INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE IRAPUATO

ESTUDIOS CON RECONOCIMIENTO DE VALIDEZ OFICIAL

NÚMERO 11-00065

TÉCNICAS DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO EN LA SUBESTACIÓN LAS FRESAS SECCIÓN BAJÍO

PRESENTA:

DANIEL ALEJANDRO RAMÍREZ BARBOZA

ERICK ANTONIO SANDARTE GARCÍA

ASESOR: ING. FERNANDO FIGUEROA GODOY

IRAPUATO, GTO. FEBRERO DEL 2015

Resumen

Esta es una investigación que se dedicara a tratar principalmente lo que con lleva un plan de mantenimiento preventivo a los elementos y dispositivos que hay en una subestación eléctrica la cual lleva por nombre Las Fresas, ubicada en la ciudad de Irapuato Guanajuato, dicha subestación es del tipo reductora la cual es abastecida desde la Central Termoeléctrica de Salamanca ubicada en el mismo estado. Esta subestación fue construida en el lapso del 2005 al 2007, mismo en el cual entro en operación para poder proveer de energía eléctrica a la ciudad de Irapuato y Abasolo. En consiguiente, para poder desarrollar esta investigación habrá que tener conocimientos sobre lo que es una subestación, el tipo de subestación y así mismo todo lo que puede conformarla, también todo lo relacionado a los tipos de mantenimiento que hay, en específico al preventivo que es el que se tratará en este caso. En cuanto a la seguridad, se indicara el tipo de Equipo de Protección Personal (E.P.P) más recomendable para este tipo de mantenimiento así como los equipos de medición que se deben de utilizar.

Dentro de lo que es el desarrollo el equipo investigador se apoyará de forma verídica y confiable con El Laboratorio de Pruebas Equipos y Materiales (LAPEM) organización perteneciente a la Comisión Federal de Electricidad que tiene como objetivo atender las necesidades de del sector eléctrico nacional e internacional, la cual nos proporcionara los estudios especializados de los equipos que conforman a la subestación. Una vez recabando la información necesaria para poder proseguir con la investigación el equipo desarrollara el plan de una forma más adecuada tomando en cuenta el elemento que se está inspeccionando, su comportamiento en cuanto al función que debe de desempeñar y evaluándolo para verificar cada cuando se le tiene que estar poniendo en práctica el plan de mantenimiento preventivo.

Para finalizar con la investigación el equipo de trabajo propondrá un nuevo plan de mantenimiento preventivo, el cual espera cubrir todas las técnicas y expectativas que se requieren para que así pueda ser adoptado por el personal encargado de realizar el mantenimiento a la subestación y que finalmente el sistema pueda ser cada día más confiable en cada uno de sus elementos y dispositivos al momento de realizar su función para la cual fueron diseñados.

i

Contenido

INTRODUCCIÓN

Contenido

INTRODUCCIÓN.....................................................................................................1

CAPÍTULO 1 GENERALIDADES..........................................................................2

CAPÍTULO 2 DESCRIPCIÓN DE LAS SUBESTACIONES ELÉCTRICAS..........6

CAPITULO 1 GENERALIDADES

1.1. Objetivo general…………………………………………………………………………….1.1.1 Objetivos específicos……………………………………………………………………….1.2. Hipótesis……………………………………………………………………………………..1.3. Justificación…………………………………………………………………………………1.4. Planteamiento del problema………………………………………………………………1.5. Antecedentes………………………………………………………………………………..

CAPITULO 2 Marco teórico……

2.1 Definición subestaciones…………………………………………………………………2.2 2.1Clasificación por su función……………………………………………………………..

2.1.1 Elevadoras………………………………………………………………………….2.1.2 Reductoras………………………………………………………………………….2.1.3 De Maniobra……………………………………………………………………….

2.2 Clasificación por su Construcción………………………………………………………2.2.1 Tipo Intemperie……………………………………………………………………2.2.2 Tipo Interior……………………………………………………………………….

