Generación de Electricidad Electrica

7/23/2019 Generación de Electricidad Electrica

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ELEMENTOS UTILIZADOS EN LA GENERACÓN DELA E.E

1. Generadores

La energía eléctrica se produce en los aparatosllamados generadores o alternadores. Un generador consta, en su forma más

simple de:

o Una espira que gira

impulsada por algún medio

externo.

o Un campo magnético

uniforme, creado por un imán,en el seno del cual gira la

espira anterior.

A medida que la espira gira, el flujo magnético a través de ella camia con eltiempo, induciéndose una fuer!a electromotri!, " si existe un circuito externo,

circulará una corriente eléctrica. #ara que un generador funcione, $ace falta una

fuente externa de energía %$idráulica, térmica, nuclear, etc.& que $aga que la oinagire con una frecuencia deseada.

2. Central eléctrica

Una central eléctrica es una instalaci'n capa! de convertir la energía mecánica,otenida mediante otras fuentes de energía primaria, en energía eléctrica.

#odemos considerar que el esquema de una central eléctrica es:

(n general, la energía mecánica procede de la transformaci'n de la energía

potencial del agua almacenada en un emalse) de la energía térmica suministrada alagua mediante la comusti'n del car'n, gas natural, o fuel, o a través de la energía

de fisi'n del uranio.



#ara reali!ar la conversi'n de energía mecánica en eléctrica, se emplean unos

generadores, más complicados que los que acaamos de ver en la pregunta anterior,que constan de dos pie!as fundamentales:

o El estator: Armadura metálica, que permanece en reposo, cuierta en su

interior por unos $ilos de core, que forman diversos circuitos.

o El rotor: (stá en el interior del estator " gira accionado por la turina. (stá

formado en su parte interior por un eje, " en su parte más externa por unos

circuitos, que se transforman en electroimanes cuando se les aplica una

peque*a cantidad de corriente.

+uando el rotor gira a gran velocidad, deido a la energía mecánica aplicada en lasturinas, se produce unas corrientes en los $ilos de core del interior del estator.

(stas corrientes proporcionan al generador la denominada fuer!a electromotri!,

capa! de producir energía eléctrica a cualquier sistema conectado a él.

+omo $emos visto la turina es la encargada de mover el rotor del generador "

producir la corriente eléctrica. La turina a su ve! es accionada por la energía

mecánica del vapor de agua a presi'n o por un c$orro de agua. Todas las

centrales eléctricas constan de un sistema de "turbina-generador" cuyo funcionamiento básico es, en todas ellas, muyparecido, variando de unas a otras la forma en que se acciona laturbina, o sea, dicho de otro modo en que fuente de energíaprimaria se utiliza, para convertir la energía contenida en ella enenergía eléctrica.

. Centra!e #idroe!$%tri%a

Fueron las primeras centrales eléctricas que se construyeron.Una central hidroeléctrica es aquella en la que la energía potencial

del agua almacenada en un embalse se transforma en la energíacinética necesaria para mover el rotor de un generador, yposteriormente transformarse en energía eléctrica.or ese motivo,se llaman también centrales hidra!licas.

"as centrales hidroeléctricas se construyen en los cauces de losríos, creando un embalse para retener el agua. ara ello seconstruye un muro grueso de piedra, hormig#n u otros materiales,



apoyado generalmente en alguna monta$a."a masa de agua embalsada se conduce a través de una tuberíahacia los álabes de una turbina que suele estar a pie de presa, lacual está conectada al generador. %sí, el agua transforma suenergía potencial en energía cinética, que hace mover los álabes

de la turbina.

&. Centra!e T$r'i%a

Una central térmica para producci#n de energía eléctrica, es unainstalaci#n en donde la energía mecánica que se necesita paramover el rotor del generador y por tanto para obtener la energíaeléctrica, se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua enuna caldera. &l vapor generado tiene una gran presi#n, y se hacellegar a las turbinas para que su e'pansi#n sea capaz de mover losálabes de las mismas. "as denominadas termoeléctricas clásicasson de( carb#n, de fuel o gas natural. &n dichas centrales laenergía de la combusti#n del carb#n, fuel o gas natural se empleapara hacer la transformaci#n del agua en vapor. Una centraltérmica clásica se compone de una caldera y de una turbina quemueve al generador eléctrico. "a caldera es el elementofundamental y en ella se produce la combusti#n del carb#n, fuel ogas.



