UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
SÍLABO I. DATOS GENERALES: 1.1 Nombre de la Asignatura 1.2 Código 1.3 Ciclo 1.4 Régimen 1.5 Duración 1.6 Créditos 1.7 Horas 1.8 Pre-Requisito 1.9 Año Académico 2.0 Profesor
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CENTRALES ELÉCTRICAS I E50910 IX Obligatorio 17 Semanas 04 Teoría: 2 Práctica: 03 E20608 – E50803 2010-B Ing. CASTRO CARRANZA, Florencio Heyner
II. SUMILLA: Generalidades, fuentes de energía, estadística eléctrica del país, clasificación de las centrales eléctricas, tipos de diagramas de carga, planteamiento del proyecto de centrales eléctricas, costo de producción de la energía eléctrica, centrales hidráulicas, terminología, elementos de una central hidráulica, dispositivos de cierre y seguridad, turbinas hidráulicas, centrales térmicas, tipos: A vapor, a gas, Diesel. III. OBJETIVOS GENERALES: Brindar a los estudiantes los conceptos sobre las características de las diferentes tecnologías de producción de energía eléctrica, de tal forma que al final de la asignatura el alumno pueda seleccionar con criterio técnico el equipamiento básico y complementario de una Central; igualmente podrá elaborar un proyecto de una Central Eléctrica, realizando los estudios de prefactibilidad técnica, económica y ambiental. IV. METODOLOGIA: Exposiciones orales con ayuda de cuadros sinópticos, datos estadísticos, curvas características, gráficos, tablas, revistas y manuales especializados, etc., desarrollándose diversos problemas de aplicación e incidiendo en el aspecto económico en cuanto a alternativas de factibilidad y ejecución de un proyecto. Se emplearán ayudas visuales con retroproyector de transparencias y televisión VHS. Se completarán los conceptos teóricos con visitas guiadas a una Central Hidroeléctrica y a una Central Térmica, explicando en el sitio el funcionamiento de los diferentes equipos que conforman la Planta de Fuerza. V. EVALUACION: Se tomarán dos exámenes parciales , de los cuales uno de ellos se podrá sustituir. Además cada alumno deberá presentar un Trabajo Monográfico que deberá ser sustentado. NF = (E1 + E2 + TM)/3 VI. CONTENIDO ANALITICO CALENDARIZADO: Primera Semana.- SISTEMA ENERGETICO DE LA TIERRA: Energía. Fuentes primarias y secundarias de energía. Formas de transformación de la energía. Recursos renovables y no renovables. Ventajas y desventajas de los aprovechamientos convencionales y no convencionales. El Sol. Fuentes no solares. Fuentes principales de energía en la Tierra. Analogía energética entre máquinas y humanos. Consideraciones ambientales en la operación de Centrales Eléctricas. Estudios de Impacto Ambiental (EIA) y Programas de Adecuación al Ambiente (PAMAs). Peligrosidad potencial de cada una de las Centrales Eléctricas. Segunda Semana.- EL SECTOR ELECTRICO EN EL PERU: Antecedentes. Marco Legal Actual. Ley de Concesiones Eléctricas y su Reglamento. Oferta y Demanda de energía eléctrica en el Perú. El Sistema Interconectado Centro Norte del Perú. El Sistema Interconectado del Sur del Perú. La privatización de las empresas de electricidad del País. Poder calorífico de los combustibles fósiles y físiles. Repaso del funcionamiento de las plantas a vapor, gas y diesel. Comparación técnico – económica entre estos tipos de Centrales. Centrales de Ciclo Combinado. Caso particular de las Centrales Nucleares. El Gas de Camisea y su importancia en el desarrollo integral del País. Perspectivas de la energía termoeléctrica en el Perú. Tercera Semana.