Universidad de Oviedo

Tema II: Fundamentos sobre generación transporte y distribución de energía eléctrica Dpto. Dpto. de de Ingeniería Ingeniería Eléctrica, Eléctrica, Electrónica Electrónica de de Computadores Computadores yy Sistemas Sistemas

2.1 La energía eléctrica GENERACIÓN ● ● ●

●

Centrales hidraúlicas Centrales termoeléctricas Centrales de Energías alternativas Generación de tensión (12 kV) aprox.

●

TRANSPORTE ●

● ●

Centros de distribución: subestaciones Líneas de baja tensión (trafos)

● Elevación (trafos) tensión 380 kV, 220 Kv DISTRIBUCIÓN Líneas de alta tensión Subestaciones

Las Lasmáquinas máquinaseléctricas eléctricasestán estánpresentes presentesen en todas todaslas lasetapas etapasdel delproceso proceso(rotativas (rotativasen enla la generación generaciónyyconsumo. consumo.Transformadores Transformadoresen en transporte transporteyydistribución) distribución)

CONSUMO

●

●

Pequeños consumidores: baja tensión Industria: alta tensión

2.2 La red eléctrica I Centro de transformación

Fuente primaria Turbina

Parque de transformación de La central

Consumo doméstico

Estación transformadora primaria

Subestación

Grandes consumidores

Muy grandes consumidores

Generador

GENERACIÓN GENERACIÓN (CENTRALES) (CENTRALES)

TRANSPORTE TRANSPORTE

DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN1º1º (Subtransporte) (Subtransporte)

DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN

CONSUMO CONSUMO

100 100––1000 1000MVA MVA

100 100–1000 –1000MVA MVA 100 100––500 500Km Km

30 30––100 100MVA MVA 20 20––100 100Km Km

33––15 15MVA MVA 55––15 15Km Km

0,4 0,4––22MVA MVA 100 100––500m 500m

10 10––30 30KV KV

730, 730,380, 380,220 220KV KV

132, 132,66, 66,45 45KV KV

11, 11,20, 20,30 30KV KV

380, 380,220 220VV

2.2 La red eléctrica II  Tecnologí Tecnología elé eléctrica – J. Roger et. Al

Esquema simplificado de una parte de la red nacional de 400 kV

Se puede observar la existencia de caminos alternativos para el suministro

2.2 La red eléctrica III Avería

Centros de transformación

SUBESTACIÓN

SUBESTACIÓN Red radial de distribución

SUBESTACIÓN Red de distribución en anillo

2.3 Las centrales eléctricas I

{ ●

HIDRAÚLICAS

Transformación de la energía potencial acumulada por una masa de agua.

●

Utilización turbina hidráulica.

●

Gran rapidez de respuesta.

{ ●

TERMOELÉCTRICAS

● ●

NO CONVENCIONALES

{ ● ● ●

DE BOMBEO

{ ● ●

Utilización de carbón, fuel, o combustible nuclear para producir vapor. Utilización de turbinas de vapor. Elevada inercia, especialmente en las nucleares. Producción constante. Eólicas ● Con turbinas de gas Solares ● De ciclo combinado Mareomotrices Utilizan agua previamente bombeada Son idénticas a las hidraúlicas

2.3 Las centrales eléctricas II Curva de demanda de energía eléctrica Otras

Hidraúlicas

Carbón y fósiles

 Tecnologí Tecnología elé eléctrica – J. Roger et. Al

Nucleares

0

8

16

24

Hora

Porcentaje de uso de las centrales eléctricas según su tipo Hidraúlicas Nucleares Carbón y fósiles Otros 28% 36% 30% 6%

2.3 Las centrales eléctricas III  Tecnologí Tecnología elé eléctrica – J. Roger et. Al

TIPO Producción TIPODE DECENTRAL CENTRAL Producción1997 1997(GWh) (GWh) Producción Producción1998 1998(GWh) (GWh) Hidroeléctrica 33.138 33.989 Hidroeléctrica 33.138 33.989 Nuclear 55.305 58.996 Nuclear 55.305 58.996 Hulla 37.337 30.050 Hullayyantracita antracita 37.337 30.050 Lignito 11.187 13.721 Lignitopardo pardo 11.187 13.721 Lignito 10.742 6.406 Lignitonegro negro 10.742 6.406 Carbón 2.832 10.007 Carbónimportado importado 2.832 10.007 Gas 6.634 2.367 Gasnatural natural 6.634 2.367 Fuel 209 3.282 Fueloil oil 209 3.282 Producción 157.384 158.818 ProducciónBruta Bruta 157.384 158.818 Consumos 6.361 6.274 Consumosproducción producción 6.361 6.274 Adquirida 15.885 19.325 Adquiridaautoproductores autoproductores 15.885 19.325 Producción 166.908 171.869 Produccióntotal totalneta neta 166.908 171.869 Consumos 1.752 2.587 Consumosen enbombeo bombeo 1.752 2.587 Saldo -3.085 3.398 Saldointercambios intercambiosInternacionales Internacionales -3.085 3.398 Demanda 162.071 172.608 Demandatotal totalen enbarras barras 162.071 172.608

2.4 Las máquinas eléctricas MÁQUINAS ELÉCTRICAS

{ ●

●

Estáticas

{

Rotativas

● ●

●

Transformadores

Motores Generadores

Transformador SISTEMA ELÉCTRICO

MEDIO DE ACOPLAMIENTO

SISTEMA ELÉCTRICO

Transformador Motor SISTEMA ELÉCTRICO

MEDIO DE ACOPLAMIENTO

Generador

SISTEMA MECÁNICO

2.4.1. Los transformadores

Transformadores

{

De potencia

Monofásicos o trifásicos

De medida

Monofásicos o trifásicos

Especiales

Monofásicos o trifásicos

Existen Existendistintos distintostipos tiposde detransformadores transformadoresde depotencia potencia Los Losde demedida medidapueden puedenmedir medirtensiones tensionesoocorrientes corrientes

2.4.2 Las máquinas eléctricas rotativas I Corriente Continua

Motores

Monofásicos

Asíncronos

Monofásicos o trifásicos

Síncronos

Monofásicos o trifásicos

Especiales

Imanes permanentes Monofásicos o trifásicos

Trifásicos

Reluctancia variable

Sin escobillas (Brushless DC)

Monofásicos

2.4.2. Las máquinas eléctricas rotativas II Gran potencia: velocidad cte.

Síncronos

Turboalternadores (térmicas) y alternadores de centrales hidraúlicas Potencia media y baja: velocidad variable

Generadores

Corriente continua

Asíncronos Generadores eólicos. Alternadores micentrales hidraúlicas Máquinas muy poco frecuentes: aplicaciones especiales