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PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA LA SUBESTACIÓN CORINSA CON SUS CIRCUITOS ASOCIADOS EN LA EMPRESA CORPOELEC REGIÓN 4 ZONA ARAGUA.

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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO SANTIAGO MARIO EXTENSIN MARACAY ESCUELA DE INGENIERA ELECTRICA

PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA LA SUBESTACIN CORINSA CON SUS CIRCUITOS ASOCIADOS EN LA EMPRESA CORPOELEC REGIN 4 ZONA ARAGUA.

Trabajo Especial de Grado para optar al Titulo de Ingeniero Electricista

Autor: TSU Rubn Hernndez Tutora Acadmica: Ing. Migdys Archiles Asesora Metodolgica: Profa. Cruz Goatache

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Maracay, Junio de 2010. APROBACIN DE LA TUTORA En mi carcter de Tutora del Trabajo Especial de Grado Titulado: PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA LA SUBESTACIN CORINSA CON SUS CIRCUITOS ASOCIADOS EN LA EMPRESA CORPOELEC REGIN 4 ZONA ARAGUA, presentado por el ciudadano Rubn Hernandez, Cdula de Identidad N 11.501.900, para optar al Titulo de Ingeniero Electricista, considero que ste rene los requisitos y mritos suficientes para ser sometido a presentacin pblica y evaluacin por parte del Jurado Examinador que se designe. En la ciudad de Maracay, a los 25 das del mes de Junio de 2010

______________________________ Ing. Migdys Archiles C.I. 12.337.305

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APROBACIN DE LA ASESORA METODOLOGICA En mi carcter de Asesora Metodolgica del Trabajo

Especial de Grado Titulado: PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA LA SUBESTACIN CORINSA CON SUS CIRCUITOS ASOCIADOS EN LA EMPRESA CORPOELEC REGIN 4 ZONA ARAGUA, presentado por el ciudadano Rubn Hernandez, Cdula de Identidad N 11.501.900, para optar al Titulo de Ingeniero Electricista, considero que ste rene los requisitos y mritos suficientes para ser sometido a presentacin pblica y evaluacin por parte del Jurado Examinador que se designe. En la ciudad de Maracay, a los 25 das del mes de Junio de 2010

______________________________ Profa. Cruz Goatache C.I. 08.226.478

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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO SANTIAGO MARIO EXTENSIN MARACAY ESCUELA DE INGENIERA ELECTRICA

PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA LA SUBESTACIN CORINSA CON SUS CIRCUITOS ASOCIADOS EN LA EMPRESA CORPOELEC REGIN 4 ZONA ARAGUA.

Autor: TSU Rubn Hernndez C.I. 11.501.900 Trabajo Especial de Grado APROBADO en nombre del Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario, por el Jurado Examinador designado. En la Ciudad de Maracay, a los 31 das del mes de Julio de 2010.

Ing. Juan Reyes C.I. 13.201.892 Ing. Leonardo Guillen C.I. 8.728.878

Ing. Rhina Castillo C.I. 12.928.583

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DEDICATORIA A Dios Todopoderoso por darme la

fortaleza y la luz para el logro de todas y cada una de las metas que me he propuesto en la vida, siendo la gua fundamental.

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AGRADECIMIENTO A la empresa CADAFE por brindarme la oportunidad de crecer dentro de esta organizacin y por brindarme su apoyo para la realizacin del trabajo de grado, espero sea de su entera satisfaccin. A todas y cada una de las personas que de alguna manera me ayudaron con su aporte acertado durante el perodo de desarrollo del presente proyecto. Muchas gracias a todos.

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NDICE GENERAL pp. LISTA DE CUADROS. LISTA DE FIGURAS... LISTA DE GRAFICO.. RESUMEN INTRODUCCION CAPTULOS I. EL PROBLEMA.. Contextualizacin del Problema... Objetivos de la Investigacin Objetivo General..... Objetivos Especficos. Justificacin de la Investigacin... II. MARCO REFERENCIAL.. Antecedentes de la Investigacin Bases Tericas Mantenimiento... Metodologa de las Inspecciones... Calidad Sistema de Potencia Subestaciones Elctricas Aspectos Generales sobre las Mejoras a los Sistemas de Distribucin Sistemas de Proteccin... Equipos Protectores Contra Sobre Corriente.. El Aislamiento Aterramientos Transformador de Potencia. Bases Legales. Ley del Servicio Elctrico (1999) Norma CADAFE. Interfaz de Campo para Subestaciones Mantenimiento.. Norma CADAFE. Normas de Inspeccin y Pruebas para 3 3 7 7 7 7 9 9 13 13 16 23 24 27 30 32 35 41 44 47 49 50 51 51 viii ix x xi 1

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Equipos de Interfaz de Campo.. Norma CADAFE. 001922 Sistemas de Variables... Definicin de Trminos Bsicos...

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III. MARCO METODOLGICO Modalidad de la Investigacin..... Tipo de la Investigacin Procedimientos.. Fase I. Diagnostico Fase II. Alternativas de solucin... Fase III. Propuesta...... Operacionalizacin de variables. Poblacin y Muestra.. Tcnicas e Instrumentos de Recoleccin de Datos.......................... IV. RESULTADOS................................................................................. Fase I Diagnstico.. Etapa I Situacin Actual. Etapa II Identificar las causas Etapa III Evaluar la Calidad de Servicio.. Fase II Alternativa de Solucin.. Fase III Propuesta. Etapa I Verificacin. Etapa II Jerarquizacin... Etapa III Anlisis.. Etapa IV Elaboracin de Rutina Anlisis Costo Beneficios. Beneficios Tangibles. Beneficios Intangibles... Factibilidad.. Factibilidad Tcnica. Factibilidad Econmica... Anlisis de Costos Asociados al Estudio... Estudio Econmico.. CONCLUSIONES

56 56 57 58 58 59 60 60 62 62 65 65 65 70 76 82 83 83 87 88 91 95 99 99 100 100 101 102 105 107

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RECOMENDACIONES REFERENCIAS. ANEXOS.. Anexo A Planos Unifilares.. A-1 Unifilar Subestacin Corinsa. A-2 Unifilar Circuito Titn... A-3 Unifilar Circuito Fundacin.. A-4 Unifilar Circuito Bella Vista. Anexo B Reporte de Diagnostico Termografico... B-1 Reporte Circuito Bella Vista B-2 Reporte Circuito Fundacin B-3 Reporte Circuito Titn.. B-4 Caracterstica de la Cmara P65.. Anexo C Resumen Del Curriculum Vital Anexo D Matriz FODA..

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LISTA DE CUADROS

CUADRO Limites de Variacin de Tensin. Conceptualizacin de la Variables.. Operacionalizacin de las Variables.. Datos Tcnicos.. Promedio de carga Histrico de falla Registro de subcausas circuito Bella Vista Registro de subcausas circuito Fundacin Registro de subcausas circuito Titn.. Indicadores del circuito Bella Vista. Indicadores del circuito Fundacin. Indicadores del circuito Titn... Registro de transformadores monofsicos quemados asociados a los circuitos... Matriz de Criterios.. Resumen de fallas. Criterios de Prioridades en Mediciones Termografica Total de fallas registradas y su prioridades... Elementos y equipos ms fallados. Resumen del tiempo de interrupcin.

pp.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

24 52 62 69 70 71 72 73 74 78 79 80 81 82 87 89 89 90 91

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20 21 22 23 24 25 26

Plan de Mantenimiento. 94 Ingreso actual de la empresa.. 97 Estimacin del costo anual.. 97 Comparacin de las perdidas.. 98 Costo del Material.. 103 Costo de Equipos.. 103 Costo de Mano de Obra 104

LISTA DE FIGURAS

FIGURAS Vibracin Versus Tiempo para cojinete.. Diagrama de Frecuencia Imagen Termogrfica. Esquema General de un Sistema de Potencia. Interruptor Pararrayo. Grfico de Coordinacin de Aislamiento Barra de salida en 13.8 KV Barra 115 KV... Lnea Fracturada. Vegetacin... Componente Daado. Descarga Atmosfricas..

pp.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

15 19 21 29 42 43 47 83 83 92 92 93 93

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LISTA DE GRAFICO

GRAFICOS Registro de transformadores quemados

pp.

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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO SANTIAGO MARIO EXTENSIN MARACAY

PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA LA SUBESTACIN CORINSA CON SUS CIRCUITOS ASOCIADOS EN LA EMPRESA CORPOELEC REGIN 4 ZONA ARAGUA. Lnea de Investigacin: Mantenimiento Elctrico

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Autor: TSU Rubn Hernandez Tutora Acadmica: Ing. Migdys Archiles Asesora Metodolgica: Profa. Cruz Goatache Mes, Ao: Junio, 2010

ResumenEl presente estudio estuvo orientado a la integracin de las actividades a travs de la canalizacin en los planes de mantenimiento en las redes de distribucin, tomando en consideracin las estadsticas de los indicadores de calidad de servicio tales como el nmero de interrupciones, la duracin y el tiempo total de la interrupcin. En este sentido la presente investigacin se enmarc bajo la modalidad de proyecto factible, la metodologa se adapt a una investigacin de campo y descriptiva debido a que tiene como objeto, registrar la informacin para interpretar el estudio y permitir resaltar las caractersticas ms relevantes y distinguirlas entre otras que puedan tener alguna influencia sobre el problema. La poblacin objeto de estudio a los elementos y redes elctricas de la Subestacin Corinsa. Las tcnicas que se aplicaron en esta investigacin fueron la Observacin directa, revisin de datos histricos y el respectivo anlisis estadstico. Permitiendo desarrollar un plan de mantenimiento que comprende pasos de rutinas sistemticos enfocados a la disminucin de las prdidas econmicas, concluyendo a un plan de mantenimiento que pueda ser implementado en otros circuitos de incidencia en interrupciones y de esta manera ir mejorando la mayor cantidad de circuitos pertenecientes a los diferentes distritos tcnicos. Descriptores: Mantenimiento, Planificacin, Indicadores de Gestin.

