jueves, 10 de mayo de 2012

TESIS

CAPITULO I
MARCO TEORICO
1.1  GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA
Desde el siglo xx se ha caracterizado por haber logrado el acceso a enormes fuentes de energía disponibles desde hace milenios. Una de las fuentes es la energía eléctrica que se origina de las centrales hidroeléctricas. La energía potencial del agua es una de las formas más puras de energía con que contamos. Posee la gran ventaja de no ser una energía contaminante, ya que puede suministrar trabajo sin producir ningún tipo de residuo. Esta es, además, relativamente fácil de controlar y su rendimiento suele ser muy alto, ya que se puede transformar aproximadamente del 80% al 90% de la energía hidráulica en trabajo fácil. Además la energía hidráulica resulta muy útil ya que aprovecha un recurso renovable, por lo que es muy rentable. Este tipo de energía mecánica o eléctrica a partir de una forma de energía mecánica (Anexo 1 generación de la electricidad).

1.1.1 APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA DEL AGUA
El agua posee energía potencial lo que en algunos casos muy localizados, en los que el caudal del rio asegura una aportación regular de agua, la energía potencial puede ser aprovechada directamente sin necesidad de embalsar previamente el agua, o bien utilizando un embalse muy reducido. Estas centrales tienen el nombre de centrales de agua fluyentes por el contrario las centrales de regulación, en los casos más habituales una cantidad apreciable de agua es retenida mediante una presa, formando así un embalse o lago artificial, del que se puede generar un salto de agua para liberar, controlar y transformar la energía potencial de la masa del agua en energía eléctrica. (Anexo 2 aprovechamientos de la energía del agua).

1.1.2  APROVECHAMIENTO POR DERIVACION
El aprovechamiento del agua por derivación consiste básicamente en desviar las aguas del rio mediante una pequeña presa hacia donde está un canal con menos irregularidades que las liberas del rio que las conduce. Esto provoca una pérdida de nivel muy pequeño, hasta un depósito llamado cámara de carga o de presión la cual está encargada de alimentar con agua a la tubería de presión, esto evita el ingreso de materiales extraños que puedan perturbar el funcionamiento de las turbinas. Su construcción se basa en, compuertas de derivación y limpia, rejillas, rebose y canal lateral para conectar al canal de demasías que permite conducir el excedente de agua que rebosa de la cámara de carga. De esta cámara parten una o varias tuberías forzadas o tuberías de presión, que no son más que tuberías donde la entrada tiene un diámetro bastante más grande que el de salida, y con un desnivel bastante considerable. La presión del agua en la salida de dicha tubería se utiliza para hacer girar una serie de turbinas, las cuales serán el comienzo de la transformación de energía mecánica producida por el agua en energía eléctrica. Posteriormente, el agua es restituida al rio, utilizando un  canal de descarga.

1.1.3  APROVECHAMIENTO POR ACUMULACION
Este aprovechamiento por acumulación de las aguas consiste en construir en un tramo del rio donde exista un gran desnivel una presa, la cual servirá de contención al agua del rio. El nivel del agua se situara entonces en un punto cercano al extremo superior del muro de la presa. En la base del muro de la presa se encontrara la sala de máquinas que, junto con los alternadores, serán capaces de transformar la energía mecánica en energía eléctrica.
La central asociada a este tipo de aprovechamiento hidráulico se la suele denominar central de pie de presa. Estas aguas, al caer desde la parte superior de la presa, consiguen tal aceleración que tienen la capacidad de hacer girar a las turbinas. Y el agua que llega al pie de la presa es devuelta al rio ya que la presa está situada en el mismo cauce del rio.

1.2 PRINCIPALES COMPONENTES DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA
Los componentes de una central hidroeléctrica más característicos son la presa, los conductos de agua, sala de máquinas, los transformadores y el parque de distribución.

