UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: E1242
Diseño De Líneas De Transmisión y Estaciones Transformadoras
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 Obligatoria
Totales: 0
Clases: 0
Evaluaciones: 0
5to
-

CORRELATIVIDADES

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Electricista - Plan 2018
PARA PROMOCIONAR
(C1152) Estructuras
(E1235) Teoría de la Transmisión de la Energía Eléctrica
(M1001) Inglés
(M1602) Gráfica para Ingeniería

INFORMACIÓN GENERAL 

Datos Generales

Área: Sistemas de Suministro de la Energia Electrica

Departamento: Electrotecnia

Tipificación: Tecnologicas Aplicadas (TA)

Ingeniería Electricista - 2018 plegar-desplegar

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 96hs SEMANALES: 6 hs
TEORÍA
48.0 hs
PRÁCTICA
48.0 hs
TEORÍA
3 hs
PRÁCTICA
3 hs

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

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

96.0 hs


0.0 hs


PLANTEL DOCENTE

OBJETIVOS

El estudiante adquirirá los métodos de trabajo y los criterios de diseño, selección de equipamiento, definición de especificaciones técnicas, etc. Que se aplican al proyecto de líneas de transmisión y de estaciones transformadoras.

PROGRAMA SINTÉTICO

Líneas aéreas. Aspectos constructivos. Componentes. Criterios económicos de selección de componentes. Cálculo de conductores, aislaciones y fundaciones. Selección de soportes. Trazado y tendido. Mantenimiento convencional. Estaciones transformadoras. Esquemas básicos. Disposición de equipos. Selección de equipos, aparatos e instrumentos. Especificaciones técnicas. Proyecto eléctrico. Puesta en marcha. Mantenimiento de equipamiento de ET. Impacto ambiental de líneas y estaciones transformadoras

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 15/08/2017 - Actualidad

Evolución histórica de la transmisión de energía eléctrica. Introducción a la transmisión de energía eléctrica: modalidades y tecnologías. Estudios para el diseño de una red de transmisión. Necesidad de la transmisión. Elementos que componen un sistema de transmisión. Esquemas unifilares. Líneas eléctricas y estaciones transformadoras. Límites y características. Clasificación de las redes de transmisión. Generalidades de las líneas de transmisión. Elementos constructivos y etapas de diseño. Traza de una línea de transmisión. Incidencias de los elementos en el costo de una línea. Vano, flecha y catenaria. Relación con la altura y la flecha. Vano económico. Planimetría, altimetría, planialtimetría.
Estudios eléctricos. Tensiones de transmisión. Criterios de tensión económica. Sobretensiones a frecuencia industrial. Selección del conductor. Campo eléctrico. Tensión crítica. Efecto corona. Pérdidas corona.
Conductores. Clasificaciones y características. Estudio de variantes constructivas de conductor, fase y cabezal de la torre. Haz de conductores e hilos de guardia. Características mecánicas. Cálculo mecánico del Conductor. Sección económica.
Estructuras. Tipos constructivos, disposiciones, materiales. Estructuras de suspensión, retención y especiales. Diseño del cabezal de la torre. Verificación de aislamiento de la cadena hilo de guarda para sobretensiones atmosféricas. Blindaje. Distancias eléctricas y de seguridad. Distancia en aire para sobretensiones atmosféricas. Evaluación económica de las variantes. Diseño de la postación. Hipótesis de cálculo. Determinación del esquema de fuerzas de cada hipótesis.
Aisladores: Tipos de aisladores. Solicitaciones eléctricas
Selección de aisladores. Línea de Fuga. Repartición de tensiones. Herrajes de líneas aéreas. Puesta a tierra. Tipo de fundaciones en la postación.
Tendido de una línea. Trabajo Topográfico. Ejecución de las cimentaciones. Elevación de apoyos. Tendido del cable piloto. Tendido del conductor y primer tensado. Grapado y tensado definitivo. Colocación de amortiguadores y separadores.
Ensayos previos a la energización. Mantenimiento de líneas. Emergencias en líneas de alta tensión.
Introducción a las Estaciones Transformadoras. Conceptos generales. Definiciones. Equipamientos. Criterios básicos de diseño. Proyecto
Factibilidad y diseño conceptual. Estudios. Diseño de detalle. Configuraciones de barras. Aspectos relacionados con la configuración. Criterios básicos de selección. Configuraciones típicas en Estaciones Transformadoras. Selección de la configuración.
Obras civiles. Emplazamiento de la Estación Transformadora
Relevamiento planialtimétrico. Geología del terreno. Nivelación del Terreno. Drenajes y escurrimiento de aguas pluviales. Dimensiones del predio de la nueva estación. Orientación del predio. Aspectos ambientales. Caminos internos principales y secundarios. Cerramiento perimetral. Instalación de los Transformadores de Potencia. Estaciones Transformadoras. Requerimientos Ambientales del Sector Eléctrico. Programa de monitoreo. Campo electromagnético. Tensión de radio interferencia. Ruido audible. Tensiones de paso y contacto.
Red de PAT. Efectos de la Corriente. Criterios de diseño de PAT. Medición de una PAT.
Distancias eléctricas.
Especificación de equipamiento. Definiciones y normalización. Características principales de los equipos. Normas de recepción. Repuestos y ensayos.
Puesta en marcha de Estaciones Transformadoras.
Mantenimiento de estaciones transformadoras. Conceptos básicos de Mantenimiento. Mantenimiento de equipamiento. Transformadores de Potencia. Interruptores y Seccionadores. Transformadores de Medición y Protección. Descargadores. Baterías. Termografía Infrarroja.
Impacto ambiental de líneas y estaciones transformadoras. Normativa.

