pachig diii t03

8/17/2019 Pachig DIII T03

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Universidad Politécnica Salesiana, Diseño III, Subestación Eléctrica el INGA 500kV

Facultad de Ingeniería Eléctrica, Campus Kennedy, Quito - Ecuador

Resumen: Las subestaciones eléctr icas son uno de loscomponentes más importantes de los sistemas de potencia,siendo las que permitan mantener el correcto nivel de voltaje,corriente, fr ecuencia y potencia mediante las líneas detransmisión, los tr ansformador es, reactor es y demás elementosa tr avés de la red nacional eléctrica, sir ven además de punto deinterconexión para facili tar l a transmisión y distri bución de laenergía eléctr ica, desde allí las empresas de distribuciónpueden conectarse al Sistema Nacional de I nterconexión y enel caso de esta subestación en específico es la de permi ti revacuar la energía que proviene de uno de los proyectosemblemáticos como lo es Coca Codo Sinclai r, es una de lassubestaciones que contendrá un su in terior un voltaj e de500kV, 230kV, y para el sistema de la distr ibución de Quito en138kV, con conexión a Santa rosa, su infraestructura,instalaciones son de mayores medidas que las de un menorvoltaje, es una de las primeras subestaciones que se realiza coneste nivel de voltaje. El mantenimiento para este tipo desubestaciones se lo debe reali zar apl icando las nu evas técnicasque optimicen el rendimiento y funcionamiento de cadaelemento que compone esta subestación.

Palabras clave: CELEC, Equipo primario (PrimaryEquipment), Fi bra óptica (optical fiber), In terruptor Electrico,Semiconductor (electri c semiconductor), TRANSEL ECTRI C,Transformador de potencia (Power transformer), Reactor,Secciionadores

I. INTRODUCCION

a Subestación Inga se encuentra localizada al Sur Orientede Quito, a esta subestación para efectos de codificación, yubicación se la ubica en una zona rural de fácil acceso para quesu alimentación desde Coca Codo Sinclair sea más sencillo yalimente los nuevas líneas en la Sierra Central hasta llegar al

perfil costanero del País. Figura 1.

FIGURA.1: UBICACIÓN GEOGRÁFICA SUBESTACIÓN EL INGA

Actualmente, la Subestación El Inga se encuentra en proceso deconstrucción, de los tres patios de Transformación, estasubestación será alimenta en su proceso de operación fija condos líneas, es decir con dos circuitos provenientes de la

Pablo Achig – SantamariaElectrical Engineering Student

Universidad Politécnica SalesianaQuito-Ecuador

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Subestación Eléctrica el INGA 500kV

L

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subestación San Rafael, el primer circuito será: L/T El Inga – San Rafael 500 kV, 119 km, 4x1100 ACAR, con Reactores 30MVAR c/extremo, el segundo circuito será de similarescaracterísticas, esto nos permitirá operar con estándaresadecuados y poder satisfacer de mejor manera las necesidadesdel sistema Nacional Interconectado. En la vista pudimos

preguntar varios aspectos sobre el mantenimiento y etas sonalgunas de las criterios que puedo emitir en este documento;con el fin de conservar en buen estado funcional los elementosque integran una subestación eléctrica, se realiza el servicio demantenimiento preventivo; el cual consiste en la revisión física,limpieza, lubricación, apriete de conexiones, así como pruebasmecánicas, eléctricas y dieléctricas especificas dependiendo elnivel de Voltaje en el caso particular de esta subestación seráde 500kV,(figura2), en el patio de maniobra 1, en los patios 2sistema de trasformación de 230kV y patio 3 con niveles devoltaje menores de 138kV, se realiza un procedimiento

parecido pero basado en los niveles de voltaje adecuados paracada elemento figura 3 y figura 4.

