1.

- DATOS DE LA ASIGNATURA

Nombre de la asignatura: Calidad de la energa elctrica

Carrera: Ingeniera Elctrica
Clave de la asignatura: AIF 1205
Crditos SATCA 3-2-5

2.- PRESENTACIN

Caracterizacin de la asignatura.
La materia pertenece al mdulo de especialidad se cursa despus de haber
cubierto el 80% del plan de estudios, en el ltimo semestre, ya que requiere que
se tengan adquiridas competencias previas.
Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Elctrico la capacidad para:
Conocer y analizar los problemas de la calidad de la energa elctrica.
Proponer soluciones de los problemas ms comunes de calidad de la
energa que se presentan en los sistemas de distribucin.
Conoce y emplea la tecnologa para simular la problemtica
correspondiente
El alumno debe conocer fsicamente los instrumentos de medicin que le
permiten identificar y medir los parmetros de los fenmenos asociados con la
calidad de la energa para que al trmino del curso pueda seleccionarlos,
operarlos e interpretar sus mediciones.
Es importante que el estudiante participe en grupos de trabajo para evaluar la
calidad de la energa, empleando mtodos computacionales en su anlisis.
Intencin didctica.
Establecer y explicar una serie de definiciones iniciales y necesarias del tema en
cuestin, procurando la realizacin de ejemplos que orienten las actividades de
enseanza - aprendizaje en los alumnos.
Los alumnos debern realizar una serie de prcticas y tareas o trabajos que
promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentacin, tales como:
identificacin, manejo y control de variables y datos relevantes; planteamiento de
hiptesis; trabajo en equipo. Asimismo, propicien procesos intelectuales como
induccin-deduccin y anlisis-sntesis con la intencin de generar una actividad
intelectual compleja.
Al final de cada una de las unidades el alumno deber someterse a una
evaluacin que podr ser un examen escrito o la realizacin prctica de un
proyecto en el laboratorio.
El curso est organizado en cinco unidades de aprendizaje.
 En la primera (10 horas), se definen los principales fenmenos que se
relacionan con la calidad de la energa elctrica. De la misma forma, se
analizan los principales impactos socioeconmicos asociados a esta
problemtica.
En la unidad dos (15 horas), se estudian las Interrupciones y depresiones
de voltaje en un sistema elctrico con la visin general de qu o quin
causa esta situacin, cmo se mide, qu norma existe, que se causa con
su presencia y que soluciones estn disponibles.
En la unidad tres (15 horas), de manera similar al tratamiento de la unidad
dos se estudian los Sobre voltajes transitorios en un sistema elctrico
investigando qu o quin causa esta situacin, cmo se mide, qu norma
existe, que efectos produce en el sistema y que soluciones estn
disponibles.
En la unidad cuatro (20 horas),se estudian los armnicos de las seales de
voltaje, corriente y potencia en un sistema elctrico haciendo nfasis de
qu o quin causa esta situacin, cmo se mide, qu norma existe, que
efectos se producen y que soluciones estn disponibles.
La unidad cinco (20 horas) se desarrolla a travs de un proyecto de anlisis
de calidad de la energa por parte del estudiante. En una instalacin
elctrica, (puede ser alguna zona del mismo tecnolgico) el estudiante
propone un plan de anlisis, lleva a cabo inspeccin fsica, mediciones y
realiza conclusiones proponiendo soluciones a los problemas encontrados
por el. Esta unidad promueve en el estudiante el trabajo colaborativo y la
aplicacin del conocimiento general adquirido en el curso.
3.- COMPETENCIAS A DESARROLAR

Competencias genricas:
Competencias instrumentales
Capacidad de anlisis y sntesis.
Capacidad de organizar y planificar.
Conocimientos generales bsicos.
Conocimientos bsicos de la carrera.
Comunicacin oral y escrita en su propia lengua.
Conocimiento de una segunda lengua.
Habilidades bsicas de manejo de la
computadora.
Competencias
especficas: Habilidades de gestin de informacin (habilidad
para buscar y analizar informacin proveniente de
fuentes diversas.
Conocer, identificar y Toma de decisiones.
analizar los problemas de
calidad de la energa en
sistemas de distribucin y Competencias interpersonales
propone las soluciones
Capacidad crtica y autocrtica.
pertinentes.
Trabajo en equipo.
Compromiso tico.

