La energía eléctrica GENERACIÓN TRANSPORTE
DISTRIBUCIÓN CONSUMO Centrales hidraúlicas
Centrales termoeléctricas Centrales de Energías
alternativas Generación de tensión (12 kV) aprox.
Elevación (trafos) tensión 380 kV, 220 Kv
Líneas de alta tensión Subestaciones Centros de
distribución: subestaciones Líneas de baja
tensión (trafos) Pequeños consumidores: baja
tensión Industria: alta tensión Las máquinas
eléctricas están presentes en todas las etapas del
proceso (rotativas en la generación y consumo.
Transformadores en transporte y distribución)
La red eléctrica Fuente primaria Turbina Generador Parque
de transformación de La central Estación
transformadora primaria Subestación Centro de
transformación Consumo doméstico Muy grandes
consumidores Grandes consumidores
La red eléctrica Esquema simplificado de una parte de la
red nacional de 400 kV Se puede observar la existencia de caminos
alternativos para el suministro ? Tecnología
eléctrica – J. Roger et. Al
La red eléctrica (Gp:) SUBESTACIÓN (Gp:) Centros de
transformación (Gp:) Red radial de distribución Red
de distribución en anillo (Gp:) SUBESTACIÓN
SUBESTACIÓN (Gp:) Avería
Las centrales eléctricas HIDRAÚLICAS
Transformación de la energía potencial acumulada
por una masa de agua. Utilización turbina
hidráulica. Gran rapidez de respuesta.
TERMOELÉCTRICAS Utilización de carbón, fuel,
o combus-tible nuclear para producir vapor. Utilización de
turbinas de vapor. Elevada inercia, especialmente en las
nucleares. Producción constante. NO CONVENCIONALES
Eólicas Solares Mareomotrices DE BOMBEO Utilizan agua
previamente bombeada Son idénticas a las
hidraúlicas Con turbinas de gas De ciclo combinado
Las centrales eléctricas (Gp:) (Gp:) Carbón y (Gp:)
fósiles (Gp:) (Gp:) (Gp:) Otras (Gp:) Hidraúlicas
(Gp:) (Gp:) Nucleares Curva de demanda de energía
eléctrica Hora 24 16 8 0 ? Tecnología
eléctrica – J. Roger et. Al
Las máquinas eléctricas Estáticas Rotativas
Transformadores Motores Generadores (Gp:) SISTEMA
ELÉCTRICO (Gp:) SISTEMA ELÉCTRICO (Gp:) MEDIO DE
ACOPLAMIENTO (Gp:) SISTEMA ELÉCTRICO (Gp:) SISTEMA
MECÁNICO (Gp:) MEDIO DE ACOPLAMIENTO MÁQUINAS
ELÉCTRICAS Transformador Transformador Generador
Motor
Los Transformadores Transformadores De potencia De medida
Especiales Monofásicos o trifásicos
Monofásicos o trifásicos Monofásicos o
trifásicos Existen distintos tipos de transformadores de
potencia Los de medida pueden medir tensiones o corrientes
Las Máquinas Eléctricas Rotativas Motores Corriente
Continua Asíncronos Síncronos Especiales Imanes
permanentes Monofásicos o trifásicos
Monofásicos Monofásicos o trifásicos
Monofásicos o trifásicos
Las Máquinas Eléctricas Rotativas Generadores
Síncronos Asíncronos Corriente continua
Turboalternadores (térmicas) y alterna-dores de centrales
hidraúlicas Generadores eólicos. Alternadores
micentrales hidraúlicas Máquinas muy poco
frecuentes: aplicaciones especiales Gran potencia: velocidad cte.
Potencia media y baja: velocidad variable
El Principio de Reversibilidad Todas las máquinas
eléctricas rotativas son reversibles Pueden funcionar como
motor o como generador Motor Conversión de Energía
Eléctrica en Energía Mecánica Generador
Conversión de Energía Mecánica en
Energía Eléctrica
Balance Energético de una Máquina Rotativa (Gp:)
Pérdidas rotacionales (Gp:) Pérdidas en el cobre
del rotor (Gp:) Pérdidas en el hierro (Gp:)
Pérdidas en el cobre del estator Potencia eléctrica
consumida (Pe) ESTATOR ROTOR Potencia mecánica útil
del motor (Pu)
Clase de Aislamiento Temperatura máxima que el material
del que está construido el aislamiento puede soportar sin
perder sus propiedades. Se obtiene “ensayando el material y
comparando los resultados con los de materiales patrón de
efica- cia conocida” (Norma UNE-CEI)
Grados de Protección En la norma UNE 20-324 se establece
un sistema de especificación general en función del
grado de protección que se consigue en cualquier material
eléctrico. El grado de protección se designa con
las letras IP seguidas de tres cifras, de las cuales en las
máquinas eléctricas sólo se utilizan dos.
