All-1202-Subestaciones--ElA-ctricas

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1.- DATOS DE LA ASIGNATURA 
 
Nombre de la asignatura: 
Carrera: 
Clave de la asignatura: 
(Créditos) SATCA1 
Subestaciones Eléctricas 
Ingeniería Eléctrica 
AII – 1202 
4-0-4 
 
2.- PRESENTACIÓN 
 
Caracterización de la asignatura. 
Esta asignatura aporta al perfil del ingeniero electricista la capacidad de analizar, 
proyectar y evaluar los diferentes arreglos que presentan todo tipo de 
subestaciones eléctricas de distribución y de potencia. Lo cual va a permitir aplicar 
los conocimientos tecnológicos sobre las subestaciones tanto del sector privado 
como del sector público. 
Al término de la asignatura se podrán establecer las diferencias que presentan los 
tipos de subestaciones eléctricas respecto a sus partes componentes, montaje y 
operación. Además va a permitir seleccionar los tipos de equipos que se van a 
instalar, los mantenimientos, así como el análisis de fallas que se puedan 
presentar. 
Intención didáctica. 
El contenido está organizado en seis unidades, la primera dedicada al 
conocimiento de las partes principales y auxiliares que conforman una 
subestación, así como los diferentes tipos de arreglos. 
La segunda unidad está dedicada a seleccionar a los tipos de transformadores y 
autotransformadores de potencia y distribución con que cuenta la subestación, así 
como los mantenimientos preventivos y correctivos. 
En la tercera unidad se hace mención a los equipos de corte que existen en una 
subestación, como pueden ser la selección de cuchillas seccionadoras, así como 
de los interruptores 
La cuarta unidad se enfoca básicamente a los equipos complementarios y de 
protección, su función principal es el evitar daños de cualquier tipo que se pueda 
presentar en la subestación. 
La quinta unidad se desarrolla un programa de mantenimiento, así como un 
proyecto de una subestación de potencia o de distribución. 
La impartición de la asignatura deberá ser tan dinámica como la experiencia 
profesional del profesor la determine, y deberá incluir visitas industriales a 
subestaciones tanto del sector privado como del sector público. 
 
1
 Sistema de asignación y transferencia de créditos académicos 
 
 
Es importante destacar que esta asignatura tiene un enorme potencial para 
desarrollar en el alumno este tipo de competencias y habilidades ya que el 
conocimiento le permitirá tener un desarrollo óptimo en el desempeño de su 
profesión. 
 
 
3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR 
 
Competencias específicas: 
 
Desarrollar habilidades basadas 
en investigación y análisis de los 
temas y así poder tener todos los 
elementos necesarios para poder 
diseñar, instalar, y darle 
mantenimiento a los diferentes 
tipos de subestaciones. 
 
Elaborar programas de 
mantenimiento preventivo y 
correctivo basado en los tipos de 
arreglos que tienen las 
subestaciones para tener una 
eficiencia al 100% sin tener 
alguna interrupción de energía.. 
 
Generar y promover la cultura del 
uso responsable, de los equipos 
de seguridad, así como el trabajo 
en equipo para evitar cualquier 
accidente, y evitando contaminar 
el medio ambiente. 
Competencias genéricas: 
Competencias instrumentales 
 Capacidad de análisis y síntesis. 
 Capacidad de organizar y planificar. 
 Conocimientos básicos de la carrera. 
 Comunicación oral y escrita. 
 Habilidades básicas de manejo de la 
computadora. 
 Habilidad para buscar y analizar 
información proveniente de fuentes 
diversas. 
 Solución de problemas. 
 Toma de decisiones. 
Competencias interpersonales 
 Capacidad crítica y autocrítica. 
 Trabajo en equipo. 
 Habilidades interpersonales. 
Competencias sistémicas 
 Capacidad de aplicar los conocimientos en 
la práctica. 
 Habilidades de investigación. 
 Capacidad de aprender. 
 Capacidad de adaptarse a nuevas 
situaciones. 
 Habilidad para trabajar en forma autónoma. 
 Capacidad para diseñar y gestionar 
proyectos. 
 Búsqueda del logro. 
 