Competencias sistmicas
Habilidades de investigacin.
Capacidad de aprender.
Capacidad de adaptarse a nuevas situaciones.
Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad).
Liderazgo.
Habilidad para trabajar en forma Autnoma.
 4.- HISTORIA DEL PROGRAMA

Lugar y fecha de Observaciones

Participantes
elaboracin o revisin (cambios y justificacin)

Rediseo de la Especialidad en
Academia de Ingeniera Aplicaciones Industriales dentro
Instituto Tecnolgico de
Elctrica del Instituto del Nuevo Plan de Estudios de
Veracruz, de Enero a
Tecnolgico de Competencias para la Carrera
Septiembre de 2012
Veracruz de Ingeniera Elctrica de
Agosto del 2010

5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO (competencia especfica a

desarrollar en el curso)

El estudiante conoce, identifica y analiza los problemas de calidad de la energa

en sistemas de distribucin y propone las soluciones pertinentes.

6.- COMPETENCIAS PREVIAS

Experiencia educativa Competencia necesaria

Modelado de sistemas de potencia Simular un sistema de potencia

Que factores influyen el

Mquinas sincrnicas y de CD comportamiento del voltaje de un
sistema elctrico

Parmetros que influyen en el

Motores de induccin y especiales comportamiento de las mquinas
elctricas

Influencia de harmnicas en los

Transformadores
transformadores

Influencia de los circuitos

Electrnica industrial electrnicos de potencia en los
parmetros de calidad de la energa

Instalaciones elctricas industriales Sistemas de tierras

Matemticas V Series de Fourier

7.- TEMARIO

Tiempo
Unidad Temas Subtemas
(hrs)

1.1 Importancia de la calidad de la

energa elctrica.
1.2 Procedimiento de evaluacin de la
calidad de la energa elctrica.
1.3 Trminos y definiciones:
a) Clases generales de problemas
de calidad de la energa
Introduccin a los
elctrica.
1 problemas de calidad 10
de la energa b) Transitorios de impulso y
transitorios oscilatorios.
c) Variaciones de voltaje de larga y
corta duracin.
d) Desbalance en el voltaje.
e) Distorsin de la forma de onda.
f) Variaciones de la frecuencia.

2.1 Fuentes generadoras de

depresiones e interrupciones.
Interrupciones y 2.2 Estimacin del comportamiento de
2 depresiones de las depresiones de voltaje. 15
voltaje 2.3 Soluciones a nivel de usuario final.
2.4 Depresiones de voltaje producidas
por arranque de motores.

3.1 Fuentes de sobrevoltajes

transitorios.
Sobrevoltajes
3 3.2 Principios y dispositivos de 15
transitorios
proteccin contra sobrevoltajes.
3.3 Manejo de ferro resonancia.

4.1 Distorsin armnica de voltaje y

corriente.
4 Armnicos 4.2 Cantidades de sistema bajo 20
condiciones no sinusoidales: Potencia,
factor de potencia, Secuencia de fases.
4.3 ndices armnicas: THD, TDD,
 factor k.
4.4 Fuentes de armnicas.
4.5 Normatividad sobre armnicas.
4.6 Efectos de la distorsin armnica.
4.7 Evaluacin de la distorsin
armnica.
4.8 Principios para controlar armnicos.
4.9 Dispositivos para controlar
armnicas.

5.1 Planeacin de un examen de

calidad de la energa.
Medicin de la
5 5.2 Instrumentos de medicin. 20
calidad de la energa
5.3 Interpretacin y reporte de un
anlisis de calidad de la energa.