2.3 Importancia del mantenimiento…………………………………………………………..2.4 Tipos de mantenimiento…………………………………………………………………...

2.4.1 Correctivo……………………………………………………………………………2.4.2 Preventivo……………………………………………………………………………2.4.3 Predictivo……………………………………………………………………………2.4.4 Proactivo……………………………………………………………………………..

2.5 MANTENIMIENTO A LOS EQUIPOS DE LA SUBESTACIÓN

ii

….….….….Capítulo 3 (realización del mantenimiento)

Capítulo 4 resultados

Conclusiones

Bibliografía

Anexo

iii

iv

Introducción

Es de conocimiento general que hoy en día, la energía eléctrica es necesaria para muchos aspectos de la vida diaria, ninguna persona está exenta del uso de la energía eléctrica, de una forma u otra, ya sea en su domicilio o en el trabajo, equipos en funcionamiento, talleres, televisores, oficinas, quirófanos, etc. Esto nos lleva a la conclusión de que el servicio eléctrico debe ser continuo.

Hay que tomar en cuenta también que este servicio debe ser prestado en las mejores condiciones de calidad, y hoy en día, existen leyes y sistemas reguladores que velan por el cumplimiento de tales reglamentos por parte de las empresas del sector eléctrico, tanto en lo referido a la continuidad del servicio como a la calidad del mismo.

Los Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP), tienen varios componentes y cada uno con características singulares, y éstos forman parte importante de todo el sistema, cumpliendo cada uno con sus funciones específicas, diferentes de los demás componentes, pero importantes para el buen funcionamiento del sistema, tanto en condiciones de calidad como de continuidad de servicio. Uno de estos componentes son las subestaciones, cuya función es la de interconectar circuitos entre sí, con las mismas características de potencia, aunque con características diferentes en algunos casos (voltaje y corriente).Existen en una subestación, interruptores, encargados de unir o abrir circuitos entre sí, transformadores de potencia, encargados de transmitir la potencia de un sistema a otro con las características deseadas de voltaje y corriente, transformadores de medida, que se encargan de medir las características de la señal eléctrica para fines de protección y registro, seccionadores, que unen o separan circuitos, bancos de capacitores, que sirven para compensar la caída de tensión al final de la línea de transmisión, los pararrayos que protegen contra descargas; sólo para mencionar algunos.

Tomando en cuenta que las subestaciones son un componente importante de los sistemas de potencia, además de ser los de mayor costo económico, y que la continuidad del servicio depende en gran parte de ellas; es necesario aplicar a estos sistemas (subestaciones) una adecuada Gestión de Mantenimiento. Esta gestión deberá observar al mantenimiento preventivo, englobando al mantenimiento predictivo, para revisar con cierta frecuencia el estado de los equipos, al mantenimiento correctivo para reparaciones o reemplazos preventivos, el cual deberá tener cierta planificación para intervenciones de emergencia, y al mantenimiento proactivo, para el análisis y revisión periódica de la gestión, y para la evolución del mantenimiento y sus procedimientos. 

1

Capítulo 1 Generalidades

2

1.1 Objetivo General

Desarrollar un plan de mantenimiento preventivo en base al análisis y técnicas de mantenimiento en las líneas de trasmisión. El cual tendrá como finalidad una prevención en las líneas de trasmisión y posibles fallas dentro del sistema de la subestación Las Fresas.

1.1.2 Objetivos Específicos

- De acuerdo a la información (LAPEM), para investigar cuales son el tipo de fallas que se presentan más comúnmente en la Subestación de Las Fresas a la cual se le hará un mantenimiento preventivo.

- Trabajar con las normas de referencia y las especiaciones que CFE provee para determinar los equipos de mantenimiento de una subestación eléctrica.

- Tener el conocimiento de la norma oficial mexicana NOM-029-STP-2011 que trata temas sobre el mantenimiento de las instalaciones eléctricas, así como sus condiciones de seguridad y trabajo.

