Este documento presenta el plan de estudios de una asignatura sobre centrales eléctricas. Incluye objetivos como reconocer los elementos de diferentes tipos de centrales y máquinas motrices. Contiene unidades sobre conceptos generales, centrales hidráulicas, térmicas y nucleares. Describe métodos de evaluación como exámenes parciales y final.

1. Primer Periodo – Año 2019
Profesor: Ing. Luis Barrientos
Mujica

2. Objetivos de la asignatura:
 Reconocer los elementos que constituyen los
diferentes tipos de centrales de generación de energía
eléctrica.
 Reconocer los dispositivos anexos a las centrales de
generación de energía eléctrica.
 Reconocer los diferentes tipos de máquinas motrices
que producen la energía eléctrica.
 Analizar las conexiones eléctricas en las centrales de
generación de energía eléctrica.

3. Contenidos
Unidad I – Conceptos generales sobre Centrales
Eléctricas.
 Introducción.
 Gráficos de carga.
 Características de carga de una central eléctrica.
 Tipos de centrales eléctricas según el servicio que
prestan.
 Suministro de energía eléctrica.

4. Contenidos
Unidad II – Centrales Hidráulicas.
 Generalidades.
 Clasificación de las centrales hidráulicas
 Disposición general de una Central Hidráulica.
 Aprovechamiento hidráulico de un río en uno o varios
escalones.
 Altura de salto aprovechable.
 Potencia de un salto de agua.
 Características de carga de una central hidráulica.
 Elementos de una central hidráulica: Presa, Desagüe de los
embalses, Canal de derivación, Tuberías de presión,
Compuertas, Cámara de turbinas, Tubo de aspiración, Canal
de desagüe y Casa de Máquinas.

5. Contenidos
Unidad III – Centrales Hidráulicas de Acumulación por
Bombeo.
 Generalidades.
 Disposición general de una central hidráulica de
acumulación.
 Equipo electromecánico.
 Descripción de una central hidráulica de acumulación.
Unidad IV – Centrales Mareomotrices.
 Definición de marea.
 Teoría elemental de las mareas.
 Elección del lugar.
 Fundamento de las centrales mareomotrices.
 Los ciclos múltiples.

6. Contenidos
Unidad V – Centrales Térmicas a vapor.
 Constitución general de una central térmica a vapor.
 Generadores de vapor.
 Circuito de aire - combustible de las centrales.
 Circuito de agua - vapor de las centrales.
 Bombas y Tuberías de las centrales.
Unidad VI – Otras Centrales Térmicas.
 Centrales térmicas con motores diésel.
 Centrales térmicas con turbina de gas.
 Grupos electrógenos de socorro.

7. Contenidos
Unidad VII – Centrales Térmicas nucleares.
 Conceptos fundamentales de física nuclear.
 Materiales empleados en reactores nucleares.
 Tipos de reactores nucleares.
 Circuito de agua - vapor de las centrales.
 Bombas y Tuberías de las centrales.
Unidad VIII – Otros tipos de Centrales.
 Centrales eólicas.
 Centrales solares.

8. Contenidos
Unidad IX – Conexiones de las Centrales Eléctricas.
 Generalidades.
 Conexiones eléctricas principales.
 Conexiones de los servicios auxiliares.
 Conexiones del sistema de excitación.
 Conexiones del sistema de mando y maniobra.
 Conexiones de los aparatos de medida.

9. Método de Evaluación
Prueba escrita.
Sistema de Evaluación
Primer examen parcial: 20%.
Segundo examen parcial: 20%.
Examen final: 60%.

10. CONCEPTOS GENERALES SOBRE CENTRALES ELÉCTRICAS
 Central eléctrica (central generadora de energía eléctrica):
conjunto de máquinas motrices, generadores, aparatos de
maniobra y protección etc., que sirven para la producción
de energía eléctrica.
 La central eléctrica se denomina:
 Central térmica: cuando la energía eléctrica se produce por
medio de máquinas motrices térmicas.
 Central hidráulica: cuando las máquinas motrices son
turbinas hidráulicas.
 Central nuclear: cuando se aprovecha la energía existente en
los núcleos atómicos de ciertos cuerpos.

11. CONCEPTOS GENERALES SOBRE CENTRALES ELÉCTRICAS
 Subestación eléctrica: conjunto de aparatos y
dispositivos de transformación, conversión y
distribución de energía eléctrica, instalados en un
edificio o al aire libre, y cuya misión es alimentar una
red eléctrica.
 Subestación transformadora: destinada a transformar la
corriente alterna de una tensión determinada, en
corriente alterna de otra tensión diferente.
 Subestación convertidora: destinada a convertir la
corriente alterna en corriente continua, o viceversa.
 Subestación distribuidora: destinada a distribuir la
energía eléctrica sin modificar sus características.

