24-pruebas electricas

8/9/2019 24-pruebas electricas

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UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NCLEO DE ANZOTEGUIESCUELA DE INGENIERIA Y CIENCIAS APLICADAS

DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD

DESARROLLO DE LA METODOLOGA PARA PRUEBAS

DE ACEPTACIN Y MAN E LOS EQUIPOS DE

ALTA TENSIN DE LA S/E BARBACOA I CON EQUIPOS DE

MEDICIN OMI

MADRIZ SOLANO JOS MANUEL

TRABAJO DE GRAD UISITO PARCIAL

PARA OPTAR A RICISTA

TENIMIENTO D

CRON Y VANGUARD, CADAFE GTO

REALIZADO POR:

O PRESENTADO COMO REQ

L TTULO DE INGENIERO ELECT

BARCELONA, MARZO 2010


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NCLEO DE ANZOTEGUIESCUELA DE INGENIERIA Y CIENCIAS APLICADAS

DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD


DE ACEPTACIN Y MANTENIM NTO DE LOS EQUIPOS DE

ALTA TENSIN DE LA S/E A I CON EQUIPOS DE

MEDICIN OMICRON Y VANGUARD, CADAFE GTO

___________________ _______________

ING. HERNN PA NIO MALAVE

ASESOR ACADEMICO ASESOR INDUSTRIAL

IE

BARBACO

ASESORES:

___ _________

RRA ING. PERMI



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ESCUELA DE IN ENCIAS APLICADAS

CIDAD


DE

ALTA TENSIN DE LA S/ POS DE

MEDICIN OMICRON Y VANGUARD, CADAFE GTO

JURADO CALIFICADOR:

El jurado calificador hac tesis la calificacin de:

ING. HERNN PARRA

_________________________ ___________________________

ING. PEDRO RODRIGUEZ ING. DANIEL VELASQUEZ

JURADO PRINCIPAL JURADO PRINCIPAL



NCLEO DE ANZOTEGUIGENIERIA Y CI

DEPARTAMENTO DE ELECTRI

ACEPTACIN Y MANTENIMIENTO DE LOS EQUIPOS DE

E BARBACOA I CON EQUI

e constar que asign a esta

_________________________

ASESOR ACADMICO


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AGRADECIMIENTO

A Dios Todopoderoso por darme la oportunidad de lograr mis metas y

compartirlas con mis seres queridos.

A mi padre Virgilio Ramn Madriz, por ensearme que las cosas en la vida se

ganan trabajando sin perjudicar a nadie, por brindarme la posibilidad de formarme

acadmicamente, por la confianza depositada en m y por todo el cario y el apoyo

incondicional que me regala y me demuestra. Gracias Viejo.

A mi madre Lilia Solano, por su amor, su apoyo incondicional, por la

formacin y los valores ensaados y sobre todo por ser mi madre. Gracias Doa

Dilia Te amo.

A mi hermana Liliana, por todo el cario, la confianza, el apoyo y la ayuda que

me has brindado. Gracias Hermana.

A mis hermanos Del Valle, Maria del Carmen, Maria Teresa Mami y Juan

por el apoyo que siempre que me dan.

A mis sobrinos Daniela, Lideily, Jos ngel, Edgar, Karla, Leidys, Carlos y

Lilianita, gracias por el apoyo y que este logro sea ejemplo para ustedes.

A mi cuado y padrino Edgar Torrealba, gracias por sus consejos y su

colaboracin.

A mis amigos Manuel Alejandro, Mariano, Jorge por la amistad, la hermandad

y los momentos que compartimos durante la carrera universitaria y de forma especial

vi


7/252

a mi gran amigo y hermano Eduardo, gracias viejo porque me brindaste tu ayuda

cuando ms lo necesite.

A mi novia Maria Alejandra, gracias amor porque desde que te conoc me has

querido y ayudado como nunca, quiero que sepas que tienes un lugar grande en mi

corazn, te adoro y te valoro muchsimo. Te amo.

A mis amistades, Ghazi, Alberto, Dos Santos, Pedro Zabala, Lucio, Josu,

Jesaias, El llanero, Ronald, Carlos Pan, Pedro, Daniel, Sebastin y Robert.

Al seor Posidio Zapatero Hernndez por su ayuda y su colaboracin.

A la ilustre Universidad de Oriente, institucin donde realice mi formacin

acadmica y sobre todo al Departamento de Electricidad.

A los profesores Santiago Escalante, Verena Mercado, Melquades Bermdez,

Margarita Heraoui, Pedro Lpez y dems profesores que integran el departamento,

por los conocimientos impartidos durante mi formacin en la universidad y en

especial al profesor Hernn Parra por su colaboracin prestada como Asesor

Acadmico.

A la empresa CADAFE, especficamente a la Divisin de Transmisin por

permitirme realizar mi pasanta en sus instalaciones.

A los compaeros y amigos de la empresa CADADE, Freddy Dunn, Alejandro,

Javier, Juan, Cesar, Marcos, Pedro y al Ing. Perminio Malave por sus consejos y su

colaboracin como Asesor Industrial.

Gracias a Todos

vii


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RESUMEN

Las pruebas son un conjunto de actividades que permiten comprobar y verificar

el correcto montaje y funcionalidad de los equipos y sistemas de una subestacin o

sistema elctrico de acuerdo con las especificaciones tcnicas, los diseos de detalle y

las condiciones operativas definidas, no obstante para cumplir con estas actividades

es importante contar con equipos de mediciones que posean aplicaciones con la cual

se puedan concretar. CADAFE recientemente pone a su disposicin equipos de

medicin Vanguard y Omicrn para la elaboracin de las pruebas como parte del

mantenimiento que realizan en sus instalaciones elctricas, especficamente en la S/E

Barbacoa I. Sin embargo se dificulta la manipulacin de los mismos al no contar con

algn instrumento que sirva de gua para el personal, es por ello que surge la

necesidad de desarrollar la metodologa para pruebas de aceptacin y mantenimiento

de los equipos de alta tensin de la subestacin Barbacoa I empleando los equipos de

medicin Vanguard y Omicrn, apoyada adems en normas y estndares nacionales e

internacionales con el fin de garantizar la efectividad de las pruebas.

viii


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NDICE

RESOLUCIN ............................................................................................................ iv

DEDICATORIA ........................................................................................................... v

AGRADECIMIENTO ................................................................................................. vi

RESUMEN.................................................................................................................viii

NDICE ........................................................................................................................ ix

LISTA DE TABLAS ................................................................................................. xxi

LISTA DE FIGURAS..............................................................................................xxiii

CAPITULO I: ..........................................................................................................xxviDESCRIPCIN DE LA EMPRESA Y DEL PROBLEMA....................................xxvi

1.1 RESEA HISTORICA DE LA EMPRESA......................................................xxvi

1.2 ESTRUCTURA ORGANIZATIVA DE GERENCIA DE TRANSMISIN

ORIENTE GTO, CADAFE. ....................................................................................... 28

1.2.1 Gerente General.................................................................................................28

1.2.2 Unidad de Sistemas ........................................................................................... 28

1.2.3 Secretaria Ejecutiva ........................................................................................... 28

1.2.4 Asesora Jurdica................................................................................................28

1.2.5 Divisin de Generacin ..................................................................................... 29

1.2.6 Divisin de Transmisin....................................................................................29

1.2.7 Divisin Administrativa .................................................................................... 29

1.2.8 Contralora Interna.............................................................................................29

1.2.9 Unidad de Obras y Proyectos ............................................................................ 30

1.2.11 Divisin de Relaciones Industriales.................................................................30

1.2.12 Funciones de la Divisin de Transmisin GTO...............................................30

1.2.12.1 Unidad de Mantenimiento.............................................................................31

1.2.12.2 Unidad de Operaciones. ................................................................................ 31

1.2.12.3 Zonas de Transmisin. .................................................................................. 32

ix


10/252

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................. 32

1.4 OBJETIVOS ......................................................................................................... 33

1.4.1 Objetivo General................................................................................................34

1.4.2 Objetivos Especficos ........................................................................................ 34

CAPTULO II: ............................................................................................................ 36

MARCO TERICO....................................................................................................36

2.1 ANTECEDENTES................................................................................................36

2.2 FUNDAMENTOS TEORICOS............................................................................36

2.2.1 Subestacin Elctrica.........................................................................................36

2.2.2 Subestacin Radial ............................................................................................ 372.2.3 Subestacin Nodal ............................................................................................. 37

2.2.4 Barra .................................................................................................................. 37