FIGURA.2: PATIO DE 500KV



II. OBJETIVO GENERAL

Conocer el funcionamiento y operación de lasubestación eléctrica el INGA de 500kV

III. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Conocer cada uno de los elementos que tiene unasubestación eléctrica de 500kV

Analizar el funcionamiento de la coordinación de protecciones de una subestación eléctrica de 500kV

Conocer los protocolos de operación de una

subestación eléctrica de 500kV


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FIGURA.6: AUTOTRANSFORMADOR

FIGURA.7: PAREDES DE HORMIGÓN

Por el momento se tiene ensamblado las bases donde seempotraran los transformadores, estas estructuras cuentan conuna estructura central de hierro y fundida con hormigón, paraque el transformador sea posicionado se cuenta con una rielesque les permitirá el montaje de los bancos, además de pernosque le sujetaran en su puesto. Para realizar el mantenimiento yen caso de emergencia se ha realizado un conjunto de ductosque llevaran el aceite que pueda ser extraído para mantenernormas de seguridad ambiental, permitiendo que su

manipulación sea de lo más segura posible.

FIGURA.8: BASE PARA BANCO DEL AUTO TRANSFORMADOR

2) TC´s

Son aparatos en que la corriente secundaria, dentro de lascondiciones normales de operación, es prácticamente

proporcional a la corriente primaria, aunque ligeramentedesfasada. Desarrollan dos tipos de función; transformar lacorriente y aislar los instrumentos de protección y mediciónconectados a los circuitos de alta tensión.

3) TP´s

Son aparatos en que la tensión secundaria, dentro de lascondiciones normales de operación, es activamente

proporcional a la tensión primaria, aunque ligeramentedesfasada. Desarrollan dos funciones: transformar la tensión yaislar los instrumentos de protección y medición conectados alos circuitos de alta tensión.

FIGURA.9: TRANSFORMADOR DE POTENCIAL


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4) INTERRUPTORES DE POTENCIA

El interruptor es un dispositivo destinado al cierre y apertura dela continuidad del circuito eléctrico bajo carga, en condicionesnormales, y esta es sus funciones principal, bajo condiciones decorto circuito.

Sirve para insertar o retirar de cualquier circuito energizado,máquinas, aparatos, líneas aéreas o cables.

5) SECCIONADORES

Estos dispositivos son los encargados de conectar y desconectarla corriente eléctrica de un lugar a otro en el caso de estasubestación de una bahía a otra bahía, permitiéndonos realizarel mantenimiento preventivo y correctivo de los elementos denuestra subestación, como los de paso o adyacentes y los de

puesta a tierra.

Utilizará Semipantografo apertura horizontal con cuchilla de puesta a tierra y otros que serán Semipantografo aperturavertical, el uso de semipantografos ayuda a reducir el área de lasubestación, su operación será manual y motorizada.

FIGURA.10: SECCIONADOR

6) REACTOR

Los reactores serán Monofásicos inductivos, su funcionamientoserá en base a los Inmersos en aceite, por estar ubicados en el patio de 500kV serán de Voltaje nominal 500/√3 con sistema

de Refrigeración ONAN, cada grupo trifásico se conectará atierra a través de reactor de neutro.

E. SALA DE GABINETES

Los gabinetes representan cada bahía que se presenta en lasubestación, teniendo el diagrama unifilar y los módulos de

bahía que son los que tienen la información y datos de estadode todos los equipos de la bahía, la comunicación sera pormedio de la fibra óptica y por este medio se va hasta la sala decontrol.

1) Relé de protección

Estos relés son relés de distancia, necesita valores de voltaje ycorriente, porque funciona con impedancias, ya que este reléreconoce la impedancia de la línea que se encuentra establecida

por los cálculos de la línea, registra a falla y la distancia a la quese encuentra. El control de elementos de corte que se realizan

de forma manual y solo se puede realizar si se cumple lascondiciones para poder manejarlas después del empleo deforma manual, automático de los seccionadores.

FIGURA. 11: CONTROL DE MANUAL

V.

PROCEDIMIENTO A. MANTENIMIENTO EN SUBESTACIONES

Del correcto mantenimiento de una subestación y de suconsiguiente reducción de fallas, depende la continuidad delservicio eléctrico, indispensable para la industria y los clientes


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domiciliarios, en el caso específico de la subestación el Inga el buen sistema nacional, ya que el momento que entre enoperación será la que abastezca al sistema conectando costa,sierra y oriente. De ahí la importancia de que tengan unadecuado mantenimiento que minimice sus costos y maximicesu eficiencia.

