UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: E1401
Técnicas de Alta Tensión
Última Actualización de la Asignatura: 18/03/2018

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03023 - Ingeniería Electricista 2018 Optativa
Totales: 0
Clases: 0
Evaluaciones: 0
5to Desde el 10º  info
-

CORRELATIVIDADES

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Electricista - Plan 2018
PARA PROMOCIONAR
(E1242) Diseño De Líneas De Transmisión y Estaciones Transformadoras
(M1001) Inglés

INFORMACIÓN GENERAL 

Datos Generales

Área: Sin Area

Departamento: Electrotecnia

Tipificación: Tecnologicas Aplicadas (TA)

Ingeniería Electricista - 2018 plegar-desplegar

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 80hs SEMANALES: 5 hs
TEORÍA
32.0 hs
PRÁCTICA
48.0 hs
TEORÍA
2 hs
PRÁCTICA
3 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
0.0 hs
Resol. de Problemas abiertos
0.0 hs
Proyecto y Diseño
0.0 hs
PPS
0.0 hs

TOTAL COMPUTABLES HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)

80.0 hs


0.0 hs


PLANTEL DOCENTE

Profesor Asociado -  
Ing.Alvarez, Raúl Emilio

Jefe de Trabajos Prácticos -  
Ing.Catalano, Leonardo Javier

OBJETIVOS

El estudiante adquirirá conocimientos relacionados con los fundamentos de la técnica de alta tensión, temática de fundamental relevancia para la comprensión y manejo de conceptos para el diseño y prueba de materiales y equipos. Se abordan los conceptos de campos electromagnéticos estudiados precedentemente aplicados al análisis de los fenómenos y exigencias en aislantes y sus ensayos de comprobación. Al cabo del curso, el estudiante dispondrá de herramientas para el diseño, la implementación y validación de sistemas aislantes para alta tensión. A su vez, se dispondrá de la capacidad para realizar o supervisar ensayos dieléctricos en los laboratorios de alta tensión.

PROGRAMA SINTÉTICO

1. Introducción a la Técnica de Alta Tensión. Fundamentos, seguridad y aplicación. Tensiones y sobretensiones: tipos y características. 2. Generación de Altas Tensiones. Formas de onda normalizadas. Diseño de circuitos para la generación. Mediciones y trazabilidad. 3. Cálculo de campos eléctricos. Ecuaciones fundamentales. Cálculo analítico y métodos de resolución numéricos (MEF). 4. Aislantes empleados en la alta tensión y teoría de descarga. 5. Ensayos de alta tensión en laboratorio. Clasificación, normalización y criterios de evaluación y aceptación.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 15/08/2017 - Actualidad

Sección Temática N°1:
Fundamentos e importancia de la Técnica de Alta Tensión en el diseño, operación y mantenimiento de equipamiento eléctrico. Esfuerzos eléctricos aplicados sobre equipamiento eléctrico. Origen de las sobretensiones en sistemas eléctricos, clasificaciones e incidencia sobre el aislamiento. Coordinación del aislamiento. Seguridad eléctrica en la operación y mantenimiento de equipos eléctricos: fundamentos y aspectos regulatorios.
Sección Temática N°2:
Generación de Altas Tensiones. Impulsos de alta tensión. Formas de onda normalizadas. Diseño de circuitos para la generación de impulsos de alta tensión. Generadores de etapas múltiples. Medición de impulsos de alta tensión. Impulsos de alta corriente. Formas de onda normalizadas. Diseño de circuitos para generación de impulsos de altas corrientes. Altas tensiones alternas. Formas de onda normalizadas. Circuitos para la generación de altas tensiones alternas. Altas tensiones continuas. Formas de onda normalizadas. Circuitos para la generación de altas tensiones continuas. Medición de altas tensiones alternas y continuas.
Sección Temática N°3:
Ecuaciones del electromagnetismo. Operadores en diferentes sistemas de coordenadas. Campos electrostáticos. Cálculo de campos a partir de distribuciones de cargas. Método de cargas equivalentes. Método de elementos finitos.
Sección Temática N°4:
Materiales aislantes empleados en Ingeniería de Alta Tensión. Fundamentos de la teoría de descarga en materiales aislantes: gases, líquidos y sólidos. Ruptura de aislamientos. Procesos y mecanismos de degradación. Metodologías para cuantificar la degradación en sistemas aislantes. Fundamentos y técnicas de las descargas parciales, capacidad y tangente delta. Resistencia de aislamiento y espectroscopia dieléctrica.
Sección Temática N°5:
Ensayos normalizados para la evaluación de equipamiento eléctrico. Marco normativo para la ejecución y aceptación de ensayos: Comisión Electrotécnica Internacional y normativa nacional. Ensayos de frecuencia industrial, en condiciones secas y bajo lluvia. Ensayos de impulso tipo rayo y maniobra. Impulsos de frente de onda rápido. Medición de capacitancia y tangente delta. Medición de descargas parciales. Ensayos de tipo, rutina y especiales en transformadores, aisladores y cables.