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INTRODUCCIN

Actualmente las organizaciones forman parte de un proceso de grandes transformaciones en entornos cambiantes y de mltiples riegos, donde el creciente desarrollo tecnolgico y la agresiva competencia las obligas a replantar sus estrategias de negocios bajo nuevas perspectivas. Es por ello, que surgi la presente investigacin, en la cual se propuso mejoras aplicables a la subestacin Corinsa y sus circuito asociados para la unificacin de criterios y procedimientos que conduzcan a mejorar la confiabilidad del sistema elctrico a la empresa CORPOELEC Regin 4

zona Aragua Gerencia de Distribucin Metropolitana Aragua, ubicada en la calle Mario Sur del Estado Aragua, a fin de proporcionar a la organizacin la creacin de sistemas ms confiables, donde se mantenga un nivel elevado de calidad de servicio satisfaciendo las necesidades de sus clientes. En este sentido la investigacin se estructur de la siguiente manera: Captulo I, denominado: El Problema, se describi la problemtica que da origen a la investigacin, se plantearon los objetivos a desarrollar en el estudio y as poder efectuar la propuesta, seguido de la justificacin y alcance respectivamente. Captulo II, conocido como el marco terico, este captulo refleja toda la teora relacionada con el tema estudiado en la investigacin que sirvi de soporte al investigador para ordenar ideas, para tal efecto se presentaron los antecedentes de la investigacin, las bases tericas, operacionalizacin de las variables y la definicin de los trminos bsicos. Luego se presenta el Captulo III, donde se describi el Marco Metodolgico de la investigacin, Modalidad de la Investigacin, Tipo de

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Investigacin, Procedimientos, Poblacin y Muestra, tcnicas e instrumentos de Recoleccin de Datos, y Tcnicas de Anlisis de Datos empleados en la investigacin. Finalmente se tiene en Captulo IV, de los resultados, aqu se realiz un anlisis detallado de cada una de las fases del captulo anterior, desarrollando de forma minuciosa la propuesta; donde se muestra tambin todo lo inherente a los costos beneficios, destacando al final las conclusiones y un importante grupo de recomendaciones producto del trabajo efectuado, y como cierre se muestran las referencias y anexos.

CAPTULO I

EL PROBLEMA

Contextualizacin del Problema

En la actualidad se depende cada vez ms de la energa elctrica en la vida cotidiana. Ya no es slo la fuente de iluminacin en horas nocturnas. Todo el confort, gracias a los aparatos electrodomsticos, as como las actividades comerciales e industriales, est total y absolutamente ligado al uso de la energa elctrica. Se ha acostumbrado a su uso, que pasa desapercibida su necesidad en las actividades diarias. Slo la falta de ella, la devuelve a la realidad y a su importancia. Es llamativo, entonces, el comn desconocimiento sobre las caractersticas de su generacin, su distribucin, y sobre todo, los problemas que a menudo suelen presentarse en su utilizacin. Un sistema elctrico est

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compuesto por: Generacin donde se produce la energa elctrica, Transmisin que transporta a grande distancia, Subestaciones que

transforman, elevan, disminuyen y enlazan entre ellas. La distribucin son redes ubicadas en reas urbanas y rurales, para brindar servicio a los consumidores. En este mismo contexto, el transformador elctrico es una mquina considerada como un elemento fiable en las instalaciones. No obstante, sus materiales estn sometidos a temperatura y gradiente de campo elctrico, provocando un envejecimiento en el aislamiento. Cuando se produce algn esfuerzo, por ejemplo: cambio de carga, sobre tensin de origen atmosfrico o de maniobra, cortocircuitos, sobre dimensin de las protecciones, falta de

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mantenimiento y/o si los materiales no estn en buen estado, pueden dar origen a una avera que en muchos casos no se manifest de manera inmediata por lo que se denomina falla oculta. Los registros de transformadores quemados de los aos 2007-2008 en Aragua fueron de mil trescientos sesenta y ocho (1.368), representando para el 2008 un incremento del cincuenta y seis por ciento (56%) con respecto al 2007 en todo el estado. Los cambios de carga, la temperatura del transformador, la del aceite cambian y afectan progresivamente los aislamientos slidos y lquidos. Esto supone un evidente peligro para la seguridad de las personas y de las instalaciones. Por otra parte, el aceite alcanz una temperatura lo suficientemente elevada como para reaccionar con el oxgeno que tiene disuelto, provocando del explosiones e incendios en el en transformador, su operacin,

suspensin

suministro

elctrico,

inseguridad

contaminacin del medio ambiente por el derrame del aceite y los gases que se generaron. Por consiguiente, esto trajo inconvenientes generales tales como: molestias e intranquilidad en los usuarios, desconfianza en los operarios, gastos imprevistos a la empresa de servicio elctrico por el reemplazo de dichos equipos, las demandas por los daos a los electrodomsticos, al estado los tramites administrativos, al ambiente los desechos que se originaron. Con relacin a lo expuesto anteriormente diariamente se daan transformadores convencionales sumergidos en aceite, instalados en las redes elctricas que distribuyen el suministro elctrico a los diferentes usuarios. Como se pudo observar que el mayor factor que los afecta es la sobrecarga que es proporcional al incremento de temperatura. Es por ello que para verificar este incremento, se utilizaron equipos de medicin de

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corriente, que los operarios colocan manualmente llamados ampermetros o la instalacin de bobinas de medicin en las conexiones de entrada o salida del transformador para registrar su consumo. En el primer caso el operario para utilizar la pinza amperimtrica, debe acercarse al transformador o a las redes, exponindose a un choque elctrico o quemaduras. En el segundo caso se deben instalar equipos adicionales al transformador, medidores de tensin y potencia que monitorean estos parmetros, aumentando el costo de la instalacin. Evidentemente esto limita el reconocimiento de todos los transformadores instalados en las redes, motivados a que se encuentran ubicados en diferentes puntos geogrficos y en grandes cantidades. Ocasionando gastos en equipos, transporte y personal a la empresa. Si bien es cierto en CORPOELEC los transformadores monofsicos en su mayora, estn acoplados en grupos de tres para un suministro trifsico en las redes. Y la empresa no cuenta con una programacin de mantenimiento o incremento de capacidad para la ejecucin de estos trabajos. Por consiguiente origina que se presenten daos en los mismos, donde su demanda es superior a la capacidad instalada. Como marco de sta investigacin se tom la Gerencia de Distribucin Metropolitana Aragua ubicada en la Regin 4 de la zona Aragua, la cual se encuentra estructurada por una Direccin General, y las Direcciones Tcnica, de Operaciones, y Comercial. La Direccin de Operaciones a travs de la Gerencia de Distribucin est encargada de mantener los sistemas de distribucin y transmisin de energa elctrica de la regin, mediante los Centros de Operaciones de Distribucin (COD), los Centros de Atencin de Reclamos (CAR) y los Distritos Tcnicos, los cuales tienen como misin realizar los mantenimientos en redes de distribucin, la atencin de reclamos

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tcnicos, y

atender las fallas de media y baja tensin, as como, el

restablecimiento de los circuitos que presenten interrupciones en alta y baja tensin, entre otros. La investigacin se ubic geogrficamente en el Distrito Tcnico Cagua, siendo ste, el que aporto para la regin la mayor incidencia de transformadores quemados. Este distrito, ubicado en el Municipio Sucre, tiene un rea de influencia conformado por setecientos cuarenta y uno Kilmetros de lnea, alimentando zonas residenciales, rurales, agrcolas e industriales. Dentro de su data tcnica el Distrito atiende a cuarenta y un circuitos de distribucin en redes areas de 13.8 Kilovoltios (KV). El desarrollo de este estudio estuvo enfocado a los circuitos asociados de la Subestacin Corinsa, el cual dispensa la energa elctrica en parte del Municipio Sucre con alrededor de sesenta y ocho (78) Kilmetros de lnea, y permite prestar el servicio a seis mil veinte y uno (6.021) usuarios aproximadamente, correspondiente a la clasificacin de Residenciales Urbanos, Agropecuarios e Industriales. Dicho Distrito Tcnico Cagua ha ocupado el primer lugar en los ltimos dos aos con respecto al resto de los cinco Distritos Tcnicos, que comprende la zona Aragua Regin 4, ya que presenta actualmente un elevado nmero de transformadores daados. Por otra parte es importante mencionar que motivado a la enorme rea de influencia servida especficamente por el Distrito Tcnico Cagua, en los actuales momentos se carece de la logstica necesaria para acometer con prontitud los trabajos de correccin de fallas, cuestin que hace ms necesaria la realizacin de un completo mantenimiento predictivo, pues slo con la aplicacin de mantenimientos correctivos para cubrir las emergencias presentadas, no se puede realizar un servicio elctrico de calidad.

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La propuesta de un Plan de Mantenimiento Predictivo pretende establecer mejoras en el uso de esta aplicacin tomando como muestra la subestacin Corinsa y sus circuitos asociados, a fin de mejorar la calidad de servicio y mantener altos los niveles de fiabilidad del mismo, adems de disminuir los daos de equipos, el Tiempo Total de Interrupcin (TTI) hrs, y el nmero de interrupciones, indicadores stos con los cuales se mide la calidad de servicio que presta la empresa elctrica. De esta manera, no slo se realizan mejoras en el rea sujeta a estudio sino que tambin es aplicable a otros circuitos de distribucin area, con la ayuda de una herramienta que permita llevar el control y seguimiento de dichos planes. Objetivos de la Investigacin

Objetivo General

Proponer un plan de Mantenimiento Predictivo para la Subestacin Corinsa con sus Circuitos Asociados en la Empresa CORPOELEC Regin 4 Zona Aragua.

Objetivos Especficos

Diagnosticar la situacin actual de la Subestacin Corinsa con sus Circuitos Asociados. Identificar las causas que provocan daos en la Subestacin. Evaluar la calidad de servicio de los circuitos asociados.

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Proponer un Plan de Mantenimiento Predictivo para Subestacin Corinsa con sus Circuitos Asociados en la Empresa CORPOELEC Regin 4 zona Aragua.

Justificacin de la Investigacin

Los aspectos que justifican la presente investigacin se basaron en la calidad o continuidad del servicio elctrico y su importancia para la empresa, por lo cual se propone un plan de mejora en la gestin del mantenimiento predictivo en los circuitos asociados a la Subestacin Corinsa con el propsito de afianzar su visin y misin ante la poblacin cada vez ms extensa y exigente, as como, satisfacer las necesidades de consumo de cada tipo de cliente. La investigacin se orient a la integracin de las actividades a travs de la canalizacin en los planes de mantenimiento en las redes areas de distribucin de 13,8 Kilovoltios (KV), tomando en consideracin las estadsticas de los indicadores de calidad de servicio tales como el nmero de interrupciones, transformadores daados, la duracin y el tiempo total de la interrupcin (TTI) hrs, presentado por CORPOELEC en los circuitos asociados a la subestacin Corinsa, indicadores normados. Es importante tener presente que la empresa elctrica ha estado desasistida en materia de inversin aproximadamente durante veinte y cinco aos lo que ha impedido desarrollar planes de obras de desarrollo y ha dificultado la continuidad en la prestacin del servicio. Por otra parte se busca con esta propuesta integrar al grupo de trabajo de manera que la gestin sea ms eficiente y comprometida con los resultados, tarea de gran envergadura, que requerir del diseo de planes y trazado de

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objetivos claros, as como la organizacin y movilizacin de los recursos materiales y humanos. La Gerencia de Distribucin Metropolitana Aragua, contar con una planificacin para emprender las tareas de mantenimiento para las redes de 13.8 KV de cualquier circuito de distribucin, permitiendo afrontar de manera sistemtica un plan de trabajo que deber ir siguiendo las disposiciones del reglamento general de servicio elctrico. En la medida que esta planeacin se ejecute, se lograr la eficiencia econmica en cuanto a la rentabilidad que sta devolver creando un costo beneficio entre el usuario y la empresa; de igual forma contribuir a mantener la vida de los activos y el control de los procesos empleados. Esto demuestra que la investigacin contribuye a la mejora de las condiciones de calidad de servicio al cliente, permitiendo reducir los valores en los indicadores de calidad de servicio de los circuitos asociados a la subestacin Corinsa de CORPOELEC Regin 4 Zona Aragua.

