8/19/2019 Generación y Transmisión de Energía Eléctrica

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 TEMA 6. Generación, Transmisión yDistribución de la Energía Eléctrica

INTRODUCCIÓN.La generación y transporte  de electricidad  esel conunto de instalaciones !ue se utili"an para trans#ormar otros tiposde energía en electricidad y transportarla $asta los lugares donde seconsume. La generación y transporte de energía en #orma deelectricidad tiene importantes %entaas económicas debido al costo porunidad generada. Las instalaciones eléctricas también permiten utili"arla energía $idroeléctrica a muc$a distancia del lugar donde se genera.Estas instalaciones suelen utili"ar corriente alterna, ya !ue es #&cilreducir o ele%ar el %oltae con trans#ormadores.

 De esta manera, cada parte del sistema puede #uncionar con el %oltaeapropiado. Las instalaciones eléctricas tienen seis elementos principales'

( La central eléctrica( Los trans#ormadores, !ue ele%an el %oltae de la energía eléctrica

generada a las altas tensiones utili"adas en las líneas detransporte

( Las líneas de transporte( Las subestaciones donde la se)al baa su %oltae para adecuarse a

las líneas de distribución( Las líneas de distribución( Los trans#ormadores !ue baan el %oltae al %alor utili"ado por los

consumidores.

6.1 Principios Básicos.

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El cómo se genera la electricidad para muc$a gente es un misterio.Dependiendo de la #uente de energía, se puede producir de una #ormasostenible utili"ando energías reno%ables, o contribuyendo alcalentamiento global si se $ace a tra%és de los combustibles #ósiles. A

continuación se dan unas nociones b&sicas para saber cómo se origina.En primer lugar, es #undamental conocer !ué es la electricidad.La electricidad se produce con laayuda de un enerador !uetrans"or#a la ener$a pri#aria  enener$a el%ctrica.

 +e pueden clasicar los tipos de energía seg-n la #orma de obtener esta

energía'

( &ner$a #ecánica' engloba a la energía $idr&ulica y la energíaeólica. En ambos casos, ya sea por la #uer"a del agua en los ríos opor la #uer"a del %iento respecti%amente, inician el mo%imiento dela turbina de un generador dando lugar a la producción deelectricidad. tras energías !ue también se est&n empe"ando autili"ar cada %e" m&s para generar electricidad son la energíaudimotri" o #uer"a de las olas, y laenergía mareomotri", !ue mue%e laturbina de un generador por el

mo%imiento de las mareas.

( &ner$a t%r#ica' #orman parte de este tipo la energía nuclear ylas energías termoeléctricas originadas por combustibles #ósiles/carbón, petróleo y gas0, o de energías reno%ables como es la

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energía solar termoeléctrica y la biomasa. En todos estos casos la#orma de obtener la energía es gracias al mo%imiento de lasturbinas de los generadores como resultado de la presión !ueeerce sobre ellas el agua calentada al e%aporarse.

( &ner$alu#$nica' sepuede utili"arla energíareno%able del

sol en #orma de energía solar#oto%oltaica. En este caso la lu" !ueincide en las placas #oto%oltaicasmue%e a los electrones !ue $ay en su interior dando como

resultado un campo eléctrico.

2na %e" !ue se genera la electricidad, ésta pasa a un trans#ormador !uecon%ierte la corriente de un cierto ni%el de tensión a otro. 3 por -ltimo, laelectricidad sale de las centrales de generación por los puntos dedistribución desde donde se transporta a los consumidores.+i nos damos cuenta, e4isten muc$as m&s #ormas en el planeta deobtener energía reno%able !ue no reno%able, solo $ay !ue apro%ec$arlasm&s de lo !ue $acemos.

Circuito &l%ctrico. El circuito el%ctrico es el recorrido preestablecido

por el !ue se despla"an las cargas eléctricas.

+e distinguen dos tipos de corrientes'

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Corriente continua' Es a!uella corriente en donde los electronescirculan en la misma cantidad y sentido,es decir, !ue uye en una mismadirección. +u polaridad es in%ariable y$ace !ue uya una corriente de amplitud

relati%amente constante a tra%és de unacarga. A este tipo de corriente se leconoce como corriente continua /cc0 ocorriente directa /cd0, y es generada poruna pila o batería. Este tipo de corrientees muy utili"ada en los aparatoselectrónicos port&tiles !ue re!uieren de un %oltae relati%amentepe!ue)o. Generalmente estos aparatos no pueden tener cambiosde polaridad, ya !ue puede acarrear da)os irre%ersibles en ele!uipo.

Corriente (lterna' La corriente alterna  es a!uella !ue circuladurante un tiempo en un sentido y después en sentido opuesto,%ol%iéndose a repetir el mismo proceso en #orma constante. +u polaridadse in%ierte periódicamente, $aciendo !ue la corriente uyaalternati%amente en una dirección y luego en la otra. +e conoce encastellano por la abre%iación 7A y en inglés por la de A7.

