysis and Design Autores:J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma Brooks/Cole 2002 LIBROS DE CONSULTA John J. Grainger, William D. Stevenson, Power System Analysis," 1994, McGraw-Hil l. ISBN 0-07-061293-5. Stepen J. Chapman, Electric Machinery and Power System Fundamentals,, 2002, McGraw -Hill. ISBN 0-07-229135-4. Arthur R. Bergen, Power Systems Analysis," 1986, PrenticeHall, ISBN: 0-13-6878644. Engineering Dependable Protection For An Electrical Distribution System, EDP Ser ies (1, 2 & 3), Cooper Bussmann Publications and Articles. http://www.bussmann.co m/apen/pubs/ Bussmann® Electrical Protection Handbook, Cooper Bussmann Publications and Articles. http://www.bussmann.com/apen/pubs/ Armando Llamas, Salvador Acevedo, Jesús Baez, Jorge de los Reyes, Armónicas en Sistem as Eléctricos Industriales, 2002. SOFTWARE DE APOYO Matlab, Powerworld, ETAP, SKM, Excel
