Conceptos Fundamentales De La Ingeniería De Los Sistemas De Potencia

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Conceptos Fundamentales de la Ingeniería de los
Sistemas de Potencia
El ingeniero de comunicaciones eléctricas usa como medio la electricidad con el propósito de transmitir datos y mensajes, o, en general, información. Las extensas redes de comunicación de información que hoy cubren nuestra nación y el mundo se diseñan para cumplir ciertos criterios mínimos con respecto a:
1.Capacidad de transmisión de información
2. Calidad de transmisión
3. Confiabilidad
4. Economía.
Los sistemas de transmisión de energía eléctrica se diseñan para cumplir ciertos requerimientos mínimos con respecto a:
1. capacidad de transmisión de energía.
2. calidad de transmisión.
3. confiabilidad
4. Economía
Obviamente, hay muchas semejanzas superficiales entre laingeniería de los sistemas de transmisión de comunicación y la ingeniería de los sistemas de transmisión de potencia; sin embargo, son sólo superficiales, y cualquier intento de trazar paralelos útiles entre las dos generalmente fallan. Esto se debe a las extensas diferencias entre mercancías implicadas, información y energía. El concepto de información es vago y difícil de definir. La energía, por elcontrario, es un concepto físico bien definido y bien aceptado. Con mayor certeza, el lector ya está más acostumbrado a los aspectos más elementales de la ingeniería eléctrica, sus varias formas, los factores que afectan su magnitud, etcétera. Como estará sujeta a nuestra continua atención en toda la extensión del libro, puede ser apropiado revisar, en este punto, algunas de sus característicasbásicas.
Primero, señalemos que, por varias razones, encontraremos conveniente la mayoría de las veces volver nuestra atención no a la energía w misma, sino a su ritmo en el tiempo, o potencia, p. Por definición tenemos
p ≜ dwdt W (2-1)
Setienen que decir unas pocas palabras sobre nuestra elección de notación. En todas las ocasiones usamos símbolos minúsculos para indicar los valores instantáneos o las funciones del tiempo. Por lo tanto el símbolo p indica la magnitud de la potencia eléctrica en el instante de operación t, y por lo tanto, se debe simbolizar en sentido estricto como p t. Sin embargo, muchas veces preferiremosel símbolo más corto p.
[Excepto por los símbolos que representan los vectores campo eléctrico y campo magnético, caso en el cual no sería práctico diferir de la práctica bien establecida de usar símbolos en letra mayúscula].
De la Ecuación (2-1) obtenemos por integración
w = t0tp dt W⋅s (ó J)(2-2)
Observe que w dependerá del tiempo inicial arbitrariamente elegido t0 . este no es el caso con la potencia, y constituye la razón básica por la cual preferimos su uso.
Las unidades para energía eléctrica y potencia eléctrica en el sistema mks (al cual nos adherimos en este libro) son el Vatiosegundo (Ws) y el Vatio, respectivamente.
[El sistema mksevolucionó hacia el sistema mksAc (metro kilogramo segundo Amperio Candela) y hacia el Sistema Internacional (Sistème Internationale, SI). El Vatio segundo pasó a llamarse Joule (J)].
Estas unidades son muy pequeñas y se prefieren las unidades más prácticas kilovatio (kW), megavatio (MW), Gigavatio (GW), y kilovatio-hora (kWh). Las constantes de conversión son como sigue:
1 GW = 103 MW= 106 kW = 109 W.
1 kWh = 3.6 × 106 J.
2-1 LA FÓRMULA FUNDAMENTAL PARA LA POTENCIA –
ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA.
Toda la tecnología de la Ingeniería de los Sistemas de Potencia se basa en la realidad física que es posible transformar las formas de energía “crudas” que están disponibles en la naturaleza, en la forma eléctrica, transmitir esta forma eléctrica de la...