martes, 29 de octubre de 2019

Ángulo de fase


El ángulo de fase   es el desplazamiento medido en grados o radianes entre ondas senoidales.
Ángulo de fase

Las ondas senoidales son  producto de los generadores de corriente alterna, y representan puntos de voltajes instantáneos “e”, de fuerza electromotriz inducida (“fem”) en voltios.


Fuerza electromotriz instantánea

Los osciloscopios son instrumentos de medición gráficos   en el que se visualizan  ondas senoidales  que pueden ser comparadas,  y medir  el ángulo de fase, tiene otras aplicaciones que son mas empleadas como medir magnitud de tensión y frecuencia.


Osciloscopio

El ángulo de fase nos permite indicar cuanto se adelanta o se atrasa una onda con respecto a otra.

Ya que  el osciloscopio cuenta con dos “canales”,   podemos ver, comparar y medir   2 señales senoidales al mismo tiempo, y determinar el ángulo de fase.

Osciloscopio como medidor de ángulo de fase

Los generadores trifásicos tienen tres tensiones (fuerza electromotriz)  con ángulo de fase de 120º entre ellas.

Ángulo de fase entre magnitudes trifásicas

Es la distribución física la que hace que se conserven su forma giratoria y determinen la secuencia.

La secuencia de fase determina el sentido de giro de los motores “trifásicos”.

Por  los ángulos de fase  de 120º en tensiones trifásicas a la salida de  los trasformadores trifásicos en conexiones delta-estrella, tenemos la siguiente relación entre los voltajes de línea y los voltajes de fase  VLL =√3 VLN, (220 voltios = √3 x 127 voltios).  

Centro Mexicano Francés del CONALEP, en Gómez Palacio, DURANGO








domingo, 20 de octubre de 2019

La trasmisión y distribución eléctrica


La trasmisión y distribución eléctrica son las etapas del sistema eléctrico que permiten que la energía eléctrica se trasporte desde la planta generadora hasta el usuario consumidor.


La trasmisión y distribución eléctrica

En México, la transmisión y distribución eléctrica está a cargo de la Comisión Federal de Electricidad  (CFE).

Etapas del sistema  de energía eléctrico


 La “Generación. Es la producción de energía eléctrica a partir de fuentes primarias de energía, se realiza en la planta generador el equipo principal es el generador eléctrico.
La Transmisión. Es la conducción de energía eléctrica desde las planta generadora  hasta los puntos de recepción  de  la etapa de distribución.”
La “Distribución. Es la conducción de energía eléctrica desde los puntos de entrega de la trasmisión hasta los puntos de suministro a los usuarios.


Diagrama unifilar del sistema de energía eléctrico

Para trasladar la energía eléctrica grandes distancias se hace a muy altos voltajes, y se pueden realizar en varias subetapas por ejemplo trasmisión primaria y  trasmisión secundaria.

 Los valores de tensión utilizados en líneas de transmisión y distribución son del orden de kilovoltios (kV).


Clases de Voltajes   (ANSI C84.1-2016)

Descripción
Low Voltage
Bajo voltaje:1000 voltios o menos
Medium  Voltage
Media tensión: mayor a 1000 voltios y menor a 100 kV
High Voltage
Alto Voltaje: mayor QUE 100 Kv e igual o menor que 230 kV
Extra High Voltage
Tensión extra alta: mayor que 230 Kv pero menor que 1000 kV
Ultra High Voltage
Tensión ultra alta: igual o superior a 1000 kV

La razón principal de tener altas tensiones es por eficiencia en el sistema (tener menos perdidas de energía).

