Tecnología Eléctrica

Resumen del libro

La Tecnología Eléctrica, como tecnología asociada a la generación, transporte, distribución y consumo de la energía eléctrica, constituye una herramienta básica para la aplicación y desarrollo de la energía eléctrica.

El objetivo de este libro es ofrecer una visión general y a la vez rigurosa de los fundamentos y de los aspectos más importantes de la Tecnología Eléctrica. Se desarrollan las herramientas básicas del análisis y diseño de los sistemas e instalaciones eléctricas y se describen los principales equipos y aparatos que se las componen, haciendo también referencia constante a las normas que son de aplicación.

Se pueden distinguir tres partes o bloques temáticos:

• El sistema eléctrico, su representación y análisis (capítulos1 a 6) se explica qué es un sistema eléctrico y se describen los distintos tipos de centrales de producción de energía eléctrica existentes. A continuación, se presentan los modelos eléctricos de los elementos básicos que se encuentran en los sistemas eléctricos como son las máquinas eléctricas, las líneas y los cables y las cargas que representan a los consumidores. Por último, se explican los dos estudios básicos para el análisis del sistema, tanto en régimen permanente (el flujo de cargas) como en condiciones de fallo (cortocircuitos y fallos a tierra).
• Los aparatos y equipos eléctricos (capítulos7 a 9) y corresponde a los elementos y equipos de un sistema eléctrico que se encargan de la protección y seguridad de las redes: relés, fusibles, interruptores automáticos y protectores de sobretensión. También se tratan las partes principales de las redes eléctricas, como los centros de transformación y los transformadores de potencia, que son uno de los elementos principales del sistema eléctrico.
• Las instalaciones de baja tensión (capítulos 10 a 12), se analizan desde el punto de vista de la seguridad, incluyendo las instalaciones de puesta a tierra y su seguridad frente a sobrecargas y cortocircuitos. Por último, se describen las distintas formas de protección contra los choques eléctricos. Se hace también referencia a la normativa de aplicación, especialmente al Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión.

A lo largo del libro se incluyen numerosos Ejemplos, que ayudan a comprender los conceptos individuales expuestos o la relación entre ellos. Conforme se avanza en la exposición de la materia, los ejemplos de hacen más complejos ya que se hace uso de ideas expuestas en otros capítulos anteriores. Al final de cada capítulo también hay una serie de Problemas propuestos cuyas soluciones están en el anexo final, lo que le permitirá al lector autoevaluarse y comprobar su grado de conocimiento y asimilación de los distintos contenidos. Esas soluciones están totalmente desarrolladas en aquellos enunciados marcados con un asterisco.

Por su contenido, este libro está dirigido principalmente a los alumnos de cualquier titulación de ingeniería que tengan necesidad de aprender sobre los fundamentos de la Tecnología Eléctrica y será también de utilidad para toda aquella persona interesada en conocer o actualizar sus conocimientos en la materia.

Índice

1. El sistema eléctrico
1.1. Introducción
1.2. Antecedentes históricos de la Tecnología Eléctrica
1.3. Estructura de un sistema eléctrico
1.4. El Sistema Eléctrico Español
1.5. Centrales eléctricas

2. Principios básicos
2.1. Introducción
2.2. Potencia compleja
2.3. Sistemas trifásicos equilibrados
2.4. Valores por unidad
2.5. Problemas propuestos

3. Las máquinas eléctricas en el sistema eléctrico
3.1. Introducción
3.2. El transformador
3.3. La máquina síncrona
3.4. La máquina de inducción o asíncrona
3.5. Problemas propuestos

4. Líneas y cables eléctricos
4.1. Introducción
4.2. Efecto resistivo
4.3. Efecto inductivo
4.4. Efecto capacitivo
4.5. Líneas
4.6. Conductores y cables eléctricos
4.7. Problemas propuestos

5. Representación del sistema
5.1. Introducción
5.2. Representación de los elementos del sistema: el diagrama unifilar y el diagrama de impedancias y admitancias
5.3. El sistema en valores por unidad
5.4. Modelos de admitancias e impedancias de red
5.5. El problema del flujo de cargas
5.6. Problemas propuestos

6. Faltas simétricas
6.1. Introducción
6.2. Transitorios en circuitos RL
6.3. Corriente y tensión en generadores y motores síncronos en condiciones de cortocircuito
6.4. Magnitudes que caracterizan la corriente de cortocircuito
6.5. Cálculo de corrientes de cortocircuito
6.6. Protecciones
6.7. Descripción y clasificación de los fenómenos a proteger
6.8. Características de operación
6.9. Requisitos reglamentarios
6.10. Problemas propuestos

7. Centros de transformación
7.1. Introducción
7.2. Tipos de centros de transformación
7.3. Esquema general de la disposición de los aparatos de un centro de transformación
7.4. Requisitos reglamentarios relativos al aislamiento
7.5. Descripción y clasificación de aisladores
7.6. Características asignadas para la elección del aislador
7.7. Problemas propuestos

8. Aparatos de maniobra de circuitos
8.1. Introducción
8.2. Aparatos de maniobra de circuitos. Generalidades
8.3. Seccionadores. Descripción y clasificación
8.4. Interruptores e interruptores automáticos. Descripción y clasificación
8.5. Características asignadas aplicables a la aparamenta
8.6. Ejemplos de cálculo para la selección de aparatos de maniobra
8.7. Problemas propuestos

9. Transformadores de potencia y de distribución
9.1. Introducción
9.2. Clasificación de transformadores
9.3. Transformadores de potencia
9.4. Transformadores de distribución
9.5. Ensayos normativos
9.6. Problemas propuestos

10. Esquemas de distribución en baja tensión. Tierras
10.1. Introducción
10.2. Esquemas de distribución TN, TT e IT
10.3. Puesta a tierra
10.4. Cálculo de la resistencia de puesta a tierra
10.5. Tensión de paso y tensión de contacto
10.6. Condiciones de protección y de separación
10.7. Instalaciones de puesta a tierra. Esquema general
10.8. Medida de la resistencia de puesta a tierra
10.9. Problemas propuestos

11. Esquemas generales de las instalaciones de baja tensión. Protección contra sobretensiones y sobreintensidades
11.1. Introducción
11.2. Instalaciones de enlace. Esquema general y definiciones
11.3. Intensidades máximas admisibles por los circuitos
11.4. Cálculo de las corrientes de cortocircuito en las instalaciones
11.5. Protección mediante interruptores automáticos y fusibles. Características asignadas
11.6. Condiciones a verificar y selectividad. Criterios de selección
11.7. Sobretensiones en líneas eléctricas
11.8. Protección frente a las sobretensiones
11.9. Ejemplo de aplicación
11.10. Problemas propuestos

12. Protección contra los choques eléctricos
12.1. Introducción
12.2. Tensiones máximas admisibles
12.3. Protección contra los contactos directos
12.4. Protección contra los contactos indirectos
12.5. Coordinación de aislamiento en baja tensión. Líneas de fuga, distancias en el aire y distancias a través del aislamiento
12.6. Ejemplo de aplicación
12.7. Problemas propuestos

13. Soluciones a los Problemas Resueltos