Electricidad

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UNIDAD 1

Descripción del Sistema Eléctrico de Potencia 
1 Plantas generadoras

A

partir del siglo XIX se desarrollaron los conocimientos científicos de la electricidad y magnetismo, desde entonces se realizan las primeras aplicaciones industriales que han tenido una repercusión muy importante en la forma de vida moderna. El Ingeniero Operador está interesado en diversas condicionesde operación del SEP, lo que requiere que esté familiarizado con sus elementos principales. El propósito de ésta Unidad es estudiar el equipo eléctrico que conforma un SEP e introducir la teoría de operación de cada elemento basada en la electricidad y magnetismo. La presente Unidad introduce a las unidades consecuentes donde se describirá a detalle cada equipo. La operación de los SEP modernos sefundamenta en la representación en diagramas eléctricos. Así que la Unidad está estructurada de la manera siguiente: El Capítulo 1 suministra las características del Generador Eléctrico. Después se describe el equipo eléctrico que opera en el área de transmisión, el Capítulo 2 contiene al transformador y el Capítulo 3 describe a las líneas de transmisión. A la Subestación junto con surepresentación y sus tipos de arreglos se describirán en el Capítulo 4. Y el Capítulo 5 y 6 describen las Redes de Distribución y Troncales de Subárea, respectivamente.

Cuando decimos “generar” energía eléctrica, significa que convertimos energía a su forma eléctrica. Las formas de energía disponibles en la naturaleza son diversas incluyendo: • • • • • • • • Radiante Eléctrico Térmica Cinética PotencialNuclear Eléctrica Química

Debido a la abundancia de energía primaria, se cuenta con diversos tipos de conversores de energía. Actualmente, se hace hincapié al uso de energía renovables, sin embargo, la energía que se suministra al Sistema Eléctrico Nacional sigue siendo en su mayoría convertida en plantas de generación convencionales; es decir, termoeléctricas e hidroeléctricas, principalmente.Desde el punto de vista eléctrico, el elemento más importante de estos centros de conversión es el Generador. Debido a sus funciones, la unidad de generación es un sistema con muchas variables de estado y dinámica compleja, incluyendo varios tipos de no linealidades, límites y saturaciones inherentes de sus componentes. Según se muestra en la figura siguiente, el Generador eléctrico junto condispositivos de control y regulación permite tener un control adecuado en el Sistema.

Figura 1.1 Sistema electrico de potencia

Figura 1.2 Esquema de unidad de generacion

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DESCRIPCIÓN DEL SEP

La unidad generadora es el elemento principal de los SEP que suministra la potencia y controla la tensión. A través del sistema de transmisión el control de voltaje es apoyado por bancos decapacitores o inductores, transformadores o dispositivos de electrónica de potencia.

Puesto que el rotor está sujeto a campos magnéticos variables, se construye con láminas delgadas agrupadas para reducir las pérdidas por corrientes parasitas.

1.2 Clasificación Los generadores eléctricos se clasifican en generadores síncronos y en generadores asíncronos o de inducción. Esto debido a que elgenerador síncrono debe girar a una velocidad fija y el de inducción no; que se ajusta con la potencia o torque mecánico aplicado.

1.1 Principio de operación El generador Eléctrico es el elemento para la conversión de energía mecánica a energía eléctrica. El funcionamiento de los generadores eléctricos se basa en el principio descubierto por Faraday, según el cual se induce una fuerza electromotriz enun conductor que se mueve con respecto a un campo magnético constante. La fuerza electromotriz inducida e se determina con la expresión siguiente:
e = Blv

(1.1)

Donde B es la densidad de flujo del campo magnético, l es la longitud del conductor y v la velocidad relativa del conductor con respecto al campo magnético, en una dirección perpendicular a la dirección del campo y del conductor....