Poste metálico de alta tensión

 En el traslado de la energía (potencia x tiempo) a grandes distancias la fórmula de la potencia toma relevancia.
La potencia es igual a voltaje por corriente (P =VI),   a mayor voltaje menor corriente, y como el paso de la corriente determina el calibre del conductor.
A corrientes menores, calibres de conductores más delgados.
En segundo lugar las perdidas por trasporte por caídas de tensión por resistencia  del conductor tienen relación  con la formula  V =I²R a menor corriente menor valor por  caídas de tensión.
Habrán notado que la fórmula que empleo es monofásica la razón es solo para simplificar la potencia trifásica es S= 3 VLL x ILL.

Subestación eléctrica

Los encargados de subir o bajar tensiones son los transformadores, el transformador es el corazón de la subestación, que junto con sus componentes  (protección, medición y herrajes) forman las instalaciones llamadas también estaciones elevadoras o reductoras según el caso.

Distribución eléctrica con transformador tipo poste

En la subestación tipo poste de la distribución secundaria se bajan los valores de tensión, al valor de consumo de nuestros equipos.
En México los valores de tensión de usuario tienen sus orígenes en los  EEUU, alrededor de 110 Voltios es valor que iluminaban mejor las bombillas  (focos) antes de 1900. El valor nominal de corriente alterna actual es  120 V. Nuestra cercanía y relación comercial nos facilita compartir parámetros.

Los valores nominales tienen origen en los trabajos del genio Nikola Tesla al igual que las etapas de transformación y la frecuencia de  60 ciclos/segundo.


Centro Mexicano Francés del Conalep, en Gómez Palacio, Durango.










jueves, 17 de octubre de 2019

Sistema Eléctrico Nacional

El Sistema Eléctrico Nacional “SEN” es una  enorme red eléctrica que integra a todos las redes de los sistemas eléctricos  en la República Mexicana.

Sistema Eléctrico Nacional

Un sistema eléctrico contiene un conjunto de elementos y normas que permiten transferir  desde la planta generadora hasta los contactos de sus  usuarios la energía eléctrica.

Sistema eléctrico

En sistema eléctrico forma  una gran  red en la que se coordinan las etapas de generación, trasmisión,  distribución y consumo de energía.

Etapas simplificadas del sistema eléctrico

El SEN es una enorme red eléctrica formada por múltiples redes (sistemas eléctricos)  operadas en México por la Comisión Federal de Electricidad (CFE).

La CFE fue creación del Presidente Mexicano General Lázaro Cárdenas del Rio, por ley el 14 de agosto de 1937. Con la finalidad organizar la generación, trasmisión, distribución sin propósito de lucro y obtener un costo mínimo, el mayor rendimiento posible en beneficio del interés general. 
La página electrónica (web) de la CFE  https://www.cfe.mx/Pages/Index.aspx
Distribución urbana en Gómez Palacio Durango

Gracias al trabajo del personal de la CFE, Se pueden superar múltiples obstáculos para que en   nuestros hogares, se suministren tensiones nominales (de trabajo) de 127 ± 10 % voltios, de corriente alterna con 60 ciclos/segundo para ser utilizados por nuestros aparatos domésticos.


El Sistema Eléctrico Nacional para operar divide al país en 9 regiones.
Regiones operativas del Sistema Eléctrico Nacional

El Centro Nacional de Control de Energía (CENACE), controla la operación del sistema eléctrico nacional SEN.
El CENACE monitorea en tiempo real la generación, la demanda y el consumo de energía eléctrica que se registran en el SEN https://www.gob.mx/cenace/es/#5546

Supervisión  en tiempo real  del Sistema Eléctrico Nacional


Aquí podemos ver hoy 17 de octubre del 2019  la demanda mínima del día de hoy a las 5 am. Y la posible demanda máxima a las 9 pm.
Centro Mexicano Francés del Conalep, de Gómez Palacio, Durango

Trabajar con alta tensión es un área altamente especializada, agradezco las asesorías de mi amigo el ingeniero Horacio Gutiérrez  Sánchez, de SENSA (Servicios Eléctricos del Nazas S.A.) de Torreón Coahuila. e instructor del Centro Mexicano Francés del Conalep.