2.2.5 Barra Tendida .................................................................................................... 37

2.2.6 Barra Soportada ................................................................................................. 38

2.2.7 Tramo.................................................................................................................38

2.2.8 Tramo de Generacin ........................................................................................ 38

2.2.9 Tramo de Transformacin ................................................................................. 38

2.2.10 Tramo de Salida de Lnea ................................................................................ 39

2.2.11 Tramo de Acople y/o Seccionamiento de Barra .............................................. 39

2.2.12 Tramo de Transferencia ................................................................................... 39

2.2.14 Tramo de Compensacin..................................................................................39

2.2.15 Aislantes...........................................................................................................39

2.2.16 Clasificacin de los Aislantes .......................................................................... 40

2.2.16.1 Aislantes Lquidos.........................................................................................40

2.2.16.2 Aislantes Slidos...........................................................................................41

2.2.16.3 Aislantes Gaseosos........................................................................................41

2.2.17 Equipos de Potencia.........................................................................................42

2.2.17.1 Transformador de Potencia ........................................................................... 42

x


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2.2.17.2 Componentes Bsicos del Transformador de Potencia.................................44

2.2.17.2.1 Parte Activa................................................................................................44

2.2.17.2.2 Tanque Principal y Cubierta Superior........................................................45

2.2.17.2.3 Conexiones Externas..................................................................................45

2.2.17.2.4 Sistema de Enfriamiento ............................................................................ 45

2.2.17.2.5 Sistema de Expansin ................................................................................ 46

2.2.17.2.6 Sistema de Regulacin...............................................................................46

2.2.17.3 Clasificacin de los Transformadores de Potencia ....................................... 47

2.2.17.3.1 Por su tipo de aislante ............................................................................... 47

2.2.17.3.2 Por su aspecto constructivo....................................................................... 47

2.2.17.3.3 Autotransformador....................................................................................47

2.2.17.4 Equipos de Maniobra ................................................................................... 49

2.2.17.5 Seccionador de Potencia ............................................................................... 49

2.2.17.5.1 Componentes de un Seccionador de Potencia............................................50

2.2.17.5.2 Clasificacin de los Seccionadores de Potencia.........................................50

2.2.17.5.3 Tipo de Mando de los Seccionadores.........................................................51

2.2.17.6 Interruptor de Potencia o Disyuntor..............................................................512.2.17.6.1 Componentes de un Interruptor de Potencia..............................................52

2.2.17.6.2 Clasificacin de los Interruptores de Potencia...........................................53

2.2.17.7 Pararrayo ....................................................................................................... 55

2.2.17.7.1 Componentes de un Pararrayo. .................................................................. 57

2.2.17.8 Transformadores de Medida ......................................................................... 57

2.2.17.8.1 Transformador de Corriente.......................................................................57

2.2.17.8.2 Transformador de Tensin.........................................................................59

2.2.17.9 Pruebas Elctricas ......................................................................................... 61

2.2.17.9.1 Tipos de Pruebas Elctricas ....................................................................... 61

CAPITULO III:...........................................................................................................64

xi


12/252

RECOPILACION DE PRUEBAS REQUERIDAS PARA ACEPTACIN Y

MANTENIMIENTO DE EQUIPOS DE ALTA TENSIN. ..................................... 64

3.1 Pruebas Elctricas que se realizan a Transformadores de Potencia o

Autotransformadores...................................................................................................64

3.1.1 Medicin de la Resistencia de Aislamiento DC.................................................64

3.1.1.1 Descripcin ..................................................................................................... 65

3.1.1.2 Normas de Referencia.....................................................................................66

3.1.2 Medicin del ndice de Polarizacin e ndice de Absorcin..............................66

3.1.2.1 Descripcin ..................................................................................................... 66

3.1.2.2 Normas de Referencia.....................................................................................683.1.3 Medicin de la Relacin de Transformacin ..................................................... 68

3.1.3.1 Descripcin ..................................................................................................... 68


3.1.4 Medicin de la Corriente de Excitacin.............................................................70

3.1.4.1 Descripcin ..................................................................................................... 71


3.1.5 Medicin de la Resistencia Ohmica de los Devanados......................................723.1.5.1 Descripcin ..................................................................................................... 72


3.1.6 Medicin de la Capacitancia y Factor de Potencia del Aislamiento..................73

3.1.6.1 Descripcin ..................................................................................................... 73


3.1.7 Prueba de Collar Caliente...................................................................................75

3.1.7.1 Descripcin ..................................................................................................... 75


3.1.8 Prueba al Aceite Aislante del Transformador o Autotransformador .................76

3.1.8.1 Descripcin ..................................................................................................... 76


xii


13/252

3.2 Pruebas Elctricas que se realizan a Disyuntores o Interruptores de Potencia ..... 82

3.2.1 Medicin de la Resistencia de Aislamiento DC, ndice de Polarizacin e ndice

de Absorcin ............................................................................................................... 82

3.2.1.1 Descripcin ..................................................................................................... 82


3.2.2 Medicin de la Resistencia de Contacto ............................................................ 83

3.2.2.1 Descripcin ..................................................................................................... 84



3.2.3.1 Descripcin ..................................................................................................... 853.2.3.2 Normas de Referencia.....................................................................................86

3.2.4 Medicin de los Tiempos de Operacin.............................................................86

3.2.4.1 Descripcin ..................................................................................................... 86


3.3 Pruebas Elctricas que se realizan a Seccionador de Potencia .............................88

3.3.1 Medicin de la Resistencia de Aislamiento DC.................................................88



3.3.2.1 Descripcin ..................................................................................................... 89


3.3.3 Medicin de la Resistencia de Contacto ............................................................ 89

3.3.3.1 Descripcin ..................................................................................................... 89


3.3.4 Medicin de los Tiempos de Operacin.............................................................90

3.3.4.1 Descripcin ..................................................................................................... 90


3.3.5 Pruebas de Simultaneidad .................................................................................. 91

xiii


14/252

3.3.5.1 Descripcin ..................................................................................................... 91


3.4 Pruebas Elctricas que se realizan a los Transformadores de Potencial y de

Intensidad 91

3.4.1 Medicin de la Resistencia de Aislamiento e ndice de Polarizacin................92

3.4.1.1 Descripcin ..................................................................................................... 92


3.4.2 Medicin de Relacin de Transformacin ......................................................... 92

3.4.2.1 Descripcin ..................................................................................................... 92

3.4.2.2 Normas de Referencia.....................................................................................933.4.3 Medicin de la Capacitancia y Factor de Potencia del Aislamiento..................93

3.4.3.1 Descripcin ..................................................................................................... 93

3.4.4 Medicin de los VA de la Carga........................................................................93

3.4.4.1 Descripcin ..................................................................................................... 94


3.4.5 Medicin de la Corriente de Excitacin.............................................................94


3.5 Pruebas que se realizan al Descargador o Pararrayo.............................................94

3.5.1 Medicin de la Resistencia de Aislamiento ....................................................... 95

3.5.1.1 Descripcin ..................................................................................................... 95

3.5.2 Medicin de la Corriente de Fuga......................................................................95

3.5.2.1 Descripcin ..................................................................................................... 95


CAPITULO IV:...........................................................................................................96

DESCRIBIR EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS DE

MEDICION VANGUARD Y OMICRON.................................................................96

4.1 Equipo de Medicin Omicrn CPC 100 ............................................................ 96

xiv


15/252

4.1.1 Aplicaciones del Omicrn CPC 100............................................................... 96

4.1.2 Transformador de Corriente (TC)......................................................................97

4.1.3 Transformador de Tensin.................................................................................98

4.1.4 Transformador de Potencia ................................................................................ 98

4.1.5 Resistencia ......................................................................................................... 99

4.1.6 Principio de Funcionamiento del CPC 100.....................................................99

4.1.7 Caractersticas y Componentes del CPC 100................................................100

4.2 Equipo de Medicin Omicrn CP TD1............................................................105

4.2.1 Aplicaciones del CP TD1..............................................................................106

4.2.2 Medidas con Seguridad UST y GST del CP TD1.........................................1064.2.3 Principio de Funcionamiento del CP TD1.................................................... 107