- Beneficiar a la subestación antes mencionada, pues se hará un estudio meticuloso acerca de las técnicas de mantenimiento existentes, además de hacer una comparación con las ya aplicadas y por consiguiente promover el modelo realizado.

1.1.3 Hipótesis

La presente propuesta de plan de mantenimiento, servirá de apoyo para quienes se dediquen a ejecutar las maniobras de mantenimiento preventivo a la subestación eléctrica Las Fresas de Irapuato Gto. Estando adecuado en tiempo y forma para alargar la vida útil entre fallas de los elementos constituyentes de la subestación.

3

1.1.4 Justificación

La presente investigación se llevara a cabo para mejorar el plan de mantenimiento preventivo ya establecido en la subestación Las Fresas de Irapuato Guanajuato, por tal motivo el equipo de investigación se basara en los datos estadísticos de la vida útil de los equipos y dispositivos con los que ya cuenta la subestación para que así el equipo pueda darse a la tarea de implementar una solución elaborando un nuevo plan de mantenimiento, anticiparse a posibles fallas dentro de lo que conforman los equipos y dispositivos con los que cuenta la subestación.

1.1.5 Planteamiento del problemaHoy en día, dentro del mercado que abarca el tratar la energía eléctrica y teniendo en cuenta los criterios de calidad exigibles de la misma, en particular desde los costos de la transformación, la transmisión y la distribución, conlleva cada vez más a un mejoramiento de las formas de trabajo en el mantenimiento ya sea en las instalaciones, el equipo y los dispositivos que conformen todo lo que conlleva una subestación eléctrica.

Por tales motivos, el no realizar una inspección y no tener un plan de mantenimiento preventivo adecuado en la S.E. Las Fresas la energía eléctrica que proviene de la central generadora, no podría contar con los adecuados índices de calidad exigibles para su transmisión o distribución. Para llevar a cabo esta investigación, el equipo de investigación, habrá de colaborar con El Laboratorio de Pruebas Equipos y Materiales (LAPEM), organización perteneciente a La Comisión Federal de Electricidad (CFE) que en base a datos técnicos y estadísticos de operación de los equipos y dispositivos con los que cuenta la subestación podrá llevarse a cabo la presente investigación.

4

1.2 ANTECEDENTESLa historia de las subestaciones eléctricas nace junto con la necesidad de transportar la electricidad a través de grandes distancias. Para ellos se crearon distintos niveles de tensión alterna y estaciones transformadoras que permitan reducir las altas tensiones de transporte y hacer llegar la energía eléctrica necesaria a los usuarios, para satisfacer las necesidades que estos requieren.

El elemento principal en una subestación eléctrica es el transformador, que es el encargado de cambiar las características de la electricidad ya sea para reducir o aumentar tensión manteniendo la frecuencia y la potencia con alto rendimiento. El fenómeno de inducción electromagnética en el que se basa el funcionamiento del transformador fue descubierto por Michael Faraday en 1831, se basa fundamentalmente en que cualquier variación de flujo magnético que atraviesa un circuito cerrado genera una corriente inducida, y en que la corriente inducida solo permanece mientras se produce el cambio de flujo magnético.

La primera “bobina de inducción” para ver el uso de ancho fueron inventadas `por el Rev. Nicholas Callan College de Maynooth, Irlanda en 1836, uno de los primeros investigadores en darse cuenta de que cuantas más espiras hay en el secundario, en relación con el bobinado primario, más grande es el aumento de la FEM.