A continuación se describe un grupo de actividades que se pueden realizar para realizar el mantenimiento de la subestaciónel Inga:

• Maniobras de des-energización y puesta a tierra.

• Revisión y limpieza del local, así como del equipo deseguridad.

• Revisión general y limpieza de todos los componentes de lasubestación eléctrica.

• Revisión, limpieza, lubricación y ajuste de mecanismos deapertura, cierre y disparo.

• Revisión y apriete de conexiones en general.

• Pruebas de operación mecánica de cuchillas de paso,seccionador(es) e interruptor(es).

• Medición de resistencia de aislamiento a cables de laacometida, apartarrayos, bus, cuchillas, seccionador(es) einterruptor(es).

• Revisión final, retiro de puesta a tierra y energización.

• Entrega de constancia del servicio realizado.

B. MANTENIMIENTO PREVENTIVO A TABLEROS ELÉCTRICOS

Con el fin de conservar en buen estado funcional losinterruptores principales y derivados, contactores, botoneras, yen general todos los elementos que integran un tablero, serealiza el servicio de mantenimiento preventivo, el cual consisteen la revisión física, limpieza general, apriete de conexiones,así como pruebas mecánicas y eléctricas.

Cabe mencionar que durante la ejecución del servicio demantenimiento se cumplen las condiciones de seguridadestablecidas en la norma de Mantenimiento de InstalacionesEléctricas, en toda subestación se debe realizar elmantenimiento a gabinetes, de control de transformadores ytableros de distribución:

1) MANTENIMIENTO DE TRANSFORMADORES

Medición de resistencia de aislamiento Megger, relación detransformación, factor de potencia, limpieza, reapriete deconexiones, inspección de boquillas, análisis fisicoquímicos ycromatográficos del aceite, análisis de PCB`s, secado, filtradoy desgasificado del aceite. Red de tierras: inspección de la red,medición de la resistencia óhmica. Pruebas a interruptores de

potencia y cuchillas de desconeción, limpieza de fusibles ymantenimiento a bancos de capacitores.

Antes de comenzar a diseñar un programa de Mantenimiento,es importante tener claro que cada cliente y cada subestacióntiene una necesidad particular, que depende de su proceso,activos y producción involucrada. Por esto, es importantedefinir la criticidad de los equipos que forman parte de lasubestación, de los procesos y de los modos de falla; esto últimode acuerdo a ciertas metodologías de confiabilidad.

Una vez detectados los modos de falla se hace una tabulaciónde acuerdo al estándar con el que es posible analizar en detallequé tan críticos son los equipos que componen la subestación ycómo pueden Una vez definidos los modos de falla y hecho elanálisis de indisponibilidad, debe establecerse cada cuántotiempo es necesario efectuar el mantenimiento.

Antiguamente se decía que era conveniente hacerlo cada seismeses o una vez al año, ahora depende de distribucionesestadísticas que, al evaluar el comportamiento de los equipos,

pueden decir con certeza qué acciones se deben tomar y cadacuánto tiempo.

VI. CONCLUSIONES

Se recomienda realizar el plan de mantenimiento preventivo anualmente, incluyendo las pruebas deresistencia de aislamiento y demás para tener unservicio de energía eléctrica óptimo.

Esta subestación cuneta con una infraestructura que esnueva e impresionante por lo cual se debe tener una

buena asesoría para realizar un correctomantenimiento, además será una de las subestacionesmás importantes del SIN, ya que conectara desde lageneradora más grande del país hasta las cargas mássignificativas.


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VII. REFERENCIAS

[1] J. Navarro and A. Montañes, Instalaciones Eléctricas de alta tension,3° ed., 2010.

[2] F. de ciencias físicas y matemáticas Universidad de C. chile,“Especificaciones Técnicas: Transformador De Potencia”, 2008.

[3] CELEC, FOLLETOS, UNIDAD DE NEGOCIOS TRANSELECTRIC

VIII. BIOGRAFIAS

Pablo Achig,nació en Quito-Ecuador el 14de Noviembre de 1993. Realizó sus estudios

secundarios en el Colegio Técnico “DonBosco”. Estudia en la Universidad PolitécnicaSalesiana en la Facultad de IngenieríaEléctrica en la misma que está cursando el9no nivel de ingeniería. ( [email protected] )
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