4.2.4 Caractersticas y Componentes del CP TD1.................................................109

4.3 Equipo de Medicin Vanguard CT 6500/S2....................................................111

4.3.1 Principio de Funcionamiento del CT 6500/S2..............................................112

4.3.2 Caractersticas y Componentes del CT 6500/S2...........................................112

4.4 Equipo de Medicin Vanguard ATRT 03/S2 .................................................. 115

4.4.1 Principio de Funcionamiento del ATRT 03/S2.............................................116

4.4.2 Caractersticas y Componentes del ATRT 03/S2..........................................117

4.5 Equipo de Medicin Vanguard ATO 400........................................................ 119

4.5.1 Principio de Funcionamiento del ATO 400.................................................. 120

4.5.2 Caractersticas y Componentes del Equipo ATO 400...................................120

4.6 Seleccin de las Pruebas Requeridas para la Aceptacin y Mantenimiento de los

Equipos de Alta Tensin...........................................................................................122

4.6.1 Transformadores de Potencia...........................................................................123

4.6.2 Interruptores de Potencia..................................................................................124

4.6.3 Seccionadores de Potencia...............................................................................124

4.6.4 Transformadores de Intensidad........................................................................124

4.6.5 Transformadores de Potencial..........................................................................125

4.6.6 Descargadores o Pararrayos.............................................................................125

xv


16/252

CAPTULO V:..........................................................................................................126

DESARROLLO DE LOS PROCEDIMIENTOS PARA LA UTILIZACIN DE LOS

EQUIPOS DE PRUEBA VANGUARD Y OMICRON EN LOS EQUIPOS DE

ALTA TENSIN......................................................................................................126

5.1 Procedimientos para la utilizacin de los equipos Vanguard y Omicrn en

Transformadores de Potencia o Autotransformadores..............................................126

5.1.1 Objetivo............................................................................................................126

5.1.2 Materiales y Herramientas ............................................................................... 126

5.1.3 Recursos Humanos...........................................................................................127

5.1.4 Medidas de Seguridad......................................................................................1285.2 Pruebas Elctricas a Transformadores o Autotransformadores .......................... 129

5.2.1 Medicin de la Capacitancia y Factor de Potencia del Aislamiento................129

5.3 Medicin con el Equipo Omicrn CPC 100 y CP TD1. ............................... 131

5.3.1 Medida de la Capacitancia y Factor de Potencia de Aislamiento Devanado

Devanado y Devanado Masa..................................................................................134

5.3.2 Medida de la Capacitancia y Factor de Potencia de los Bushings con Toma de

Prueba........................................................................................................................136

5.3.3 Criterio de Aceptacin ..................................................................................... 137

5.4 Medicin de la Corriente de Excitacin..............................................................138

5.4.1 Medicin con el Equipo Omicrn CPC 100 y CP TD1 ............................ 139

5.4.1.1 Transformadores conectados en Delta .......................................................... 140

5.4.1.2 Transformadores conectados en Estrella.......................................................141


5.5 Medicin de la Relacin de Transformacin del Transformador ....................... 142

5.5.1 Medicin con el Equipo Vanguard ATRT 03/S2..........................................144

5.5.2 Medicin con el Equipo Omicrn CPC 100. ................................................ 147

5.5.3 Criterio de Aceptacin. .................................................................................... 149

5.6 Medicin de la Resistencia Ohmica de los Devanados.......................................149

xvi


17/252

5.6.1 Medicin con el Omicrn CPC 100..............................................................150



Interruptores de Potencia...........................................................................................153

5.7.1 Objetivo............................................................................................................153



5.7.4 Medidas de Seguridad......................................................................................155

5.7.5 Condiciones Generales para Pruebas a Interruptores.......................................156

5.8 Pruebas Elctricas a Interruptores de Potencia. ................................................. 1565.8.1 Medicin de la Capacitancia y Factor de Potencia del Aislamiento................156

5.8.2 Medicin con el Equipo CPC 100 y CP TD1. ........................................... 157


5.8.4 Medicin de la Resistencia de Contacto. ......................................................... 158

5.8.4.1 Medicin con el Equipo Vanguard ATO 400 ............................................ 158

5.8.4.2 Medicin con el Equipo Omicrn CPC 100. ............................................. 160

5.8.4.3 Criterio de Aceptacin .................................................................................. 1625.8.5 Medicin de los Tiempos de Operacin...........................................................162

5.8.5.1 Medicin con el Equipo Vanguard CT 6500 ............................................. 162

5.8.5.2 Criterio de Aceptacin. ................................................................................. 167


Seccionadores de Potencia........................................................................................168

5.9.1 Objetivo............................................................................................................168



5.9.4 Medidas de Seguridad......................................................................................169

5.9.5 Condiciones Generales para Pruebas a Seccionadores ................................... 169

5.10 Pruebas Elctricas a Seccionadores de Potencia...............................................170

xvii


18/252

5.10.1 Medicin de la Resistencia de Contacto ........................................................ 170

5.10.1.1 Medicin con el Equipo Vanguard ATO 400 .......................................... 170

5.10.1.2 Medicin con el Equipo Omicrn CPC 100 ............................................ 171

5.10.1.3 Criterio de Aceptacin ................................................................................ 171

5.11 Medicin de los Tiempos de Operacin............................................................172

5.11.1 Medicin con el Equipo Vanguard CT 6500 .............................................. 172

5.11.2 Criterio de Aceptacin ................................................................................... 173


Transformadores de Intensidad.................................................................................173

5.12.1 Objetivo..........................................................................................................1735.12.2 Materiales y Herramientas ............................................................................. 173

5.12.3 Recursos Humanos.........................................................................................174

5.12.4 Medidas de Seguridad....................................................................................174

5.12.5 Condiciones Generales para Pruebas a Interruptores de Intensidad. .............175

5.13 Pruebas Elctricas a Transformadores de Intensidad........................................175

5.13.1 Medicin de la Capacitancia y Factor de Potencia ........................................ 175

5.13.1.1 Medicin con el Equipo CPC 100 y CP TD1 ....................................... 1765.13.1.2 Criterio de Aceptacin ................................................................................ 177

5.13.2 Medicin de la Relacin de Transformacin ................................................. 177

5.13.2.1 Medicin con el Equipo CPC 100............................................................178


5.13.3 Medicin de los VA de la Carga (Burden).....................................................180

5.13.3.1 Medicin con el Equipo CPC - 100 ............................................................ 180


5.13.4 Medicin de la Curva de Excitacin..............................................................182



xviii


19/252


Transformadores de Potencial...................................................................................184

5.14.1 Objetivo..........................................................................................................184

5.14.2 Materiales y Herramientas ............................................................................. 184



5.14.5 Condiciones Generales para Pruebas a Transformadores de Potencial. ........ 186

5.15 Pruebas Elctricas a Interruptores de Potencial. ............................................... 186

5.15.1 Medicin de la Capacitancia y Factor de Potencia ........................................ 186

5.15.1.1 Medicin con el Equipo CPC 100 y CP TD1 ....................................... 1875.15.1.2 Criterio de Aceptacin ................................................................................ 187

5.15.2 Medicin de la Relacin de Transformacin ................................................. 188



5.15.3 Medicin de los VA de la Carga (Burden).....................................................190


5.15.3.2 Criterio de Aceptacin ................................................................................ 1915.16 Procedimientos para la utilizacin de los equipos Vanguard y Omicrn en

Pararrayos o Descargadores......................................................................................192

5.16.1 Objetivo..........................................................................................................192

5.16.2 Materiales y Herramientas ............................................................................. 192



5.16.5 Condiciones Generales para Pruebas a Transformadores de Potencial. ........ 193

5.17 Pruebas Elctricas a Pararrayos. ....................................................................... 194

5.17.1 Medicin de la Capacitancia y Factor de Potencia. ....................................... 194

5.17.1.1 Medicin con el Equipo CPC 100 y CP TD1. ...................................... 195

5.17.1.2 Criterio de Aceptacin. ............................................................................... 196

xix


20/252

CAPITULO VI:.........................................................................................................198

COMPARACIN DE RESULTADOS DE PRUEBAS ANTERIORES CON LOS

OBTENIDOS MEDIANTES LOS EQUIPOS DE MEDICIN VANGUARD Y

OMICRON................................................................................................................198

6.1 Comparacin de Resultados Obtenidos de la Capacitancia y Factor de Potencia al

Aislamiento del Autotransformador Nro 2. .............................................................. 198

6.2 Comparacin de Medidas Efectuadas de Corriente de Excitacin del

Autotransformador Nro 2..........................................................................................201

6.3 Comparacin de Resultados Obtenidos de Relacin de Transformacin del

Autotransformador Nro 2..........................................................................................2046.4 Comparacin de Resultados Obtenidos de los Tiempos de Operacin del

Interruptor H 280.......................................................................................................206

