LINEAS

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA

DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR

PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería Eléctrica ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución SEMESTRE: Séptimo OBJETIVO GENERAL: El alumno calculará flechas y tensiones, que se requieren en los sistemas de distribución de energía eléctrica. Integrará un sistema de información de todos los aspectos de diseño de líneas incluyendo su modelo y presentación del terreno, selección de ruta. Explicará las técnicas que se utilizan en la solución de problemas relativos a la planeación, proyecto, construcción y operación de nuevas líneas y redes de distribución. CONTENIDO SINTÉTICO:

I. Generalidades. II. Elementos Constitutivos de las Líneas y Redes de Distribución de Energía Eléctrica. III. Caída de Tensión, Pérdidas Eléctricas, Estudio Eléctrico y Mecánico de las Líneas. IV. Cálculo de Flechas y Tensiones de Líneas. V. Alimentadores Primarios y Secundarios

VI. Selección de Conductores, Transformadores de Distribución VII. Regulación de Voltaje y Comportamiento Dinámico de las Redes de Distribución

METODOLOGÍA: Búsqueda bibliográfica sobre los temas de la unidad. Exposición teórica por parte de los alumnos con la guía del profesor, utilización de presentaciones, acetatos y videos, visitas a instalaciones de empresas de suministro de energía eléctrica o empresas relacionadas con las líneas y redes de distribución. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Tres exámenes parciales, los cuales serán evaluados de 0 a 80% de la evaluación total, también se tomarán en cuenta los trabajos y tareas asignadas que no deberá exceder el 20% de las calificaciones parciales. BIBLIOGRAFÍA: Congreso de la Unión: Ley de la Prestación del Servicio de Energía Eléctrica. Checa, Luis Maria. Líneas de Transporte de Energía, Editorial Alfa omega. 3era edición. México 1987. 761 págs. Fink & Carrol. Standard Handbook for Electrical Engineers, Mc. Graw HIll Co. 10ma edicion. EUA 1968. 791 págs. Gonen, Turan. Electric Power Distribution Engineering, Editorial Mc Graw Hill. Primera edición, EUA 1986. 897 págs. Juárez Cervantes, José Dolores. Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica, UAM, México, D.F., Año 2000. 309 págs. Skilling Hilldreth, Hugh. Redes Eléctricas, Limusa. 1a edición. México 2002. 681 págs. Short Tom, A. Electric Power Distribution, Editorial CRC, primera edición. EUA 2004. 947 págs. Mc. Donald, John D.Electric Power Substations Engineering, Editorial CRC. Primera edición. EUA 1996. 611 págs.



ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica - Zacatenco CARRERA: Ingeniería Eléctrica OPCIÓN: Sistemas Eléctricos COORDINACIÓN: Academia de Utilización DEPARTAMENTO: Académico de Ingeniería Eléctrica

ASIGNATURA: Líneas Y Redes de Distribución SEMESTRE: Séptimo. CLAVE: CRÉDITOS: 6.0 VIGENTE: 2006 TIPO DE ASIGNATURA: Teórica MODALIDAD: Escolarizada

TIEMPOS ASIGNADOS HRS/SEMANA/TEORÍA: 3.0 HRS/SEMANA/PRÁCTICA: 0 HRS/SEMESTRE/TEORÍA: 54 HRS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 0 HRS/TOTALES: 54.0 horas

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Utilización REVISADO POR: Subdirección Académica. APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar. M en C. Jesús Reyes García

AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del I.P.N.


DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución CLAVE: HOJA: 2 DE11

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

Los sistemas eléctricos son estructuras indispensables para proveer a la sociedad de energía eléctrica necesaria para la producción de los bienes y satisfactores que demanda. La dinámica de los sistemas eléctricos es paralela a la dinámica que tal sociedad tiene, tanto en lo económico como en lo tecnológico. El Ingeniero Electricista deberá calcular y operar líneas y redes de distribución, como parte integrante de los sistemas eléctricos las cuales son afectadas por dicho dinamismo, su planeación, diseño y construcción. La intervención del Ingeniero Electricista debe efectuarse con el curso de todas las variables previsibles, adecuadamente dimensionadas que den como resultado línea y redes de distribución funcionales y económicas. La asignatura de Líneas y Redes de Distribución proporciona al alumno el conocimiento de la técnica empleada en el diseño de líneas y la planeación de redes de distribución de la energía eléctrica. Los antecedentes para cursar esta asignatura son: Equipo Eléctrico e Instalaciones eléctricas II y III. Los consecuentes de esta asignatura son: Protección por relevadores II e Instalaciones Eléctricas en Alta Tensión I. y Análisis de Sistemas Eléctricos de Potencia I y II.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

El alumno calculará flechas y tensiones, que se requieren en los sistemas de distribución de energía eléctrica. Integrará un sistema de información de todos los aspectos de diseño de líneas incluyendo su modelo y presentación del terreno, selección de ruta. Explicará las técnicas que se utilizan en la solución de problemas relativos a la planeación, proyecto, construcción y operación de nuevas líneas y redes de distribución.



No. UNIDAD I NOMBRE: Generalidades

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno explicará los aspectos generales de la legislación y la reglamentación aplicable a las redes de distribución. Determinará los marcos de referencia para los tipos de redes, voltajes de distribución, tipos de cargas y los materiales y equipos empleados en la integración de las redes de distribución.

HORAS No.

TEMA T E M A S

T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA

1.1

1.2

1.3

1.4 1.5

1.6

1.6.1 1.6.2 1.7 1.8

1.8.1 1.8.2 1.9

1.9.1 1.9.2 1.10

1.10.1 1.10.2 1.11

1.11.1 1.11.2

Breve reseña histórica del desarrollo de las líneas y redes de distribución en México. La normalización de las tensiones de distribución y la frecuencia. Reglamentación aplicable a las líneas y redes de distribución. Autoridades competentes. La función de las líneas y redes de distribución en los sistemas eléctricos. Clasificación de las redes de distribución. Distribución aérea. Distribución subterránea. Tensiones de distribución. Configuración de las redes de distribución. Aéreas en baja y mediana tensión Subterráneas en baja y mediana tensión Cargas eléctricas. Uso de la energía Perfiles de la demanda de las cargas típicas Características de la carga Definiciones básicas Densidad de carga Materiales, equipos y accesorios de las redes de distribución. Redes aéreas Redes subterráneas

Subtotal

0.5

0.5

0.5

0.5 0.5

0.5

1.0 0.5

1.5

0.5

0.5

7.0

0.5

0.5

0.5

0.5 0.5

0.5

1.0 0.5

1.5

0.5

0.5

7.0

1B, 2B, 3C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda bibliográfica sobre generalidades de las líneas y redes de distribución. Experimentación del desarrollo histórico de las líneas y redes de distribución en México. Descripción de la reglamentación que se aplica actualmente a las líneas y redes de distribución. Integración de equipos de trabajo para la comparación de búsqueda documentada. Discusiones dirigidas sobre los temas consultados. Realización de tareas y trabajos extra clase PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Primer examen departamental. Comprende la unidad I, II y III correspondiente al 70 %. Trabajos extraclase y tareas expuestas corresponde al 15% Participaciones 15%.



No. UNIDAD II NOMBRE: Elementos Constitutivos de las Líneas y Redes de Distribución de Energía Eléctrica


El alumno explicará los factores que afectan el diseño de líneas y redes de distribución.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.2.4 2.1.5 2.2

2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.3

2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.3.7

Factores que afectan la selección del voltaje Políticas de la empresa Voltaje de subtransmisión Caídas de tensión Proyección de la carga Pérdidas eléctricas Factores que afectan la selección del conductor. Tasa del crecimiento de la carga Pronósticos de la carga Caída de tensión Régimen de carga en transformadores Régimen de carga en conductores Previsión del costo mínimo Costo de materiales, equipos y accesorios Costo de edificaciones e instalaciones Costo del capital y del financiamiento Costo de las pérdidas eléctricas Impuestos y misceláneos Costos de operación Costo de mantenimiento