CAPTULO II

MARCO REFERENCIAL

La funcin del marco referencial es situar al problema objeto de estudio dentro de un conjunto de conocimientos, a fin de orientar la bsqueda y ofrecer una conceptualizacin adecuada de los recursos utilizados pudiendo ser manejados y convertidos en acciones concretas. En base a esto, Balestrini (2001) define el marco referencial como: el que determina la perspectiva de anlisis, muestra la voluntad del investigador de analizar la realidad objeto de estudio de acuerdo a una explicacin pautada

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por conceptos y categoras, atendiendo un determinado paradigma terico (p. 91). En virtud a los antes mencionado en este captulo se interpretaron las tcnicas que operaran metodolgicamente en el estudio que se efectu, ya que estuvo compuesto por un conjunto de categoras bsicas, la cual constituyo un sistema coordinado y coherente de conceptos que permitieron abordar el problema para que ste cobrara sentido.

Antecedentes de la Investigacin Los antecedentes de la investigacin analizaron las diversas teoras, enfoques, investigaciones y antecedentes desarrollados, por algunos autores que son considerados vlidos para el correcto entendimiento del problema estudiado, la cual es tarea ineludible de toda investigacin de carcter cientfico. En consecuencia en este capitulo se exponen algunos trabajos y

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publicaciones que sirvieron de apoyo y soporte para el desarrollo del presente estudio. Saballo, E. (2009), Desarroll su Trabajo de Grado titulado Propuesta de un Plan de mantenimiento de las redes de Distribucin Area de 13,8 KV asociado al Circuito Payita de la Subestacin Mcaro en la Empresa CADAFE Regin 4 zona Aragua., realizado en el Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario, como requisito para optar al ttulo de Ingeniero Industrial. La propuesta esta orientada a generar procesos de mejora continua que involucren al personal con los equipos o maquinarias en busca de los pilares fundamentales de cualquier organizacin, costos, calidad, servicio al cliente e innovacin. La metodologa se adapt a una

investigacin de campo y descriptiva debido a que tuvo como objeto, registrar la informacin para interpretar el estudio y permitir resaltar las caractersticas ms relevantes y distintivas. El aporte de este trabajo a la investigacin fue muy valioso, ya que ofrece las pautas para el desarrollo de la investigacin, en las herramientas descriptivas que se utilizaron para abordar la problemtica. Varela, A. (2006) su Trabajo Especial de Grado titulado Diseo de una Metodologa para Evaluar la Gestin de Mantenimiento Caso: Plantas de Alimentos Polar, para optar al titulo de Magster en Ingeniera Industrial, realizada en la Planta de Alimentos Balanceados para Animales, ABA Santa Cruz y presentada ante la ilustre Universidad de Carabobo, explica que el objetivo principal de esta investigacin fue orientar el conocimiento estratgico para maximizar la gestin de mantenimiento, proponiendo el diseo de una metodologa confiable. El investigador realiz la investigacin bajo la modalidad de proyecto factible orientado a una investigacin documental en el que se empleo principalmente la clasificacin y asignacin de los equipos ms crticos dentro del departamento. Estuvo enmarcado en la importancia de la demanda en nmero de fallas y gestin inadecuada del mantenimiento. Se emplearon tcnicas de anlisis de datos y herramientas

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estadsticas de gran utilidad entre los cuales se encontraron, las graficas de control, los histogramas de frecuencias, as como tambin se estudio la capacidad del procesos; estas tcnicas y herramientas apoyaron al estudio actual ya que a travs de su aplicacin se alcanzo detectar el problema, arrojando dentro sus conclusiones la implantacin de la metodologa apropiada, donde se resaltan los beneficios econmicos que pueden ser logrados mediante la aplicacin de mejoras en la gestin del mantenimiento, usando tcnicas centradas en confiabilidad operacional los cual se traduce en una mejor estimacin real de los requerimientos de materiales. Este trabajo aport a la investigacin conocimientos en materia de diagramas como el de Entrada Proceso Salida, que facilita la visualizacin del sistema y el funcional que vincula los diferentes procesos que se realizan en sus sistemas, as como tambin en el anlisis de causa efecto que informo acerca de que equipos poseen el mayor impacto negativo sobre el proceso. Rodrguez, N (2005) su Trabajo Especial de Grado titulado Implementar un plan de mejora para incrementar la utilidad neta basado en confiabilidad operacional a la planta Remavenca a Santa Cruz C.A., para optar el titulo de Ingeniero Industrial, y presentada ante la ilustre Universidad de Carabobo, el propsito por el cual se realizo el estudio fue por la implantacin de un plan de mejora para incrementar la utilidad basado en confiabilidad operacional, metodologa requerida para definir la criticidad de los procesos. El investigador realizo la investigacin bajo la modalidad de proyecto factible orientado a una investigacin documental en el que se emple

principalmente la clasificacin y asignacin de los equipos ms crticos dentro del departamento, tambin se utilizaron como instrumentos torbellino de ideas, el diagrama causa efecto y el diagrama de pareto; como herramienta de apoyo aplicable a la investigacin con la finalidad de agilizar las acciones de bsqueda de informacin, arrojando dentro de las

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recomendaciones el promover equipos multidisciplinarios de trabajo que impacte positivamente sobre las actividades de confiabilidad operacional. Este trabajo sirvi de orientacin para el investigador ya que aporto al proyecto conocimientos en materia de confiabilidad, aplicacin de anlisis de criticidad que permitieron determinar los equipos que posean el mayor impacto negativo dentro del sistema productivo o planta en estudio. Sanabria, R. (2004). El presente Trabajo lleva por titulo Propuesta para el mejoramiento del diagnstico preventivo de los transformadores de 765 KV de la subestacin La Horqueta de C.V.G. Edelca, ubicada en Villa de Cura Edo. Aragua., realizado en el Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario, como requisito para optar al ttulo de Ingeniero Electricista, el propsito por el cual se realizo el estudio fue optimizar el mantenimiento de los transformadores, con la implementacin de pruebas con equipos de innovacin tecnolgica que indiquen el correcto funcionamiento y buen estado fsicos de los mismos. La investigacin se ubica dentro de la modalidad de proyecto factible, basado en una investigacin de campo y de carcter descriptivo, con las tcnicas de recoleccin de datos la observacin directa, la entrevista no estructurada y el anlisis documental. Este trabajo aport a la investigacin conocimientos en materia sobre la implementacin de equipos de nueva tecnologa para el anlisis y funcionamiento eficiente de los componentes asociados al sistema elctrico. Aponte, J. (2003). l presente Trabajo lleva por ttulo Propuesta para el mejoramiento de la calidad del servicio elctrico en redes areas de distribucin primaria (13.8 KV) de la S/E Sur y S/E Florida, de Eleoccidente Edo. Carabobo. Realizado en la Universidad Nacional Experimental Politcnica de la Fuerza Armada Nacional U.N.E.F.A, como requisito para optar al ttulo de Ingeniero Electricista. La investigacin se baso en la mejora de la calidad de servicio elctrico, y tambin la actualizacin de las redes de distribucin y digitalizadas con el software de Sistema Integral de Distribucin (S.I.D.).

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Este trabajo aporto a la investigacin herramientas e informacin de las cargas conectadas en la red elctrica y la bondad de simular el comportamiento de las fallas con estimaciones bloques de energas afectados, con datas reales y actualizadas.

Bases Tericas Las bases tericas permitieron fundamentar aquellos elementos y/o factores importantes para sustentar este trabajo de grado desde el punto de vista terico. Por ello en esta seccin se mostraran todos los criterios tomados en consideracin, que estarn descritos de lo general a lo particular. En este contexto, el Manual de Trabajo Especial grado del Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario (2007), refiere que las bases tericas Comprenden una serie de conocimientos existentes sobre el campo del saber o sector de la realidad que ser objeto de estudio, y los cuales se encuentran contenidos en diferentes fuentes documentales reflejando especficos puntos de vistas de los autores (p. 21). Las bases tericas recogen conceptos temas y teoras que permiten aproximarse y enfocar al problema en estudio, contribuyendo a prestar sustento al desarrollo de la investigacin. Mantenimiento Segn Nava (1999) lo define como: Es un servicio que agrupa una serie de actividades cuya ejecucin permite alcanzar un mayor grado de confiabilidad en los equipos, mquinas, construcciones civiles e instalaciones. (p.132). Como se puede observar en la cita textual el mantenimiento permite alargar la vida til de maquinarias, herramientas y equipos.

Objetivos del Mantenimiento

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Evitar, reducir, y en su caso, reparar, las fallas sobre los bienes precitados. Disminuir la gravedad de las fallas que no se lleguen a evitar. Evitar detenciones intiles o parada de mquinas. Evitar accidentes. Evitar incidentes y aumentar la seguridad para las personas cumpliendo con la Legislacin y la Normativa vigente. Aumentar la vida til de las Instalaciones. Aumentar la Operatividad de las Instalaciones. Conservar los bienes productivos en condiciones seguras y

preestablecidas de operacin. Balancear el costo de mantenimiento con el correspondiente al lucro cesante. Alcanzar o prolongar la vida til de los bienes. El mantenimiento adecuado, tiende a prolongar la vida til de los bienes, a obtener un rendimiento aceptable de los mismos durante ms tiempo y a reducir el nmero de fallas. Se dice que algo falla cuando deja de brindar el servicio que deba dar o cuando aparecen efectos indeseables, segn las especificaciones de diseo con las que fue construido o instalado el bien en cuestin.

Tipos de Mantenimiento

Mantenimiento Correctivo: Son reparaciones que ameritan detener el proceso de produccin de una mquina. Mantenimiento Preventivo: Es lo que planea y programa con el objeto de ajustar, reparar o cambiar partes en equipos antes de que ocurra una falla o daos mayores, eliminado o reduciendo al mnimo los gastos de

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mantenimiento, es decir, que es necesario establecer controles con la finalidad de aumentar la productividad. Mantenimiento Predictivo: Es la actividad que se desarrollo para detectar y evaluar el desarrollo de posibles fallas en un equipo por intermedio de interpretacin de ciertos parmetros (tcnicas de diagnostico y tendencias) tomados como datos obtenidos en un equipo en funcionamiento con instrumentos colocados en las maquinas, o por tomas de muestras. Esto permite una disminucin del tiempo de parada de los equipos al contar con informacin preliminar sobre las condiciones de sus componentes bsicos. Organizacin para el Mantenimiento Predictivo: Esta tcnica supone la medicin de diversos parmetros que muestren una relacin predecible con el ciclo de vida del componente. Algunos ejemplos de dichos parmetros son los siguientes: Vibracin de cojinetes Temperatura de las conexiones elctricas Resistencia del aislamiento de la bobina de un motor El uso del mantenimiento predictivo consiste en establecer, en primer lugar, una perspectiva histrica de la relacin entre la variable seleccionada y la vida del componente. La Figura 1 muestra una curva tpica que resulta de graficar la variable (vibracin) contra el tiempo.

