generación y transporte

CIRCUITOS ELECTRÓNICOS Y

APLICACIONES ELÉCTRICAS (I)

ELECTROTÉCNIA

Luis Miguel GARCÍA GARCÍA-ROLDÁN Departamento de Tecnología

IES Cap de Llevant – MAÓ

CIRCUITOS ELECTRÓNICOS Y APLICACIONES

ELÉCTRICAS

Semiconductores. Diodos, transistores, tiristores. Valores característicos y su comprobación.

Circuitos básicos de electrónica: rectificadores, fuentes de alimentación. El transistor en conmutación.

Seguridad y reglamentaciones técnicas en las instalaciones eléctricas.

Campos de aplicación de la electricidad: iluminación, calor, frío, transporte, automatización. Consumo y rendimiento.

Valoración crítica de las diferentes formas de generación de la energía eléctrica y su incidencia en la economía, la calidad de vida y el medio ambiente.

2

GENERACIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

Circuitos electrónicos y aplicaciones eléctricas I

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (I)

4

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (II)

5

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (III)

Central térmica clásica

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (IV)

Central termoeléctrica

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (V)

Central nuclear

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (VI)

Central hidroeléctrica

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (VII)

Central solar térmica (heliotérmica)

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (VIII)

Central solar fotovoltaica

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (IX)

Central solar fotovoltaica (efecto fotoeléctrico)

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (X)

Central eólica

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (XIV)

Central mareomotriz Diferencia térmica entre capas superficiales y profundas

Mareas

Olas

Corrientes

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (XV)

Central geotérmica

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (XVI)

Central de biomasa y rsu

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (XVII)

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE LA

ENERGÍA ELÉCTRICA

Circuitos electrónicos y aplicaciones eléctricas I

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA (I)

19

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA (II)

La red de transporte está formada por las estaciones transformadoras primarias (elevadoras hasta 400KV) y líneas transportadoras de alta tensión (AT)

Las líneas transportadoras de alta tensión (AT) son líneas trifásicas formadas por conductores, aisladores y palos

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA (III)

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA (IV)

La red de distribución está formada por las estaciones transformadoras secundarias (reductoras hasta 6KV) y terciarias (o centros de transformación hasta 380V/230V), y las líneas transportadoras de media y baja tensión (MT, BT)

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA (V)

RED DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN

El elemento eléctrico que permite cambiar la tensión en las distintas centrales el transformador.

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA (VI)

transformadores

Elevamos la tensión para poder transportar la energía eléctrica con una intensidad menor y así disminuir las pérdidas de energía en forma de calor por efecto Joule)

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA (VII)

La potencia en una línea trifásica es

cosIV3P LL

La s pérdidas por efecto Joule en una línea trifásica, por unidad de tiempo son

2

Lperd RI3P 2

2

L

perdcosV

PRP

Disminuyendo la tensión, también disminuirá la sección de los cables

22

Lperd

2

cosVP

PlS

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA (VIII)

Tenemos una línea de AT con 0.011Ω de resistencia por cadametro, que transporta 380KW. Calcula las pérdidas de potenciapor metro lineal si existe la posibilidad de hacerlo con tensionesde 30KV y 45KV. Supón un factor de potencia igual a 1 (casoideal)

26

___EJERCICIO___

Lógicamente, a igual sección y potencia transmitida,el aumento de tensión reduce las pérdidas

0.78W·1V45000

W·3800000.011Ω

cosV

PRP

1.76W·1V30000

W·3800000.011Ω

cosV

PRP

222

22

22

L

perd

222

22

22

L

perd

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA (IX)

Tenemos que transportar 1MW a una distancia de 2Km ydisponemos de un centro transformador con entradas a 380KVy a 220KV. Compara las secciones de cable necesarias en elcaso de utilizar cada una de las diferentes entradas. Supón unfactor de potencia igual a 1 (caso ideal)

27

___EJERCICIO___

Lógicamente, la sección de la línea de mayor tensión será un terciomenor y, por tanto, será la elegida

222

2

2268-

22

L2

2

perd,2

222

1

226-8

22

L1

2

perd,1

·1V·220000S

W)(10 ·2000mΩm1.72·10

cosVS

PlP

·1V·380000S

W)(10 ·2000mΩm1.72·10

cosVS

PlP

21 S0.335S

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA (X)