6.5 Comparacin de Resultados Obtenidos de la Resistencia del Contacto del

Interruptor H 280.......................................................................................................208

CAPITULO VII: ....................................................................................................... 211

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES........................................................211

7.1 CONCLUSIONES .............................................................................................. 211

7.2 RECOMENDACIONES.....................................................................................212

BIBLIOGRAFIA CITADA ...................................................................................... 214

BIBLIOGRAFIA ADICIONAL ............................................................................... 216

ANEXOS .................................................................................................................. 217

METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO, TESIS Y ASCENSO:.............. 248

xx


21/252

LISTA DE TABLAS

Tabla 2.1 Relacin entre Tensiones Nominales y Tipos de Interruptores 56Tabla 3.1 Voltaje mnimo DC para medir la resistencia de aislamiento 67Tabla 3.2 Expresiones para el clculo de la relacin de transformacin 70Tabla 3. 3 Lmites Sugeridos para los Lquidos Aislantes 82Tabla 4.1 Parmetros para los valores de corriente 103Tabla 4.2 Parmetros para los valores de tensin 103Tabla 4.3 Precisin de mediciones internas 103Tabla 4.4 Entradas de medida 104Tabla 4.5 Salida de Tensin del CP TD 111Tabla 4.6 Medicin Tensin/Corriente 111

Tabla 4.7 Capacidad de Medicin de Capacitancia del CP TD1 111Tabla 4.8 Capacidad de Medicin de Factor de Disipacin del CP TD1 111Tabla 4.9 Capacidad de Medicin de Factor de Potencia del CP TD1 112Tabla 5.1 Distancia Mnima de Seguridad por Nivel de Tensin 129Tabla 5.2 Pruebas para Medida de Capacitancias y Factor de Potenciapara Transformador de 2 Devanados

135

Tabla 5.3 Pruebas para Medida de Capacitancias y Factor de Potenciapara Transformador de 3 Devanados

136

Tabla 5.4 Pruebas para Medida de Capacitancias y Factor de Potenciapara Autotransformador

136

Tabla 5.5 Pruebas para Medida de Capacitancias y Factor de Potenciapara Bushings con Toma

137

Tabla 5.6 Criterio para el Factor de Potencia del Aislamiento 138Tabla 5.7 Criterio para los Valores de Capacitancias del Aislamiento 139Tabla 5.8 Medidas para la Corriente de Excitacin para un Tx en Delta 142Tabla 5.9 Medidas para la Corriente de Excitacin para un Tx en Estrella 146Tabla 5.10 Nomenclatura para la identificacin de los Bushings deacuerdo a las normas

158

Tabla 5.11 Medidas para Capacitancia y FP en Interruptores con Aceite. 159Tabla 5.12 Valores de Referenciales de Prdida en Interruptores 168Tabla 5.13 Valores de Tiempo Mximo para Apertura, Cierre y

Simultaneidad

178

Tabla 5.14 Procedimiento para la Medida de Capacitancia y FP en un TC 188Tabla 5.15 Procedimiento para la Medida de Capacitancia y FP en un TP 196Tabla 5.16 Mtodo para Medicin del Aislamiento en Pararrayos de 1Unidad

197

Tabla 5.17 Mtodo para Medicin del Aislamiento en Pararrayos de 2Unidad

197

xxi


22/252

Tabla 5.18 Mtodo para Medicin del Aislamiento en Pararrayos de 3Unidad

198

xxii


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 Organigrama de la Divisin de Transmisin de la Gerencia deTransmisin Oriente GTO

36

Figura 2.1 Transformador de Potencia 43Figura 2.2 Circuito Equivalente del Transformador 45Figura 2.3 Autotransformador 49Figura 2.4 Seccionador de Potencia 50Figura 2.5 Disyuntores de Potencia 54Figura 2.6 Botella de Vaci 55Figura 2.7 Pararrayo o Descargador 57Figura 2.8 Transformador de Corriente 59

Figura 2.9 Transformador de Tensin 61Figura 3.1 Representacin Fsica del Aislamiento 75Figura 3.2 Esquema para Prueba de Collar Caliente 77Figura 3.3 Representacin para la Medicin de la Resistencia de Contacto 85Figura 3.4 Representacin Grafica de los Tiempos de Operacin delDisyuntor

88

Figura 4.1 CPC-100 Parte Frontal 105Figura 4.2 CPC-100 Lateral Derecho 105Figura 4.3 CPC-100 Lateral Izquierdo 106Figura 4.4 Circuito equivalente Puente de Schering. 109Figura 4.5 Vista del Panel Frontal del CT 6500/S2 116Figura 4.6 Vista del Panel Frontal del ATRT 03/S2 120Figura 4.7 Vista del Panel Frontal del ATO 400 123Figura 5.1 Modelo Dielctrico Transformador de 2 Devanados. 130Figura 5.2 Modelo Dielctrico Transformador de 3 Devanados. 130Figura 5.3 Modelo Dielctrico Auto Transformador. 131Figura 5.4 Conexin entre CPC 100 y CP TD1 para medida delAislamiento.

133

Figura 5.5 Tarjeta de Prueba Tan Delta. 134Figura 5.6 Modelo Dielctrico Bushing con Toma 137Figura 5.7 Conexin para la Medida de la Corriente de Excitacin en un

Transformador en Delta

141

Figura 5.8 Conexin para la Medida de la Corriente de Excitacin en unTransformador en Estrella

142

Figura 5.9 Conexiones de los Cables al Panel Frontal del Equipo. 145Figura 5.10 Impresin de resultados de Relacin de Transformacin conel ATRT 03

147

Figura 5.11 Pantalla del CPC 100 para Medicin de Relacin de 148

xxiii


24/252

TransformacinFigura 5.12Conexin del CPC 100 para Medicin de Relacin de

Transformacin con configuracin Yy0

149

Figura 5.13Conexin del CPC 100 para Medicin de Relacin deTransformacin con configuracin Yd5

149

Figura 5.14 Pantalla del CPC 100 para Medicin de Resistencia de losDevanados con Cambiador de Tomas.

151

Figura 5.15 Conexin del CPC 100 para Medicin de Resistencia de losDevanados con Cambiador de Tomas conectado en Estrella.

152

Figura 5.16 Conexin del CPC 100 para Medicin de Resistencia de losDevanados con Cambiador de Tomas conectado en Delta.

152

Figura 5.17 Modelo Dielctrico de Interruptor de Potencia Tipo I 160Figura 5.18 Conexin del ATO 400 al Interruptor de Potencia 162

Figura 5.19 Conexin del CPC - 100 al Interruptor de Potencia 162Figura 5.20 Panel Frontal del CPC 100 para la Medida de Resistenciade Contacto con la Tarjeta de Prueba Resistencia.

164

Figura 5.21 Conexin del CT 6500 con el Interruptor de Potencia. 166Figura 5.22 Ejemplo de Impresin Tabulada de una Operacin deCERRADO

168

Figura 5.23 Grafica de Accionamiento de los Polos de un Interruptor parala Operacin Abierto.

171

Figura 5.24 Diagrama de Conexin del ATO 400 para la Medicin de laResistencia de Contacto en un Seccionador.

172

Figura 5.25 Diagrama de Conexin del CPC 100 en un Seccionador 173

Figura 5.26 Diagrama de Conexin del CT 6500 en un Seccionador. 177Figura 5.27 Modelo Dielctrico de TC 177Figura 5.28 Conexin para Medicin de la Capacitancia y FP en un TC. 179Figura 5.29 Conexin para Medicin de la Relacin deTransformacin en un TC

180

Figura 5.30 Pantalla del CPC 100 para la Relacin de TransformacinTCs

182

Figura 5.31 Conexin para Medicin de los VA (Burden) en un TC. 182Figura 5.32 Pantalla del CPC -100 con Tarjeta de Prueba Carga TC. 183Figura 5.32 Conexin para Medir Curva de Magnetizacin en un TC. 184Figura 5.33 Pantalla del CPC 100 para Curva de Excitacin en un TC. 187Figura 5.34 Modelo Dielctrico de un Transformador de Potencial. 189Figura 5.35 Conexin del CPC 100 para la Medicin de la Relacin. 190Figura 5.36 Tarjeta de Prueba del CPC 100 para la Medicin de laRelacin.