Figura 1. Vibracin versus tiempo para un cojinete. Datos Obtenidos del Autor: Rosaler, Robert. Manual del Ingeniero de Planta (1997).

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Como

la

curva

lo

sugiere,

debern

reemplazarse

los cojinetes

subsecuentes cuando la vibracin alcance 1,25 in/seg. (31,75 mm/seg.). Los fabricantes de instrumentos y software para el mantenimiento predictivo pueden recomendar rangos y valores para reemplazar los componentes de la mayora de los equipos.

Metodologa de las Inspecciones

Una vez determinada la factibilidad y conveniencia de realizar un mantenimiento predictivo a una mquina o unidad, el paso siguiente es determinar la o las variables fsicas a controlar que sean indicativas de la condicin de la mquina. El objetivo de esta parte es revisar en forma detallada las tcnicas comnmente usadas en el monitoreo segn condicin, de manera que sirvan de gua para su seleccin general. La finalidad del monitoreo es obtener una indicacin de la condicin (mecnica) o estado de salud de la mquina, de manera que pueda ser operada y mantenida con seguridad y economa. Por monitoreo, se entendi en sus inicios, como la medicin de una variable fsica que se considera representativa de la condicin de la mquina y su comparacin con valores que indican si la misma est en buen estado o deteriorada. Con la actual automatizacin de estas tcnicas, se ha extendido la acepcin de la palabra monitoreo tambin a la adquisicin, procesamiento y almacenamiento de datos. De acuerdo a los objetivos que se pretende alcanzar con el monitoreo de la condicin de cualquiera mquina debe distinguirse entre vigilancia, proteccin, diagnstico y pronstico. Vigilancia. Su objetivo es indicar cundo existe un problema. Debe distinguir entre condicin buena y mala, y si es mala indicar cun mala es. Proteccin. Su objetivo es evitar fallas catastrficas. Una mquina est protegida, si cuando los valores que indican su condicin llegan a valores considerados peligrosos, la mquina se detiene automticamente.

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Diagnstico de fallas. Su objetivo es definir cul es el problema especfico. Pronstico de vida. Su objetivo es estimar cunto tiempo ms podra funcionar la mquina sin riesgo de una falla catastrfica. En el ltimo tiempo se ha dado la tendencia a aplicar mantenimiento predictivo o sintomtico, sea, esto mediante vibr anlisis, anlisis de aceite usado, control de desgastes.

Tcnicas aplicadas al mantenimiento predictivo Segn Rosaler, (1997). Existen varias tcnicas aplicadas para el mantenimiento predictivo entre las cuales se tienen las siguientes: Anlisis de vibraciones. El inters de las vibraciones mecnicas llega al mantenimiento industrial de la mano del mantenimiento preventivo y predictivo, con el inters de alerta que significa un elemento vibrante en una mquina, y la necesaria prevencin de las fallas que traen las vibraciones a medio plazo. El inters principal para el mantenimiento deber ser la identificacin de las amplitudes predominantes de las vibraciones detectadas en el elemento o mquina, la determinacin de las causas de la vibracin, y la correccin del problema que ellas representan. Las consecuencias de las vibraciones mecnicas son el aumento de los esfuerzos y las tensiones, prdidas de energa, desgaste de materiales, y las ms temidas: daos por fatiga de los materiales, adems de ruidos molestos en el ambiente laboral. Parmetros de las vibraciones Frecuencia: Es el tiempo necesario para completar un ciclo vibratorio. En los estudios de Vibracin se usan los CPS (ciclos por segundo) o HZ (hercios). Desplazamiento: Es la distancia total que describe el elemento vibrante, desde un extremo al otro de su movimiento. Velocidad y Aceleracin: Como valor relacional de los anteriores. Direccin: Las vibraciones pueden producirse en 3 direcciones lineales y 3 rotacionales

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Tipos de vibraciones: Vibracin libre: causada por un sistema vibra debido a una excitacin instantnea. Vibracin forzada: causada por un sistema vibra debida a una excitacin constante las causas de las vibraciones mecnicas A continuacin se detallan las razones ms habituales por las que una mquina o elemento de la misma puede llegar a vibrar: Vibracin debida al Desequilibrado (maquinaria rotativa). Vibracin debida a la Falta de Alineamiento (maquinaria rotativa) Vibracin debida a la Excentricidad (maquinaria rotativa). Vibracin debida a la Falla de Rodamientos y cojinetes. Vibracin debida a problemas de engranajes y correas de Transmisin (Holguras, falta de lubricacin, roces, etc.) Anlisis de lubricantes Estos se ejecutan dependiendo de la necesidad, segn: Anlisis Iniciales: se realizan a productos de aquellos equipos que presenten dudas provenientes de los resultados del Estudio de Lubricacin y permiten correcciones en la seleccin del producto, motivadas a cambios en condiciones de operacin. Anlisis Rutinarios Aplican para equipos considerados como crticos o de gran capacidad, en los cuales se define una frecuencia de muestreo, siendo el objetivo principal de los anlisis la determinacin del estado del aceite, nivel de desgaste y contaminacin entre otros. Anlisis de Emergencia: Se efectan para detectar cualquier anomala en el equipo y/o Lubricante, segn: Contaminacin con agua Slidos (filtros y sellos defectuosos). Uso de un producto inadecuado

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Equipos Bombas de extraccin Envases para muestras Etiquetas de identificacin Formatos Este mtodo asegura que se tendr: Mxima reduccin de los costos operativos. Mxima vida til de los componentes con mnimo desgaste. Mximo aprovechamiento del lubricante utilizado. Mnima generacin de efluentes. Grficos e historial Para la evaluacin de las tendencias a lo largo del tiempo. De este modo, mediante la implementacin de tcnicas ampliamente investigadas y experimentadas, y con la utilizacin de equipos de la ms avanzada tecnologa, se lograr disminuir drsticamente: Tiempo perdido en produccin en razn de desperfectos mecnicos. Desgaste de las mquinas y sus componentes. Horas hombre dedicadas al mantenimiento. Consumo general de lubricantes Anlisis por ultrasonido. Segn Bittel (1992). Este mtodo estudia las ondas de sonido de baja frecuencia producidas por los equipos que no son perceptibles por el odo humano. El ultrasonido pasivo es producido por mecanismos rotantes, fugas de fluido, prdidas de vaco, y arcos elctricos. Se pueden detectar mediante la tecnologa apropiada. Ver Figura 2

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Figura 2. Diagrama de Frecuencia. Datos Obtenidos del Autor: Franco, Irene (2004)

El Ultrasonido permite: Deteccin de friccin en mquinas rotativas, deteccin de fallas y/o fugas en vlvulas, deteccin de fugas de fluidos, prdidas de vaco, deteccin de "arco elctrico", verificacin de la integridad de juntas de recintos estancos. Se denomina Ultrasonido Pasivo a la tecnologa que permite captar el ultrasonido producido por diversas fuentes. El sonido cuya frecuencia est por encima del rango de captacin del odo humano (20-a-20.000 Hertz) se considera ultrasonido. Casi todas las fricciones mecnicas, arcos elctricos y fugas de presin o vaco producen ultrasonido en un rango aproximado a los 40 Khz. Frecuencia con caractersticas muy aprovechables en el Mantenimiento Predictivo, puesto que las ondas sonoras son de corta longitud atenundose rpidamente sin producir rebotes. Por esta razn, el ruido ambiental por ms intenso que sea, no interfiere en la deteccin del ultrasonido. Adems, la alta direccionalidad del ultrasonido en 40 Khz. permite con rapidez y precisin la ubicacin de la falla. La aplicacin del anlisis por ultrasonido se hace indispensable especialmente en la deteccin de fallas existentes en equipos rotantes que

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giran a velocidades inferiores a las 300 RPM, donde la tcnica de medicin de vibraciones se transforma en un procedimiento ineficiente. De modo que la medicin de ultrasonido es en ocasiones complementaria con la medicin de vibraciones, que se utiliza eficientemente sobre equipos rotantes que giran a velocidades superiores a las 300 RPM. Al igual que en el resto del mundo industrializado, la actividad industrial en nuestro Pas tiene la imperiosa necesidad de lograr el perfil competitivo que le permita insertarse en la economa globalizada. En consecuencia, toda tecnologa orientada al ahorro de energa y/o mano de obra es de especial inters para cualquier Empresa. Termografa. La Termografa Infrarroja es una tcnica que permite, a distancia y sin ningn contacto, medir y visualizar temperaturas de superficie con precisin.

Figura 3. Imagen Termografica. Datos Obtenidos del Autor: Franco, Irene (2004)

Los ojos humanos no son sensibles a la radiacin infrarroja emitida por un objeto, pero las cmaras termogrficas, o de Termovisin, son capaces de

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medir la energa con sensores infrarrojos, capacitados para "ver" en estas longitudes de onda. Esto nos permite medir la energa radiante emitida por objetos y, por consiguiente, determinar la temperatura de la superficie a distancia, en tiempo real y sin contacto. La gran mayora de los problemas y averas en el entorno industrial ya sea de tipo mecnico, elctrico y de fabricacin estn precedidos por cambios de temperatura que pueden ser detectados mediante la monitorizacin de temperatura con sistema de de Termovisin de por Infrarrojos. Con la en

implementacin

programas

inspecciones

termogrficas

instalaciones, maquinaria, cuadros elctricos. Es posible minimizar el riesgo de una falla de equipos y sus consecuencias, a la vez que tambin ofrece una herramienta para el control de calidad de las reparaciones efectuadas. El anlisis mediante Termografa infrarroja debe complementarse con otras tcnicas y sistemas de ensayo conocidos, como pueden ser el anlisis de aceites lubricantes, el anlisis de vibraciones, los ultrasonidos pasivos y el anlisis predictivo en motores elctricos. Pueden aadirse los ensayos no destructivos clsicos: ensayos, radiogrfico, el ultrasonido activo, partculas magnticas. El anlisis mediante Cmaras Termogrficas Infrarrojas, est

recomendado para: Instalaciones y lneas elctricas de Alta y Baja Tensin. Cuadros, conexiones, bornes, transformadores, fusibles y empalmes elctricos. Motores elctricos, generadores, bobinados. Reductores, frenos, rodamientos, acoplamientos y embragues mecnicos. Hornos, calderas e intercambiadores de calor. Instalaciones de climatizacin. Lneas de

produccin, corte, prensado, forja, tratamientos trmicos. Las ventajas que ofrece el Mantenimiento Preventivo por Termovisin son: Mtodo de anlisis sin detencin de procesos productivos, ahorra gastos. Baja peligrosidad para el operario por evitar la necesidad de contacto con el equipo. Determinacin exacta de puntos deficientes en una lnea de proceso. Reduce el tiempo de reparacin por la localizacin precisa de la Falla.