A partir del año 1920 hizo posible la construcción de subestaciones de tipo interior integradas en el casco urbano de las ciudades. Sin embargo la apartamento utilizable en estas subestaciones, así como la incapacidad de reducir las distancias eléctricas, al no disponer de otro medio aislante que el aire, supuso que el tamaño de estas subestaciones no se redujera fundamentalmente con respecto a las instalaciones convencionales. Mucho más tarde (1950) se desarrollaron tecnologías para la construcción de barras aisladas que permitieron una cierta reducción del tamaño de las instalaciones, muy condiciones aún a la utilización de apartamenta de interior, que si bien estaba especialmente diseñada para este tipo de subestaciones, no hacía posible una reducción significativa de las dimensiones. La aparición de las instalaciones aisladas con gas (SF6) en el año 1960, supuso un paso importantísimo en el diseño de las subestaciones, consiguiéndose los resultados espectaculares en la reducción de la superficie y volumen total necesario.1

1 Higinio Martínez T. et al. Mantenimiento en Subestaciones Eléctricas Comerciales y Residenciales. 2011. http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/30505/1/MtzTinoyHdzRuiz.pdf

5

Capítulo 2 Descripción de las Subestaciones Eléctricas

2.1 Definición6

Las subestaciones eléctricas (de ahora en adelante abreviadas como S.E.) son un conjunto de elementos o dispositivos que nos permiten cambiar las características de la energía eléctrica como la tensión y la corriente, sirven además como punto de interconexión para facilitar la transmisión y distribución de la energía eléctrica y pueden clasificarse de acuerdo a su función y construcción.

2.2 Clasificación por su función

2.2.1 Elevadoras

Este tipo de subestaciones son las que modifican los parámetros de la energía eléctrica desde el punto de generación en las Centrales Eléctricas por medio de transformadores de potencia, elevando el voltaje y reduciendo la corriente para que posteriormente pueda ser transportada por las líneas de transmisión a grandes distancias

Fig. Subestación de elevación

2.2.2 Reductoras

Este tipo de subestaciones modifica los parámetros de transmisión que provienen de las líneas con el uso de los transformadores de potencia, reduciendo el voltaje y elevando la corriente para que pueda ser distribuida a distancias medias a través de líneas de transmisión o subtransmisión así como de distribución para su comercialización.

2.2.3 De Maniobra

7

En este tipo de subestaciones no se modifican los parámetros en la línea de transmisión de la energía eléctrica, únicamente son los nodos de interconexión de las líneas, derivaciones conexión y desconexión de compensación reactiva y capacitiva, entre otras.

Fig. Subestación de Maniobra

2.3 Clasificación por su construcción

2.3.1 Tipo Intemperie

Son subestaciones que se encuentran en operación expuestas a condiciones atmosféricas (lluvia, nieve, viento y contaminación ambiental) se caracterizan también por ocupar gran extensión territorial.

Fig. Subestación tipo intemperie

2.3.2 Tipo Interior

8

Son subestaciones que se encuentran con protección de alguna obra civil, con el fin de protegerlas contra fenómenos ambientales y fuertes descargas atmosféricas, al igual que una subestación tipo intemperie, contiene todos los elementos de una subestación. También existen subestaciones compactadas blindadas aisladas con gas Hexafluoruro de Azufre (SF6), las cuales proporcionan grandes ventajas ya que además de poder ser diseñadas para operar al intemperie, estas pueden estar protegidas del medio ambiente con cierta infraestructura civil, generalmente se aplican en los siguientes lugares:

- Zonas urbanas y con poca disponibilidad de espacio- Zonas con alto costo de terreno- Zonas de alta contaminación y ambiente corrosivo- Zonas con restricción ecológica

- Instalaciones subterráneas2

Fig. Subestación Tipo Interior

2.4 Componentes y equipos de una subestación eléctrica.

2 Mar Pérez José G. et al. Descripción y Funcionamiento de una Subestación Eléctrica. 2011. http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/29582/1/MarPerezyVidalLopez.pdf.

9

2.4.1 Equipos primarios

2.4.1.1 Transformadores de Potencia

Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética, los cuales están constituidos por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro al silicio. Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios, según correspondan a la tensión alta o baja respectivamente. También existen transformadores con más devanados, en este caso puede existir un devanado terciario, de menor tensión que el secundario.