CAPITULO II
CENTRALES HIDROELECTRICAS
2.1  TIPOS DE CENTRALES HIDROELECTRICAS
Se pueden clasificar según varios argumentos, como características técnicas, peculiaridades del asentamiento y condiciones de funcionamiento. En el mundo entero existen varios tipos de centrales las cuales ayudan a un mejor desarrollo del país. En nuestro país Ecuador existen varios tipos de proyectos hidroeléctricos los cuales ayudan al mejor desarrollo económico del país. Los proyectos hidroeléctricos, proyecto mazar, proyecto el Ambi, proyecto Montufar, proyecto coca, proyecto Toachi-Pilaton.En primer lugar hay distinguir las que se utilizan el agua según discurre normalmente por el cauce de un rio, y aquellas otras a las que esta llega, convenientemente regulada ,desde un lago o pantano se denominan.(anexo 8 tipos de centrales hidroeléctricas).
Centrales de agua Fluente
Centrales de agua embalsada
                    •Centrales de regulación
                    •Centrales de bombeo
Según la altura del salto de agua o desnivel existente
Centrales de alta presión.
Centrales de media presión.
Centrales de baja presión.
2.1.1  CENTRALES DE AGUA FLUYENTE
Llamadas también de agua corriente, o de agua fluente. Se construyen en los lugares en que la energía hidráulica debe ser utilizada en el instante en que se dispone de ella, para accionar las turbinas hidráulicas. No cuentan prácticamente con reserva de agua, oscilando el caudal suministrado según las estaciones del año. En la temporada de precipitaciones abundantes (de aguas altas), desarrollan su potencia máxima, y dejan pasar el agua excedente. Durante la época seca (aguas bajas), la potencia disminuye en función del caudal, llegando a ser casi nulo en algunos ríos en la época del estío. Su construcción se realiza mediante presas sobre el cauce de los ríos, para mantener un desnivel constante en la corriente de agua.
2.1.2  CENTRALES DE AGUA EMBALSADA
Se alimenta del agua de grandes lagos o de pantanos artificiales (embalses), conseguidos mediante la construcción de presas. El embalse es capaz de almacenar los caudales de los ríos afluentes, llegando a elevados porcentajes de captación de agua en ocasiones. Esta agua es utilizada según la demanda, a través de conductos que la encauzan hacia las turbinas.
CAPITULO III
TRANSMISION DE LA  ELECTRICA
3.1  TRANMISION DE LA ENERGIA ELECTRICA
Uno de los grandes problemas de la electricidad es que no puede almacenarse, sino que debe ser transmitida y utilizada en el momento mismo que se genera. Este problema no queda resuelto con el uso de acumuladores o baterías, como las que utilizan los coches y los sistemas fotovoltaicos, pues sólo son capaces de conservar cantidades pequeñas de energía y por muy poco tiempo. Conservar la electricidad que producen las grandes plantas hidroeléctricas y termoeléctricas es un reto para la ciencia y la tecnología. En algunos lugares, se aprovechan los excedentes de energía eléctrica o la energía solar para bombear agua a depósitos o presas situados a cierta altura; el agua después se utiliza para mover turbinas y generadores, como se hace en las plantas hidroeléctricas. En cuanto se produce la electricidad en las plantas, una enorme red de cables tendidos e interconectados a lo largo y ancho del país, se encargan de hacerla llegar, casi instantáneamente, a todos los lugares de consumo: hogares, fábricas, talleres, comercios, oficinas, etc. Miles de trabajadores vigilan día y noche que no se produzcan fallas en el servicio; cuando éstas ocurren, acuden, a la brevedad posible, a reparar las líneas para restablecer la energía. A tal efecto, hay centros de monitoreo, estratégicamente situados, para mantener una vigilancia permanente en toda la red. A veces, los vientos, las lluvias y los rayos, entre otras causas, afectan las líneas de transmisión, las cuales deben ser revisadas y reparadas por los técnicos, ya sea en las ciudades o en el campo. Ya vimos que cada uno de los generadores de las plantas hidroeléctricas y termoeléctricas produce electricidad de unos 25 mil voltios. Recuerde que el Voltio es la medida de la fuerza con que fluye la electricidad y debe su nombre a Alejandro Volta, un científico italiano que inventó la primera pila eléctrica. Ese voltaje inicial es elevado, en las propias instalaciones de la planta, hasta unos 400 mil voltios, pues la energía eléctrica puede ser transmitida con una mayor eficiencia a altos voltajes. Es así como viaja por cables de alta tensión y torres que los sostienen, a lo largo de cientos de kilómetros, hasta los lugares donde será consumida. Del estado de Chiapas a la ciudad de México un avión comercial tarda más de una hora en llegar. La electricidad cubre ese trayecto en una fracción de segundo, pues viaja prácticamente a la velocidad de la luz. Antes de llegar a nuestros hogares, oficinas, fábricas, talleres y comercios, el voltaje es reducido en subestaciones y mediante transformadores cercanos a los lugares de consumo. En las ciudades, el cableado eléctrico puede ser aéreo o subterráneo. Para hacer llegar la electricidad a islas pobladas, se utilizan cables submarinos. Cuando la electricidad entra a nuestra casa, pasa por un medidor. La "lectura" del medidor generalmente la efectúa (cada dos meses) un empleado de la compañía