Subtotal

2.0

2.0

2.0

6.0

2.0

2.0

2.0

6.0

1B, 2B, 3C y 5C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Consulta bibliográfica sobre los elementos que constituyen una red de distribución. Descripción técnica sobre los factores que afectan el voltaje en las redes de distribución de energía eléctrica. Exposición teórica por parte del alumno con la guía del profesor y con apoyo del pizarrón o equipo audiovisual. Discusiones dirigidas sobre los temas consultados. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Primer examen departamental. Comprende la unidad I, II y III correspondiente al 70 %. Trabajos extraclase y tareas expuestas corresponde al 15% Participaciones 15%.



No. UNIDAD III NOMBRE: Caída de Tensión y Pérdidas Eléctricas y Estudio Eléctrico y Mecánico de las Líneas.


El alumno calculará la caída de tensión y las pérdidas eléctricas en los circuitos de las redes de distribución. Explicará el estudio eléctrico y mecánico aplicado a estructuras y circuitos eléctricos monofásicos y trifásicos.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC


3.1 3.1.1

3.1.1.1 3.1.1.2

3.1.1.3

3.1.1.4 3.1.2

3.1.2.1 3.1.2.2

3.2

3.3

Cálculo de la caída de tensión. En circuitos monofásicos: Ramal monofásico, dos hilos y neutro flotante. Ramal monofásico, dos hilos y neutro aterrizado en un punto. Ramal monofásico, dos hilos y neutro multiaterrizado. Ramal a dos fases y neutro, tres hilos En circuitos trifásicos: Circuito trifásico, tres hilos Circuito trifásico, cuatro hilos y neutro multiaterrizado. Cálculo de las pérdidas eléctricas: En mediana tensión En baja tensión Estudio eléctrico y mecánico

Subtotal

4.0

2.0

2.0

8.0

4.0

2.0

2.0

8.0

3C, 4B, 8B y 10C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Consulta bibliográfica sobre cálculo de caída de tensión en las redes de distribución en mediana y baja tensión. Descripción técnica sobre circuitos monofásicos y trifásicos. Valoración de los aspectos mecánicos y eléctricos de las redes de distribución. Exposición teórica con apoyo del pizarrón o equipo audiovisual que realizarán los alumnos. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Primer examen departamental. Comprende la unidad I, II y III correspondiente al 70 %. Trabajos extraclase y tareas expuestas corresponde al 15% Participaciones 15%.



No. UNIDAD IV NOMBRE: Cálculo de Flechas y Tensiones de Líneas.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno calculará flechas y tensión de líneas utilizando la metodología vista en clase.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC


4.1

4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.2 4.3 4.4

4.4.1 4.4.2 4.5

4.5.1

4.5.2

4.5.3 4.5.4

4.6

4.6.1

Efectos, procedimientos y determinación de las acciones y velocidad de diseño del viento. Velocidad regional. Velocidad regional reducida. Factor de topografía. Factor de exposición. Presión dinámica de base. Presión del viento. Presión equivalente del viento sobre los cables. Factor de respuesta dinámica de cables. Fuerza equivalente del viento sobre los cables. Determinación de las flechas y tensiones mecánicas de los cables. 4.5.1 Tensión diaria, temperatura media, sin viento y sin hielo. Flecha máxima, sin viento, sin hielo y temperatura máxima. Viento máximo y sin hielo. Viento reducido, con hielo y con temperatura mínima. Método de la ecuación de cambio de estado Deducción de la ecuación de cambio de estado. Principio de cálculo. Subtotal

2.0

2.0 1.0 1.0

2.0

2.0

10.0

2.0

2.0 1.0 1.0

2.0

2.0

10.0

8B, 9B y 11B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Definir el concepto de flecha. Búsqueda documental sobre el cálculo de tensiones. Exposiciones realizadas por los alumnos con la guía del profesor. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Participación en actividades individuales y de equipo corresponde al 20% de la calificación total. El segundo examen departamental abarcará las unidades IV y V, corresponde al 80 % de la calificación final.