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 15/08/2017 - Actualidad

1. High Voltage Engineering Fundamentals", E. Kuffel, W.S. Zaengl, J. Kuffel, Second edition 2000, published by Butterworth-Heinemann.
2. Simulations and Calculations as Verification Tools for Design and Performance of High-Voltage Equipment: M. Kriegel, X. Zhu, H. Digard, S. Feitoza, M. Glinkowski, A. Grund, H.K. Kim, J. Lopez-Roldan, P. Robin-Jouan, L. Van Der Sluis, R.P.P. Smeets, T. Uchii, D. Yoshida Cigré 2008, WG A3-20.
3. ISO/IEC 17025:2005 “General requirements for the competence of testing and calibration laboratories”.
4. “The Generation and Measurement of High Voltage Impulses”, Ph.D Frank C. Creed. Center Book Publisher, Inc 1989.
5. IEC 60060-1-2010 “High-Voltage Test Techniques Part 1: General Definitions and Test Requirements”
6. IEC 60060-2-2010 “High-Voltage Test Techniques, Part 2: Measurement Systems”.
7. IEC 61083.2-2013 “Instruments and software used for measurement in high-voltage and high-current tests - Part 2: Requirements for software for tests with impulse voltages and currents”
8. CIGRÉ TB 342 “Mechanical-Condition Assessment of Transformer Windings Using Frequency Response Analysis (FRA)” April 2008.
9. CIGRÉ TB 445 “Guide for Transformers Maintenance”. February 2011.
10. IEC 60076-18 - 2012, “Power transformers - Part 18: Measurement of frequency response”.
11. IEEE C57.149 - 2012, “IEEE Guide for the Application and Interpretation of Frequency Response Analysis for Oil-Immersed Transformers”.
12. IEC 60076-5 - 2006 “Ability to withstand short-circuit”.
13. IEEE C.57.152 - 2013 “IEEE Guide for Diagnostic Field Testing of Fluid-Filled Power Transformers, Regulators, and Reactors”.
14. CIGRE 254, "Dielectric Response Methods for Diagnostics of Power Transformers," Paris, Tasf Force Report D1.01.09 TB 254, 2002.
15. CIGRE TB 414, "Dielectric Response Diagnoses for Transformer Windings," Paris, Task Force report D01.01 TB 414, 2010.
16. Jialu Cheng, Diego Robalino, Peter Werelius, and Matz Ohlen, "Improvements of the transformer insulation XY model including effect of contamination," in International Symposium on Electrical insulation (ISEI), 2012, pp. 169-174.
17. Diego M. Robalino and Peter Werelius, "Continuous Monitoring of Power transformer Solid Insulation Dry-out Process - Application of Dielectric Frequency response," in IEEE Electrical Insulation Conference, Ottawa, Ontario, Canada, 2013, pp. 230 - 234.
18. IEEE Std 1816-2013 IEEE Guide for Preparation Techniques of Extruded Dielectric, Shielded Cables Rated 2.5 kV through 46 kV and the Installation of Mating Accessories.
19. IEC 60814-1997 "Insulating liquids - Oil-impregnated paper and pressboard – Determination of water by automatic coulometric Karl Fischer titration". Second edition 1997-08.
20. CIGRE TB 690 “Mechanical forces in large cross section cables systems”. December 2016.
21. CIGRE TB 662 “Guidelines for partial discharge detection using conventional (IEC 60270) and unconventional methods” August 2016.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