que nos proporciona el servicio eléctrico en nuestro hogar, oficina, taller, etc. El medidor marca la cantidad de kilowatts-hora que consumimos cada día en iluminación, refrigeración, aire acondicionado, televisión, radio, etc. Es importante que usted también conozca cómo hacer la "lectura" de su medidor y los datos que contiene su factura por consumo de electricidad. Líneas mediante las cuales se distribuye la electricidad. Para transmitir la energía eléctrica desde los puntos de generación, se requiere de líneas eléctricas, que deben operar a un valor de tensión que es directamente proporcional a la distancia requerida para su transporte y a la corriente eléctrica necesaria en el extremo de la carga. Para llegar a los valores de tensión para su consumo por las industrias o las casas habitación, es necesario que la tensión de transporte en las líneas eléctricas primarias, se reduzca mediante transformadores eléctricos; este proceso de transformación se realiza en varios pasos dependiendo de la distancia del punto de generación y la energía demandada por el centro urbano o industrial. El valor de tensión a las que operarán las líneas eléctricas, depende de la distancia a la que se transmitirá la energía eléctrica y la impedancia de los conductores utilizados, siempre cuidando de la tensión a los usuarios finales sea, en la medida de lo posible, constante. Existen líneas eléctricas de Transmisión que generalmente operan en tensiones de entre 200 KVA en adelante; las de Su transmisión que operan de entre 50 hasta 161 KVA y las de distribución que operan en tensiones menores a 50 KVA, pasando por las tensiones de consumo tal como 440 V, 220 V y 115kVA, ésta última medida de fase a tierra. Las líneas de Transmisión permiten transportar grandes cantidades de energía eléctrica y se utilizan en distancias tan grandes como 200 km. A las redes eléctricas que operan en estos valores de tensión por lo general forman los sistemas troncales y cubren grandes extensiones geográficas. Las líneas de Su transmisión se utilizan en zonas geográficas mas pequeñas con líneas de hasta 30 km. (anexo 9 transmisión de la electricidad)
CAPITULO  IV
DISTRIBUCION DE LA ELECTRICA
4.1  DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA
Una red  de distribución eléctrica o sistema de distribución de energía eléctrica es la parte del sistema de suministro eléctrico, cuya función es el suministro de energía desde la subestación de distribución hasta los usuarios finales. Se lleva acabo por los operadores del sistema de distribución los elementos que conforman la red o sistema de distribución. El sistema de suministro eléctrico siempre comprende el conjunto de medios elementos útiles para la generación, el transporte y la distribución de la energía eléctrica. Este conjunto está dotado de mecanismos de control, seguridad y protección. Constituye un sistema integrado que además de disponer de sistemas de control distribuido, está regulado por un sistema de control centralizado que garantiza una explotación racional de los recursos de generación y una calidad de servicio acorde con la demanda de los usuarios, compensando las posibles incidencias y fallas producidas. Con este objetivo, tanto la red de transporte como las subestaciones asociadas a ella pueden ser propiedad, en todo o en parte y, en todo caso, estar operadas y gestionadas por un ente independiente de las compañías propietarias de las centrales y de las distribuidoras o comercializadoras de electricidad. Asimismo, el sistema precisa de una organización económica centralizada para planificar la producción y la remuneración a los distintos agentes del mercado si, como ocurre actualmente en muchos casos, existen múltiples empresas participando en las actividades de generación, distribución y comercialización. El suministro engloba todas las actividades relacionadas con la venta de electricidad a los usuarios finales (adquisición al por mayor, contratación, lectura, asesoramiento al cliente, facturación y cobro), Por lo general las compañías distribuidoras se han encargado de suministrar la electricidad a los consumidores. Sin embargo, no existe ninguna razón económica que avale la idea de que sólo ellas deben encargarse de esta actividad. En caso de que permita el acceso a las redes de transmisión y distribución mediante unas condiciones adecuadas, el suministro de energía eléctrica a los usuarios finales puede realizarlo una entidad distinta a la compañía de distribución que opera en la zona. Por tanto, el abastecimiento eléctrico se convierte en una actividad potencialmente competitiva, en la que las empresas de generación, las que distribuyen en otras regiones, o en cualquier otra, pueden rivalizar con la encargada de la distribución en un área geográfica concreta. No obstante, para que exista verdadera competencia será necesario evitar que esta compañía utilice su monopolio sobre la red local para impedir la concurrencia de otras compañías que brindan el suministro eléctrico. La comercialización no requiere elevadas inversiones. Ello permite que los costos hundidos sean bajos, lo que facilita la entrada y crea unas condiciones adecuadas para que exista competencia en esa actividad del sector eléctrico.(anexo 16 distribución de energía eléctrica)