1ª cifra: indica la protección de las personas frente
a contactos bajo tensión y/o piezas en movimiento en el
interior, así como la protección de la
máquina frente a la penetración de cuerpos
sólidos extraños. 2ª cifra: indica la
protección contra la penetración de agua. 3ª
cifra: indicaría la protección contra daños
mecánicos.
Protección frente a la penetración de cuerpos
extraños: Primera cifra
Protección frente a entrada de agua
Placa de características 3 Clase de corriente (alterna o
continua). 4 Forma de trabajo (motor o generador). 5
Número de serie de la máquina. 6 Conexión
del devanado estatórico ( o ). 7 Tensión nominal. 8
Corriente nominal. 9 Potencia nominal. 10 Abreviatura de unidad
de potencia (kW). 11 Clase de servicio. 12 Factor de potencia
nominal. 13 Velocidad nominal. 14 Frecuencia nominal. 15
Excitación en motores CC, Rotor en motores
inducción de rotor bobinado. 16 Tensión de Exc. en
máquinas de CC. Tensión rotorica en motores de
rotor bobinado. 17 Corriente de excitación máquina
CC. Corriente rotórica en motores de rotor bobinado. 18
Clase de aislamiento. 19 Grado de protección. 20 Peso. 21
Fabricante. Todas las magnitudes son NOMINALES: aquéllas
para las que la máquina ha sido diseñada
Códigos refrigeración transformadores Según
que la circulación del fluido refrigerante se deba a
convección natural o forzada (impulsado por una bomba) se
habla de refrigeración natural (N) o forzada (F) Las
normas clasifican los sistemas de refrigeración de los
transformadores según el refrigerante primario (en
contacto con partes activas) y secundario ( el utilizado para
enfriar al primario). Se utilizan aire, aceite natural, aceite
sintético y agua.
Códigos refrigeración transformadores SE UTILIZAN 4
DÍGITOS COMO CÓDIGO (Gp:) X (Gp:) X (Gp:) X (Gp:) X
Tipo de circulación del refrigerante secundario (N) o (F).
Tipo de refrigerante secundario (A) aire, (W) agua. Tipo de
circulación del refrigerante primario (N) o (F). Tipo de
refrigerante primario (A) aire, (O) aceite mineral, (L) aceite
sintético. Ejem OFAF
Códigos Refrigeración Motores X X X X X Tipo de
circulación del refrigerante secundario: 0
Convección libre, 1 Autocirculación, 6 Com-ponente
independiente, 8 Desplazamiento relativo Tipo de refrigerante
secundario: A aire, W agua Tipo de circulación del
refrigerante primario: 0 Convección libre, 1
Autocirculación, 6 Componente independiente Tipo de
refrigerante primario: A aire Tipo de circuito de
refrigeración: 0 circulación libre circuito
abierto, 4 carcasa enfriada exterior SE UTILIZAN 5 DÍGITOS
Ejem IC4A11 Ejem IC0A1 IC
Clase de Servicio en Maquinas Rotativas S1 – Servicio continuo:
la máquina trabaja a carga constante, de modo que alcanza
la temperatura de régimen permanente. S2 – Servicio
temporal o de corta duración: la máquina trabaja en
régimen de carga constante un tiempo breve, no se llega a
alcanzar una temperatura estable. Permanece entonces para-da
hasta alcanzar de nuevo la temperatura ambiente. S3, S4 y S5 –
Servicios intermitentes: consisten en una serie continua de
ciclos iguales, compuestos por periodos de carga constante (S3),
incluyendo el tiempo de arranque (S4) o arran-ques y frenados
(S5), seguidos de periodos de reposo sin que se alcance nunca una
temperatura constante. S6, S7 y S8 – Servicios ininterrumpidos:
similares respectiva-mente a S3, S4 y S5 pero sin periodos de
reposo.