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2018, semestre: 1

Vigencia: 15/08/2017 - Actualidad

• “Overhead Lines” K. Papailiou. Springer, 2017
• Technical Brochure CIGRE 597, “Transmission Asset Risk Management”, 2014.
• “Projetos mecânicos das linhas aéreas de transmissão” R. Fuchs, segunda edición, 1992.
• UNE-EN 50341-1, 2004, “Líneas eléctricas de más de 45 kV en corriente alterna. Parte 1: Requisitos generales”.
• “Overhead Power Lines. Planning, Design, Construction”, F. Kiessling, P. Nefzger, J.F. Nolasco, U. Kaintzyk. Springer, 2003.
• AEA 95301, “Reglamentación de Líneas Aéreas Exteriores de Media Tensión y Alta Tensión”, 2007.
• CIGRE-Green Book-Overhead Lines, 2014.
• Líneas aéreas de distribución de energía eléctrica”. D del Yerro (UPM).
• “Líneas aéreas de media y baja tensión - Cálculo mecánico” F. Bacigalupe Camarero, primera edición, 1999.
• “Líneas de transporte de energía”, L. M. Checa, tercera edición 2007.
• “Wood Pole Overhead lines”, B. Wareing, 2005.
• “Alta Tensión y Sistemas de Transmisión”, Siegert C., 1989.
• Technical Brochure CIGRE 638, “Guide to Overall Line Design”, 2015.
• Technical Brochure CIGRE 348, “Tower Top Geometry and Mid Span Clearances”, 2008.
• Technical Brochure CIGRE 353, “Guidelines for increased utilization of existing overhead transmission lines”, 2008.
• Technical Brochure CIGRE 369, “New developments in the use of geographic information as applied to overhead power lines”, 2009.
• Technical Brochure CIGRE 410, “Local wind speed-up on overhead lines for specific terrain features”.
• Technical Brochure CIGRE 516, “Geotechnical Aspects of Overhead Transmission Line Routing - An Overview”, 2012.
• “Subestaciones de Alta y Extra Alta Tensión”, Carlos Ramirez, segunda edición, 2003.
• “Instalaciones electricas de alta tensión”, J. Marquez, 2010.
• “Electric Power Substations Engineering, J. D. McDonald, 2012.
• “Diseño de subestaciones eléctricas” J. R. Martín. McGraw-Hill, 1987.
• “Electric Power Substations Engineering”, J. McDonald. CRC Press, 2003.
• AEA 95402, 2011, “Reglamentación para Estaciones Transformadoras”.
• Technical Brochure CIGRE “User guide for the application of monitoring and diagnostic techniques for switching equipment for rated voltages of 72.5 kV and above”, 2000.
• Technical Brochure CIGRE 445, “Guide for Transformer Maintenance”, 2011.
• Technical Brochure CIGRE 532, “Substation Uprating and Upgrading”, 2013.
• Technical Brochure CIGRE 562, “Field Tests for UHV Substations”, 2013.
• Technical Brochure CIGRE 585, “Circuit Configuration Optimization”, 2014
• Technical Brochure CIGRE 660, “Saving through optimised maintenance in air insulated substations”, 2016.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