No. UNIDAD V NOMBRE: Alimentadores Primarios y Secundarios

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno explicará los diferentes tipos de alimentadores que se utilizan en las redes de energía eléctrica, áreas y subterráneas. Señalará el uso técnico de los alimentadores primarios y secundarios.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC


5.1

5.1.1 5.1.2 5.1.3

5.2

5.2.1

5.2.2

5.2.3

5.2.4

5.2.5

5.2.6

5.2.7

Alimentadores de red aérea. Radial Anillo Malla Alimentadores de red subterránea Radial Anillo Malla Mancha de red Red automática Monofásicos Trifásicos

Subtotal

3.0

3.0

6.0

3.0

3.0

6.0

10C y 11B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda documental sobre alimentadores de red aérea y subterránea, primarios y secundarios. Definición de sistema de distribución en anillo, radial y malla. Realización de exposiciones por parte de los alumnos frente a grupo, con el apoyo de equipo audiovisual. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Participación en actividades individuales y de equipo corresponde al 20% de la calificación total. El segundo examen departamental abarcará las unidades IV y V, corresponde al 80 % de la calificación final.



No. UNIDAD VI NOMBRE: Selección de Conductores y Transformadores de Distribución

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno realizará la selección de conductores y transformadores para su aplicación a las redes de distribución, basándose en los criterios vistos en clase y manuales de fabricantes.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC


6.1 8.1.1

6.2 6.2.1

6.3

6.3.3 6.3.4 6.3.5 6.3.6

6.4 6.5 6.6 6.7 6.8

Conductores para instalación aérea. Materiales y formas para su fabricación. Conductores para instalación subterránea. Instalación en ductos. Tipos de transformadores Para instalación en poste Para instalación en bóveda Para instalación en pedestal Para instalación sepultada Desplazamiento angular. Regulación de transformadores. Impedancia de transformadores. Eficiencia de transformadores. Conexión de transformadores.

Subtotal

2.0

2.0

2.0

1.0 0.5 0.5 1.0 1.0

10.0

2.0

2.0

2.0

1.0 0.5 0.5 1.0 1.0

10.0

6B, 7C, 8B y 9B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda documental sobre la selección de transformadores y conductores de distribución. Exposición teórica por parte de los alumnos con asesoría del profesor. Realización de ejemplos para la selección de conductores y transformadores en las redes de distribución, con la guía del profesor. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Ejercicios realizados en clase que corresponde al 20% de la calificación total. El tercer examen departamental abarcará las unidades VI y VII que corresponden al 80 % de la calificación final.



No. UNIDAD VII NOMBRE: Regulación de Voltaje y Comportamiento Dinámico de las Redes de Distribución


El alumno explicará los fenómenos que se presentan durante la operación de las redes de distribución en régimen permanente y en situaciones transitorias, así como conceptos sobre confiabilidad de redes.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC


7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

7.6 7.6.1 7.6.2 7.6.3

Flujos de energía en régimen permanente. Fenómeno transitorio. Ferrorresonancia. Armónicas. Conceptos básicos de confiabilidad de redes. Indicadores de confiabilidad. Tiempo de interrupción por usuario. Tiempo de interrupción por alimentador. Tiempo de interrupción por unidad de longitud de circuito.

Subtotal

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

2.0

7.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

2.0

7.0

7C, 8B, 9B, 10C y 11B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda documental sobre la regulación de voltaje y su comportamiento dinámico en las redes de distribución. Ejemplos expuestos por el profesor y ejercicios desarrollados por los alumnos. Integración de equipos de trabajo para promover la colaboración en equipo. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Ejercicios realizados en clase que corresponde al 20% de la calificación total. El tercer examen departamental abarcará las unidades VI y VII que corresponden al 80 % de la calificación final.