4.1.1  SISTEMA DE DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA
Los sistemas de distribución eléctrica contempla la ampliación de redes eléctricas aéreas y subterráneas en media y baja tensión que permite atender una mayor cantidad de usuarios; la remodelación  de las redes de media y baja tensión para superar las deficiencias de las instalaciones existentes y que la distribuidora de energía eléctrica pueda continuar suministrando energía con calidad y confiabilidad; y la construcción de nuevas conexiones domiciliarias para predios sin servicio en zonas rurales y urbanas, a través de la extensión de la red convencional.
Los sistemas de distribución de energía eléctrica son los encargados de energizar las áreas de industria, comercial, rural, urbana. Estas redes de energía eléctrica se dividen en tres tipos de  red de distribución eléctrica de alta, media y baja tensión las cuales se encargan del manejo y control al lugar donde se va a utilizar la energía eléctrica según el número de cargas, estos tipos de energía se los denomina sistema de distribución monofásico, bifásico, trefilar monofásico, en las industrias existen otros tipos los cuales ayudan al mejor rendimiento de máquinas y equipos eléctricos que se denominan trifásico, estrella, triangulo. Los sistemas de distribución de energía eléctrica son aquellos que tienen diferentes tipos o sistemas para la distribución de energía ya se a en hogares o industrias, es decir tiene diferente tipo de energía algunos con voltaje alto  y otros bajo estos tipos de energía son, sistema de distribución monofásico, sistema de distribución bifásico, sistema de distribución trefilar monofásico. Estos sistemas de distribución de energía eléctrica son muy comunes en las áreas de industria también en áreas comerciales y urbanas, en la actualidad se utilizan para que no haya un exceso de consumo de energía lo que provocaría un apagón o corto circuito.

4.1.1.1  SISTEMA  MONOFASICO
Un sistema monofásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por una única corriente alterna o fase y por lo tanto todo el voltaje varía de la misma forma. La distribución monofásica de la electricidad se suele usar cuando las cargas son principalmente de iluminación y de calefacción, y para pequeños motores eléctricos. Un suministro monofásico conectado a un motor eléctrico de corriente alterna no producirá un campo magnético giratorio, por lo que los motores monofásicos necesitan circuitos adicionales para su arranque, y son poco usuales para potencias por encima de los 10 kW. Este tipo de energía se utilizaba esencialmente en hogares ya que solo consta de una fase y un neutro, pues su voltaje es de 110v, 120v. La distribución de energía monofásica es

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