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.