TRABAJOS PRÁCTICOS
TP 1: Vano y Sección Económica.
TP 2: Cálculo mecánico del conductor.
TP 3: Diseño eléctrico de un soporte de una línea aérea.
TP 4: Cálculo mecánico del soporte y de las fundaciones.
TP 5: Diseño de ET.
Para el TP 5 los alumnos deben realizar un proyecto de una Estación Transformadora en forma grupal, conformando equipos de trabajos, donde además de elaborar los cálculos y el diseño conceptual deberán exponer el proyecto al final del curso.

LABORATORIOS:
Se efectúan cinco experiencias en el Laboratorio de Alta Tensión del IITREE, en donde se ponen de manifiesto las herramientas prácticas con que cuenta la tecnología eléctrica para investigación, desarrollo y verificación de diseños en la rama de la transmisión de la energía eléctrica.
VISITAS:
A medida que se desarrollan los temas se programa la visita a instalaciones según la disponibilidad y disponibilidad de las posibles instalaciones. Las visitas se programan a instalaciones de alta tensión (Estaciones Transformadoras, Líneas, etc.) o bien a fábricas de equipamiento.
El objetivo de las visitas, es el de afianzar los conceptos desarrollados en el contenido de la materia, de forma de que el alumno reconozca y asimile de manera práctica, aspectos constructivos, montaje y operación de elementos y equipos que conforman las Líneas de Alta Tensión y las Estaciones Trasformadoras.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

Que el alumno incorpore una metodología de trabajo y le permita interrelacionar, de una manera lógica y sistemática, las distintas etapas y partes del diseño. La primera etapa consiste en el planteo de necesidad de una determinada instalación, y continúa en una segunda instancia con la recolección de datos obtenidos mediante estudios específicos para determinar las solicitaciones a las que estarán exigidos los equipamientos eléctricos / instalaciones.
Es de hacer notar que estos estudios son realizados con conocimientos que el alumno obtuvo en las materias anteriores, y por lo tanto esos resultados son conocidos. Estos datos resultantes de estudios darán origen al cálculo y diseño, objetivo específico que cubre la materia, para luego emitir las correspondientes especificaciones.
El proceso se completa con la selección de los ensayos de tipo/recepción, y finalmente con los procedimientos para la puesta en servicio de la instalación/equipos. Qué hacer, Por qué y Cómo, deberán ser los interrogantes a dilucidar a través de un desarrollo guiado en el tema de esta materia.
El alumno, en su futura actuación profesional tendrá otros ámbitos de trabajo: distribución, generación, etc., sin embargo las metodologías/procedimientos aprendidos en esta materia, serán de aplicación plena. En el dictado de la materia se toman como base previa necesaria los conocimientos adquiridos por los alumnos en las materias "Dispositivos e instalaciones eléctricas I y II", "Sistemas de Potencia", "Medidas eléctricas" y "Teoría de la transmisión de la energía eléctrica".
La materia "Diseño de Líneas y Estaciones Transformadoras" por los conocimientos a impartir en ella, tiene un gran impacto sobre la formación del alumno, y en su futuro inmediato como graduado. Desde este punto de vista conceptual, 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.
En forma resumida, el dictado 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. Síntesis del estado actual de la tecnología. Tendencias actuales en la realización de las obras. Panorama laboral del ingeniero y su posible rol en Argentina