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Facilita informes muy precisos al personal de mantenimiento. Ayuda al seguimiento de las reparaciones previas. Calidad

Segn ELECENTRO. (1999) En cuanto a la calidad de servicio se han definido limitaciones en las variaciones de voltaje que pueda tener el sistema de distribucin en condiciones normales y en condiciones de emergencia.

Niveles de la Calidad del Servicio Elctrico Calidad del Servicio Tcnico: De acuerdo a las Normas de Calidad del Servicio de Distribucin de Electricidad (2002). La Calidad del Servicio Tcnico prestado se analizar tomando en cuenta indicadores que muestren la frecuencia de las interrupciones del servicio elctrico y la duracin total de las mismas. Se puede definir como el grado de cumplimiento de los valores admisibles establecidos en la Norma de Calidad del Servicio de Distribucin de Electricidad de CADAFE Regin 4 zona Aragua, determinado por las interrupciones del fluido elctrico conforme a la frecuencia y duracin de las mismas.

A objeto de determinar los indicadores, se contarn todas las interrupciones programadas o no programadas que duren ms de cinco (5) minutos y que provoquen la suspensin del servicio de electricidad. Se toman en cuenta slo las interrupciones cuyo tiempo de duracin sea mayor a cinco (5) minutos, debido a que un circuito (en especial subterrneos y/o mixtos) no puede ser reconectado en un tiempo menor a cinco minutos, por razones de seguridad a personas, proteccin de los alimentadores y desconexin de los equipos elctricos de los clientes. Existen dos tipos de causas que pueden provocar las interrupciones del servicio elctrico, ellas son: Las causas internas o propias de la distribucin y las causas externas o ajenas a la distribucin las cuales pueden ser originadas en las

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instalaciones de otro prestador del servicio de distribucin, transporte o las relacionadas a la generacin. Calidad del Servicio Comercial La calidad del servicio comercial se evaluar a travs de parmetros que consideran los aspectos relacionados con una atencin eficiente y efectiva al usuario, tales como: 1. Atencin y correccin de los reclamos presentados por los usuarios. 2. Satisfaccin oportuna de las solicitudes de conexin del servicio. 3. En Cadafe Regin 4 zona Aragua se han adoptado ciertos criterios a fin de obtener un mnimo de confiabilidad del sistema de distribucin. Cuadro 1 Lmites de Variacin de Tensin.Sistema

Condiciones Normales 10 %

Condiciones de Emergencia 13 %

Lneas de Subtransmisin 34.5 KV 24 KV Lneas de Distribucin Primaria 34.5 KV 24 KV 13.8 KV

5%

7%

Nota: Datos tomados Instructivo para el Anlisis de Operacin del Sistema de Distribucin de CADAFE (2002).

Sistema de Potencia Manual del Operador de las Subestaciones de Transmisin de CADAFE. (1995): Es el conjunto de instalaciones que comprende la generacin, transmisin, distribucin cargas y protecciones las cuales tienen como objetivos establecer un enlace que permita el transporte de energa elctrica desde las fuentes de recursos energticos hasta los consumidores.

Sistema de Distribucin

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De acuerdo a las Normas de Calidad del Servicio de Distribucin de Electricidad (2002). Se denomina sistema de distribucin al conjunto de instalaciones desde 120 V hasta tensiones de 34.5 KV encargadas de entregar la energa elctrica a los usuarios. El sistema de distribucin comienza a partir de la barra de una subestacin de distribucin (donde termina la transmisin o subtransmisin), de la cual se derivan los alimentadores de distribucin. Los alimentadores de distribucin son aquellos circuitos que transmiten la energa desde la subestacin de distribucin hasta los puntos de consumo, y estn formados por el troncal y los ramales. El troncal del alimentador es la ruta de mayor KVA de carga por metro lineal de recorrido; y los ramales del alimentador son derivaciones directas, del circuito troncal sirviendo para alimentacin de las cargas o para efectuar enlaces entre circuitos. Los transformadores de distribucin son transformadores reductores cuyo lado de alta tensin (A.T) opera en igual tensin que la del circuito primario al cual esta unido y cuyo lado de baja tensin posibilita la alimentacin elctrica de los consumidores en una tensin adecuada.

Clasificacin de los Sistemas de Distribucin segn el Tipo de Carga

Sistemas de Distribucin Industriales Segn el Instructivo para anlisis de operacin de Sistema de distribucin. CADAFE, 2000. Estos sistemas presentan grandes consumidores de energa elctrica, como plantas petroqumicas, de acero, de papel y otros procesos industriales. Sistemas de Distribucin Comerciales Estos sistemas son los que se desarrollan para grandes complejos comerciales o municipales como rascacielos, bancos, supermercados, escuelas, etc. Sistemas de Distribucin Urbana y Residencial

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Estos sistemas en la mayora de los casos, consisten en grandes redes de cables subterrneos o areos desarrolladas en zonas densamente pobladas. Sistema de Distribucin Rural Esta rea de la distribucin es la que tiene la densidad de carga mas baja de las mencionadas anteriormente y por ello requiere soluciones especiales que incluyan tanto las estructuras como los equipos.

Confiabilidad de un Sistema de Distribucin Segn CADAFE. (1995): Se entiende por confiabilidad de un sistema, la probabilidad de que este funcione adecuadamente durante su vida til, cuando se encuentra sometido a condiciones de operacin para los cuales est diseado (p.31) El anlisis de la confiabilidad de un sistema se reduce a verificar que su funcionamiento sea satisfactorio de acuerdo a sus caractersticas de diseo en las condiciones actuales de operacin. La confiabilidad de un sistema elctrico, es muy importante, de aqu, su relacin entre sta definicin y la presente investigacin. Para la determinacin del grado de confiabilidad se requiere de una evaluacin en condiciones anticipadas de operacin y la continuidad del servicio elctrico requerido para la carga que ha de servir, todo con el fin de mantener el servicio dentro de los parmetros adecuados de operacin.

Factor de Utilizacin de los Conductores El criterio de CADAFE, en lo referente al factor de utilizacin de los conductores establece que ninguno de los conductores del troncal o de las ramificaciones que poseen puntos de transferencia con otros circuitos, debern cargarse a ms de 2/3 de su capacidad nominal (66,6 %) en condiciones normales de operacin; esto con la finalidad de disponer de una reserva de un tercio de la capacidad total del conductor para auxiliar a otros circuitos en caso de emergencia, o alimentar cargas nuevas que se incorporen al sistema. Ver Figura 4.

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Figura 4. Esquema General de un Sistema de Potencia Red Elctrica, Datos tomados del Manual de Operaciones del C.O.D.A. de Elecentro. (2001)

Red Primaria de Distribucin Esta se encarga de tomar la energa de las barras de baja tensin de la subestacin transformadora y la reparte a los primarios de los

transformadores de distribucin situados en las casetas o cabinas transformadoras. En Venezuela se ha establecido los niveles de tensin de 13.8 y 34.5 KV, los cuales representan el 90% de la actividad de la distribucin primaria. Subestaciones Elctricas Harper, G. (1982), Se definen como un conjunto de mquinas, aparatos y circuitos que tienen la funcin de modificar los parmetros de la potencia elctrica (tensin corriente) y de proveer un medio de interconexin y despacho entre las diferentes lneas de un sistema elctrico. (p. 26.)

Puntos de Seccionamiento de la Red: Con el fin de lograr una mayor rapidez en la localizacin de fallas y de reducir el nmero de suscriptores sin servicio como consecuencia de las interrupciones, se usarn los siguientes criterios, para determinar si el nmero de seccionadores instalados en la red es el adecuado:

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Tener un punto de seccionamiento cada 500 KVA de capacidad instalada en los troncales. Poseer puntos de seccionamiento en todas las derivaciones importantes de un circuito. Instalar un punto de seccionamiento cada 2 Km. en aquellos tramos con baja densidad de carga. Seccionamiento Por lo menos debe haber un punto de seccionamiento cada 800 m, o cada bloque de carga mayor a 1000 KVA alimentada desde el troncal. Los seccionadores a utilizar deben ser tripolares de operacin con carga de 600 A. Falla o Cortocircuito Son todos los defectos provocados por un contacto, bien entre un conductor y tierra o cualquier pieza metlica unida a ella o bien entre conductores. Entre las mltiples causa de los cortocircuitos se tienen: 1. De origen elctrico: puede ser por la alteracin de un aislante que resulta incapaz de soportar la tensin. 2. De origen Mecnico: puede ser por la rotura de conductores o aisladores, a la cada de un objeto extrao sobre una lnea area. 3. De origen atmosfrico: Originado por el rayo que alcanza los conductores de una lnea, tempestad, hielo o niebla, que puede originar aproximacin de conductores o alteraciones de la superficie de los aisladores. 4. Por falsas maniobras: Apertura en carga de un seccionador. Prdidas en los Sistemas Elctricos Un sistema elctrico est integrado por una serie de elementos encargados de la generacin, transformacin, transporte y conversin de energa elctrica. En cada elemento y debido a diferentes causas se

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producen prdidas elctricas

que son consecuencias de una eficiencia

limitada en la funcin que realiza el elemento. Las prdidas que se producen en todo los elementos que operan en un sistema elctrico se denominan prdidas de potencia, las cuales sumadas a la demanda instantnea de los usuarios de la energa elctrica conforman la carga total del sistema que debe ser alimentado por los recursos de generacin.

Prdidas Segn su Tipo Prdidas Tcnicas: Se deben en general a las condiciones propias de las instalaciones y del manejo y conduccin de la energa. Estn provocadas por la circulacin de corriente elctrica a travs del sistema. Su magnitud depende de las caractersticas de las redes y de la carga abastecida por sta. Estas prdidas se producen en todos los niveles desde las barras de salida de las plantas de generacin hasta la llegada a los equipos de los usuarios, o sea en los transformadores primarios, las lneas de transmisin, subtransmisin, de distribucin, acometidas a clientes y mediciones. Cada componente del sistema (lneas, subestaciones, conductores, transformadores, medidores) tiene una resistencia asociada a sus

caractersticas tcnicas y tipo de material componente. En forma general la relacin entre las prdidas (P), la corriente (I) y la resistencia (R) se expresa por:

P=I2. RPerdidas No Tcnicas: Son las prdidas calculadas como la diferencia entre las prdidas totales de un sistema elctrico y las prdidas tcnicas estimadas para el mismo. Desde el punto de vista macroeconmico no constituyen una prdida real para la economa, dado que la energa que no se factura es utilizada para los usuarios para alguna actividad que econmicamente se integra a nivel

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general, no obstante para la empresa representa una prdida econmica y financiera ya que solo recibe parte o ninguna retribucin por el valor de la energa suministrada. Aspectos Generales sobre las Mejoras a los Sistemas de Distribucin.