Este tipo de corriente puede ser generada porun alternador o dinamo, la cual con%ierten

energía mec&nica en eléctrica. El mecanismo!ue lo constituye es un elemento giratoriollamado rotor, accionado por una turbina elcual al girar en el interior de un campomagnético /masa0, induce en sus terminalesde salida un determinado %oltae. A este tipode corriente se le conoce como corrientealterna /a0.

Los eneradores el%ctricos

2n generador es una #á!uina el%ctrica rotati)a !ue trans#ormaenergía mec&nica  en energía eléctrica. Lo consigue gracias a lainteracción de los dos elementos principales !ue lo componen' la partemó%il llamada rotor, y la parte est&tica !ue se denomina est&tor.7uando un generador eléctrico est& en #uncionamiento, una de las dospartes genera un uo magnético /act-a como inductor0 para !ue elotro lo trans#orme en electricidad /act-a como inducido0.

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Los generadores eléctricos se di#erencian seg-n el tipo de corriente !ueproducen. Así, nos encontramos con dos grandes grupos de m&!uinaseléctricas rotati%as' los alternadores y las dinamos.Los alternadores  generan electricidad en corriente alterna. Elelemento inductor es el rotor y el inducido el est&tor. 2n eemplo son los

generadores de las centrales eléctricas, las cuales trans#orman laenergía mec&nica en eléctrica alterna.Las dina#os  generan electricidad en corriente continua. El elementoinductor es el est&tor y el inducido el rotor. 2n eemplo loencontraríamos en la lu" !ue tiene una bicicleta, la cual #unciona atra%és del pedaleo.

Imagen: Detalle de un generadoreléctrico

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6.1.1. Tipos de Plantas *eneradoras de &lectricidad

1.+idroel%ctrica'  la mas económica de todas9 a la larga, ya !uere!uiere una in%ersión inicial muy ele%ada.Es necesario !ue e4istan saltos de agua y ríos de gran capacidad parapoder construir una central de generación de este tipo.:7omo ;unciona< +e selecciona un lugar donde e4ista una cascada yentonces se almacena el agua en grandes lagos por medio de una

inmensa pared de concreto o represa y progresi%amente se %a deandopasar el agua $acia el otro e4tremo de la represa.El agua !ue se %a soltando se $ace c$ocar contra las aspas /&labes0 deuna inmensa turbina, !ue #orma parte del generador, para así mo%erla/entregarle energía mec&nica0 y éste a su %e" producir electricidad.

,.Ter#oel%ctrica' produciendo electricidad a partir de la combustiónde' Gas, =etróleo o 7arbón.En este caso se !uema el combustible para calentar grandes calderas deagua y producir %apor de agua, éste %apor a alta presión es disparadocontra las aspas /&labes0 de grandes generadores, mo%iéndolos yproduciendo la energía mec&nica necesaria para con%ertirlaposteriormente en energía eléctrica.

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-.Diesel'  En este caso se !uema combustible /gas, gasoil, gasolina,etc.0, para $acer #uncionar un motor de combustión interna /similar al decual!uier %e$ículo0. Este motor se conecta a un generador para mo%erloy entregarle la energía mec&nica necesaria para !ue producirelectricidad.

.Nuclear' En este caso se utili"a el poder caloríco de la #usión nuclearpara producir electricidad.

/. &0lica'  Es el %iento en este caso !uien mue%e las aspas de unaespecie de molino y estas mue%en /entregan energía mec&nica0 un

generador para producir electricidad.

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6.1., y 6.1.-. L$neas de Trans#ision y Distri2ucion

Denicion de lineas de transmisión y distribucion.Es el conunto de dispositi%os para transportar o guiar la energiaelectrica desde una #uente de generacion a los centros de consumo /lascargas0. 3 estos son utili"ados normalmente cuando no es costeableproducir la energia electrica en los centros de consumo o cuando a#ecta

el medio ambiente/%isual, acustico o sico0, buscando siemprema4imisar la eciencia, $aciendo las perdidas por calor o porradiaciones las mas pe!ue)as posibles.

 El sistema de energia electrico consta de %arioselementos escenciales para !ue realmente laenergia electrica tenga una utlidad en residencias,industrias, etc. Todo comien"a cuando en lasplantas generadoras de energia electrica de lascuales e4isten %arias #ormas de generar la energia/plantas geotermicas, nucleares, $idroelectricas,

termicas, etc0.Despues de ese proceso la energia creada se tiene!ue acondicionar de cierta manera para !ue en sutransportacion a los centros de consumo se tengael minimo de perdidas de esa energia, y para eso esta el proceso deele%acion de %oltae.

(l transi#itir la energia se tiene alta tension o %oltae y menoscorriente para !ue e4istan menores perdidas en el conductor, ya !ue laresistencia %aria con respecto ala longitud, y como estas lineas sondemasiado largas las perdidas de electricidad por calentamiento serian

muy grandes.Esa electricidad llega a los centros de distribucion el cual estos yaen%ian la electricidad a los centros de consumo, donde estos recibenelectricidad ya acondicionada de acuerdo a sus instalaciones ya sean1134 1,54 ,,3 )4 etc.