¿Qué resistencia tendrá una línea trifásica de AT de 1Km decobre de 350 mm2 de sección? (resistividad del Cu 1.67·10-8

Ωm)

96Ω0.0m350·10

2·1000mΩm1.67·10

S

2·lρR

26-

8

28

___EJERCICIO___

Calcula las pérdidas por efecto Joule si la tensión entre fases esde 30KV y la potencia transportada es de 380KW. Supón unfactor de potencia igual a 1 (caso ideal)

cosiεcosSP

7.31A30KV3

380KW

cosε3

Pi

W3.15A·7.3196Ω0.0Ri3P 222

perd

Menorca se abastece a partir de cuatro centros generadores:

Una central térmica (3 motores de fueloil y 4 turbinas de gas) en Maó.

Tres centrales térmicas de gasoil y gas natural en Es Murtarer, Son Reus y Cas Tresorer, respectivamente. La distribución se hace a través de cable submarino).

Una central eólica en Es Milà

“ centrales solares fotovoltáicas en Ciutadella y Binisafuller

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA (VII)

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA (VII)

INSTALACIONES ELÉCTRICAS

Circuitos electrónicos y aplicaciones eléctricas I

La instalación de enlace une la redde distribución con las instalacionesinteriores. Está formada por:

Línea de entrada

Caja general de protección(CGP)

Línea general de alimentación(LGA)

Contadores

Línea de derivación individual

INSTALACIÓN DE ENLACE

INSTALACIÓN INTERIOR (I)

INSTALACIÓN INTERIOR (II)

En el cuadro de protección y mando se sitúan los diferentes elementosde seguridad, protección y maniobra de la instalación interior

Interruptor de control potencia (IGP)

Interruptor general automático (IGA)

Interruptor diferencial (ID) Pequeños interruptores

automáticos (PIA) Toma de tierra

Interruptor de control de potencia (ICP): limita el consumomáximo de la vivienda a la potencia contratada por el usuario.Protege la instalación eléctrica contra cortocircuitos y ,sobrecargas

Interruptor general automático (IGA): Controla que la intensidadde la que circula por la instalación no supere un valordeterminado. Protege la instalación eléctrica contra cortocircuitosy , sobrecargas

Interruptor diferencial (ID): se encarga de proteger frente aposibles derivaciones a tierra. (funcionamento)

Pequeños interruptors automáticos (PIA): van asociados aalgunos circuitos de la vivienda (cocina, horno, termo, línea detomas de corriente iluminación,…). Sectorizan y protegen lainstalación eléctrica contra cortocircuitos, sobre cargas,sobrecalentamientos...

Toma de tierra: es el punto de conexión de la red de proteccióninterior (cable verde amarillo) que une las carcasas metálicas delos receptores a la toma de tierra general del edificio. Protege defugas de corriente y derivaciones

INSTALACIÓN INTERIOR (III)

INSTALACIÓN INTERIOR (IV)

Conexionado del cuadro de protección y mando

Esquemaunifilar delainstalacióninterior

INSTALACIÓN INTERIOR (V)

Los reglamentos eléctricos regulenlas características de las líneaseléctricas interiores en cuanto adiámetro de los hilos según laintensidad máxima que tengan quetransportar.

INSTALACIÓN INTERIOR (VI)

La identificación de los hilos seconsigue mediante un código decolores:

- Fase: marrón, gris o negro

- Neutro: azul

- Tierra: franjas verdes y amarillas

Distribución interior

INSTALACIÓN INTERIOR (VII)

INSTALACIÓN INTERIOR (VIII)

Circuitos interiores interior

INSTALACIÓN INTERIOR (IX)

Detalle circuito en conmutación

INSTALACIÓN INTERIOR (X)

Planos de una instalación eléctrica

INSTALACIÓN INTERIOR (XI)

Instalaciones en aseos y baños

Clase O : Aislamiento funcional, no existe mecanismo de unión de lamasa a tierra.

Clase I: Unión a tierra de la masa.

Clase II: Segundo aislamiento reforzado. Separación física entremasa i partes activas.

Clase III: Alimentación a tensiones de seguridad; SELV (Separatedor Safety Extra-Low Voltage)

SEGURIDAD ELÉCTRICA