(. Centra!e Nu%!eare

Una central nuclear es una central térmica. "a diferenciafundamental entre las centrales térmicas nucleares y las térmicasclásicas reside en la fuente energética utilizada. &n las primeras, el

uranio y en las segundas, la energía de los combustibles f#siles.Una central nuclear es, por tanto, una central térmica en la queact!a como caldera un reactor nuclear. "a energía térmica seorigina por las reacciones de )si#n en el combustible nuclearformado por un compuesto de uranio.

&l combustible nuclear se encuentra en el interior de una vasi*a

herméticamente cerrada. &l calor generado en el combustible delreactor y transmitido después a un refrigerante se emplea paraproducir vapor de agua, que va hacia la turbina, transformándosesu energía en energía eléctrica en el alternador.

"a )si#n nuclear es un proceso por el cual los n!cleos de ciertoselementos químicos pesados se )sionan +se rompen en dosfragmentos por el impacto de una partícula +neutr#n, liberandouna gran cantidad de energía con la que se obtiene, en la centralnuclear, vapor de agua.

). Centra!e So!are

Una central solar es aquella instalaci#n en la que se aprovecha laradiaci#n solar para producir energía eléctrica.

&ste proceso puede realizarse mediante dos vías(



o *oto+o!tai%a( -acen incidir las radiaciones solares sobreuna super)cie de un cristal semiconductor, llamada célulasolar, y producir en forma diracta una corriente eléctrica porefecto fotovoltaico.&ste tipo de centrales se están instalando en paises donde el

transporte de energía eléctrica se debería de realizar desdemucha distancia, y hasta ahora su empleo es básicamentepara iluminaci#n, y algunas aplicaciones domésticas.

o *otot$r'i%a( &n las centrales solares que emplean elproceso fototérmico, el calor de la radiaci#n solar calienta unuido y produce vapor que se dirige hacia la turbinaproduciendo luego energía eléctrica.&l proceso de captaci#n y concentraci#n de la radiaci#n solarse efect!a en unos dispositivos llamados ,e!iotato, que

act!an automáticamente para seguir la variaci#n de laorientaci#n del /ol respecto a la Tierra.

. Centra!e E!i%a

Una central e#lica es una instalaci#n en donde la energía cinéticadel viento se puede transformar en energía mecánica de rotaci#n.ara ello se instala una torre en cuya parte superior e'iste un rotor



con m!ltiples palas, orientadas en la direcci#n del viento. "aspalas o hélices giran alrededor de un e*e horizontal que act!asobre un generador de electricidad, Aerogeneradore.

Una central e#lica no es más que un con*unto de aerogeneradores.

/. Centra!e Geot$r'i%a

Una central geotérmica son unas instalaciones que aprovecha laenergía geotérmica para producir energía eléctrica.

Una central geotérmica no es nada más que una central térmicaen la que la caldera ha sido reemplazada por el reservoriogeotérmico y en la que la energía es suministrada por el calor dela Tierra, en vez del petr#leo u otro combustible.

0. Centra! Mareo'otri1

"a energía mareomotriz es la energía asociada a las mareasprovocadas por la atracci#n gravitatoria del /ol y principalmentede la "una. "as mareas se aprecian como una variaci#n del nivel

del mar, que ocurre cada 01h 23 minutos y puede suponer unadiferencia del nivel desde unos 1 metros hasta unos 04 metros,seg!n la diferencia de la topografía costera. "a técnica utilizadaconsiste en encauzar el agua de la marea en una cuenca y, en sucamino, accionar las turbinas de una central eléctrica. 5uando lasaguas se retiran, también generan electricidad, usando ungenerador de turbina reversible.





ELEMENTOS DE TRANSMISIÓN DE LA E.E

"os sistemas de transmisi#n esencialmente constan de los siguienteselementos(

• &staciones transformadoras elevadoras.

• "íneas de transmisi#n.• &staciones de maniobra.

• &staciones transformadoras reductoras.

-oy en día, para el transporte de grandes potencias se usanuniversalmente los sistemas de corriente alterna. /e ha llegado a ellocomo consecuencia de la simplicidad de los grandes generadores ytransformadores de corriente alterna. "a tensi#n de transmisi#n puedeser adaptada a las necesidades del servicio con mayor sencillez yeconomía que en caso de sistemas de corriente continua.

