Conceptos Clave de Ingeniería Electromecánica: Centrales, Potencia y Distribución

Conceptos Fundamentales de Ingeniería Electromecánica

Definiciones Clave

  • Grupos de Consumo: Subdivisión de los consumidores según el tipo de consumo (residencial, comercial o industrial), principalmente para el objeto de mayor relevancia.
  • Factor de Potencia Media del Mes: Se calcula dividiendo el consumo de energía activa por la raíz cuadrada de la suma del cuadrado de la energía activa más el cuadrado de la energía reactiva. Fórmula: fp = kWh / √(kWh² + kvar²).
  • Valor del Factor de Potencia: El valor del factor de potencia correspondiente a la demanda máxima no debe ser inferior a 0.95, y el valor del factor de potencia medio del mes no debe ser inferior a 0.92.
  • Central Eléctrica: Instalación que produce energía eléctrica y está conectada a una red, utilizando alguna materia prima como fuente de energía.
  • Consumo: Energía entregada por la ANDE (Administración Nacional de Electricidad) al consumidor durante un período de tiempo determinado.
  • Demanda: Potencia requerida por el consumidor a la ANDE.
  • Tensión de Abastecimiento: Tensión eléctrica nominal en la cual la ANDE entrega la energía eléctrica al cliente.

Tensiones Normalizadas

  • Tensiones Trifásicas (entre fases):
    • Muy Alta Tensión: 220.000 V
    • Alta Tensión: 66.000 V
    • Media Tensión: 23.000 V
    • Baja Tensión: 380 V
  • Tensiones Monofásicas (entre fase y neutro):
    • Media Tensión: 23.000 / √3 V
    • Baja Tensión: 380 / √3 V

Instalaciones y Equipos

  • Potencia o Capacidad Instalada: Suma aritmética de las potencias nominales de todos los equipos, artefactos y aparatos eléctricos para cuya alimentación fue proyectada la instalación y aprobada por la ANDE (carga instalada).
  • Instalación de Entrega: Instalación electromecánica de la ANDE desde la cual se entrega la energía eléctrica al cliente.
  • Estación: Conjunto de instalaciones electromecánicas que transforman la energía eléctrica (tensión y corriente), manteniendo constante la frecuencia. Una de las tensiones debe ser de 220.000 voltios.
  • Subestación: Conjunto de instalaciones electromecánicas que transforman la energía eléctrica (tensión y corriente), manteniendo constante la frecuencia. Una de las tensiones debe ser de 66.000 voltios.
  • Puesto de Distribución: Conjunto de instalaciones que transforman la energía eléctrica de media tensión (23.000 V trifásico o 23.000/√3 V monofásico) a baja tensión (380 V trifásico o 380/√3 V monofásico).

Factores y Parámetros de Operación

  • Factor de Demanda: Relación entre la demanda máxima de un sistema y la potencia instalada.
  • Factor de Instalación: Relación entre la potencia total de la central y la carga conectada a la red que alimenta la central.
  • Factor de Reserva: Relación entre la potencia total de una central generadora y la potencia máxima que ha de suministrar.
  • Potencia Media: Suma de la potencia de cada mes dividida por la cantidad de meses.
  • Factor de Carga: Valor de la potencia media dividido por la potencia máxima.
  • Centrales de Bombeo: Centrales hidroeléctricas que aprovechan el excedente de potencia durante las horas de baja demanda para bombear agua desde un lago o río hasta un depósito elevado.
  • Salto o Altura Neta: Diferencia entre el salto o altura útil y todas las pérdidas de carga en la conducción del agua y en las turbinas hidráulicas.

Clasificación de Saltos o Caídas

  • Baja Caída: Alturas menores de 50 m.
  • Media Caída: Alturas entre 50 m y 250 m.
  • Alta Caída: Alturas mayores de 250 m.

Clasificación por Capacidad o Caudal

  • Pequeña Capacidad: Caudales hasta 10 m³/s.
  • Media Capacidad: Caudales entre 10 y 100 m³/s.
  • Gran Capacidad: Caudales mayores de 100 m³/s.

Clasificación por Servicio

  • Carga Base
  • Carga Pico

Tipos de Centrales Eléctricas

  • Centrales Hidráulicas
  • Centrales Térmicas
  • Centrales Nucleares
  • Centrales Eólicas
  • Centrales Solares

Centrales Hidroeléctricas

Clasificación:

  • Centrales de Agua Fluyente: Utilizan el agua según discurre normalmente por el cauce de un río.
  • Centrales de Agua Embalsada: El agua llega convenientemente guiada, por ejemplo, desde un lago. Estas se subdividen en:
    • Centrales de Regulación
    • Centrales de Bombeo
  • Clasificación en relación con la altura:
    • Central de Alta Presión
    • Central de Media Presión
    • Central de Baja Presión
  • Salto o Caída Natural: Desnivel total entre la superficie libre del agua en la obra y la superficie libre en la descarga de la turbina.
  • Salto o Altura Útil: Desnivel entre el agua al inicio de la tubería forzada y a la salida de la turbina.

Tipos de Centrales según su Función

  • Central de Base o Carga Base: Suministran la mayor parte de la energía eléctrica de forma continua.
  • Centrales de Carga Pico: Suministran carga eléctrica en las horas de máxima demanda. Pueden ser centrales termoeléctricas para picos no elevados, debido a su rápida puesta en servicio.
  • Centrales de Reserva: Sustituyen, parcial o totalmente, a otras centrales en caso de avería.
  • Centrales de Bombeo: Aprovechan el excedente de potencia durante las horas de baja demanda para bombear agua a un río o lago.

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