Se denomina transformador a una maquina electromagnética que permite aumentar o disminuir el voltaje o la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la misma frecuencia.

Fig. Transformador en S.E. intemperie en Cd. León

Partes del transformador

Fig. Imagen típica de Transformador de 40MVA marca SIEMENS2.4.1.2 Interruptores de potencia

10

El interruptor llamado también disyuntor, es un dispositivo destinado al cierre y apertura de la continuidad de un circuito eléctrico bajo carga, en condiciones normales, y ésta en su función principal hacerlo bajo condiciones de cortocircuito. El interruptor es, junto con el trasformador, el dispositivo más importante de una subestación. Su comportamiento determina el nivel de confiabilidad que se puede tener en un sistema eléctrico de potencia (SEP).

Fig. Interruptor de potencia marca ABB en S.E. tipo intemperie.

Principales funciones de un interruptor de potencia:

- Asegurar el flujo de corriente de una red bajo condiciones normales de operación.

- Interrumpir el flujo de corrientes excesivas de una red bajo condiciones de falla.

- Interrumpir corrientes de carga bajo diversas sobretensiones. - Realizar secuencias abrir-cerrar-abrir (autorecierre) para ciertas

circunstancias operativas. - La habilidad de un buen diseño mecánico para realizar operaciones de

abrir y cerrar. - De un buen diseño eléctrico que asegure que el interruptor soporta los

esfuerzos eléctricos.

Proceso de Interrupción

11

El fenómeno de interrupción aparece al iniciarse la separación de los contactos. Cuando los contactos se separan se presenta un arco el cual al mismo tiempo es una ventaja y una desventaja. Se requiere prolongar el flujo de corriente por el arco después que los contactos inician su separación para crear la separación suficiente para resistir el voltaje de restablecimiento que aparece entre los contactos. Por otro lado, un arco crea una cantidad de gas ionizado que se requiere dispersar en un tiempo extremadamente corto. En el arco eléctrico, las condiciones para la ionización son creadas en primera instancia por medios térmicos, cuando los contactos inician su movimiento para abrir, la resistencia se incrementa por la reducción del área de contacto y a la reducción de la presión de los mismos.

2.4.1.3 Interruptores de gran volumen de aceite

Cuando el medio en el cual se presenta la interrupción está constituido por aceite mineral los fenómenos que se verifican en el instante en el cual el contacto móvil se aleja del contacto fijo son de la misma naturaleza que las presentadas en la interrupción de aire (alargamiento y enfriamiento del arco, utilización de celdas de ionización, soplo magnético, aumenta la rapidez de apertura, fraccionamiento del arco eléctrico) solo que el aceite provoca un enfriamiento más rápido en el arco entre los contactos, el procedimiento mediante el cual se extingue el arco tiene dos etapas:

- Alargamiento y enfriamiento del arco - Autoexcitación del arco

El principio de interrupción de los interruptores de aceite es en general el de autoexcitación del arco y pueden ser de gran volumen de aceite o de pequeño volumen de aceite utilizándose en tensiones medias los segundos y para altas tenciones los primeros los cuales se construyen con varias cámaras de extinción.

Fig. interruptor de gran volumen de aceite con tanque por polo Westinghouse, tipo 242GW40, 1600 A y 40 KA de capasidad interruptuva con mecanismo neumatico.2.4.1.4 Interruptores de aire

12

Abren en un ciclo debido a la pequeña inercia de sus contactos y a su pequeña distancia. Los contactos están dentro de botellas especiales en las que se ha hecho el vacío casi absoluto. El contacto fijo está sellado con la cámara de vacío y por otro lado el contacto móvil, que también está sellado al otro extremo de la cámara y que, en lugar de deslizarse, se mueve junto con la contracción de un fuelle de un material que generalmente es una aleación del tipo del latón. Al abrir los contactos dentro de la cámara de vació, no se produce ionización y, por lo tanto, no es necesario el soplado del arco ya que éste se extingue prácticamente al paso por cero después del primer ciclo.