A lo largo del curso, se plantean dos Trabajos Prácticos, lo que a su vez se interrelacionan con algunos de los Laboratorios propuestos. Los trabajos son:
1. Trabajo Práctico N°1: Diseño y simulación de circuitos de generación
2. Trabajo Práctico N° 2: Cálculo de campos eléctricos
Se realizarán ocho trabajos de Laboratorios, con contenido teórico práctico, sobre los cuales los alumnos deberán realizar respectivos informes. Los laboratorios a realizar durante el curso, son:
1. Laboratorio N° 1: Ensayos de impulso atmosférico
2. Laboratorio N° 2: Sistemas de medición de impulso
3. Laboratorio N°3: Ensayos de tensión de frecuencia industrial
4. Laboratorio N°4: Verificación Ley de Paschen y ruptura longitudinal, verificación de resultados obtenidos en Trabajo Práctico N°2.
5. Laboratorio N°5: Ensayos de impulso en transformadores
6. Laboratorio N°6: Ensayos en descargas parciales
7. Laboratorio N°7: Ensayos de tangente delta y rigidez dieléctrica
8. Laboratorio N°8: Ensayos de espectroscopia dieléctrica

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

El curso se desarrolla en clases teórico prácticas complementadas con los trabajos prácticos. El dictado de la materia está basado en: relación tan directa como sea posible con cada alumno. Trabajo personal del alumno. Trabajo en equipo y su justificación, elaborando los trabajos prácticos. Uso de bibliografía especializada.
Uso de Normas IRAM-IEC-ANSI-IEEE, de procedimientos y de aparatos. Uso de videos. Clases explicativas de instalaciones, mediante visitas.
Clases en el Laboratorio de Alta Tensión (LAT) del IITREE experiencias, con elaboración de Informe. Metodologías de cálculos con hipótesis/ simplificaciones/ consecuencias.
Esta materia se encuentra en la frontera entre la formación de grado y la especialización, por lo que se requiere un adecuado equilibrio en las temáticas que trata. Los conocimientos que se transmiten en la materia deben tener un nivel técnico accesible para el alumno, a la par de poner en evidencia la relación entre los conocimientos adquiridos en la Facultad y el futuro trabajo profesional.

SISTEMA DE EVALUACIÓN

Las clases son teórico- prácticas. Por la cantidad de alumnos que normalmente cursan esta materia, es posible realizar un seguimiento personalizado con una evaluación conceptual continua.
Los trabajos prácticos deben ser resueltos en forma personal, y presentarse un informe con la resolución para su correspondiente evaluación.
En cada laboratorio, se debe presentar un informe, con las tareas y resultados obtenidos, debidamente fundamentados.
Se toman dos exámenes parciales, con dos fechas posibles de recuperación. Para poder rendir cada examen parcial, deben estar debidamente aprobados los informes de trabajos prácticos y laboratorios.
La nota final está conformada por las evaluaciones parciales, los informes de trabajos prácticos y laboratorios, y las evaluaciones conceptuales que surgen del trabajo personal en contacto con la cátedra.

MATERIAL DIDÁCTICO

Guías de los Trabajos Prácticos. Videos y fotografías de fabricación de aparatos de transmisión. Transformadores adaptados al relevamiento de su comportamiento frente a solicitaciones de descargas atmosféricas.
Demostraciones prácticas de la verificación en Laboratorio de las prestaciones de aparatos eléctricos comprobando su adecuado diseño.

ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


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