Sistemas eléctricos de potencia da el salto de los circuitos y las máquinas sueltas a la red completa: centrales, transformadores, líneas y consumos funcionando a la vez. Es la asignatura que explica cómo se planifica, se calcula y se opera el sistema eléctrico.
De qué va
Una red real tiene miles de elementos y varios niveles de tensión. Para analizarla hace falta:
- Modelar cada elemento (generador, transformador, línea, carga) con un circuito equivalente sencillo.
- Normalizar las magnitudes con el sistema por unidad, para trabajar con todos los niveles de tensión a la vez.
- Resolver la red con métodos numéricos, porque las ecuaciones no son lineales.
Las ideas clave
El sistema por unidad
Cada magnitud se expresa como fracción de un valor base. Así, una tensión de 1,02 p.u. significa un 2 % por encima de la nominal, sea en 400 kV o en 20 kV, y los transformadores «desaparecen» del cálculo al elegir bien las bases.
Caída de tensión y pérdidas
En una línea, la tensión cae por la resistencia y por la reactancia. En media y alta tensión, la reactancia pesa tanto o más que la resistencia, y la caída depende mucho del factor de potencia de la carga. La regulación de tensión de la red se hace actuando sobre la potencia reactiva.
Flujo de cargas
Es el cálculo central de la asignatura: conocidas las potencias generadas y consumidas, obtener las tensiones de todos los nudos y los flujos por todas las líneas. Se resuelve con métodos iterativos como Newton-Raphson. Es lo que hacen a diario los programas de los operadores de red.
Cortocircuitos
Calcular la corriente de cortocircuito en cada punto de la red sirve para dimensionar la aparamenta y ajustar las protecciones. Las faltas desequilibradas (fase-tierra, entre dos fases) se resuelven con componentes simétricas.
Cómo aprobarla
- Haz bien el sistema por unidad desde el principio: casi todos los errores de examen nacen de una base mal elegida.
- Antes de resolver numéricamente, estima el orden de magnitud: una caída de tensión del 30 % en una línea de distribución indica un error.
- Practica el flujo de cargas a mano con redes de dos o tres nudos para entender lo que hacen los programas.