Al separarse los contactos de la cámara de vacío, la corriente que pasa por ellos sigue circulando, creando un arco eléctrico que persiste hasta que la corriente realiza su primer paso por cero siguiendo la separación de los contactos.

Cuando la corriente de arco es inferior a 10 kA, el arco se compone de un elevado número de “filamentos” elementales distribuidos por toda la superficie de los contactos, cada uno de los cuales lleva unos 100 a. de esta manera se dice que el arco se encuentra en modo difuso, o disperso.

Cuando la corriente de arco supera 10 kA, el modo difuso se interrumpe bruscamente pasando a llamarlo modo “concentrado”, en el que el arco no es más que una columna de débil diámetro, cosa que acarrea una muy importante densidad energética disipada en los contactos de la base inferior de dicha columna de arco. Para evitar importantes pérdidas en las prestaciones eléctricas debido a este modo concentrado, se aplica un campo magnético axial al arco. Dicho campo magnético es creado por la corriente misma que circula en una disposición específica de los contactos, cosa que provoca el mantenimiento del arco en modo disperso. La débil energía de arco correspondiente a dicho modo disperso, asociada a una distribución homogénea en la superficie de contactos, facilita considerablemente la desionización entre los contactos. Ello implica un restablecimiento de la rigidez dieléctrica cuando la corriente pasa por cero.

Fig. Interruptor de aire comprimido ABB, de 420 KV.2.4.1.5 Interruptores de hexafluoruro de azufre

13

Son aparatos cuyas cámaras de extinción operan dentro de hexafluoruro de azufre (𝑆𝐹6) el cual tiene una capacidad dieléctrica superior a diversos fluidos dieléctricos conocidos, esto hace más compactos y durables a los interruptores.

Propiedades del 𝑺𝑭𝟔 Es un gas químicamente estable, alcanza tres veces aproximadamente la rigidez dieléctrica del aire a la misma presión, conserva alta conductividad térmica a altas temperaturas lo que ayuda a enfriar el plasma creado por el arco eléctrico y al pasar por cero la onda de corriente, facilita la extinción del arco.

Fig. Interruptor de SF6 ABB de 420 KV.

2.4.1.6 Cuchillas Desconectoras Las cuchillas son dispositivos de maniobra los cuales tienen la capacidad e interrumpir la continuidad de un circuito, son aplicadas para dar aislamiento físico a los elementos en desconexión. Generalmente son operadas sin carga pero adicionándole algunos accesorios pueden trabajar con cierta carga limitada. Esto se debe a que el arco producido por la apertura de un circuito energizado puede originar un corto circuito y desgaste excesivo de los contactos debido a que no tienen cámara de extinción.

Las cuchillas están formadas por una base metálica con conectores de puesta a tierra, aisladores que fijan el nivel básico de impulso, bornes de conexión; en los cuales se encuentra el contacto articulado el cual cierra o abre el circuito. Generalmente las cuchillas son de latón o cobre al estaño.

Las cuchillas en particular deben cumplir con los siguientes requisitos: - Garantizar un aislamiento dieléctrico a tierra y en la apertura. se requiere un

15 o 20% de exceso en el nivel de aislamiento con relación al nivel de aislamiento a tierra.

- Conducción continua de la corriente nominal sin que se presenten elevaciones de temperatura en la cuchilla, específicamente en sus contactos.

- Soportar por un tiempo específico los efectos térmicos y dinámicos de las

14

corrientes de corto circuito.

- Las maniobras de cierre y apertura se deben realizar sin posibilidad de presentarse falsos contactos o posiciones incorrectas.

Fig. Cuchillas en una LT.

