Descripción

Este curso contiene los fundamentos básicos de diseño y constitución de centrales, tanto hidroeléctricas como termoeléctricas, así como las subestaciones requeridas para la conexión de dichas centrales, a un sistema eléctrico interconectado.

Contenidos

Panorama Energético a Nivel Mundial

1. Carbón Mineral
2. Gas Natural
3. Uranio
4. Recursos Hidroeléctricos
5. Biomasa
6. Solar
7. Geotérmico
8. Eólico
9. Mareomotriz y Oleajes

Conceptos Generales de Centrales Eléctricas

1. Características de Carga
2. Comportamiento del SEN
3. Curvas Monotonas de Carga y Producción
4. Factores de Servicio
5. Diagramas de Potencias de un SEP
6. Tipos de Centrales Según el servicio
7. Gráficos de Carga y Generación del SEN

Centrales Hidroeléctricas Parte I: Constitución General e Hidrología

1. Salto de agua y perdidas
2. Clasificación de Centrales por tipo de salto
3. Evaluación de Recurso Hídro
4. Clasificación de Plantas según Afluencia de Caudal
5. Potencia de un salto de agua
6. Clasificación de plantas según su potencia
7. Disposición Topográfica de Plantas Hidroeléctricas
8. Aprovechamiento Hidroeléctrico de Ríos

Centrales Hidroeléctricas Parte II: Regulación de Caudal

1. Canales de Derivación
2. Desarenadores
3. Tipos de Presas (escollera, gravedad, contrafuertes, arco, arco multiple)
4. Tipos de Aliviaderos (vertederos de coronación, estructural lateral, pozo)
5. Tipos de compuertas (basculante, segmento, sector deslizante)
6. Tomas de Agua
7. Conducción Forzada (Hormigon precomprimido, Hormigon armado, Acero)
8. Distribución del flujo en una tubería circular: Número de Reynolds

Centrales Hidroeléctricas Parte III: Conducción por Tubería

1. Teorema de Toricelli
2. Teorema de Bernoulli
3. Pérdidas en tuberías (limpia rejas, toma de agua, contracciones, expansiones, fricción, codos y ángulos, derivaciones, válvulas, por altitud respecto al nivel del mar)
4. Tipos de válvulas (mariposa, compuerta, esférica, aguja)
5. Diámetro óptimo de tuberías y espesor
6. Golpe de Ariete (tiempo crítico, cierre brusco, cierre lento)
7. Tanques de Oscilación (rechazos de carga)

Centrales Hidroeléctricas Parte IV:Turbinas

1. Clasificación de turbinas (por velocidad, por tipo de eje, por admisión de agua, por acción de agua, por dirección de agua, por tipo de cámara, por función)
2. Criterios de selección de turbinas (por altura, por caudal, por velocidad de rotación, por velocidad específica)
3. Cavitación en turbinas
4. Turbinas Pelton (calculo diámetro y cantidad de inyectores, velocidades, diseño de palas, regulación, rendimientos, ejemplos de aplicación en costa rica)
5. Turbinas Francis (Cámara y diámetros del caracol, distribuidor, regulación, rodete, rendimiento, tubo de aspiración, disminución de la cavitación, ejemplos de aplicación en costa rica)
6. Turbinas Kaplan (Cámara, distribuidor, regulación, rodete, rendimiento, ejemplos de aplicación en Costa Rica, tipo bulbo y aplicación en centrales mareomotrices)
7. Semejanza de turbinas (Prototipos, velocidad específica, leyes de semejanza para variación de velocidad, caudal, potencia y momento

Centrales Hidroeléctricas Parte V: Generador y Casa de Máquinas

1. Tipo de rotor (polos lisos, polos salientes)
2. Componentes del Generador (anillos colectores, AVR, estator, cojinetes guía, cojinetes empuje, frenos, sistemas de enfriamiento)
3. Secuencia de Arranque y Paro típica de una planta hidroeléctrica
4. Operación y Despacho de Centrales (curva de capacidad de generador, selección del número y capacidad de los generadores, factor de utilización hidráulica, tipos de regulación de embalse, opciones de despacho según embalse)
5. Centrales Termoeléctricas Parte I: Centrales Diesel Reciprocantes
6. Repaso de sistemas termodinámicos
7. Primera Ley de Termodinámica (concepto de entalpía, calores específicos y ciclos termodinámicos)
8. Segunda Ley de Termodinámica (concepto de entropía, irreversibilidad, ciclos Térmicos y ciclo de Carnot)
9. Combustión y Derivados de Petróleo
10. Motor de Plantas Diesel (combustión diesel, elementos de motor, dimensión de motor y cilindrada, razones de compresión y combustión, motor de 4 tiempos y de 2 tiempos)
11. Ciclo Diesel y su eficiencia
12. Plantas Diesel (eficiencia, turbocargadores, balance térmico, equipos auxiliares, distribución del generador y de la planta
13. Ventajas y Desventajas de Plantas Diesel
14. Usos de las plantas Diesel y Ejemplos de Aplicación en el País

Centrales Termoeléctricas Parte II: Centrales Gas

1. Características básicas de la fuente primaria: Gas Natural
2. Turbina de Gas (características, funcionamiento)
3. Ciclo Brayton (funcionamiento, eficiencia, irreversibilidades, Regeneración, Compresión multietapa, Interenfriamiento, Expansión multietapa, recalentamiento, ciclo compuesto
4. Componentes de la turbina de Gas (Compresor, combustores, regeneradores, turbina, eficiencia de los elementos, sistema de regulación y sistema de doble eje, combustión, secuencia de arranque)
5. Clasificación de las turbinas (tipo jet, alto desempeño, medio rango, bajo rango)
6. Ventajas y desventajas de las plantas de turbina de gas
7. Usos de las plantas Diesel y ejemplos de aplicación en el país.