12. Gráficos de carga
Curvas de valores instantáneos de potencias máximas, potencias mínimas y factores
de potencia, de una central eléctrica de mediana potencia

13. Gráficos de carga
Gráficos de carga para días laborables, de una pequeña central urbana,
con demanda predominantemente de alumbrado
Gráficos de carga
para un día
laborable de
verano y un día
laborable de
invierno,
correspondientes a
la central de una
pequeña ciudad;
en la demanda
predomina el
alumbrado,
existen algunos
pequeños
motores, pero
ninguna gran
industria.

14. CARACTERÍSTICAS DE CARGA DE UNA PEQUEÑA CENTRAL ELÉCTRICA URBANA
Carga
media
Carga
máxima
% de carga
media
Carga
mínima
% de carga
media
Verano 35 kW 100 kW + 185 % 10 kW -71,5 %
Invierno 75 kW 235 kW + 220 % 25 kW - 67 %

15. Gráficos de carga
Gráfico de carga para días laborables, de una gran central urbana, con
gran demanda de alumbrado y pequeñas industrias

16. CARACTERÍSTICAS DE CARGA DE UNA GRAN CENTRAL ELÉCTRICA URBANA
Carga
media
Carga
máxima
% de carga
media
Carga
mínima
% de carga
media
Verano 1.560 kW 3.400 kW + 118 % 400 kW - 74 %
Invierno 3.700 kW 7.400 kW + 100 % 900 kW - 76 %

17. Del examen de los gráficos de carga que hemos expuesto,
podemos deducir dos importantes consecuencias:
1. El generador (o los generadores) de una central eléctrica no
pueden proyectarse para cubrir la potencia máxima de la central;
- En este caso, la mayoría del tiempo trabajará a carga reducida,
es decir, con muy bajo rendimiento; como consecuencia, la
explotación de la central no resultaría económica.
- Si la central es de pequeña potencia, lo que debe hacerse es
disponer de un generador auxiliar (o grupo de generadores)
que solamente se pone en marcha en las horas-punta.
- Si la central es de gran potencia, o si se trata de varias centrales
que trabajan sobre una misma red, se disponen centrales cuya
misión es, exclusivamente, cubrir las demandas de energía en
las horas punta.

18. Del examen de los gráficos de carga que hemos expuesto,
podemos deducir dos importantes consecuencias:
2. Para establecer el proyecto de una central eléctrica, ha de tenerse
muy en cuenta el tipo de demanda que habrá de cubrir la futura
central; la distribución de los generadores en grupos, o
individualmente, y la potencia de estos grupos dependerá de las
variaciones de carga previstas, con objeto de que la central trabaje
al máximo rendimiento posible es decir, en régimen económico de
explotación.

19. Potencia instalada:
Factor de carga:
Es la relación de la potencia media a la potencia
máxima de punta, es decir
Es la suma total de las potencias nominales de todos
los receptores de energía conectados con la red que
alimenta la central. Se conoce mejor como carga
instalada.

20. Factor de demanda :
Factor de instalación :
Es la relación entre la potencia total de la central y la
potencia conectada a la red alimentada por dicha
central.
Es la relación entre la demanda máxima de un
sistema y la respectiva potencia instalada.

21. Utilización anual :
Factor de utilización :
Es la relación entre el número de horas de
utilización anual y el número total de horas del año.
Es el número de horas anuales que debería trabajar la
instalación a su plena carga, para que la energía
producida fuese igual a la que la central produce en
un año, trabajando a carga variable.

22. Factor de reserva :
Es la relación entre la potencia total de la central y la
potencia máxima que ha de suministrar.

23. Tipos de centrales eléctricas
 Centrales de Base: destinadas a suministrar la mayor
parte de la energía eléctrica, de forma continua.
 Centrales de puntas: exclusivamente proyectadas
para cubrir las demandas de energía eléctrica en las
horas-punta; en dichas horas-punta, se ponen en
marcha y trabajan en paralelo con la central principal.
 Centrales de reserva: que tienen por objeto sustituir
total o parcialmente a las centrales hidráulicas de base
en casos de escasez de agua o avería en algún elemento
del sistema eléctrico.

24. Tipos de centrales eléctricas
 Centrales de socorro: tienen igual cometido que las
centrales de reserva; pero la instalación del conjunto de
aparatos y máquinas que constituyen la central de reserva,
es fija, mientras que las centrales de socorro son móviles y
pueden desplazarse al lugar donde sean necesarios sus
servicios.
 Centrales de acumulación o de bombeo: que son
siempre hidroeléctrica. Se aprovecha el sobrante de
potencia de una central hidroeléctrica en las horas de
pequeña demanda, para elevar agua de un río o de un lago
hasta un depósito, mediante bombas centrífugas accionadas
por los alternadores de la central, que se utilizan como
motores.