191

Figura 5.37 Conexin del CPC 100 para la Medicin de los VA. 192Figura 5.38 Tarjeta de Prueba del CPC 100 para la Medicin de los VA. 195

xxiv


25/252

Figura 5.39. Modelo Dielctrico para Pararrayos de 1, 2 y 3 Unidades . 200Figura 6.1 Resultados del Aislamiento del Autotransformador nro. 2

empleando el Doble M4000

201

Figura 6.2 Resultados del Aislamiento del Autotransformador nro. 2empleando el Doble M2H

202

Figura 6.3 Resultados del Aislamiento del Autotransformador IIempleando el CPC 100 y CP TD1.

203

Figura 6.4 Resultados de la Corriente del Excitacin delAutotransformador nro 2 empleando el Doble M4000

204

Figura 6.5 Resultados de la Corriente del Excitacin delAutotransformador Nro 2 empleando el CPC 100.

205

Figura 6.6 Resultados de Relacin de Transformacin delAutotransformador Nro 2 empleando el Megger TTR 550005.

206

Figura 6.7 Resultados de Relacin de Transformacin delAutotransformador Nro 2 empleando el Vanguard ATRT 03/S2. 207

Figura 6.8 Medicin de los Tiempos de Operacin del Interruptor H 280empleando el TM 1600.

208

Figura 6.9 Medicin de los Tiempos de Operacin del InterruptorH 280 empleando el Vanguard CT 6500.

209

Figura 6.10 Medicin de la Resistencia de Contacto del Interruptor H 280 empleando el Programma MOM400

210

Figura 6.11 Medicin de la Resistencia de Contacto del Interruptor H 280 empleando el ATO 400

210

xxv


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CAPITULO I:

DESCRIPCIN DE LA EMPRESA Y DEL PROBLEMA

1.1 RESEA HISTORICA DE LA EMPRESA

Fue el 27 de octubre de 1958, cuando con un capital de un milln de bolvares

(Bs. 1.000.000,00) qued constituida la Compaa de Administracin y Fomento

Elctrico (CADAFE), la cual fue fundada de acuerdo a la resolucin N 3.218 de

fecha 25 de agosto de 1958, del Ministerio de Fomento. Ocho meses despus la

empresa absorbi quince empresas que dependan de la Corporacin Venezolana de

Fomento (CVF), convirtindose as en el gran ente estatal venezolano dedicado a la

generacin, transmisin, distribucin y venta de energa elctrica, con un objetivo

muy especfico: cumplir con las exigencias del proceso de desarrollo elctrico del

pas.

En junio de 1959, se acord la fusin de esas compaas con CADAFE, quedando

sta como la empresa de Electricidad del Estado, encargada de crear uniformidad en

los criterios tcnico-administrativo que permitieran la formulacin de programas

elctricos en una forma integral. Es as como se pone en marcha el primer plan

nacional de electrificacin, que consisti en la construccin de una red formada por

cuatro (4) centros de generacin hidrulicos y trmicos, interconectados por lneas de

transmisin de tensiones comprendidas entre 115 y 400 kilovoltios.

CADAFE comienza a generar, trasmitir y vender energa elctrica el 30 de juniode 1959. En la dcada entre 1959 y 1968 se alcanza una capacidad instalada de 594

MW, con la construccin y puesta en servicio de plantas elctricas con turbinas a

vapor, gas y motores diesel, con una inversin de 320 millones de bolvares. Al

finalizar los aos 60, la empresa CADAFE ya contaba con casi medio milln de


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27

suscriptores, distribuidos en 1.500 poblaciones y caseros. Desde ese momento,

desarroll una infraestructura elctrica y logr un alto grado de electrificacin en

Venezuela, lo cual le permite atender, hoy en da a ms del 80 por ciento del territorio

nacional.

Gracias a su presencia a nivel nacional, se ha hecho posible el funcionamiento de

empresas vitales y estratgicas para el pas, como la industria siderrgica,

metalmecnica, del aluminio, manufacturera, alimentos, petroqumica y

telecomunicaciones, entre otras.

CADAFE, a finales del 2007 pas a convertirse en Filial de la Corporacin

Elctrica Nacional (CORPOELEC), como es sabido, el Ejecutivo Nacional a travs

del Ministerio del Poder Popular para la Energa y Petrleo (Menpet) resolvi

reorganizar el territorio nacional para el ejercicio de la actividad de distribucin de

potencia y energa elctrica, lo cual qued establecido en la publicacin de la

Resolucin 190 del Menpet, en la Gaceta Oficial N 38.785 del da 8 de octubre de

2007.A tales efectos se crean las siguientes regiones operativas:

1. Regin Noroeste que comprende los estados Zulia, Falcn, Lara y

Yaracuy.

2. Regin Norcentral integrada por los estados Carabobo, Aragua, Miranda

Vargas y Distrito Capital.

3. Regin Oriental conformada por los estados Anzotegui, Monagas, Sucre,

Nueva Esparta y Delta Amacuro.

4. Regin Central que comprende los estados Gurico, Cojedes, Portuguesa,

Barinas y Apure.

5. Regin Andina compuesta por los estados Mrida, Trujillo y Tchira.

6. Regin Sur integrada por los estados Bolvar y Amazonas.


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29/252

29

materia laboral, eventualmente asistiendo a reuniones como Sindicatos e Inspectoras

de Trabajo, trasladar los tribunales para experticia jurdica.

1.2.5

Divisin de Generacin

Esta se encarga de las custodias, operacin, mantenimiento, conservacin y

administracin de los equipos e instalaciones que conforman al Sistema de

Generacin de cada Gerencia de Produccin.

1.2.6

Divisin de Transmisin

Esta se encarga de planificar, coordinar y dirigir todas las actividades Tcnico-

Administrativo de las Zonas tendentes a optimizar la operacin y el mantenimiento

del Sistema de Transmisin.

1.2.7Divisin Administrativa

Esta tiene bajo su cargo el Departamento de Contabilidad, el Departamento de

Compra, Servicios Generales, Almacn y Control Administrativo, la cual se encarga

y controla el presupuesto y gastos a travs de las diferentes partidas presupuestarias.

1.2.8Contralora Interna

Esta unidad est adscrita directamente a la Contralora Central (Caracas),

considerando su autoridad ejecutiva en todo lo que se refiere al Control

Administrativo de la Empresa.


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30

1.2.9Unidad de Obras y Proyectos

Esta se encarga de efectuar a travs del presupuesto de Inversiones, obras Civiles y

Electromecnicas con sus correspondientes Proyectos, as como tambin proyectar y

efectuar a travs del Presupuesto de Gastos, las mejoras y reparaciones necesarias en

el Sistema de Produccin Oriental

1.2.10 Divisin de Medicin y Proteccin

Esta se encarga de la ejecucin de los programas de mantenimientos preventivo delos sistemas de proteccin y control de todas las inversiones de Generacin y

Transmisin de la GTO, con el objeto de optimizar la operacin de los diferentes

elementos de potencia, tanto en condiciones normales como en el seguro, selectivos y

confiables de las fallas que puedan ocurrir en cualquier compuesto del sistema.

1.2.11 Divisin de Relaciones Industriales

Tiene como funcin principal el mantenimiento de las mejores relaciones obreros

patronales, usando un proceso de reclutamiento, seleccin, adiestramiento y

motivacin al personal determinando el clima organizacional de la empresa.

Adiestramiento de personal a travs de la convencin colectiva, administracin de

sueldos y salarios.

1.2.12 Funciones de la Divisin de Transmisin GTO

Las Funciones y actividades de la Unidad de Transmisin son las siguientes:

1. Analizar el comportamiento de los equipos e instalaciones del Sistema.


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31

2. Formular, procesar, controlar el programa de mantenimiento de Lneas y

Subestaciones.

3. Formular y aprobar las solicitudes de materiales, repuestos, bienes y

servicios.

4. Formular, el equipamiento tcnico para la operacin y mantenimiento del

Sistema de transmisin.

5. Controlar el presupuesto de gastos e inversin de la Divisin y Zonas.

6. Conformar y controlar el programa de vacaciones de la Divisin y las

Zonas.

7.

Coordinar la aceptacin provisional y definitiva de nuevas instalaciones.8.

Mantener relaciones con las diferentes organizaciones sindicales.

9. Representar a la empresa ante pblicos y privados.

10.

Participar en reuniones tcnico-administrativas con otras unidades internas

y Externas a la empresa.

11.Propiciar la realizacin de eventos especiales para el intercambio de

Conocimientos y experticias tcnicas

Para el cumplimiento de estas funciones y actividades la Divisin de Transmisin

deber estar conformada por:

1.2.12.1 Unidad de Mantenimiento.

Su objetivo consiste en planificar, coordinar, controlar y evaluar la ejecucin de

los programas desarrolladas por las Zonas.