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 resulestos en froma 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.
Para el Trabajo Practico 5, se debe realizar una exposición grupal sobre el diseño de la estación transformadora.
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. Apuntes de la Cátedra en página de Internet : www.ing.unlp.edu.ar/sispot/libros/le/le-04/le-04.htm

ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


Actividad #1
Tema
Pruebas dieléctricas, medición de RIV y perfilado de cadena de aisladores 
Nombre
Laboratorio 1 
Laboratorio
LAT - Laboratorio de Alta Tensión (IITREE) 
Días y Horarios
Martes y jueves de 14;30 a 18;30, según cronograma de curso
Descripción


Se plantea como objetivo, conocer los fundamentos de los ensayos dieléctricos de frecuencia industrial 50 Hz, de impulso atmosférico, de radio interferencia (RIV) y de perfilado de la tensión de una cadena de aisladores. Estos ensayos son de gran relevancia para líneas de transmisión por su incidencia en el diseño, la morsetería empleada, el montaje y el mantenimiento.
Herramientas Utilizadas
Transformador de alta tensión y sistema de medición de tensión, medidor de radio interferencia, perfilador, cadena de aisladores.

Equipos y elementos de seguridad para esta tarea:

ANTIPARRA CARETASOLDADOR GUANTESPVC
PROTECTORFACIAL CHALECOREFLECTIVO ZAPATOSSEGURIDAD
GUANTESALGODON GUANTESCUERO GUANTESDIELECTRICOS
ANTEOJOSSEGURIDAD PROTECCIONAUDITIVA PROTECCIONRESPIRATORIA
BARBIJOSCASCOS CINTADEMARCATORIA DETECDEFOXIGENO
CONSIGNACIONEQUIPOS MATAFUEGOS ELEMENTSENIALIZACION
ARNESSEGURIDAD EQUIPOPROTECCIONCAIDA RADIOTRANSMISORRECEPTOR

Teniendo en cuenta que las dependencias de la Facultad cumplen con las normas de Seguridad e Higiene establecidas, por las características de las prácticas de laboratorio propuestas, no se requieren elementos de seguridad adicionales para los alumnos o los docentes involucrados.



Actividad #2
Tema
Ensayos en aisladores de líneas de alta tensión 
Nombre
Laboratorio 2 
Laboratorio
LAT - Laboratorio de Alta Tensión (IITREE) 
Días y Horarios
Martes y jueves de 14;30 a 18;30, según cronograma de curso
Descripción


El presente laboratorio tiene como objetivo realizar los ensayos necesarios para la recepción de un lote de aisladores cerámicos tipo U70BL que contempla la norma IRAM 2234-1 “Aisladores para líneas aéreas con tensión nominal mayor que 1000 V. Parte 1: Elementos de cadenas de aisladores de material cerámico o de vidrio para redes de corriente alterna. Definiciones, métodos de ensayo y criterios de aceptación”.

Herramientas Utilizadas
Calibres, transformador elevador, sistema de tracción electromecánico

Equipos y elementos de seguridad para esta tarea:

ANTIPARRA CARETASOLDADOR GUANTESPVC
PROTECTORFACIAL CHALECOREFLECTIVO ZAPATOSSEGURIDAD
GUANTESALGODON GUANTESCUERO GUANTESDIELECTRICOS
ANTEOJOSSEGURIDAD PROTECCIONAUDITIVA PROTECCIONRESPIRATORIA
BARBIJOSCASCOS CINTADEMARCATORIA DETECDEFOXIGENO
CONSIGNACIONEQUIPOS MATAFUEGOS ELEMENTSENIALIZACION
ARNESSEGURIDAD EQUIPOPROTECCIONCAIDA RADIOTRANSMISORRECEPTOR

Teniendo en cuenta que las dependencias de la Facultad cumplen con las normas de Seguridad e Higiene establecidas, por las características de las prácticas de laboratorio propuestas, no se requieren elementos de seguridad adicionales para los alumnos o los docentes involucrados.