4.- HISTORIA DEL PROGRAMA 
 
Lugar y fecha de 
elaboración o revisión 
Participantes 
Observaciones 
(cambios y justificación) 
Instituto Tecnológico de 
Veracruz 
Fecha 16-20 ene/2012 
Academia de Ingeniería 
Eléctrica del Instituto 
Tecnológico de 
Veracruz 
Rediseño de la Especialidad 
en Aplicaciones Industriales 
dentro del Nuevo Plan de 
Estudios de Competencias 
para la Carrera de Ingeniería 
Eléctrica de Agosto del 2010 
 
5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO 
(Competencias específicas a desarrollar en el curso) 
 
Desarrollar habilidades y aplicar metodologías para el análisis y evaluación de las 
condiciones de eficiencia en las subestaciones eléctrica en todos los sistemas de 
potencia. 
Elaborar diagnósticos energéticos y programas de mantenimiento para el análisis 
de fallas y optimización del uso de la energía eléctrica tanto en generación como 
en distribución y utilización cuidando siempre el medio ambiente 
 
 
6.- COMPETENCIAS PREVIAS 
 
 Manejar el dibujo CAD para la elaboración de los trabajos de tareas y 
proyectos eléctricos de instalaciones de subestaciones eléctricas. 
 Resolver conceptos y cálculo de potencias así como cálculo de corto 
circuito, y protecciones en las subestaciones. 
 Medición de potencia activa, reactiva y aparente, conocimiento del 
triangulo de potencias, sistemas de tierras. 
 Tener los conocimientos de circuitos eléctricos, conversión de la 
energía, sistemas eléctricos de potencia. 
 Proyectar instalaciones eléctricas de baja tensión de usos generales. 
 Proyectar instalaciones en mediana tensión para uso comercial e 
industrial. 
 
 
 
 
 
7.- TEMARIO 
 
Unidad Temas Subtemas 
 
 
1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
 
 
4 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
 
 
 
 
Subestaciones 
eléctricas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transformadores y 
Autotransformadores 
 
 
 
 
 
 
 
 
Equipo de corte 
 
 
 
 
Equipos 
complementarios y 
de protección 
 
 
 
 
 
Proyecto y 
mantenimiento de 
subestaciones 
 
1.1 Definición de subestaciones. 
1.2 Clasificación de subestaciones. 
1.3 Partes componentes de las subestaciones. 
1.4 Diagramas unifilares y trifilares de los 
diferentes tipos de subestaciones. 
1.5 Efecto corona. 
1.6 Armónicas. 
1.7 Niveles de aislamiento. 
1.8 Principales subestaciones de la zona. 
 
 2.1 Definición de transformador. 
 2.2 Clasificación de transformadores. 
2.3 Partes componentes de los transformadores. 
2.4 Datos de placa de un transformador y su 
significado. 
 2.5 Definición de autotransformador. 
 2.6 Relación de transformación, ventajas y usos 
 de los autotransformadores. 
 2.7 Transformadores de medición. 
2.8 Selección de los T.C y de los T.P. 
 2.9 Transformación de voltaje en subestaciones 
 
3.1 Cuchillas seccionadoras: 
3.2 Cuchillas fusibles. 
3.3 Instalación y operación de cuchillas. 
3.4 interruptores. 
 
4.1 Sobre voltajes. 
4.2 Protección contra sobre voltajes. 
4.3 Apartarrayos. 
4.4 Sobre intensidades. 
4.5 Barras colectoras ómnibus. 
4.6 Sistemas de tierra. 
 
5.1 Proyecto de una subestación de distribución. 
5.2 Proyecto de una subestación de potencia 
tipo intemperie hasta 230 kV. 
5.3 Mantenimiento a transformadores. 
5.4 Mantenimiento a interruptores de potencia. 
5.5 Mantenimiento a transformadores de 
medición. 
5.6 Mantenimiento a cuchillas. 
5.7 Mantenimiento de Apartarrayos. 
 
 
 
8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS 
 (Desarrollo de competencias genéricas) 
 
El profesor deberá ser conocedor de esta disciplina, tanto en el campo académico, 
como en ejercicio de la profesión, para considerar este conocimiento al abordar los 
temas correspondientes de la asignatura de subestaciones eléctricas Deberá de 
desarrollar la capacidad para coordinar y trabajar en equipo; orientar el trabajo del 
estudiante y potenciar en él la autonomía, el trabajo cooperativo y la toma de 
decisiones. Mostrará flexibilidad en el seguimiento del proceso formativoy 
propiciará la interacción entre sus alumnos. 
 
 Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en 
distintas fuentes. 
 Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de los 
contenidos de la asignatura. 
 Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de 
inducción-deducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la 
investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas. 
 Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de 
habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación 
manejo y control de variables y datos relevantes, planteamiento de 
hipótesis, de trabajo en equipo. 
 Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los 
conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el 
desarrollo de la asignatura. 
 Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos 
de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. 
 Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo 
ocupacional. 
 Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de 
estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante. 
 
 
9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN 
 
La evaluación debe ser continua y formativa por lo que se debe considerar el 
desempeño en cada una de las actividades de aprendizaje, haciendo especial 
énfasis en: 
 
 Elaboración de tablas y/o bases de datos para apoyo y consulta. 
 Elaboración de tareas de recopilación de información de locales 
elegidos para aplicaciones de proyectos de estudio energéticos, con 
exposición de resultados. 
 Elaboración de proyectos de subestaciones de distribución y de 
potencia. 
 Trabajos de proyecto de subestaciones eléctricas (maquetas) y 
exposición de resultados. 
 Exámenes en base al conocimiento y comprensión de las normas 
oficiales mexicanas. 
 Presentación de trabajos de investigación y recopilación de información 
documental. 
 Asistencia y participación general en clase. 
 