8.- SUGERENCIAS DIDCTICAS (desarrollo de competencias genricas)

El profesor debe ser conocedor de la disciplina que est bajo su responsabilidad,

conocer su origen y desarrollo histrico para considerar este conocimiento al
abordar los temas. Desarrollar la capacidad para coordinar y trabajar en equipo;
orientar el trabajo del estudiante y potenciar en l la autonoma, el trabajo
cooperativo y la toma de decisiones. Mostrar flexibilidad en el seguimiento del
proceso formativo y propiciar la interaccin entre los estudiantes. Tomar en cuenta
el conocimiento de los estudiantes como punto de partida para la construccin de
nuevos conocimientos.
Todo esto se propiciar mediante el desarrollo de los siguientes puntos:
Propiciar actividades de bsqueda, seleccin y anlisis de informacin en
distintas fuentes.
Propiciar el uso de las tecnologas de informacin y comunicacin en el
desarrollo de los contenidos de la asignatura.
Fomentar actividades grupales que propicien la comunicacin, el intercambio
argumentado de ideas, la reflexin, la integracin y la colaboracin entre los
estudiantes.
Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de
induccin-deduccin y anlisis-sntesis, las cuales lo encaminan hacia la
investigacin, la aplicacin de conocimientos y la solucin de problemas.
 Llevar a cabo actividades prcticas que promuevan el desarrollo de habilidades
para la experimentacin, tales como: observacin, identificacin manejo y control
de variables y datos relevantes, planteamiento de hiptesis, de trabajo en equipo.
Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicacin de los
conceptos, modelos y metodologas que se van aprendiendo en el desarrollo de la
asignatura.
Propiciar el uso adecuado de conceptos, y terminologa cientfico-tecnolgica.
Proponer problemas que permitan al estudiante la integracin de contenidos de
la asignatura y entre distintas asignaturas, para su anlisis y solucin.
Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente;
as como con las prcticas de una ingeniera con enfoque sustentable.
Observar y analizar fenmenos y problemticas propias del campo ocupacional.
Relacionar los contenidos de esta asignatura con las dems del plan de estudios
para desarrollar una visin interdisciplinaria en el estudiante.

9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIN

La evaluacin de la asignatura se har con base en el siguiente desempeo:

Evaluacin de reportes de investigaciones documentales y

experimentales.
Revisin de tareas de los problemas asignados en forma grupal o
individual.
Evaluar con examen los conocimientos adquiridos en clase.
Desarrollo de un proyecto de aplicacin
10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE

Unidad 1: Introduccin a los problemas de calidad de la energa

Competencia especfica a
Actividades de Aprendizaje
desarrollar

Investigar sobre los problemas de calidad

Expresar correctamente el de la energa que se enfrentan
concepto de calidad de la actualmente.
energa y est informado de la
problemtica actual que Investigar sobre la normatividad
enfrentan los sistemas elctricos internacional sobre la calidad de la energa
elctrica.

Unidad 2: Interrupciones y depresiones de voltaje

Competencia especfica a
Actividades de Aprendizaje
desarrollar

Investigar la clasificacin y la normatividad

internacional que existe de las Interrupciones
y depresiones de voltaje quien los provoca y
que equipo se ven afectados.
Identificar las interrupciones y
atenuaciones de voltaje, quien Medir depresiones de voltaje en el laboratorio.
los causa y propone soluciones Simular depresiones de voltaje.
Investigar que equipos se ocupan para
proteger por sobretensiones y como se
selecciona.

Unidad 3: Sobrevoltajes transitorios

Competencia especfica a
Actividades de Aprendizaje
desarrollar

Investigar la clasificacin y la normatividad

internacional que existe de los
sobrevoltajes, quien los provoca y que
equipo se ven afectados.
Identificar el sobrevoltaje, quien Medir sobretensiones en el laboratorio.
lo causa y propone soluciones
Simular sobretensiones.
Investigar que equipos se ocupan para
proteger por sobretensiones y como se
selecciona.
Unidad 4: Armnicos