Centrales Termoeléctricas Parte III: Centrales Vapor

1. Combustión Externa
2. Fases de un Fluido y superficies pvt
3. Ciclo Rankine (irreversibilidades, eficiencia, optimización, recalentamiento, regeneración)
4. Centrales de Carbón (circuito combustible, circuito de vapor, circuito eléctrico y distribución física de la planta)
5. Componentes de Centrales de carbón (triturador, almacenamiento de carbón, transportadores, quemadores, generador de vapor, evacuador de cenizas, colector de cenizas, colector de polvo “fly hash”, chimeneas, separador de vapor, turbinas de alta y baja presión, condensadores, precalentadores, economizadores, sistema de refrigeración, parámetros del agua y balance energético)
6. Cogeneración y Ciclo combinado
7. Centrales Nucleares (constitución atómica de la materia, fisión nuclear, reacción en cadena, regulación, tipos de reactores)
8. Centrales Geotérmicas (Capas terrestres, magma, yacimientos y temperaturas, aprovechamiento, viabilidad, Evaluación de pozos)
9. Tecnologías usadas en Centrales Geotérmicas (ciclo directo, ciclo flash, ciclo binario)
10. Panorama mundial de la energía geotérmica
11. Usos de Plantas Geotérmicas y ejemplos de aplicación en el país.

Aspectos financieros básicos aplicados a centrales eléctricas

1. Costo de la energía eléctrica (gastos generales, costos de operación y mantenimiento, Gastos del servicio de distribución, Ganancia de los inversionistas proyectos BOT)
2. Calculo de tarifas (costos fijos y costos variables, costos de la energía por fuente, tarifas aplicadas al SEN por empresas distribuidoras y generadores privados)
3. Analisis de viabilidad costo beneficio de un proyecto de generación eléctrica (valor del dinero en el tiempo, método CAUE, método TIR, indicadores financiéros de centrales eléctricas)
4. Análisis comparativos de proyectos de generación (costo anual del kilowatt instalado, costo anual del kilowatt producido, operación de plantas en base a sus costos de producción e instalación, costos nivelados de generación)

Subestaciones Eléctricas Parte I: Constitución y Componentes

1. Función de una subestación y niveles de tensiones
2. Diagrama Unifilar
3. Diagramas de Vista de planta y de elevación
4. Tipos de Subestaciones (elevadoras, reductoras, de enlace, en anillo, radiales, patios de interruptores)
5. Arreglos de Barras (Sencilla, Partida, Barra de Transferencia con bypass y con reserva, Barra en Anillo, Interruptor y Medio, Doble Interruptor)
6. Tecnologías de subestaciones (aisladas al aire, interperie, interior, Hexafloruro de Azufre, Subestaciones Compactas, subestaciones móviles)
7. Especificaciones de Equipo Primario (Disyuntores de potencia, seccionadoras, transformadores de instrumentación, descargadores, trampas de onda, transformador de potencia)
8. Características de Intensidad y Tensión de una subestación
9. Normas aplicables

Subestaciones Eléctricas Parte II: Conceptos Generales de Diseño

1. Sobretensiones (Origen de las sobretensiones, descargas atmosféricas, mapas isoceráunicos, probabilidades de descarga, intensidad de la descarga)
2. Definiciones básicas (Aislamiento, aterrizamiento, sobretensión)
3. Aislamiento eléctrico (distancias mínimas fase a fase y fase a tierra, Sobretensiones de maniobra y de flameo, BIL y BSL, correcciones por factores atmosféricos y geográficos, distancias de seguridad)
4. Blindaje de subestaciones (pararrayos e hilos guarda, cálculo del blindaje por método de ángulos fijos y método de esfera rodante)
5. Descargadores (componentes, coordinación de aislamiento, definición de los parámetros de diseño, cálculo de localización, márgenes de protección)
6. Redes de puesta a tierra (Aplicaciones, Resistividad del terreno, Electrodos, conductores de unión)
7. Parámetros de diseño (corrientes máximas permisibles por el cuerpo, voltajes tolerables, tensión de paso, de toque y transferida)

Subestaciones Eléctricas Parte III: Control y Operación de subestacionesDefinición de SAS y sus componentes

1. Medición, indicación y comandos
2. Interpretación de planos de control de subestaciones
3. Estándares de comunicación en subestaciones
4. Arquitectura de control por niveles y jerarquía de mando
5. Equipos de nivel 1 y sus funciones
6. LAN de Subestación (configuraciones, redundancia, VLANs)
7. Sistema de Enclavamientos de módulos
8. Regulación de Tensión (Paralelismo de transformadores por TAP y por reactivo, bancos de capacitores y reactores)
9. Verificación de cierre de líneas.

Competencias

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