ELEMENTOS DE DISTRI2UCIÓN DE LA E.E

"a 6ed de 7istribuci#n de la &nergía &léctrica o /istema de 7istribuci#n

de &nergía &léctrica es la parte del sistema de suministro eléctrico cuyafunci#n es el suministro de energía desde la subestaci#n de distribuci#nhasta los usuarios )nales +medidor del cliente. /e lleva a cabo por los8peradores del /istema de 7istribuci#n +7istribution /ystem 8perator o7/8 en inglés.

"os elementos que conforman la red o sistema de distribuci#n son lossiguientes(

• /ubestaci#n de 7istribuci#n( con*unto de elementos

+transformadores, interruptores, seccionadores, etc. cuya funci#n

es reducir los niveles de alta tensi#n de las líneas de transmisi#n+o subtransmisi#n hasta niveles de media tensi#n para surami)caci#n en m!ltiples salidas.

• 5ircuito rimario.

• 5ircuito /ecundario.

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_suministro_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_suministro_el%C3%A9ctrico



TI3OS DE SU2ESTACIONES

"as subestaciones de distribuci#n se pueden clasi)car seg!n suubicaci#n en(9 /ubestaci#n aérea9 /ubestaci#n de piso9 /ubestaci#n subterránea

SU2ESTACIÓN A4REA 55.

"a subestaci#n aérea o tipo poste es empleada en zonas rurales, yurbanas, para prestar el servicio a usuarios industriales o residencialesde estratos 0,1 y 2. "a subestaci#n aérea esta conformada por untransformador de distribuci#n, acompa$ado de su respectiva protecci#ncontra sobretensi#n +7escargadores de sobretensi#n 7/T y protecci#n

contra sobrecorriente +cortacircuitos, como también de algunosaccesorios indispensables para su monta*e como apoyos, aisladores yherra*es.

"os transformadores utilizados en este tipo de subestaci#n pueden sermonofásicos o trifásicos y los fabricantes ofrecen transformadores dedistribuci#n con potencias nominales normalizadas que no e'ceden los043 :;%, cuando la potencia nominal e'cede los 001.4<;% o el peso deltransformador sobrepasa los =43:g, se requiere utilizar para suinstalaci#n una estructura tipo -. "a estructura tipo - se compone dedos apoyos +postes.

"a alimentaci#n de los transformadores que conforman una subestaci#naérea puede hacerse por red aérea o subterránea.

"os niveles de tensi#n para redes de uso p!blico se encuentran de)nidosen la >orma ?58>T&5 >T5 02@3 es tensiones nominales en sistema deenergía eléctrica a =3 -z en redes de servicios p!blicos, y, pero si uncliente de un operador de red requiere un nivel de tensi#n diferente,puede de)nir su contrato de cone'i#n en un nivel de tensi#n



normalizado, con el cual alimentará un transformador de su propiedad,este transformador recibe el nombre de transformador de uso dedicadoy de)nir así la relaci#n de transformaci#n que más le convenga a susnecesidades.

SU2ESTACIÓN DE 3ISO 55.

"a subestaci#n de piso se utiliza en zonas urbanas, para prestar elservicio a usuarios industriales, comerciales, alumbrado p!blico yresidencial.

"as subestaciones de piso presentan variantes que determinan suclasi)caci#n en( subestaci#n tipo patio, subestaci#n tipo pedestal o padmounted y subestaci#n capsulada.

SU2ESTACIONES TI3O 3ATIO 55.

"as subestaciones tipo patio son empleadas a la intemperie en algunasindustrias, habitualmente son alimentadas por redes subterráneas a2@,4 :; y en el lado de ba*a tensi#n se pueden mane*ar niveles detensi#n seg!n la necesidad del usuario.

"os transformadores con potencia nominal entre 0333 :;% y 1433 :;%,deben tener tanque de e'pansi#n o cámara con colch#n de aire quepermita la apropiada refrigeraci#n del transformador.