PERÍODO

UNIDAD

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN 1 2 3

I y II

III y IV

V, VI, VII y VIII

Primer examen departamental Segundo examen departamental Tercer examen departamental La calificación de esta materia será el promedio de estas tres evaluaciones, con un peso del 80%. El 20% restante correspondiente a ejercicios realizados en clase y extra-clase, participación en actividades individuales y de equipo. La calificación definitiva será la suma del promedio de las tres evaluaciones más la calificación final dividida entre dos.

CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Gonen, Turan. Electric Power Distribution Engineering, Editorial Mc Graw Hill. Primera edición, EUA 1986. 897 págs. Fink & Carrol. Standard Handbook for Electrical Engineers, Mc. Graw HIll Co. 10ma edicion. EUA 1968. 791 págs. Skilling Hilldreth, Hugh. Redes Eléctricas, Limusa. 1a edición. México 2002. 681 págs. Juárez Cervantes, José Dolores. Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica, UAM, México, D.F., Año 2000.309 págs. Congreso de la Unión: Ley de la prestación del Servicio de Energía Eléctrica. 136 págs. Short Tom, A. Electric Power Distribution, Editorial CRC, primera edición. EUA 2004. 947 págs. Checa, Luis Maria. Líneas de Transporte de Energía, Editorial Alfa omega. 3era edición. México 1987. 761 págs. Mc. Donald, John D.Electric Power Substations Engineering, Editorial CRC. Primera edición. EUA 1996. 611 págs. SEMIP. Programa Nacional de Modernización Energética 1990-1994. Secretaria de Energía, Minas e Industria Paraestatal. México 1990.218 págs.

Concheiro, Antonio A Alternativas Energéticas, Fondo de Cultura Económica. México 1990. 246 págs. FIDE. Documentación de experiencia técnica de investigación para el ahorro de energía. Fideicomiso para el Ahorro de Energía. 1990-2005. 387 págs.



PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA

1. DATOS GENERALES

ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica - Zacatenco

CARRERA: Ingeniería Eléctrica SEMESTRE Séptimo

ÁREA: Básicas C. Ingeniería D. Ingeniería C. Soc. y Hum.

ACADEMIA: Utilización ASIGNATURA: Líneas y Redes de Distribución

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Ingeniero Electricista

2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno calculará flechas y tensiones, que se requieren en los sistemas de distribución de energía eléctrica. Integrará un sistema de información de todos los aspectos de diseño de líneas incluyendo su modelo y presentación del terreno, selección de ruta. Explicará las técnicas que se utilizan en la solución de problemas relativos a la planeación, proyecto, construcción y operación de nuevas líneas y redes de distribución.

3. PERFIL DOCENTE:

CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA PROFESIONAL

HABILIDADES ACTITUDES

Conocimientos amplios de Línea y Redes de Distribución. Conocimientos amplios de los programas de líneas y redes de distribución. Desarrollo de proyectos encaminados a la optimización de recursos energéticos.

En docencia y/o distribución y ejecución de proyectos tipo para el ahorro de energía Especialista en el tema.

Dominio de la temática a desarrollar Habilidad para enseñar los conceptos básicos y aplicaciones Generar técnicas de aprendizaje del tema Para motivar al alumno en la generación de nuevos proyectos.

Colaboración con profesores integrantes de la academia. Servir al instituto en la enseñanza y mostrar una actitud de tutor hacia los alumnos. Ser equitativo en las evaluaciones de los cursos atendidos como profesor Ser formador de hombres para ser útiles a la sociedad.

Compromiso social. Responsabilidad

ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ

Ing. Hugo Quintana Espinosa Ing. Guillermo Santillán Guevara M. en C. Jesús Reyes García

Presidente de Academia Subdirector Académico Director del Plantel

FECHA: 2006

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