1.2.12.2 Unidad de Operaciones.

Su objetivo se basa mejorar la calidad y continuidad del servicio llevando y

analizando las interrupciones, registrando ndices operativos as como adiestrando y


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32

actualizando al personal de operaciones en cuanto a la operacin del sistema y las

normas de higiene y seguridad industrial.

1.2.12.3

Zonas de Transmisin.

El objetivo es planificar, programar y ejecutar las actividades relaciones con la

operacin y el mantenimiento.

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

CADAFE, filial de la Corporacin Elctrica Nacional, es la empresa elctrica ms

grande del pas. Creada con el propsito de optimizar la administracin y la operacin

de las empresas dependientes del estado, hoy en da se encuentra reestructurada en

regiones que permitan tener un mejor esquema, mayor flexibilidad operativa,

desconcentracin de su funcionamiento operativo y un control ms eficiente.

Es por ello que cada regin cuenta con una infraestructura elctrica en generacin,

transmisin y distribucin, repartida en plantas, subestaciones y alimentadores, que

permiten suministrar energa elctrica a hogares, escuelas, industrias, hospitales,

comercios, alumbrado pblico y otros. Tal es el caso de la Regin Oriental la cual

consta de una red de Subestaciones Interconectadas donde se debe mencionar la S/E

Barbacoa I ubicada en el Estado Anzotegui.

La subestacin Barbacoa I tiene un nivel de transformacin 230/115/34.5 KV,cubre las demandas de energa con lneas de transmisin de 115 KV las subestaciones

Chuparin, La Isleta, Parchitas, Barcelona y Curaguaro que alimentan a su vez las

Subestaciones de Distribucin de las ciudades Lechera, Barcelona, Puerto La Cruz y

Guanta, y se encuentra conectada a nivel de 230 KV con las Subestaciones Santa


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33

Teresa, Ri Chico, Barbacoa II y el Tigre. No obstante en la S/E Barbacoa I han

existido fallas lo cual en muchas ocasiones dificulta el suministro confiable y efectivo

de energa elctrica a las ciudades mencionadas, debido a problemas que han

presentado los equipos de potencia elctrica, algunos de estos inconvenientes por

mencionar corresponden a fallas elctricas, mecnicas, tiempo de uso, mantenimiento

desasistido y/o malas decisiones por parte del personal que muchas veces es causado

por mediciones de parmetros incorrectos durante el mantenimiento anual, esto es

causado principalmente por el envejecimiento de los equipos de prueba entre otros

mas.

Consiente del problema y como parte del programa de mantenimiento que se

desarrolla en la subestacin, la empresa CADAFE filial de CORPOELEC logra la

adquisicin de los nuevos equipos de pruebas y mediciones marca Vanguard y

OMICRON que le garantice la obtencin de datos o parmetros con mayor precisin

y confiabilidad para el anlisis o estudio que ayuden a la prevencin de fallas de los

equipos de potencia elctrica, adems de llevar un control estadsticos sobre los

mismos.

La falta de informacin para manipular los nuevos equipos de pruebas y en otros

casos inexistencia de instrumentos guas para desarrollar estos trabajos de campo, la

Coordinacin de Mantenimiento de la Divisin de Transmisin de CADAFE propuso

desarrollar una metodologa para realizar las pruebas de aceptacin y mantenimiento,

empleando los nuevos equipos de medicin Vanguard y Omicrn , que permita

guiar y agilizar las labores del personal de mantenimiento apoyado adems en

normas y estndares nacionales e internacionales, con el fin de garantizar la

efectividad de las mismas.

1.4 OBJETIVOS


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34

1.4.1Objetivo General

Desarrollar la metodologa para pruebas de aceptacin y mantenimiento de

los equipos de alta tensin de la S/E Barbacoa I con equipos de medicin

Vanguard y Omicrn.

1.4.2Objetivos Especficos

1. Recopilar las pruebas requeridas para la aceptacin y mantenimiento de

los equipos de alta tensin.

2. Seleccionar las pruebas requeridas para la aceptacin y mantenimiento

de los equipos de alta tensin de la S/E Barbacoa I.

3.Describir el principio de funcionamiento de los equipos de medicin

Vanguard y Omicrn.

4.Desarrollar los procedimientos para la utilizacin de los equipos de

prueba marca Vanguard y Omicrn en los equipos de alta tensin de la S/E

Barbacoa.

5.Comparar resultados de pruebas anteriores con los obtenidos mediante

los equipos de medicin Vanguard y Omicrn.


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Figura 1.1 Organigrama de la Divisin de Transmisin de la Gerencia de Transm

SECR

SECR

JEFE DE TRANSMISINJoel Lovera

UNIDAD DE LOGISTICA Y CONTROAsistente de Adm. A

Sinai De Silva

JEFE DE OPERACIONESRubn Subero

ANALISTA AREA INFORMATICACesar Velsquez

ZON

SUPERV. LINEAS ENERGIZADAS T. (A.T)Pedro Surez

CAPORAL LINEAS ENERGIZADASRoger Subero

TRANSPORTEJess Subero

LINIERO IIJacobo DazLINIERO II

Lus HernndezLINIERO IICarlos Luces

TECNICO COORDINADOR (A.T)Javier Uzcategui

TECNICO COORDINADOR (A.T)Juan Herrera

TECNICO ELECTRICISTA IIHenry Aguilera

TECNICO MANT. TERMOVISINAlejandro Rodrguez

COORD. DE MANTENIMIENTO

Perminio Malave


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CAPTULO II:

MARCO TERICO

2.1 ANTECEDENTES

Para la elaboracin de este proyecto se tomaron en consideracin los siguientes

Trabajos de Grado presentados como requisito parcial para optar al titulo de

Ingeniero Electricista, los cuales se menciona a continuacin:

Tirado T, Izumi J. (2006), present un trabajo sobre la realizacin de las pruebas

de aceptacin a los equipos de alta tensin en la S/E El Furrial, Universidad Simn

Bolvar, Sernejas, Venezuela.

Lozada T, Jos F. (2008), present un trabajo para la normalizacin de pruebas y

ensayos para equipos y elementos del sistemas elctrico de la refinera Puerto La

Cruz, Universidad de Oriente, Barcelona, Venezuela.

Brito F, Vctor D. (2009), present un trabajo para la elaboracin de los protocolos

de montaje, instalacin y pruebas de aceptacin para los autotransformadores de

potencia de 200MVA de la subestacin Sucre GIS 230/115 KV.

2.2 FUNDAMENTOS TEORICOS

2.2.1Subestacin Elctrica

La subestacin es un componente de los Sistemas Elctricos de Potencia en donde

se modifican los parmetros de la potencia (Corriente y Tensin), est compuesta por

aisladores, conexiones, transformador de potencia, transformadores de medida,


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37

barras, interruptores de potencia, seccionadores, pararrayos, sistema de puesta a

tierra y conductores, los cuales son elementos de mando, corte, medida, regulacin,

transformacin y proteccin que sirven de punto de interconexin para facilitar la

transmisin y distribucin de la energa elctrica.

2.2.2 Subestacin Radial

Es una subestacin con una sola llegada de lnea 115 o 34.5 KV con

transformadores reductores a las tensiones de 34.5 KV, 13.8 KV. En estas

subestaciones, el flujo de energa es en solo sentido, es decir, independientemente delas condiciones de explotacin del sistema.

2.2.3 Subestacin Nodal

Es aquella subestacin que interconecta con otra, conforme un anillo en el sistema

de transformacin y en la cual, el flujo de energa puede ser en uno u otro sentido,

dependiendo de las condiciones del sistema.

2.2.4 Barra

En forma genrica se designa al nodo que se utiliza para hacer las derivaciones y/o

conexin entre los diferentes elementos que componen a la subestacin elctrica.

2.2.5 Barra Tendida

Son aquellas formadas por conductores flexibles y desnudos, sostenidos por

cadenas de aisladores de amarre y suspensin.


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38

2.2.6 Barra Soportada

Son aquellas formadas por conductores tubulares soportados mediante aisladores,

soportes o equipos tales como: seccionadores, transformadores, disyuntores, etc. [1]

2.2.7Tramo

Es el espacio fsico de la subestacin conformado por todos los dispositivos de

maniobra y equipos de potencia asociados. Se clasifican de acuerdo a la funcin que

cumplen.

2.2.8 Tramo de Generacin

Constituido por una unidad generadora, disyuntor de salida, transformador de

corriente y un transformador elevador de potencia.