%lgunas de las con)guraciones de la subestaci#n tipo patio empleadasen 5olombia son(



5entro de distribuci#n industrial 2@,4 :; tipo e'terior A derivaci#n aéreacon reconectador5entro de distribuci#n industrial 2@,4 :; tipo e'terior A derivaci#n aéreacon seccionador fusible

&n las subestaciones tipo patio el equipo de medida se debe encontraralo*ado en una celda tipo intemperie de fácil acceso para el personal sintener que ingresar al patio de cone'ionesB para la protecci#n contrasobretensiones el transformador debe contar con descargadores desobretensi#n +7/T de 1C :;, 03 :%, de #'ido metálico y por el lado dealta tensi#n debe utilizar un reconectador o seccionador con fusible tipo--."a subestaci#n debe estar provista de una puesta a tierra a la cual seconectaran las partes metálicas no conductoras del equipo empleado enla subestaci#n, así como las crucetas metálicas, los cables de guarda, lacarcaza del transformador, los 7/T y el neutro del transformador.

SU2ESTACIÓN 3EDESTAL O 3AD MOUNTED 6TI3O 7ARD8N9 55.

"a subestaci#n pedestal o pad mounted +tipo *ardín puede ser utilizadaa la intemperie o al interior de edi)cios, ofrecen seguridad para serinstalada en lugares en que e'iste paso de personas como en parques oavenidas.

"a subestaci#n de pedestal está conformada por dos gabinetes, uno enel que se encuentra alo*ado el transformador el cual lleva sus

protecciones internas y otro para la ca*a de maniobras, estos gabinetescuentan con cerradura que impiden el ingreso de personal noautorizado. "a subestaci#n de pedestal debe contar con una puestatierra a la que se conectan las partes metálicas de la subestaci#n, alneutro del transformador y la tierra de los descargadores desobretensi#n.

"a subestaci#n de pedestal posee seccionadores de maniobras quepueden ubicarse en la celda de maniobra o a la intemperie. "osseccionadores deben poseer aislamiento en aceite o en /F= y la cámara



de interrupci#n del arco debe ser en aceite, vacío # /F=B sonseccionadores tripolares de operaci#n manual ba*o carga.

&l área de la subestaci#n se encuentra encerrada por una mallainstalada como mínimo a un metro del perímetro de los equipos y de 1.4metros de altura, con avisos de peligro y alta tensi#n, también su puedeinstalar en un local en el que la puerta dé al e'terior del inmueble.

TRANS*ORMADORES DE 3EDESTAL

&l transformador pedestal se divide en dos compartimientos cada unocon puerta y separados el un del otro por una lamina metálica, en el del

lado izquierdo se alo*an los terminales de alta tensi#n del transformadory al lado derecho los terminales de ba*a tensi#n.

&l transformador de pedestal es protegido en el lado de alta tensi#n porun fusible de e'pulsi#n tipo bayoneta en serie con un fusible limitadorde corriente el cual opera cuando hay fallas internas en eltransformador, se encuentra ubicado en el interior de su tanque, poresta raz#n cuando este act!a el transformador debe ser retirado parasometerlo a revisi#n y en el lado de ba*a tensi#n el transformador parasu protecci#n cuenta con un interruptor automático escogido seg!n lacorriente de cortocircuito y la curva de capacidad térmica que pueda

soportar el transformador.

"a capacidad de los transformadores pedestal empleados paraalumbrado publico son( 23, @4 y C4 :;% y para distribuci#n se mane*auna relaci#n 00.@ A 3.13DE3.013 :; con capacidades de @4, C4, 001,4043 114, 233, @33 y 433 :;%.

CA7A DE MANIO2RA

&n la ca*a de maniobra se realiza la cone'i#n o descone'i#n individual

de los transformadores de las redes de distribuci#n y acometidas pormedio de interruptores, la ca*a de maniobra puede ser en aceite o en/F= para acometidas subterráneas.

SU2ESTACIONES CA3SULADAS 55.



"as subestaciones o centros de transformaci#n capsuladas, son aquellasen las que e'iste un recinto cerrado en el cual se encuentran alo*adasvarias celdas, una de ellas destinada para el transformador dedistribuci#n, una celda para el equipo de protecci#n y maniobra, es decirel seccionador tripolar de traba*o ba*o carga con nivel de aislamiento de

04 :;B otra celda %"&6G% el grupo de medida compuesto por lostransformadores de potencial y de corriente.

SU2ESTACIONES TI3O LOCAL 55.

"as subestaciones tipo local en laactualidad no son permitidas,debido al peligro latente al que estae'puesto el personal, ya que tantoel transformador de distribuci#n, losseccionadores de operaci#n ba*ocarga o el barra*e, se encuentran a

la vista en el interior de un recintocerrado de 2.4H1.4H2 m.

SU2ESTACIÓN SU2TERR:NEA 55.