- CLASIFICACION GENERAL DE LAS CENTRALES ELECTRICAS: Formas de conversión de la energía. Motores primos que usan fuentes naturales de energía. Vida útil de los equipamientos electromecánicos. Costos específicos de las Centrales Eléctricas. Costos Fijos: operación, mantenimiento, depreciación e intereses de capital. Costos Variables: combustibles. Centrales hidroeléctricas de regulación y de pasada. Determinación de las magnitudes fundamentales de un Proyecto Hidroeléctrico. Deducción de las fórmulas de potencia y energía en función del salto y caudal. Centrales Eléctricas no convencionales. Cuarta Semana.- DESPACHO DE CARGA: Diagrama de Carga. Centrales de Base, Media Base y Punta. Factor de carga, Factor de planta, Tiempo real de operación. Potencia media. Potencia instalada. Potencia efectiva. Transformación de Potencia y Energía. Influencia del factor de carga en el precio de la energía producida. Precio del Kwh. en horas punta y horas fuera de punta. Ubicación de las Centrales Eléctricas en el Diagrama de Carga de acuerdo a sus características principales. Técnicas de ahorro de energía. Quinta Semana.- HIDROLOGIA DESCRIPTIVA: El ciclo hidrológico. La cuenca fluvial. Superficies colectoras. La atmósfera. La temperatura. La radiación solar. La humedad atmosférica. Los vientos y el ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
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clima. Precipitación. Medición de la precipitación. Pluviómetros. Infiltración. Evaporación. Rendimiento y balance hidrológico de una cuenca. Regulaciones anuales (lagunas, presas, reservorios, semanales y diarias, cámaras de carga). Aforo de canales. Vertederos. Disoluciones salinas. Molinete hidráulico. Curvas de concentración y duración de caudales. Tiempos de avenida y estiaje. Potencial hídrico del País. Sexta Semana.- SISTEMA HIDRAULICO DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA: Presas. Presas de gravedad y de arco. Presas de tierra. Filtraciones. Obras de captación (Tomas). Compuertas de presa y regulación. Rejas gruesas y finas. Rastrillos mecánicos. Limnígrafo. Desarenadores y desripiadores. Velocidad del agua. Medida de los sedimentos. Máxima concentración de sólidos permisibles. Canales y/o Túneles de aducción. Revestimiento y pendiente. Pérdidas. Coeficiente de fricción. Cámara de carga. Nivel límite de operación. Dispositivos de alarma y desenganche. Regulación del caudal. Chimenea de equilibrio. Séptima Semana.- SISTEMAS HIDRAULICOS DE REGULACION: Vasos de almacenamiento. Rendimiento del almacenamiento. Determinación del volumen de regulación diaria para afrontar las puntas del diagrama de carga en el estiaje. Ubicación del pico en el diagrama de carga. Simulación de diagramas de carga uniformes para comparar la potencia media de la demanda con la potencia que puede generar la hidroeléctrica en el estiaje. Límites de caudal para fijar las necesidades de regulación diarias y semanales. Reducción de la demanda los Sábados y Domingos para proveer la regulación semanal. Comparación económica con una planta a gas para cubrir las puntas del diagrama de carga. Octava Semana.- EXAMEN PARCIAL Novena Semana.- CONDUCTOS A PRESION: Tuberías Forzadas. Llenado y vaciado. Materiales usados. Características físicas. Esfuerzos a que está sometida. Cálculo del espesor y diámetro óptimo. Golpe de Ariete. Formas de eliminarlo. Tiempos de cierre y apertura de los órganos de regulación de la turbina. Fórmulas de Joukowsky, Teoría de Allievi. Pinturas protectoras contra la corrosión. Dispositivos de cierre y de seguridad. Accesorios. Válvulas de vaciado. Tubos de Aireación. Válvulas By-pass, mariposa y esférica. Pasos de hombre. Reductores de presión. Manómetros. Décima Semana.- MAQUINARIA HIDRAULICA: Turbinas de acción y reacción. Pelton: Toberas. Anillos. Puntas de aguja. Varillaje. Número de introductores. Disposición horizontal y vertical. Materiales empleados. Tiempos de actuación de cierre y apertura del introductor y del deflector. Francis: Tiempos de actuación de cierre y apertura de las paletas directrices y del descargador síncrono. Difusores. Bieletas de rotura. Grados de reacción. Número específico de revoluciones. Selección de turbinas. Velocidad nominal y velocidad de embalamiento. Dispositivo centrifugo de protección contra el embalamiento. Mantenimiento. Décima Primera Semana.