generación y transporte
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CIRCUITOS ELECTRÓNICOS Y
APLICACIONES ELÉCTRICAS (I)
ELECTROTÉCNIA
Luis Miguel GARCÍA GARCÍA-ROLDÁN Departamento de Tecnología
IES Cap de Llevant – MAÓ
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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
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GENERACIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
Circuitos electrónicos y aplicaciones eléctricas I
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GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (I)
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GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (II)
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GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (III)
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Central térmica clásica
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (IV)
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Central termoeléctrica
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (V)
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Central nuclear
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (VI)
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Central hidroeléctrica
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (VII)
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Central solar térmica (heliotérmica)
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (VIII)
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Central solar fotovoltaica
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (IX)
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Central solar fotovoltaica (efecto fotoeléctrico)
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (X)
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Central eólica
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (XIV)
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Central mareomotriz Diferencia térmica entre capas superficiales y profundas
Mareas
Olas
Corrientes
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (XV)
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Central geotérmica
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (XVI)
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Central de biomasa y rsu
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA (XVII)
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TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE LA
ENERGÍA ELÉCTRICA
Circuitos electrónicos y aplicaciones eléctricas I
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TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA
ELÉCTRICA (I)
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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
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TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA
ELÉCTRICA (III)
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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)
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TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA
ELÉCTRICA (V)
RED DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN
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El elemento eléctrico que permite cambiar la tensión en las distintas centrales el transformador.
TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA
ELÉCTRICA (VI)
transformadores
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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
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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
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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
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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
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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)
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TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA
ELÉCTRICA (VII)
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INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Circuitos electrónicos y aplicaciones eléctricas I
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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
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INSTALACIÓN INTERIOR (I)
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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
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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)
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INSTALACIÓN INTERIOR (IV)
Conexionado del cuadro de protección y mando
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Esquemaunifilar delainstalacióninterior
INSTALACIÓN INTERIOR (V)
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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
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Distribución interior
INSTALACIÓN INTERIOR (VII)
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INSTALACIÓN INTERIOR (VIII)
Circuitos interiores interior
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INSTALACIÓN INTERIOR (IX)
Detalle circuito en conmutación
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INSTALACIÓN INTERIOR (X)
Planos de una instalación eléctrica
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INSTALACIÓN INTERIOR (XI)
Instalaciones en aseos y baños
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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