"a subestaci#n subterránea se instala ba*o el nivel del piso en andenes,zonas verdes, o en un predio particular, están conformadas por dos

b#vedas una para el transformador y otra para el seccionador demaniobras, estas se encuentran unidas por un banco de ductos. &lseccionador debe ser de tipo inundable de operaci#n ba*o carga de 133%, debe contar con codos premoldeados sin partes vivas e'puestas, parala cone'i#n de los terminales de media tensi#n.

http://gemini.udistrital.edu.co/comunidad/grupos/gispud/redeselectricas/site/cap2/c2tsubestaciones25.php

http://gemini.udistrital.edu.co/comunidad/grupos/gispud/redeselectricas/site/cap2/c2tsubestaciones25.php



&l transformador puede ser sumergible u ocasionalmente sumergible decapacidad hasta 133 :;%, con la propiedad de permanecer hasta treshoras en agua, si el transformador no cuenta con el con*unto deprotecci#n y seccionamiento interno, se deben instalar seccionadoresindependientes en aceite o en /F= sumergiblesB los bornes de cone'i#nde ba*a tensi#n deben ser aislados y los de alta deben ser codospremoldeados resistentes a la humedadB entre el tanque deltransformador y el piso de la b#veda debe e'istir una distancia superiora @ centímetros. "a b#veda del transformador debe disponer de unacubierta removible en la parte superior que permita el acceso a losfusibles internos y los bu*es de media y alta tensi#n del transformadorsin tener que ingresar a la b#veda.

SENER 6e%retar;a de energ;a9

MISIÓN

5onducir la política energética del país, dentro del marco constitucional

vigente, para garantizar el suministro competitivo, su)ciente, de altacalidad, econ#micamente viable y ambientalmente sustentable deenergéticos que requiere el desarrollo de la vida nacional.

<ISIÓN

Una poblaci#n con acceso pleno a los insumos energéticos, a precioscompetitivosB con empresas p!blicas y privadas de calidad mundial,operando dentro de un marco legal y regulatorio adecuado.

5on un )rme impulso al uso e)ciente de la energía y a la investigaci#n y

desarrollo tecnol#gicosB con amplia promoci#n del uso de fuentesalternativas de energíaB y con seguridad de abasto.

CRE 6%o'iin regu!adora de energ;a9

<ISIÓN

/eguir siendo una instituci#n reconocida como( aut#noma, transparentey e)ciente que logra un equilibrio arm#nico entre usuarios y



permisionarios y que contribuye al desarrollo de un mercado energéticocompetitivo, en bene)cio de la sociedad.

MISIÓN

6egular de manera transparente, imparcial y e)ciente las industrias del

gas, de los re)nados, derivados de hidrocarburos y deelectricidad, generando certidumbre que aliente la inversi#n productiva,fomentando una sana competencia, propiciando una adecuadacobertura y atendiendo a la con)abilidad, calidad y seguridad en elsuministro y la prestaci#n de los servicios, a precios competitivos, enbene)cio de los usuarios.

C*E 6%o'iin =edera! de e!e%tri%idad9

% partir octubre de 133I, 5F& es la encargada de brindar el servicioeléctrico en todo el país. &l servicio al cliente es prioridad para laempresa, por lo que se utiliza la tecnología para ser más e)ciente, y secontin!a la e'pansi#n del servicio, aprovechando las me*orestecnologías para brindar el servicio a!n en zonas remotas ycomunidades dispersas.

5F& es reconocida como una de las mayores empresas eléctricas delmundo, y a!n mantiene integrados todos los procesos del servicioeléctrico.

L.S.3.E.E 6Le> de! er+i%io ?@b!i%o de energ;a e!$%tri%a9

"ey del servicio p!blico de energía eléctrica. &s una serie de normas yrequisitos establecidas por la autoridad, en donde se habla de lageneraci#n, transformaci#n, distribuci#n y abastecimiento de la energíaeléctrica de la naci#n para la prestaci#n al servicio p!blico. "a secretariade energía eléctrica será la encargada de relacionar las normasestablecidas por la naci#n con lo solicitado por la comisi#n federal deelectricidad, que es poseedora del os bienes y recursos que requieranpara el abastecimiento o venta de la energía eléctrica.

LAER*TE

"ey para el %provechamiento de &nergías 6enovables y elFinanciamiento de la Transici#n &nergética

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