- MAQUINARIA ELECTRICA: Prueba de circuito abierto, de cortocircuito y de corriente continua para determinar los parámetros de un alternador. Excitación primaria y secundaria. Anillos colectores, carbones. Regulación de la tensión. Pérdidas y rendimiento. Sistemas de enfriamiento. Paralelo de alternadores. Determinación de la tensión de cortocircuito en transformadores de potencia. Sistemas de enfriamiento. Protección básica. Sincronismo. Mantenimiento. Décima Segunda Semana.- CONEXIÓN DE CENTRALES ELECTRICAS: Reguladores de velocidad y de tensión. Estatismo de las máquinas primas y de los reguladores de tensión. Variación del estatismo. Conexión en paralelo de las Centrales Eléctricas. Reparto de la carga activa y reactiva. Sistemas de barras colectoras. Subsistemas de transmisión. Líneas de transmisión. Sistemas interconectados. Perturbaciones en las redes eléctricas. Décima Tercera Semana.- DIAGRAMAS ELECTRICOS Y SERVICIOS AUXILIARES: Lectura e interpretación de planos eléctricos. Representación normalizada de los servicios eléctricos. Diagrama unifilar de un Sistema Eléctrico. Conexión y desconexión de líneas de alta tensión. Pruebas con la resistencia líquida. Pruebas en sistemas independientes. Cambio de sistema de barras. Barra de servicios internos y servicios propios. Importancia de la confiabilidad de este servicio. Alumbrado a cargas especiales. Cambio de los servicios auxiliares de una fuente a otra. Sistema de agua de refrigeración. Sistema de corriente continua para los circuitos de mando, protección y alarma. Sistemas de comunicación. Décima Cuarta Semana.- PEQUEÑAS CENTRALES HIDROELÉCTRICAS EN LA ELECTRIFICACION RURAL: Coeficiente de Electrificación. Consumo per cápita. El problema de la electrificación rural en el Perú. Determinación del recurso. Canales a pelo libre. Desarenadores. Cámaras de Carga. Tuberías de PVC. Plantas de fuerza. Programas sociales. La incentivación del consumo y fuentes de trabajo. Décima Quinta Semana.- LA SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE: Ley de Seguridad e Higiene Ocupacional en el Subsector Eléctrico. Modelo de Causalidad de Pérdidas. Accidentes y Cuasi-Accidentes. Triángulo de F. Bird. Observaciones e Inspecciones Planeadas. Reglamento de protección ambiental en las actividades eléctricas. Programas de monitoreo. Estudios de Impacto Ambiental. Décima Sexta Semana.- EXAMEN FINAL Décima Séptima Semana.- EXAMEN SUSTITUTORIO VII. BIBLIOGRAFIA DIVERSOS ARTICULOS PRESENTADOS EN LOS CONGRESOS INTERNACIONALES DE LA CIER, UPADI, CONIMERA, APEMAN: REYNALDO VILLANUEVA URE, PERU 1992 A 1999. DIVERSAS TESIS DE LA FIM Y DE LA FIEE DE LA UNI SOBRE ASPECTOS DE CENTRALES ELECTRICAS: PERU 1992 A 2002. GUIAS DE OPERACIÓN DE CENTRALES HIDRAULICAS Y CENTRALES TERMICAS: INSTITUTO PARA LA CONSERVACION DEL MEDIO AMBIENTE, PERU 1996. GUIAS PARA LA ELABORACION DE GRANDES, MEDIANAS Y PEQUEÑAS CENTRALES HIDROELECTRICAS: TSUGUO NOZAKI, PERU 1988. CENTRALES ELECTRICAS (TOMOS I Y II): GILBERTO HENRIQUEZ HARPER – EDITORIAL LIMUSA, MEXICO 1988. CENTRALES ELECTRICAS: EDUARDO SANTOS POTESS – EDITORIAL GUSTAVO GILI, ESPAÑA 1980. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
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PLANTAS ELECTRICAS, TEORIA Y PROYECTOS: CARLOS LUCA – EDITORIAL LIMUSA, MEXICO 1980. CENTRALES Y REDES ELECTRICAS: BUCCHOLD Y HAPPOLDT – EDITORIAL LABOR, ESPAÑA 1980. CENTRALES HIDROELECTRICAS: GAUDENCIO ZOPPETTI JÚDEZ – EDITORIAL GUSTAVO GILI, ESPAÑA 1980.
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