 
10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE 
 
Unidad 1: Subestaciones eléctricas 
 
Competencia específica 
a desarrollar 
Actividades de Aprendizaje 
Conocer todo lo 
relacionado con las partes 
principales y auxiliares que 
se encuentran en la 
operatividad de las 
subestaciones. 
 Definir el concepto de subestaciones eléctricas. 
 Exponer los tipos de subestaciones. 
 Determinar las partes componentes de las 
subestaciones. 
 Clasificar los tipos de arreglos de las 
subestaciones. 
 Analizar, Entender, y comprender la simbología 
empleada en las subestaciones. 
 Analizar los diagramas unifilares y trifilares de los 
diferentes tipos de subestaciones. 
 Explicar las diferencias que presentan las 
principales subestaciones de la zona. 
 
Unidad 2: Transformadores y Autotransformadores 
 
Competencia específica a 
desarrollar 
Actividades de Aprendizaje 
Conocer, identificar y 
seleccionar el equipo de 
transformación de las 
subestaciones de potencia y 
de distribución y elaborar 
programas de 
mantenimiento para la 
instalación. 
 Definir el concepto de transformador y del 
autotransformador. 
 Describir las partes componentes de los 
transformadores. 
 Clasificar los tipos de transformador. 
 Interpretar los datos de placa 
 Describir de los transformadores de instrumento 
T.C. y T.P. 
 Seleccionar los T.C. y T.P. 
 Analizar la operación en subestaciones 
 
 
 
Unidad 3: Equipo de Corte 
 
Competencia específica 
a desarrollar 
Actividades de Aprendizaje 
Selecciona los equipos de 
corte y de protección con 
la finalidad de seccionar 
los circuitos para tener 
una mayor flexibilidad y 
operatividad en el manejo 
de la energía eléctrica 
 
 
 Conocer los tipos de cuchillas seccionadoras. 
 Identificar las partes componentes de las cuchillas 
seccionadoras. 
 Explicar las características, operación y selección de 
cuchillas seccionadoras. 
 Definir los tipos de cuchillas fusibles y las partes que 
las componen. 
 Conocer las precauciones que se deben tener al 
operar e instalar cuchillas. 
 Señalar la definición de interruptores, sus 
características para seleccionarlos, y los diferentes 
tipos. 
Explicar el tipo de mantenimiento preventivo, así 
como las pruebas a realizar. 
 
 
Unidad 4: Equipos complementarios y de Potencia. 
 
Competencia específica 
a desarrollar 
Actividades de Aprendizaje 
Selecciona los equipos 
complementarios y de 
protección necesarios 
para evitar daños en los 
circuitos de potencia. 
 Definir los sobre voltajes. 
 Tipos de protección contra sobre voltaje. 
 Tipos de Apartarrayos, instalación, conexión y 
selección. 
 Explicar las sobre intensidades, sus causas y 
formas de protección. 
 Investigar el uso de los montajes, los criterios. 
 Y las normas para el diseño de barras colectoras 
(buses ) 
 Analizar los sistemas de tierras, sus partes 
componentes y los criterios para el diseño. 
 Elegir los equipos que deben conectarse a tierra. 
 Diseñar un sistema de tierra. 
 
 
Unidad 5: Mantenimiento y proyecto de subestaciones. 
 
Competencia específica a 
desarrollar 
Actividades de Aprendizaje 
Realiza un proyecto de una 
subestación en donde se 
contempla el funcionamiento de 
cada uno de los elementos que 
forman parte de una subestación 
 Explicar las estrategias que se utilizan para 
el proyecto de subestaciones. 
 Explicar las estrategias para el 
mantenimiento de las subestaciones de 
distribución y de potencia. 
 
11.- FUENTES DE INFORMACIÓN 
 
 1.- Irving Kosow, Máquinas eléctricas. Editorial Prentice Hall 
 2.- Enríquez Harper, Elementos de diseño de subestaciones eléctricas. 
 Editorial Limusa. 
 3.- Manual de transformadores de potencia, C.F.E. tomo l y ll 
 4.- Maquinas eléctricas. Steven Chapman. Editorial Mc GrawHill 
 
12.- ACTIVIDADES PROPUESTAS (aquí sólo describen brevemente, queda 
pendiente la descripción con detalle). 
 
 Efectuar visitas a centrales eléctricas tanto del sector público como 
privado. 
 Efectuar diferentes pruebas a transformadores (rigidez dieléctrica del 
aceite, resistencia de los devanados, relación de transformación, 
polaridad). 
 Efectuar prácticas de campo. 
 Conferencias, películas.