Existe un conjunto de medidas encaminadas a que los parmetros que evalan la calidad del servicio elctrico indiquen una condicin eficiente de explotacin. Estas mejoras pueden ser tcnicas cuando estn dirigidas a la reconstruccin y modernizacin de los circuitos, las cuales implican inversiones ms o menos considerables, u organizativas cuando no requieren grandes gastos para su ejecucin.

Mejoras Organizativas. 1. Reubicacin de Transformadores Con la determinacin del centro de carga a partir del cartograma y la localizacin del transformador lo ms cerca a ste, se hace posible llevar la lnea de tensin primaria al centro de consumo de energa de ese sector de la red, disminuyendo notablemente la extensin de los circuitos secundarios lo que lleva a una reduccin de los gastos en conductores y una disminucin de las prdidas y cadas de tensin en los mismos. 2. Reduccin del Exceso de Capacidad de los Transformadores Al instalar transformadores de una capacidad mayor que la necesaria ocurren prdidas superiores a los gastos que se produciran por utilizar un transformador cuya capacidad nominal estuviera en correspondencia con la magnitud de la carga. Este incremento de las prdidas se debe a los altos valores que toma la corriente de magnetizacin.

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Como consecuencia de la reduccin del exceso de capacidad, se pueden recuperar transformadores, disminuir el consumo de reactivo y las prdidas netas del circuito. 3. Reduccin de la Tensin en Mnima Demanda. Al disminuir la demanda, se reducen las corrientes y por ende las prdidas de potencia, trayendo consigo un aumento en la tensin en la red. De la caracterstica esttica (frecuencia constante) de la potencia reactiva de la carga en funcin de la variacin de la tensin se tiene que con el aumento del voltaje por encima del valor nominal aparece un aumento del consumo de potencia reactiva en el sistema. Los sistemas de distribucin se caracterizan porque sus cargas son mayoritariamente una combinacin de carga motora (asincrnica) y transformador es por lo que el aumento de la tensin por encima del valor nominal produce una disminucin de las prdidas por dispersin y un

aumento de las mismas por corrientes de magnetizacin. El predominio de estas ltimas incrementa la carga del sistema por lo que si en horario de mnima demanda se logra reducir la tensin se obtiene una reduccin de prdidas en el sistema. 4. Reordenamiento de la Carga En las horas pico, es donde se produce la mxima demanda de energa elctrica, por lo que se hace necesario que hasta las mquinas generadoras menos eficientes tengan que funcionar. Cuando la demanda es superior a la generacin se hace necesario interrumpir algunas cargas, con la

consiguiente molestia y afectacin a los consumidores del servicio elctrico, en estos casos se hace evidente la necesidad del ajuste de cargas, que consiste en trasladar las cargas de las horas de mxima demanda hacia las horas de menos demanda. Esta es una medida a realizar a nivel de consumidores ya que debe existir un adecuado control y regulacin de las cargas elctricas y aplicarse con una

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periodicidad anual o menor en caso de que los cambios en el proceso de produccin o servicios modifiquen la carga a su ajuste. 5. Balance de Cargas de los Circuitos El desbalance de la carga en un circuito se debe fundamentalmente a la conexin arbitraria de cargas monofsicas en las lneas. El desbalance de las cargas provoca que las corrientes que circulan por los conductores sean diferentes con lo que algunas se sobrecargan

provocando prdidas adicionales por el incremento de la densidad de corriente, mientras que otras mantienen condiciones ventajosas de transmisin.

Cambio del Calibre de los Conductores Esta medida es utilizada para reducir los valores de los ndices de cada de tensin y prdidas de potencia en las lneas, en aquellos tramos donde la conjugacin de los efectos de la longitud, la seccin del conductor y la corriente que circula por los mismos provocan elevados valores de estos ndices.

Sistemas de Proteccin

Romero, C. (1980), a firma que la continuidad y la calidad del suministro de energa elctrica es uno de los objetivos del funcionamiento del sistema de proteccin, ya que los mismos determinan la continuidad del suministro presentado por las empresas elctricas a los suscriptores. (p.53) Todos los sistemas elctricos, cualquiera que sea su naturaleza, estn expuestos a la ocurrencia de falla o condiciones anormales de operacin que de una u otra manera afectan su normal funcionamiento. El dispositivo de proteccin es el encargado de detectar las ocurrencias de alteraciones o perturbaciones que se presentan en los sistemas de potencia, que le permite

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luego tomar acciones correctivas tendentes a disminuir sus efectos sobre el mismo.

Objetos de un Sistema de Proteccin El objetivo principal de los sistemas de proteccin consiste en detectar la falla, determinar su localizacin y retirar rpidamente del sistema nicamente la parte necesaria para eliminar la falla del mismo (p. 45). Los sistemas de proteccin modernos, son ms proteccin a los sistemas que una proteccin a los equipos, por cuanto al actuar en la forma indicada evitan que la falla dae la calidad del servicio, lo mantienen en su ms alto grado de explotacin y al mismo tiempo, mejoran la continuidad del servicio a los consumidores. Funciones de los Sistemas de Proteccin: Para cumplir con su objetivo principal, los sistemas de proteccin realizan funciones muy variadas, algunas de las cuales se mencionan a continuacin: Retirar rpidamente del servicio la parte necesaria para despejar la falla, con el objeto de evitar que se dae la calidad del servicio, como es el caso de un cortocircuito en cualquier parte del sistema. Poner en operacin seales luminosas o sonoras, cuando se presenta una condicin de operacin anormal con el objeto de que el personal de operacin del sistema tome las medidas necesarias que el caso amerite, como es el de una sobrecarga en un transformador. Retirar de servicio la parte del sistema en donde la condicin anormal pueda afectarlo y a los equipos, como es el caso de una sobrecarga mantenida en un transformador que pone en peligro al propio transformador, y al mismo tiempo, al sistema. Impedir maniobras de operacin incorrectas que por error pueda cometer el personal de operacin y que afectan al sistema, como puede ser una orden de sincronizacin cuando no existen condiciones para la misma.

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Seccionar el sistema en los puntos ms aconsejables para la reparticin de las cargas frente a una prdida de sincronismo. Es difcil enumerar todas las funciones que debe realizar un sistema de proteccin; sin embargo, puede decirse que en general, debe realizar todas aquellas funciones tendientes a evitar que se dae la calidad y continuidad del servicio. Tambin debe mantener en su ms alto grado de explotacin al sistema. Conservar el servicio a la mayor cantidad de consumidores y retirar lo estrictamente necesario para eliminar la falla. Aparte de las funciones necesarias para cumplir con su objetivo principal, los sistemas de proteccin realizan otra serie de funciones de tipo secundario, que se mencionan a continuacin: Reducir los daos ocasionados por la falla retirando oportunamente el equipo fallado: Indicar que tipo de la anomala que ha ocurrido. Indicar la localizacin de la misma. Suministrar los registros de evolucin de las fallas. Llevar los registros del nmero de las fallas. Hacer chequeos de s la perturbacin es transitoria y de ser as, restablecer el servicio.

Caracterstica de un Sistema de Proteccin: Palacios, A. (1980) expone que: La configuracin de un sistema de proteccin no sigue un esquema general por cuanto debe cubrir la totalidad del sistema de potencia y por tanto depende de la configuracin del mismo. Su diseo debe hacerse al mismo tiempo que se disea la configuracin del sistema de potencia y por consiguiente no pueden darse reglas de diseo de aplicacin general. (p.76) Sin embargo, cualesquiera que sea el sistema de potencia, el sistema de proteccin debe cumplir con sus objetivos principales y esto permite dar

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algunas de las caractersticas ms importantes que debe presentar todo sistema de proteccin: Sensibilidad: La suficiente sensibilidad para detectar las fallas que lo afectan. Selectividad: Poder determinar la localizacin de la falla para despejarla, retirando de l nicamente la parte afectada por la falla. Velocidad: Determinar con qu velocidad es necesario despejar la falla, y poseer la velocidad adecuada para hacerlo. Confiabilidad: Por cuanto las anomalas que afectan el sistema se presentan con relativa poca frecuencia, es necesario que su diseo garantice que se pueda confiar en que al presentarse una falla su operacin sea correcta. Estabilidad: Es necesario que el sea estable, para que frente a una falla no se retiren innecesariamente elementos sanos del sistema.

Equipos Protectores Contra Sobre Corriente Palacios, A. (1980) afirma que: El equipo ms simple de proteccin contra sobre corriente es el fusible. El elemento fusible ms usado est hecho de una aleacin metlica que se funde por calor causado por la corriente que pasa a travs del elemento cuando excede algn valor mnimo determinado por el valor nominal de ese elemento en particular. Circuitos areos de distribucin son protegidos normalmente por corta-corriente de tipo abierto que usan lminas fusibles. Cada vez que una sobre corriente pasa a travs del fusible, por un cierto tiempo mnimo, el elemento se funde y abre permanentemente el circuito. As el fusible es un equipo de un solo uso, que no tiene posibilidad de recierre. Esto puede ser causa de interrupcin en fallas temporales ocasionando prdidas de servicio, de dinero y de horas hombres, necesarias para reemplazar el fusible.

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Equipos de Maniobra Son todos aquellos equipos de potencia instalados en la subestacin para abrir o cerrar un circuito elctrico. En las subestaciones de CADAFE existen tres tipos:

Disyuntor Segn S. Regert L. (1998). Es un equipo de potencia diseado para abrir o cerrar uno o ms circuitos elctricos, bajo condiciones normales de operacin o de falla. Un interruptor de potencia o disyuntor es un dispositivo cuya funcin consiste en interrumpir y restablecer la condicin de corriente en un circuito, es decir, el interruptor abre y cierra galvnicamente al circuito en cuestin. Esta interrupcin se puede efectuar bajo carga, para despejar por ejemplo una falla, para desconectar o conectar cualquier equipo elctrico o lnea de transmisin. Los medios de extincin de los disyuntores pueden ser: aceite, hexafloruro de azufre, aire comprimido, vaco o soplado magntico. (p.96)

Seccionador Es un equipo de maniobra diseado solo para abrir o cerrar circuitos elctricos en condiciones energizadas o no, pero sin circulacin de corriente de carga o cortocircuito. Los seccionadores segn su condicin de operacin se clasifican en: De lnea y de barras: Se emplean para aislar un tramo o transferir un circuito. Rompe arco: Est equipado con cuernos rompe arco y es utilizado para desenergizar transformadores en vaco. De puesta a tierra: Tal como su nombre lo indica, se utiliza para la puesta a tierra de lneas y equipos, cuando se realiza una labor de inspeccin, mantenimiento o reparacin.