Competencia especfica a
Actividades de Aprendizaje
desarrollar

Actividades y/o tareas de aprendizaje:

a) Investiga sobre la Norma IEEE 519.
b) Calcula los distintos factores de
distorsin armnica.
c) Hace un anlisis de los transformadores
con factor K.
d) Hace una investigacin de campo sobre
la forma de onda de la respuesta de
diferentes carga industriales.
e) Hace prcticas de laboratorio para
visualizar la respuesta de diferentes
cargas elctricas.
Conocer las estrategias y f) Investiga los efectos que producen las
herramientas necesarias para tensiones no sinusoidales en los
reducir el contenido armnico diferentes equipos elctricos.
en las seales de tensin y de g) Clasifica los equipos elctricos de
corriente y las aplica para acuerdo a su sensibilidad a problemas
resolver algunos problemas de forma de onda.
h) Evala la problemtica que se presenta
para los diferentes equipos elctricos al
ser excitados por funciones no
sinusoidales.
i) Investiga el fenmeno de resonancia en
redes de distribucin con capacitares.
j) Analiza los flujos de corrientes
armnicas en un sistema de
distribucin.
k) Resuelve problemas analticamente y
utilizando software de flujos de carga
con contenido armnico.
l) Investiga las diferentes alternativas
para reducir el contenido armnico.
Unidad 5: Medicin de la calidad de la energa

Competencia especfica a
Actividades de Aprendizaje
desarrollar
Realizar un plan para medir la calidad
de la energa en un sistema elctrico.
Investigar los diferentes equipos que se
emplean para medir la calidad de la
energa y cual es la forma de
Planear la forma de realizar un
utilizarlos.
anlisis de calidad de la energa,
utiliza el equipo de medicin Investigar cuales son los mejores
adecuado, interpreta resultados y puntos para hacer mediciones de
procede a proponer soluciones calidad de la energa en:
- Redes de distribucin.
- Instalaciones elctricas
industriales.
Hacer prcticas de campo en
instalaciones industriales y laboratorio.

11. FUENTES DE INFORMACIN

Fuentes impresas.
1.- J. Arrillaga John Wiley and Sons, Power System Harmonics (2003)
2.- R. G. Dugan, Electric Power Quality Mc. Graw Hill (2002)
3.- Fco. De la Rosa, Harmonics and Power Systems Publisher 2006
4.- C. Sankaran, Power Quality Ed. Fairmont (2003)
5.- G. A. Mazur, Power Quality Measurement and Monitoring ATP publications/
Fluke
6.- Studies for troubleshooters, Power Quality solutions Case Ed. Fairmont
7.- G. E., La Calidad de la energa en los Sistemas Elctricos Harper Limusa
(2006)
8.- G. E. El ABC de la Calidad de la Energa Harper Limusa
Paquetes computacionales sugeridos
1.- MATLAB
2.- Harmonics
3.- PQ Toy
4.- ATP
5.- HASIP (Univ. De Austin)
6.- PSCAD

Fuentes electrnicas.
1. www.powerqualityinternational.com
2. www.powerstandards.com
3. www.alex.mceachern.com/
4. www.leonardo-energy.org
5. www.fluke.com/fluke/ares/formacion/demos/default.htm
6. www.fluke.com/Fluke/ares/support/demos/default.htm
7. www.calidaddeenergiaelectrica.com/

12. PRCTICAS SUGERIDAS

1. Visualizacin de los problemas de calidad de la energa en una
instalacin elctrica.
2. Medicin corriente de arranque de un motor, y la atenuacin del voltaje
de sistema elctrico.
3. Medicin de la respuesta de un regulador de voltaje comercial.
4. Medicin de la sobretensin producida en un circuito LC.
5. Medicin de la distorsin de la seal de voltaje y de corriente en un
sistema elctrico.
6. Medicin de la corriente de alimentacin de una PC, y en un centro de
cmputo.
7. Medicin de seal de voltaje y corriente de entrada y salida de un
variador de velocidad por frecuencia.
8.- Medicin del factor de potencia y el factor de desplazamiento en un
sistema elctrico.
9. Identificacin de la instalacin del sistema de tierras y el concepto de
tierra aislada en una instalacin elctrica.
10. Mediciones en un rea de la institucin de los parmetros de calidad de
la energa.