2.1.4.7 Fusibles

El fusible está diseñado para la interrupción automática de un circuito al cual protege de condiciones anormales de funcionamiento, generalmente sobre corrientes. Un fusible no está diseñado para realizar operaciones de maniobra de apertura o cierre ya que cada vez que cumple con su función es necesario retirar el elemento fusible; el cual se construye de una determinada sección transversal hecha de una aleación metálica, este se funde al paso de una magnitud de corriente superior para la que fue diseñado.

Fig. Fusible de Potencia marca S&C.

Funcionamiento: 1er. Paso

- La sobrecorriente funde el elemento fusible, como se muestra a continuación. El alambre tensor se volatiliza iniciando el arco eléctrico.

2do. Paso

15

- La fuerza liberada del resorte empuja la varilla de arqueo hacia arriba, causando una rápida elongación del arco en el barreno revestido de material sólido. Bajo condiciones de falla máxima, el calor del arco confinado hace que el material sólido en la sección inferior de gran diámetro en la cámara de extinción del arco sufra una reacción térmica, generando así gases turbulentos y agrandando el diámetro de la apertura, de modo que la energía del arco sea expulsada con poco escape al exterior. Bajo condiciones de falla baja a moderada, el arco es extinguido en la sección superior de diámetro pequeño de la cámara extintora del arco, donde los gases de acción desionizante efectivamente se concentran para lograr una extinción eficaz del arco.

3er. Paso- El recorrido continuo hacia arriba de la varilla de arqueo luego de la

extinción del arco provoca que el pasador de accionamiento penetre en el sello superior, iniciando la desconexión de la unidad fusible.3

2.1.4.8 Apartarrayos

Es un dispositivo que permite proteger las instalaciones contra sobretensiones atmosféricas o del propio sistema. Su función principal es limitar la magnitud de la descarga a valores que no perjudiquen al sistema y dirigir estas descargas a tierra con el fin de que los aislamientos del sistema no sufran deterioros y asegurar la continuidad del suministro eléctrico. Los apartarrayos se encuentran siempre conectados entre la línea y la tierra para su correcto funcionamiento; los más comunes son el de explosores, el de carburo de silicio y el de óxidos metálicos.

Fig. Apartarrayos instalado en una subestación

Los apartarrayos cumplen con las siguientes funciones: - Descargar las sobretensiones cuando su magnitud llega al valor de la

3 S&C Electric Company.2015. http://es.sandc.com/products/fusing-outdoor-distribution/smd-power-fuse.asp

16

tensión disruptiva de diseño.

- Conducir a tierra las corrientes de descarga producidas por las sobretensiones.

- Debe desaparecer la corriente de descarga al desaparecer las sobretensiones.

- No deben operar con sobretensiones temporales, de baja frecuencia.

- La tensión residual debe ser menor que la tensión que resisten los aparatos que protegen.

Las sobretensiones se pueden agrupar en las categorías siguientes:

- Sobretensiones de impulso por rayo. son generadas por las descargas eléctricas en la atmósfera (rayos); tienen una duración del orden de decenas de microsegundos.

- Sobretensiones de impulso por maniobra. son originas por la operación de los interruptores. producen ondas con frecuencias del orden de 10 KHZ y se amortiguan rápidamente. tienen una duración del orden de milisegundos.

- Sobretensiones de baja frecuencia (60 HZ). se originan durante los rechazos de carga en un sistema, por desequilibrios en una red, o cortocircuito de fase a tierra. tienen una duración del, orden de algunos ciclos.