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Reconectador Es un equipo diseado para abrir un circuito elctrico bajo condiciones normales de operacin o de fallas, en este ltimo caso se realiza la conexin automtica del circuito. Si la falla es permanente, abre definitivamente despus de un ciclo de operaciones preestablecidos. Se clasifican segn su sistema de control de mando en: De control hidrulico. De control electrnico. El tipo de control hidrulico es l mas usado por las subestaciones de transmisin de CADAFE.

Rel de Proteccin Son aquellos que tienen por funcin censar continuamente los valores caractersticos del circuito (equipo) protegido, y desconectarlo del circuito inmediatamente (por medio de disyuntores) cuando dichos valores sobrepasen de los preestablecidos. Estos valores pueden ser: tensin, frecuencia, temperatura, presin, o combinaciones de ellas. Este presenta las siguientes caractersticas: Selectividad: Propiedad por el cual el rel detecta la falla que est dentro de lo que se denomina zona de proteccin. Confiabilidad: Propiedad por medio de la cual el rel siempre acta ante fallas que estn dentro de sus zonas de proteccin. Sensibilidad: Propiedad mediante la cual el rel mantiene sus

caractersticas de operacin, cuando los valores que estn midiendo est por encima de ciertos lmites.

Pararrayos Protegen los equipos de la subestacin contra sobretensiones producidas por las descargas atmosfricas o de maniobra que inciden en las lneas de transmisin y distribucin.

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Fusibles Segn Palacios, (1980), el fusible es un dispositivo protector que contiene un pequeo trozo de alambre especial que funde cuando la intensidad que circula por l durante un perodo determinado de tiempo excede de un valor establecido (p. 54).

Sobre tensiones Palacios, (1980). Se denomina sobretensin a todo aumento de la tensin capaz de poner en peligro el material o el buen servicio de una instalacin elctrica. La relacin entre la sobretensin Us y la tensin de servicio U, se denomina factor de sobretensin y viene expresado por: (p.65)

Ks = Us / UPor ejemplo en una lnea de 6 KV, aumenta la tensin hasta 15 KV, el factor de sobretensin tiene un valor expresado por:

Ks = 15 / 6 = 2,5Muchas veces es imposible calcular el factor de sobretensin y, por lo tanto, prever la magnitud de las posibles sobretensiones que pueden presentarse en la Instalacin. Estas protecciones deben regularse a un factor de sobretensin que sea menor al grado de seguridad de la instalacin pero que, por otra parte, no se aproxime demasiado al valor de la tensin de servicio ya que de lo contrario entrara muchas veces en funcionamiento haciendo inestables las

condiciones de la instalacin. Las sobretensiones se producen tanto en instalaciones de baja como de alta tensin aunque, generalmente, en las primeras tienen menos importancia que en las ltimas, debido a que en las instalaciones de alta tensin las propias condiciones de funcionamiento y de aislamiento favorecen la aparicin de sobretensiones.

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Interruptores Harper (1.986), define los interruptores como aparatos de corte que permiten efectuar maniobras voluntarias de aperturas y de cierres de circuitos en condiciones dadas de carga (p. 215). (Ver Figura 6).

Figura 5. Interruptor. Donald G. Fink. (1997) Los interruptores se diferencian de los disyuntores o interruptores de potencia en que sus contactos estn previstos para abrir y cerrar circuitos elctricos con intensidades nominales y con sobrecarga pero no estn preparados para abrir y cerrar sus contactos sobre cortocircuitos, ya que su capacidad de ruptura es menor que la de los disyuntores; por lo general, esta capacidad de ruptura es de dos o tres veces mayor que la correspondiente a la intensidad nominal del interruptor. Pararrayos Harper (1986), define el pararrayos a los dispositivos destinados a descargar las sobretensiones producidas por descargas atmosfricas, por maniobras o por otras causas que, en otro caso, se descargaran sobre los aisladores o perforando el aislamiento, ocasionando interrupciones en el sistema elctrico y, en muchos casos, desperfectos en los transformadores. (p. 46). (Ver figura 7).

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Figura 6. Pararrayo. Catlogo de Industrias Argeven S.A. (1999) Para que su funcionamiento sea eficaz, los pararrayos han de estar permanentemente conectados a las lneas pero solamente han de entrar en funcionamiento cuando la tensin alcance un valor conveniente y superior, naturalmente, a la tensin de servicio. Es decir, que un pararrayos acta a la manera de una vlvula de seguridad. Como en las primeras instalaciones en que se emplearon estos dispositivos, su misin fundamental era limitar las sobretensiones de origen atmosfricos, recibieron el nombre de pararrayos. Posteriormente se ampli su misin, utilizndose tambin para proteger las instalaciones contra las sobretensiones de origen interno, Por eso, parece ms adecuada la denominacin de descargadores de sobretensin aunque se ha conservado la denominacin clsica de pararrayos, porque parece ms intuitiva. Se utiliza indistintamente ambas denominaciones porque estos trminos se refieren al mismo dispositivo. Las funciones especficas del pararrayo son: Operar sin sufrir daos por tensiones en el sistema y corrientes que circulen por el. Reducir las sobretensiones peligrosas a valores que no daen el aislamiento del equipo, por lo que para cumplir con lo anterior se debe

seleccionar el aislamiento apropiado. Las caractersticas de proteccin del pararrayo se pueden dividir en dos partes: Tensin de Arqueo: Es una funcin de la forma de onda y la tensin aplicada.

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Tensin de Descarga: Esto se refiere a la cada de tensin (I * R) en el pararrayo es una funcin de la forma de onda y la magnitud de la corriente.

El Aislamiento Segn Roque. (1999): El aislamiento en un circuito determina su capacidad para soportar sobretensiones sin sufrir daos severos en el mismo. Est constituido por los aisladores, los pararrayos y el sistema de puesta a tierra. (p.96) Los aisladores determinan la probabilidad de flameo o de arco que puede ocurrir en un circuito, mientras tanto los pararrayos se encargan de limitar las sobretensiones que ocurren en los circuitos elctricos, siguiendo un valor nominal establecido por el fabricante para una determinada corriente de descarga. Sin embargo, estos equipos y cualquier otro destinado a la proteccin de un sistema elctrico es ineficaz sino cuenta con un buen sistema de puesta a tierra, pues este es el medio que van a utilizar las corrientes de las sobretensiones para disiparse a tierra. Los estudios de aislamiento es una de las reas ms nuevas de la electricidad, pero haba un detalle, y es que no consideraban la puesta a tierra, por lo que Anderson y Eriksson fueron los primeros en tener en cuenta este aspecto, la cual representa la variable que ms influye al presentarse una sobretensin por cualquier causa y determina al mismo tiempo el margen de proteccin del circuito.

Coordinacin de Aislamiento La definicin ms acertada se encuentra contenida en una publicacin del Asociacin de Ingenieros Electricistas Suizos (SEV, 1947), cuya traduccin puede formularse en los siguientes trminos: Se entiende por coordinacin de aislamiento a todas aquellas medidas que tienen por finalidad evitar fallas en el sistema como consecuencia de las sobretensiones que se generan en

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el mismo, al igual que la circunscripcin de estas sobretensiones en aquellos sitios del sistema donde causen el menor dao, siempre y cuando sea econmicamente viable y tratando en lo posible de que el suministro de energa no se vea interrumpido. En la publicacin IEC 71 - 1 se establece que: La coordinacin del aislamiento comprende la seleccin de la resistencia dielctrica del equipo y su aplicacin, en relacin con las tensiones que pueden aparecer en el sistema para el cual el equipo est diseado y teniendo en cuenta las caractersticas de los dispositivos de proteccin disponibles, de tal manera que se reduzca a un nivel econmico y operacionalmente aceptable la probabilidad de que los esfuerzos de la tensin resultan impuestos en el equipo causen dao en el aislamiento de ste o afecte la continuidad del servicio. Por lo tanto, es aceptable un cierto riesgo de falla. Que tan grande pueda ser el riesgo aceptado, depende de consideraciones econmicas y de confiabilidad en el servicio. Tal como se mencion anteriormente, la resistencia dielctrica de un equipo est dada por su nivel de aislamiento nominal. Para equipos diseados, para sistemas con tensiones menores de 300 KV (rangos A y B, de acuerdo a la IEC) el nivel de aislamiento est dado por la tensin nominal soportada al impulso atmosfrico (BIL o LIWL). Para sistemas con tensiones superiores de 300 KV (rango C, de acuerdo con IEC) el nivel de aislamiento est dado por la tensin nominal soportada al impulso de maniobra (BSL o SIWL) y la tensin nominal soportada al impulso atmosfrico (BIL o LIWL). La coordinacin de aislamiento comienza con el clculo (o estimacin) de las sobretensiones (temporales, de maniobra y atmosfricas) que someten a esfuerzos el aislamiento. Las sobretensiones temporales son a frecuencia industrial (60 Hz) o cercanas a la frecuencia industrial. Sus magnitudes determinan la seleccin de las caractersticas nominales de los pararrayos y por lo tanto los niveles de proteccin de estos. Las

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sobretensiones de maniobra afectan principalmente los sistemas con tensiones de 300 KV y superiores, mientras las sobretensiones atmosfricas son determinantes en sistemas con tensiones ms bajas. La razn de esto es que las sobretensiones de maniobra aumentan con el incremento de la tensin en el sistema, mientras las sobretensiones atmosfricas permanecen prcticamente constantes (cuando no son limitadas por descargas en las lneas). Con las sobre tensiones conocidas, los niveles de aislamiento pueden ser determinados por los mtodos convencionales o por mtodos estadsticos. El mtodo convencional se aplica con tensiones menores a 300 KV, donde el costo del aislamiento es comparativamente bajo. Para sistemas con tensiones ms altas existe un mayor incentivo econmico a reducir el aislamiento. Los mtodos estadsticos, que permiten disear el aislamiento de una forma ms precisa, se aplica siempre que sea posible. Sin embargo, para aislamiento no regenerable, por ejemplo, los devanados de un transformador, no se puede obtener datos estadsticos de la resistencia del aislamiento y all, nuevamente se aplica el mtodo convencional. El mtodo convencional es un mtodo muy simple de aplicar con el cual se puede determinar el pararrayo adecuado. Basado en los niveles de proteccin requeridos. Los equipos instalados en las redes incluyendo lneas y subestaciones deben poseer niveles de aislamiento superior a los calculados, con lo cual se verifica su buen funcionamiento ante

sobretensiones atmosfricas y de maniobras dadas. Un clculo ms riguroso del nivel de aislamiento implica las estadsticas de fallas (nmero de fallas, recierre exitosos, otros), toma de muestras de niveles de descargas atmosfricas, estadsticas de das de tormentas, efectos de contaminacin y otros factores. Es importante destacar que la altura de los postes influye en la incidencia de los rayos, a medida que son ms altos hay mayor incidencia.