2.2.9 Tramo de Transformacin

Segn el nivel de tensin del tramo, existen dos tipos de tramos de transformacin

con el mismo diseo, estos son:

Lado de alta tensin: Transformador de potencia, disyuntor, seccionadores, lnea y

barra, transformador de corriente, seccionadores rompearco y pararrayos.

Lado de baja tensin: Transformador de potencia, disyuntor, transformador de

corriente, transformador de tensin, pararrayos y seccionador (para

autotransformadores).


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2.2.10 Tramo de Salida de Lnea

Se encuentra integrado por un disyuntor, seccionador de lnea, seccionador de

puesta a tierra, dos seccionadores de barra, tres transformadores de corriente, trampa

de onda, transformador de tensin y pararrayos (opcional).

2.2.11 Tramo de Acople y/o Seccionamiento de Barra

Este tramo cumple la funcin de acoplar las barras a un mismo nivel de tensin,

puede estar constituido por componentes diferentes: Seccionador, disyuntor extrable,disyuntor y sus dos seccionadores asociados.

2.2.12 Tramo de Transferencia

La funcin de este tramo es sustituir temporalmente es sus funciones al disyuntor

del tramo que es sometido a mantenimiento o reparacin. Los componentes que

integran este tramo varan de acuerdo a la tensin.

Para tensin 115 y 230 KV: Disyuntor, seccionador de barra principal y

seccionador de barra de transferencia. Para tensin 13.8 y eventualmente de 34.5 KV:

Disyuntor, tres transformadores de corriente, seccionadores de transferencia.

2.2.14 Tramo de Compensacin

Este cuenta con un disyuntor, un seccionador y un elemento compensador.

2.2.15 Aislantes

En general todos aquellos materiales que no son conductores se les llaman

materiales aislantes, por su baja conductividad impiden el paso de la corriente que los


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43

Su principio de operacin consiste en aplicar una fuerza electromotrizalterna en el

devanado primario, las variaciones de intensidad y sentido de la corriente alterna

crearn un campo magntico variable dependiendo de la frecuencia de la corriente.

Este campo magntico variable originar, por induccin electromagntica, la

aparicin de una fuerza electromotriz en los extremos del devanado secundario. La

relacin entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario

y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente

proporcional al nmero de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) .

La razn de transformacin (m) del voltaje entre el bobinado primario y elsecundario depende de los nmeros de vueltas que tenga cada uno. Si el nmero de

vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habr el triple de

tensin.

Esta particularidad se utiliza en la red de transporte de energa elctrica: al poder

efectuar el transporte a altas tensiones y pequeas intensidades, se disminuyen las

prdidas por el efecto Jouley se minimiza el costo de los conductores.

As, si el nmero de espiras (vueltas) del secundario es 100 veces mayor que el del

primario, al aplicar una tensin alterna de 230 voltios en el primario, se obtienen

23.000 voltios en el secundario (una relacin 100 veces superior, como lo es la

relacin de espiras). A la relacin entre el nmero de vueltas o espiras del primario y

las del secundario se le llama relacin de vueltas del transformador o relacin de

transformacin.

Ahora bien, como la potenciaaplicada en el primario, en caso de un transformador

ideal, debe ser igual a la obtenida en el secundario, el producto de la fuerza

electromotriz por la intensidad (potencia) debe ser constante, con lo que en el caso del
http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_electromotrizhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Inducci%C3%B3n_electromagn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_transporte_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_transporte_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Inducci%C3%B3n_electromagn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_electromotriz


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2.2.17.2.2 Tanque Principal y Cubierta Superior

El tanque y la cubierta superior forman el elemento de encubamiento de la parte

activa del transformador. Sus formas generalmente son ovaladas y rectangulares y

estn construidas de lminas de acero.

2.2.17.2.3 Conexiones Externas

Las conexiones de los terminales de lnea y neutro de los arrollados se realizan por

medio de los aisladores pasantes (bushings), los cuales pueden ser del tipo rellenos enaceite y del tipo condensador.

2.2.17.2.4 Sistema de Enfriamiento

Tiene por finalidad transferir el calor desde las partes activas del transformador al

medio ambiente con el objetivo de mantener el nivel de temperatura dentro del

transformador estable para su funcionamiento y puede ser:

Natural (Radiadores)

Por aire forzado (Ventiladores)

Aceite forzado (bombas)

Combinacin de los tres


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2.2.17.2.5 Sistema de Expansin

Este sistema tiene por finalidad compensar las variaciones de nivel de aceite en el

tanque principal por cambios de temperatura, as como evitar la oxidacin prematura

del aceite por contacto directo con el aire externo. Esta constituido por:

El tanque de expansin.

Membrana.

Deshidratador

2.2.17.2.6 Sistema de Regulacin

Este sistema tiene por funcin mantener constante la tensin en una de las barras, a

la cual se encuentra conectado el transformador. Sus componentes son:

Cambiador de tomas: Bajo carga y en vaci

Las tomas de un transformadorson un conjunto de puntos de conexin a lo largo

de un devanado, lo que permite seleccionar el nmero de espiras de ste. As, se

consigue un transformador con el nmero de espiras variable, permitiendo la

regulacin de voltaje en el devanado secundario. La seleccin de la toma en uso se

hace por medio de un mecanismo cambiador de tomas.

Mecanismo de mando a motor

Rel de regulacin de voltaje

Selectores y equipos de indicacin [1]
http://es.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transformador


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2.2.17.3 Clasificacin de los Transformadores de Potencia

2.2.17.3.1 Por su tipo de aislante

Los transformadores con aislamiento seco

Los transformadores sumergidos en aceite:

Transformadores con circulacin natural de aceite y aire (ONAN)

Transformadores con circulacin natural de aceite y circulacin forzada de

aire con ventiladores (ONAF)

Transformadores con circulacin forzada de aceite y circulacin natural de

aire (OFAN)

Transformadores con circulacin forzada de aceite y circulacin forzada de

aire (OFAF)

Transformadores con circulacin forzada de aceite y circulacin forzada de

agua por medios externos (OFWF)

2.2.17.3.2 Por su aspecto constructivo

Transformadores de poste

Transformadores de superficie

Transformadores de subestaciones [5]

2.2.17.3.3 Autotransformador

Es un equipo que funciona con el mismo principio del transformador, la

transferencia de energa se hace por induccin electromagntica y conduccin

elctrica, mantiene la frecuencia constante, tiene un circuito magntico y a diferencia

de transformador sus circuitos elctricos estn unidos entre si.


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En contra de los que muchos creen, un autotransformador no necesariamente tiene

que estar constituido de una nica bobina, puede llevar dos bifsico, tres bobinas

trifsico, todo depender de la clase de autotransformador de que se trate.

Figura 2.3 Autotransformador

Fuente: S/E Barbacoa 28/9/2009

2.2.17.3.3.1 Caractersticas del Autotransformador

Entre sus ventajas tenemos que destacar el bajo precio econmico frente a un

transformador normal con idnticas especificaciones tcnicas. Esto en lo que se

refiere a lo econmico, en cuanto al rendimiento propiamente dicho, hay que resear

las siguientes ventajas:

Menos corriente. El autotransformador necesita menos cantidad de corriente para

generar el flujo en el ncleo.

La potencia. El autotransformador entrega ms potencia que un transformador

normal de especificaciones semejantes.


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Eficiencia. El autotransformador es ms eficiente (mejor rendimiento) que un

transformador normal, con potencias parecidas.

La principal desventaja de los autotransformadores es que a diferencia de los

transformadores ordinarios hay una conexin fsica directa entre el circuito primario y

el secundario, por lo que se pierde el aislamiento elctrico en ambos lados.

Los autotransformadores se utilizan a menudo en sistemas elctricos de potencia,

para interconectar circuitos que funcionan a voltajes diferentes, pero en una relacin

cercana a 2:1 (por ejemplo, 400 KV / 230 KV 230 KV / 115 KV). [6]

2.2.17.4 Equipos de Maniobra

2.2.17.5 Seccionador de Potencia

Los seccionadores o cuchillas son un dispositivo de maniobra para conectar y

desconectar los diversos equipos que componen una subestacin. Su operacin puede

ser con circuitos energizados pero sin carga. Algunos equipos vienen equipados con

dispositivos para ser operados bajo carga. Pueden ser operados con prtigas o con

mandos manuales y/o elctricos.