Actividad #3
Tema
Tensiones de Paso y Contacto. Campo eléctrico y magnético. Ruido audible 
Nombre
Laboratorio 3 
Laboratorio
LAT - Laboratorio de Alta Tensión (IITREE) 
Días y Horarios
Martes y jueves de 14;30 a 18;30, según cronograma de curso
Descripción


El laboratorio tiene como objetivo, realizar pruebas para la evaluación de parámetros electromagnéticos ambientales y la seguridad de las personas en estaciones transformadoras.

Herramientas Utilizadas
Medidor de campos, medidor de tensiones de paso y contacto y de sonido

Equipos y elementos de seguridad para esta tarea:

ANTIPARRA CARETASOLDADOR GUANTESPVC
PROTECTORFACIAL CHALECOREFLECTIVO ZAPATOSSEGURIDAD
GUANTESALGODON GUANTESCUERO GUANTESDIELECTRICOS
ANTEOJOSSEGURIDAD PROTECCIONAUDITIVA PROTECCIONRESPIRATORIA
BARBIJOSCASCOS CINTADEMARCATORIA DETECDEFOXIGENO
CONSIGNACIONEQUIPOS MATAFUEGOS ELEMENTSENIALIZACION
ARNESSEGURIDAD EQUIPOPROTECCIONCAIDA RADIOTRANSMISORRECEPTOR

Teniendo en cuenta que las dependencias de la Facultad cumplen con las normas de Seguridad e Higiene establecidas, por las características de las prácticas de laboratorio propuestas, no se requieren elementos de seguridad adicionales para los alumnos o los docentes involucrados.



Actividad #4
Tema
Ensayos de transformadores 
Nombre
Laboratorio 4 
Laboratorio
LAT - Laboratorio de Alta Tensión (IITREE) 
Días y Horarios
Martes y jueves de 14;30 a 18;30, según cronograma de curso
Descripción


Uno de los principales equipos que se pueden encontrar en una red eléctrica son los transformadores de potencia. Los mismos permiten elevar la tensión para poder transmitir la energía, al igual que reducir la tensión a los niveles requeridos por los usuarios. Generalmente, se puede considerar que estos equipos tienen una vida útil de 40 años. Sin embargo, si no se tiene un plan de mantenimiento adecuado, la misma puede verse acortada. De acuerdo con el Technical Brochure 445 de Cigré, los ensayos básicos para el diagnóstico de la condición de transformadores de potencia son los siguientes:
• Resistencia de devanados
• Relación de transformación
• Capacitancia y factor de disipación (tangente delta)
• Corriente de magnetización
• Reactancia de dispersión
• Resistencia del aislamiento
• Aislamiento del núcleo
Adicionalmente, define otros ensayos considerados como avanzados, entre los cuales se encuentran los siguientes:
• Análisis de respuesta en frecuencia (FRA)
• Espectroscopía en el dominio de la frecuencia (FDS)
El objetivo del presente laboratorio es conocer los fundamentos de los ensayos previamente mencionados, y llevarlos a cabo en un transformador de distribución. Por cuestiones de tiempo, en este laboratorio no se realizarán todos los ensayos recomendados.

Herramientas Utilizadas
Medidor de resistencia de contactos, medidor de tiempos de maniobra en interruptores.

Equipos y elementos de seguridad para esta tarea:

ANTIPARRA CARETASOLDADOR GUANTESPVC
PROTECTORFACIAL CHALECOREFLECTIVO ZAPATOSSEGURIDAD
GUANTESALGODON GUANTESCUERO GUANTESDIELECTRICOS
ANTEOJOSSEGURIDAD PROTECCIONAUDITIVA PROTECCIONRESPIRATORIA
BARBIJOSCASCOS CINTADEMARCATORIA DETECDEFOXIGENO
CONSIGNACIONEQUIPOS MATAFUEGOS ELEMENTSENIALIZACION
ARNESSEGURIDAD EQUIPOPROTECCIONCAIDA RADIOTRANSMISORRECEPTOR

Teniendo en cuenta que las dependencias de la Facultad cumplen con las normas de Seguridad e Higiene establecidas, por las características de las prácticas de laboratorio propuestas, no se requieren elementos de seguridad adicionales para los alumnos o los docentes involucrados.



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