PROGRAMA DE ASIGNATURA: ANALISIS DE SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

PROGRAMA DE ASIGNATURA: ANALISIS DE SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

Unidad 3: “Cálculo de Flujos de Potencia” 3.1. Introducción 3.2. Problema básico 3.3. Modelación del SEP: Tipos de barras, elementos componentes 3.4. Planteamiento matemático para un SEP de n barras: Ecuaciones de barras y de flujos de potencia, potencia perdida en la transmisión, cálculo de las tensiones en las barras 3.5. Técnicas de Solución: Métodos de Gauss, Gauss-Seidel, Newton Raphson (Completo, desacoplado y desacoplado rápido) 3.6. Flujo de carga DC 3.7. Flujos de potencia en sistemas radiales: Modelación y Métodos de cálculo

I.- IDENTIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA Carreras Códigos

: Ing. Civil Eléctrica (3077) : IIE 518

Créditos: 3-2

II.- DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA Asignatura de formación profesional, cuyo objetivo general es estudiar y analizar el comportamiento de los sistemas eléctricos de potencia (SEP) en forma convencional y computacional, tanto en condiciones normales como anormales de operación. III.- RESULTADOS DE APRENDIZAJE Al finalizar el curso los alumnos serán capaces de: 1. Modelar el comportamiento de una línea de transmisión y de una máquina síncrona en Sistema Eléctrico de Potencia. 2. Analizar el comportamiento de un Sistema Eléctrico de Potencia en diferentes condiciones operación normal y anormal mediante programas computacionales. 3. Resolver problemas relacionados con el comportamiento de los Sistemas Eléctricos Potencia en condiciones permanentes 4. Resolver problemas relacionados con el comportamiento de los Sistemas Eléctricos Potencia en condiciones transitorias.

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IV.- RECURSOS METODOLÓGICOS Clases expositivas por parte del profesor utilizando medios audiovisuales, lo que se complementa con entrega de apuntes y guías de ejercicios, algunos de los cuales son desarrollados en clases y el resto a resolver por los alumnos en forma personal. En la parte práctica se desarrollan experiencias en el Laboratorio de Máquinas Eléctricas y se analiza el comportamiento de Sistemas Eléctricos de Potencia bajo diferentes condiciones de operación mediante el empleo de programas computacionales. V.- EVALUACION En la parte teórica, habrá dos pruebas parciales de igual ponderación (40% cada una) y tareas/trabajos/talleres con una ponderación del 20 %. Esta nota corresponderá al 50% de la nota final de la asignatura. En la parte práctica, habrá dos formas de evaluación. Para los temas 1 a 4 habrá dos notas por cada uno, según la siguiente ponderación: Prueba de entrada, 30 %; Informe final, 70 %. En los temas 5 a 8 sólo se considerará el informe final con una ponderación del 100 %. El Promedio de las notas de cada tema corresponderá al 50 % de la nota final de la asignatura. Para aprobar la asignatura, será necesario tener nota de aprobación (4,0) tanto en las partes teórica como práctica. VI.- CONTENIDOS a) Parte Teórica Unidad 1: “La máquina síncrona” 1.1. Generalidades: Representación esquemática, condiciones de puesta en paralelo, 1.2. Parámetros y Circuitos equivalentes 1.3. Ecuaciones de Potencia: a) Máquinas de rotor cilíndrico. Carta de Operación; b) Máquina de polos salientes. Unidad 2: “Regulación de Tensión” 2.1. Introducción: Clasificación, formas de regular las variaciones lentas 2.2. Regulación por inyección de Potencia Reactiva 2.3. Regulación mediante transformadores con cambios de derivaciones (TAP) 2.4. Uso combinado de inyección de potencia reactiva y cambio de TAP

Unidad 4: “Operación Económica de Sistemas de Potencia” 4.1. Introducción 4.2. Despacho Económico sin considerar las pérdidas 4.3. Despacho Económico considerando las pérdidas. Unidad 5: “Cálculo de Fallas” 5.1. Introducción: Fenómenos transitorios, clasificación 5.2. Cálculo de cortocircuitos: Objetivos, aproximaciones usuales 5.3. Cálculo de cortocircuitos trifásico simétricos: Generador en cortocircuito, potencia de cortocircuito, selección de interruptores, cortocircuitos trifásicos simétricos en un SEP (Métodos tradicional y general) 5.4. Cortocircuitos Asimétricos: Componentes simétricos, Circuitos equivalentes de secuencia de los componentes del SEP, cortocircuitos monofásico y bifásico. 5.5. Fases abiertas: Una y dos fases abiertas, impedancias serie desequilibradas. Unidad 6: “Estudios de Estabilidad” 6.1. Introducción 6.2. Estabilidad Transitoria: Objetivos, suposiciones básicas para estudios simplificados, ejemplo ilustrativo 6.3. Ecuación de oscilación de una máquina síncrona y de un sistema multimáquinas 6.4. Estudio de la ecuación de oscilación de un generador conectado a una barra infinita: Algunos métodos de solución de la ecuación, criterio de áreas iguales. 6.5. Reducción a un sistema simple: Máquinas en paralelo, constante de inercia equivalente, ecuación de oscilación de dos máquinas finitas 6.6. Factores que condicionan la estabilidad transitoria 6.7. Estabilidad estática o permanente b) Parte Práctica: Se desarrollarán los siguientes temas 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Generador Síncrono: Sincronización con la red eléctrica, obtención de curvas en V, operación bajo diferentes condiciones de carga. Compensador y Motor Síncrono: Operación sobre y subexcitado, características de potencia reactiva. Métodos de partida, curvas en V, operación en vacío y carga Línea de Distribución: Obtención de parámetros y estudio de la operación. Línea de Transmisión: Obtención de parámetros y estudio de la operación. Estudios de Flujos de Potencia de un SEP en operación normal y en Condiciones de Contingencia: Obtención de voltajes en las barras y flujos de potencia en las líneas Operación Económica de Sistemas de Potencia Cálculo de Fallas trifásicas simétricas y asimétricas en un SEP. Estudios de Estabilidad transitoria. VII.- BIBLIOGRAFIA

1. Villarroel M., Manuel “Análisis de Sistemas Eléctricos de Potencia” Publicación Dpto. de Ing. Eléctrica, Universidad de la Frontera, Temuco, 2014. 2. Grainger, John J.; Stevenson, William D. “Análisis de Sistemas de potencia”, Editorial McGrawHill, México, 1996. 3. Saadat, Hadi “Power system analysis” Editorial McGraw-Hill, 1999. 4. Gómez Expósito, Antonio “Sistemas eléctricos de potencia: Problemas y ejercicios resueltos”, Editorial Pearson Educación, Madrid, 2003. 5. Wood, Allen J., Bruce F. Wollenberg “Power generation, operation, and control” II Ed. Editorial John Wiley & Sons, New York, 1996.