2.4.2 Equipos secundarios2.4.2.1 Transformadores de instrumentación2.4.2.1.1 Transformadores de corriente (TC’s)2.4.2.1.2 Transformadores de potencial (TP’s)2.4.2.2 Bancos de baterías2.4.2.3 Bancos de Capacitores2.4.2.4 Tableros de Transferencia2.4.2.5 Sistema de Tierras

17

2.5 Introducción al mantenimiento

2.5.1 Importancia del mantenimiento en S.E.

La subestación tiene la función de transmitir la energía eléctrica de un sistema a otro, y cada componente de la misma cumple funciones únicas relativas a ese equipo, por tanto, en caso de ausencia de uno de estos, sin importar la causa, no será posible reemplazar tal componente para que la transmisión de energía continúe porque esto podría llevar a fallas mayores, o paradas del sistema, que pudieron haberse evitado si el componente en cuestión hubiera estado cumpliendo sus funciones. Esto lleva a buscar la confiabilidad de una subestación, y según lo antes mencionado, para lograr esto deberá buscarse la disponibilidad de los equipos de la misma, ya que equipos disponibles cumplen su función, y por tanto el sistema será confiable. Para que los equipos estén disponibles, el mantenimiento preventivo jugará un papel importante, dejando de ese modo, la posibilidad de fallas debidas principalmente a factores externos, es donde el mantenimiento correctivo deberá jugar su papel, y para el buen desempeño de estos mantenimientos, el personal deberá comportarse con seguridad, orden y disciplina necesarios.

2.5.2 TIPOS DE MANTENIMIENTO

El mantenimiento es aquella acción por medio de la cual se busca mejorar ciertos aspectos relevantes en un determinado establecimiento como la seguridad, confort, productividad, higiene, imagen, etcétera. Existen cuatro tipos de mantenimientos:

2.5.2.1 Correctivo: el mantenimiento correctivo, también conocido como reactivo, es aquel que se aplica cuando se produce algún error en el sistema, ya sea porque algo se averió o rompió. Cuando se realizan estos mantenimientos, el proceso productivo se detiene, por lo que disminuyen las cantidades de horas productivas. Estos mantenimientos no se aplican si no existe ninguna falla. Es impredecible en cuanto a sus gastos y al tiempo que tomará realizarlo.

2.5.2.2 Preventivo: este mantenimiento, también conocido bajo el nombre de planificado, se realiza previo a que ocurra algún tipo de falla en el

18

sistema. Como se hace de forma planificada, no como el anterior, se aprovechan las horas ociosas para llevarlo a cabo. Este mantenimiento sí es predecible con respecto a los costos que implicará así como también el tiempo que demandará.

2.5.2.3 Predictivo: con este mantenimiento se busca determinar la condición técnica, tanto eléctrica como mecánica, de la máquina mientras esta está en funcionamiento. Para que este mantenimiento pueda desarrollarse se recurre a sustentos tecnológicos que permitan establecer las condiciones del equipo. Gracias a este tipo de mantenimientos se disminuyen las pausas que generan en la producción los mantenimientos correctivos. Así, se disminuyen los costos por mantenimiento y por haber detenido la producción.

2.5.2.4 Proactivo: esta clase de mantenimiento están asociados a los principios de colaboración, sensibilización, solidaridad, trabajo en equipo, etcétera, de tal forma que quienes estén directa o indirectamente involucrados, deben estar al tanto de los problemas de mantenimiento. Así, tanto los técnicos, directivos, ejecutivos y profesionales actuarán según el cargo que ocupen en las tareas de mantenimiento. Cada uno, desde su rol, debe ser consciente de que deben responder a las prioridades del mantenimiento de forma eficiente y oportuna. En el mantenimiento proactivo siempre existe una planificación de las operaciones, que son agregadas al plan estratégico de las organizaciones. Además, periódicamente se envían informes a la gerencia aclarando el progreso, los aciertos, logros y errores de las actividades. 4 

De acuerdo a los tipos de mantenimiento mencionados anteriormente, el más usual y que se acostumbra llevar acabo en una S.E. es el Preventivo, ya que como se define, en las subestaciones es necesario llevar un mantenimiento planificado y realizarse de una manera periódica para poder anticipar cualquier eventualidad de falla en el sistema eléctrico.

4 Tiposde.org. Portal Educativo 2012- 2015http://www.tiposde.org/general/127-tipos-de-mantenimiento/

19

20