(T&RI(L& UTILI7(DO &N L( LIN&( D& TR(NIION 8DITRIBUCION

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Materiales utili"ados en lineas de transmision.E4isten %arios materiales !ue son utili"ados en las lineas detransmission, esto de acuerdo a las necesidades de la linea. =or eemploel cobre duro es utili"ado en las lineas aereas donde se re!uiere mas

propiedades mecanicas de tension ya !ue si se pone cobre sua%e lalinea tendera a pandearse debido a la gra%edad y a su propio peso. 3 enlineas subterraneas se utili"a el cobre sua%e, debido a !ue si utili"amosel cobre duro le !uitaría la e4ibilidad, !ue estas re!uieren para suinstalación y maneo.

2sos de los materiales en la transmission y distribucion de energiaelectrica.

COORDIN(CION D&L (IL(I&NTO &N L( L9N&( D&TR(NIION.

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El procedimiento de coordinación de aislamiento de una línea debee#ectuarse considerando los %oltaes !ue pueden aparecer como son lostransitorios en el sistema eléctrico al !ue est& conectada.El concepto coordinación de aislamiento, es el balance entre los

es#uer"os eléctricos sobre el aislamiento, !ue son los sobre%oltaes pordescargas o maniobras así como otras sobretensiones temporales comoinducciones o contactos accidentales con otras líneas y el propio %oltae!ue soporta el aislamiento por su dise)o. =ara los propósitos decoordinación de aislamiento la especicación 7;EC LBBBBCB6, clasica laslíneas de subtransmisión por sus %oltaes m&4imos de dise)o en lacategoría y de acuerdo a la e4periencia propia de 7.;.E., se dene !uelas sobretensiones !ue m&s a#ectan a éstos %oltaes son las de origenpor descargas atmos#éricas, despreciando los de maniobras.

=ara reducir el n-mero de salidas por esta causa, deben ser obser%ados

ciertos par&metros y muy particularmente se tienen !ue controlar lossiguientes'• La longitud de la cadena de aisladores• El &ngulo de blindae, %ericando el dise)o de las estructuras.• El sistema de cone4ión a tierra

=ara entender la coordinación de aislamiento, es necesario establecer elconcepto de Tension Crtica de Flame (TCF), el cual se obtiene de lacur%a de probabilidades de ameo, la TCF se determina con pruebas deaplicación de %oltaes y corresponde a a!uel %oltae con el cual elaislamiento soporta con un 8B de probabilidad, el producirrompimiento de su dieléctrico. A partir de este concepto se dene el

Nivel Bsic de Aislamient al Impuls pr Ray (NBAI) , como el%oltae en !ue se espera un @B de probabilidad de ameo,considerando una des%iación est&ndar del 1 , con lo !ue resulta lae4presión'NB(I : 34;61TC<

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<I*UR( =.., +U&D(D (BOLUT( D&L (IR& &N <UNCIÓN D&

L( T&P&R(TUR( D& BULBO &CO4 BULBO +>&DO 8 D& L(+U&D(D R&L(TI?( &N PORCI&NTO

CONCLUIÓN.

7reo !ue después de $aber anali"ado por completo este trabao@*eneraci0n4 Trans#isi0n y Distri2uci0n de la &ner$a &l%ctrica@es posible darse cuenta !ue la energía es sumamente importante para la$umanidad y !ue, tomando en cuenta los riesgos y problemas !uetenemos en la actualidad por la #alta de aguas llu%ias, a-n no tomamos

conciencia de las gra%es consecuencias !ue nos puede traer y !ue eluso indebido, prolongado e irracional de algunos arte#actos eléctricos nocontribuyen al a$orro de energía.

La energía eléctrica tiene una gran importancia en el desarrollo de lasociedad, su uso $ace posible la automati"ación de la producción  !ueaumenta la producti%idad y meora las condiciones de %ida del $ombre.

 También, aun!ue no #ue tema del trabao, es necesario a$orrarelectricidad, por!ue a$orrando esta se a$orra petróleo y di%isas !ue sepueden in%ertir en otras ramas de la economía, la educación, la

in%estigación o la cultura.Fuestro país no solo se preocupa por la situación !ue tiene el petróleoen el planeta, sino por!ue somos un país subdesarrollado y aun!uetenemos yacimientos de este recurso, los ni%eles de e4tracción a-n nosatis#acen el consumo nacional, por ello nos %emos en la necesidad dein%ertir gran cantidad de di%isa para comprarlo.

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BIBLIO*R(<9(.

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Generación de Energíattp'tenery.co#aco#oEseEeneraElaEelectricidadE6667ircuito Eléctricottp'.!ui#icae2.netrupoFtra2aGoF"y!-te#a=indeH=.t#Generador Eléctricottp'.endesaeduca.co#&ndesaFeducarecursosEinteracti)osconceptosE2asicos).E"unciona#entoE2asicoEdeEeneradores L$neas de Trans#isi0n y Distri2uci0n.

ttp'.#e.uanl.#HJo#eKaproLTDLTD.pd" 

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