Figura 2.4 Seccionador de Potencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_suministro_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_suministro_el%C3%A9ctrico


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operacin del sistema elctrico, donde est conectado. Por su capacidad, por su

tensin de operacin o por su clase, se pueden clasificar de distintas maneras, pero

como regla general se agrupan segn la tecnologa empleada para apagar el arco

elctrico que se forma entre los contactos cuando comienza la operacin de apertura o

termina la operacin de cierre. [2]

2.2.17.6.1 Componentes de un Interruptor de Potencia.

Cmara de Extincin. Es la parte del interruptor en la cual se realiza la operacin

de cierre o apertura del mismo y est formada por:

Elemento de ruptura, constituido por una cmara en donde se produce el

debilitamiento del arco elctrico (divisin).

Contactos fijos y mviles, los cuales forman los elementos de conexin o

desconexin elctrica del circuito de potencia.

El medio de extincin, el tiene como funcin contribuir a la extincin del

arco elctrico y como enfriamiento de la cmara, durante el proceso de

formacin del arco elctrico.

Mecanismo de Mando. Es el sistema por medio del cual se suministra y/o se

libera la energa necesaria para realizar las operaciones de apertura o cierre

del mismo. Existen 3 tipos de mecanismo de mando:

-

Hidrulico, este sistema emplea como fuente de energa para la realizacinde la maniobra el aceite hidrulico sometido a presin con auxilio de una

motobomba y un recipiente con una presin inicial de nitrgeno.


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- Resorte, en este sistema se aplica sobre el mecanismo de cierre una cantidad

de energa acumulada, por la accin de un resorte que ha sido armado con

anterioridad manualmente o por medio de un motor elctrico.

- Mecnico, este sistema emplea el aire comprimido como fuente de energa

para la realizacin de la maniobra del disyuntor.

Columna. Constituye el elemento intermedio entre el mecanismo de mando

y la cmara de extincin. Normalmente sirve de elemento soporte a la

cmara de interrupcin y como elemento de aislamiento a tierra de las partes

energizadas del disyuntor. [1]

Figura 2.5 Disyuntores de Potencia


2.2.17.6.2 Clasificacin de los Interruptores de Potencia

Interruptores de aceite.

Pequeo volumen de aceite, en estos disyuntores el volumen de aceite se limita al

necesario para llenar la cmara de extincin, y la exigencia para el corte de la


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Interruptores en Hexafluoruro de Azufre SF6.

Esta tecnologa desarrollada a finales de los aos 60. Los contactos estn dentro de

un gas llamado hexafluoruro de azufre (SF6) que tiene una capacidad dielctrica

superior a otros fluidos dielctricos conocidos. Son compactos y muy durables.

Tabla 2.1 Relacin entre Tensiones Nominales y Tipos de Interruptores

2.2.17.7 Pararrayo

Estos equipos se utilizan para mandar a tierra las sobretensiones debido a

maniobras de equipos, fallas en el sistema de potencia o frentes de onda de

sobretencin entrantes a una instalacin de potencia, producto de la incidencia de

descargas atmosfricas en las fases de los conductores de la lnea de transmisin que

alimenta la instalacin. Existe pararrayos tipo estacin y tipo distribucin. [3]

Adems este equipo acta como un aislador mientras la tensin aplicada no exceda

de cierto valor determinado, convertirse en conductor al alcanzar la tensin ese valor

y conducir a tierra la onda de corriente producida por la onda de sobretensin. Una


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vez desaparecida la sobretensin y restablecida la tensin normal, el dispositivo de

proteccin debe ser capaz de interrumpir la corriente.

Los pararrayos se pueden considerar divididos en tres grupos:

Cuernos de arqueo.

Pararrayos autovalvulares.

Pararrayos de oxido metlico.

Figura 2.7 Pararrayo o Descargador

Fuente [2]

Los pararrayos cumplen con las siguientes funciones:

Descargar las sobretensiones cuando su magnitud llega al valor de la tensin

disruptiva de diseo.

Conducir a tierra las corrientes de descarga producidas por las

sobretensiones.

Debe desaparecer la corriente de descarga al desaparecer las sobretensiones.


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No deben operar con sobretensiones temporales, de baja frecuencia.

La tensin residual debe ser menor que la tensin que resisten los aparatosque protegen. [2]

2.2.17.7.1 Componentes de un Pararrayo.

Est formado por varias piezas de distancia no lineal apiladas en una columna

hueca de porcelana o material polimrico, En uno de los extremos tiene una placa

relevadora de presin que en caso de sobrepresin interna libera los gases evitando laruptura de la porcelana.

2.2.17.8 Transformadores de Medida

Es un equipo cuya funcin es reducir a valores no peligrosos y normalizados, las

corrientes y tensiones de una red elctrica a objeto de alimentar instrumentos de

medicin, proteccin y otros aparatos anlogos.

Hay dos clases de transformadores de medida:

Transformadores de corriente (intensidad).

Transformadores de tensin.

2.2.17.8.1 Transformador de Corriente

Es aquel en el cual la intensidad secundaria es en condiciones normales de uso

proporcional a la intensidad primaria y desfasada con relacin a la misma, un ngulo

aproximado a cero 0, para una conexin adecuada.


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entre el 80% y el 120% de la tensin nominal con una carga comprendida entre el

25% y el 100%.

Figura 2.9 Transformador de Tensin

Fuente: S/E Barbacoa I 28/9/2009

2.2.17.8.2.1 Clasificacin de los Transformadores de Tensin

Los transformadores de tensin se pueden clasificar de diferentes maneras a saber:

Segn su construccin:

Inductivos

Capacitivos

Resistivo

De tensin capacitivo

Segn su funcin:

Proteccin

Medicin

Segn el nivel de tensin:

Media Tensin


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Alta Tensin

Segn el montaje:Interior

Exterior

Segn el numero de fases:

Monofsico

Bifsico

2.2.17.9 Pruebas Elctricas

Se puede definir como pruebas el conjunto de actividades que se realizan para

verificar el correcto montaje y la funcionalidad de los equipos y sistemas de una

subestacin o sistema elctrico de acuerdo con las especificaciones tcnicas, los

diseos de detalle y las condiciones operativas definidas.

La informacin proporcionada durante las pruebas permite saber si es necesariorealizar mantenimiento correctivo al equipo o si necesita el reemplazo de algn

elemento daado. Tambin permite determinar si un equipo instalado puede ser

energizado y a su vez llevar un control del comportamiento del equipo a travs de los

aos.

2.2.17.9.1 Tipos de Pruebas Elctricas

Segn la norma IEC 60044-1 las pruebas pueden ser clasificadas en:


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2.2.17.9.1.1 Pruebas Tipo

Son aquellas realizadas en cada equipo para verificar que los equipos fabricados

bajo las mismas especificaciones cumplen con los requerimientos que no son

verificados por las pruebas de rutina. A este tipo de pruebas tambin se les conoce

como pruebas destructivas.

2.2.17.9.1.2 Pruebas de Rutina

Son aquellas realizadas individualmente a cada equipo. Estas pruebas se

especifican para cada equipo en particular. Entre las pruebas de rutina se tienen las

pruebas de aceptacin y las pruebas de mantenimiento. A estas pruebas tambin se les

denomina no destructivas.

2.2.17.9.1.3 Pruebas de Aceptacin

Son aquella que se realizan para cada uno de los equipos nuevos, son llevadas a

cabo luego de la instalacin y antes de la energizacin, con la finalidad de determinar

si el equipo cumple con las especificaciones necesarias para verificar que este no ha

sufrido ningn tipo de dao durante el traslado o su instalacin y para obtener un

punto de comparacin para futuras pruebas.

2.2.17.9.1.4 Pruebas de Mantenimiento

Son aquellas pruebas que se realizan en intervalos de tiempo regulares cuando el

equipo se encuentra en servicio. Usualmente se realizan en conjunto con el

mantenimiento preventivo. Las pruebas peridicas de rutina o mantenimiento se


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efectan por planificacin, a peticin o por motivos tales como dudas del buen

funcionamiento del equipo, cambio del diseo original de fabricacin o reemplazo de

partes daadas. Estas pruebas se efectan peridicamente y durante toda la vida til

del equipo. [5]

2.2.17.9.1.5 Pruebas Especiales

Son aquellas que no son consideradas pruebas tipo o de rutina y son realizadas de

mutuo acuerdo entre el fabricante y el comprador.


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Tabla 3.1 Voltaje mnimo DC para medir la resistencia de aislamiento

Voltaje del Transformador (V) Mnimo Voltaje de Pr

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