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Cuando se disean lneas de transmisin de energa elctrica es conveniente saber hasta que punto stas se encontrarn expuestas a los daos de las descargas atmosfricas, en especial si las lneas denotan tensiones nominales de operacin inferiores a 300 KV de all que la frecuencia local de las mismas sea de inters para el tcnico de alta tensin. Para tal efecto se utiliza el concepto de Nivel Isocerunico, el cual segn Luis Siegert, indica el nmero de das por mes y por ao en que se pueden or truenos en un rea de 10 Km de radio, cuyo centro viene siendo el sito en cuestin. En la Figura 7 se presenta el diagrama de coordinacin de aislamiento y en el mismo se puede observar que la mayora de las curvas estn en funcin del BIL del equipo y de las caractersticas del mismo aislamiento existente (pararrayo).

Figura 7. Coordinacin de Aislamiento. Roque Vctor. Coordinacin de Aislamiento (1999) Aterramientos Palacios, A. (1980). Se denomina aterramiento o puesta a tierra a la conexin intencional con la tierra, esto es, con la masa conductora de la tierra (p. 289). Los tipos de aterramiento son dos: a) Aterramiento del sistema o aterramiento por razones funcionales

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b) Aterramiento del equipo o aterramiento por razones de proteccin Un sistema aterrado posee el neutro u otro conductor intencionalmente conectado a tierra, directamente o a travs de una impedancia. Un sistema no aterrado, es en realidad, aterrado por una alta reactancia capacitiva, como resultado del acoplamiento existente entre la tierra y cualquier conductor energizado. Los sistemas aterrados tienen las siguientes ventajas: 1) Reduccin de los costos de operacin y mantenimiento debido a: (a) Disminucin del valor de las sobretensiones transitorias (b) Mejor proteccin contra descargas atmosfricas (c) Simplificacin en la localizacin de fallas a tierra (d) Mejor proteccin del sistema y de sus equipos contra fallas 2) Mayor confiabilidad de funcionamiento 3) Mayor seguridad para el personal y equipos

El objeto del aterramiento es: Limitar el potencial entre las masas, entre ellas y los elementos conductores, entre estos elementos y la tierra, a un valor seguro en condiciones normales y anormales de funcionamiento. Proporcionar a las corrientes de falla a tierra un camino de retorno de baja impedancia.

Sistemas de Puesta a Tierra Segn el texto titulado Seminario de Puesta a Tierra (1996) la definicin es la siguiente: Es un sistema conectado intencionalmente a tierra a travs de una conexin de baja impedancia y teniendo la capacidad suficiente de transportar corriente para impedir la formacin de tensiones que puedan ocasionar un peligro a las personas y a los equipos.

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Conceptualizacin de Sistemas de Puesta a Tierra Segn el Manual de Mantenimiento de Lneas y Operaciones de Subestaciones CADAFE (1996), dice que el Sistema de Puesta A Tierra de una subestacin es diseado a fin de garantizar las mximas condiciones de seguridad del personal que opera las subestaciones y los equipos instalados en las mismas. Y tambin comentan que los elementos que integran el sistema son: Malla de Tierra. Formadas por conductores y barras enterradas a una profundidad adecuada y cuya configuracin es la de una retcula. Cable de Guarda. Tiene por funcin proteger a la subestacin contra impactos directos de descargas atmosfricas. Mientras el Cdigo Elctrico Nacional (CEN) Un sistema puesto a tierra es una conexin a tierra desde uno de sus conductores portadores de energa, ya sea en un sistema de distribucin o en un sistema de cableado interior. Equipo a Tierra. Un equipo puesto a tierra es una conexin A tierra desde una o ms partes metlicas, no conductoras de corriente elctrica, del sistema de cableado o de los aparatos conectados al sistema. En este sentido, el trmino "equipo" abarca las partes metlicas como tuberas conduits, cajas y gabinetes metlicos, carcasa de motores y cubiertas metlicas de los controladores de los motores. C. AIEE Estndar N 32, "Dispositivos de Puesta a Tierra del Neutro" Sistema con Neutro Puesto a Tierra. Un sistema con neutro puesto a tierra es una conexin a tierra desde el punto neutro o puntos de un circuito, transformador, mquinas de campo rotante o sistema. El punto neutro de un sistema es el punto en cual tiene el mismo potencial, como el que tiene el punto de unin de un grupo de resistencias iguales y no reactivas, si estn conectados de manera apropiada en sus terminales libres a los terminales principales de las lneas del sistema.

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Sistema Puesto a Tierra. Es un sistema de conductores donde al menos uno de estos (en general el cable del medio o el punto neutro de un transformador o del arrollado de un generador) es intencionalmente puesto a tierra, slidamente o a travs de un dispositivo limitador de corriente. No Puesto a Tierra. Significa sin una conexin intencional a tierra, excepto la que se da a travs de un indicador de potencial o dispositivo de medida. Los sistemas de puesta a tierra (SPAT) habr que entenderlos de ahora en adelante un poco ms complejos que lo que se especifico anteriormente.

Transformador de Potencia

El transformador de potencia es un equipo fijo que convierte una tensin y una corriente a otra mediante el principio de induccin electromagntica. El tipo de transformador es de potencia, es decir, que aumenta la corriente y disminuye la tensin de una energa primaria a otra secundaria. Para el caso especfico del transformador de potencia de la sub-estacin, disminuye la potencia de 34,5 KV. a 13,8 KV. El transformador utiliza aceite como producto refrigerante.

Transformador de Corriente Es un equipo que protege y regula las corrientes que entran y salen del transformador de potencia. La sub-estacin posee transformadores de corriente en la salida del transformador de potencia con una relacin 500/5 A. Uno antes del interruptor con una relacin de 150/5 A. Y uno despus del interruptor con una relacin igual al anterior.

Transformador de Tensin o Potencial Es un equipo que protege y regula las tensiones que salen del transformador de potencia. La subestacin posee un transformador de tensin o potencial con una relacin de 13800/100-110 V.

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Transformador de Distribucin Se denomina transformadores de distribucin, generalmente los

transformadores de potencias iguales o inferiores a 500 KVA. Y de tensiones iguales o inferiores a 67 000 V, tanto monofsicos como trifsicos. Aunque la mayora de tales unidades estn proyectadas para montaje sobre postes, algunos de los tamaos de potencia superiores, por encima de las clases de 18 kV, se construyen para montaje en estaciones o en plataformas. Las aplicaciones tpicas son para alimentar a granjas, residencias, edificios o almacenes pblicos, talleres y centros comerciales.

Indicadores que Evalan la Calidad del Servicio Elctrico Frecuencia Media de Interrupciones (F): Permite conocer el nmero promedio de veces en el cual el servicio elctrico a un suscriptor fue interrumpido. Este dato es una variable del indicador del Tiempo de Interrupcin (TTI). Y se calcula mediante la frmula:

F

KVA(int) KVA(i)

F Donde:

KV * Racin ( A) * 3 KVA(i )

KVA (int): KVA Interrumpido. KVA (i): KVA Instalados en la red de distribucin. KV: Tensin de la red de distribucin. Racin (A): Carga del circuito al momento de la interrupcin.

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Duracin Promedio de Interrupcin (D): Es el tempo de indisponibilidad del servicio elctrico. Este dato es una variable del indicador TTI. y se determina mediante la siguiente frmula:

DDonde: KVA (int): KVA Interrumpido. TI: Tiempo de interrupcin.

KVA(int) * TI KVA(int)

TTI: Tiempo total de interrupcin (TTI)

Es el tiempo total de indisponibilidad del servicio elctrico. Y se calcula mediante la frmula:

TTI F * DDonde: F: Frecuencia media de interrupciones. D: Duracin promedio de interrupcin. Nmero total de interrupciones (NTI) Nmero total de interrupciones ocurridas en el servicio elctrico. Este dato complementa el indicador TTI. Y es igual a la siguiente frmula:

NTI IDDonde: ID: Interrupciones Detectadas. Bases Legales Segn Arias (1997), las bases legales comprenden un conjunto de conceptos y preposiciones que constituyen un punto de vista o enfoque determinado, dirigido a expresar el fenmeno o problema planteado (p.41).

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Las normativas legales que respaldaran la investigacin, le proporcionaran legalidad y sustentacin al mismo, con el propsito de enmarcarlo dentro de la autenticidad de los sistemas elctricos en general. En tal sentido, algunos organismos se encargan de programar y coordinar todas las actividades de normalizacin y calidad del servicio elctrico en el pas y fuera de l, donde se llevan a cabo la elaboracin de normas por comits y tcnicas de normalizacin, donde participan organizaciones gubernamentales y no gubernamentales relacionadas con el rea especfica. Ley Orgnica del Servicio Elctrico (LOSE), fue publicada en la Gaceta Oficial N 5.568 el 31 de Diciembre del 2001. Normas CADAFE 393 - 93: Indicadores de Gestin en el rea de Operacin y Mantenimiento, aprobada por la Gerencia de Normalizacin - Direccin de Coordinacin Tcnica en el ao 1993. Normas de Calidad de Servicio de Distribucin de Electricidad (NCSDE), fueron publicadas en la Gaceta Oficial 38.006 en la fecha 19 de agosto del 2004. Ley del Servicio Elctrico (1999)

Artculo 11 de la planificacin del servicio elctrico, expone que es competencia del poder nacional, por rgano del ministerio de energa y minas, la planificacin y el ordenamiento de las actividades del servicio elctrico, en los trminos establecidos en la ley orgnica para la ordenacin del territorio y con su sujecin al plan nacional de ordenacin del territorio y al plan de desarrollo econmico nacional, incluyendo a los usuarios y autoridades municipales. De igual manera, dicha ley expone en su artculo 16, lo inherente a los principios bajo los cuales debe actuar la comisin nacional de energa elctrica. Artculo 32, del captulo I de la Gestin del Sistema Elctrico, describe que la gestin del servicio elctrico deber realizarse de manera

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centralizada, a fin de garantizar la ptima utilizacin de los recursos de energas primarias, produccin y transporte de la energa elctrica para contribuir a la obtencin de un suministro de electricidad confiable, econmico, seguro y de la mejor calidad, de conformidad con esta ley y dems normas que regulen esta materia. Artculo 36 Captulo I; menciona lo relacionado a la distribucin describe las obligaciones que tienen las empresas de distribucin de energa elctrica.

Norma CADAFE. Interfaz de Campo para SubestacionesMantenimiento N de la Norma: 231 88 Condiciones Generales: El mantenimiento preventivo permite descubrir problemas potenciales antes de que se origine alguna falla, evitndose la interrupcin del servicio y el consecuente trabajo correctivo.

Norma CADAFE. Normas de Inspeccin y Pruebas para Equipos de Interfaz de Campo

N de la norma: 230-8 El propsito de estas pruebas y de las revisiones de caractersticas que se ejecutan para el control de los dispositivos y aparatos elctricos, es el de cerciorarse de que el equipo va a operar en la forma prevista para el trabajo determinado que ha de aplicrsele.

Norma CADAFE. 001922

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Seguimiento de Material y Equipo Fallado. El objeto de esta norma es el de establecer las condic