I
INFORME DE PASANTÍA
METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO DE TABLEROS DE CONTROL Y PROTECCIÓN PARA SUBESTACIONES DE ALTA TENSIÓN EN COLOMBIA.
WILLIAM ALBERTO FLÓREZ FRANCO
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA
PROYECTO CURRICULAR INGENIERÍA ELÉCTRICA BOGOTÁ D.C.
II
INFORME DE PASANTÍA
TRABAJO DE GRADO MODALIDAD DE PASANTÍA EN LA EMPRESA ‘FTC ENERGY GROUP. PARA OPTAR PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE
INGENIERO ELÉCTRICO
PRESENTADO POR:
WILLIAM ALBERTO FLÓREZ FRANCO
DIRECTOR INTERNO ADOLFO JARAMILLO, Ph.D.
DIRECTOR EXTERNO I.E. OSCAR MAURICIO PARRA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA
PROYECTO CURRICULAR INGENIERÍA ELÉCTRICA BOGOTÁ D.C.
1 CONTENIDO
CONTENIDO ... 1
LISTA DE TABLAS ... 1
LISTA DE FIGURAS ... 1
1 INTRODUCCIÓN ... 2
2 TÍTULO ... 2
3 OBJETIVOS DE LA PASANTÍA ... 2
4 DESCRIPCIÓN DE CADA UNO DE LOS RESULTADOS ALCANZADOS ... 3
5 ANÁLISIS DE RESULTADOS, PRODUCTOS, ALCANCES E IMPACTOS DEL TRABAJO DE GRADO, DE ACUERDO CON EL PLAN DE TRABAJO ... 14
6 EVALUACIÓN Y CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS DE LA PASANTÍA ... 17
7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 19
8 BIBLIOGRAFÍA ... 20
LISTA DE TABLAS Tabla 1. Resumen requisitos técnicos tableros ... 3
Tabla 2. Tableros Control y protección solicitados durante el año 2018 ... 6
Tabla 3. Evaluación de cumplimiento de los objetivos específicos de la pasantía... 17
LISTA DE FIGURAS Figura 1. Diagrama de bloque proceso ingeniería básica ... 8
Figura 2. Ejemplo disposición física de los tableros. ... 10
2
1 INTRODUCCIÓN
El presente informe describe las actividades realizadas y resultados obtenidos durante la ejecución de la pasantía realizada en la empresa FTC energy group.
FTC energy group es una empresa dedicada a la fabricación de tableros eléctricos para sistemas de baja y media tensión, que ejerce sus actividades dentro del ámbito nacional y que a partir del año 2016 paso a formar parte del grupo WEG, multinacional brasilera de gran reconocimiento en la fabricación de motores, generadores, turbinas, transformadores de potencia, entre otros.
En este trabajo de pasantía se realizó la metodología para el diseño de tableros de control y protección para subestaciones de alta tensión en Colombia, debido a la necesidad de desarrollar nuevas soluciones y productos que aseguren un suministro eléctrico confiable, disponible, ininterrumpido y seguro para las personas e instalaciones, esta necesidad se evidenció dentro de la empresa FTC energy group debido a la cantidad de pedidos realizados desde del sector eléctrico Colombiano, y por ello se planteó como solución inicial la metodología obtenida en éste trabajo.
2 TÍTULO
Metodología para el diseño de tableros de control y protección para subestaciones de alta tensión en Colombia.
3 OBJETIVOS DE LA PASANTÍA OBJETIVO PRINCIPAL
Desarrollar una metodología para el diseño y puesta en marcha de tableros de control y protección para subestaciones de alta tensión en Colombia.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
1. Identificar las cinco configuraciones más utilizadas para tableros de control y protección, en función a los requisitos normativos y técnicos exigidos por las compañías de suministro eléctrico colombianas.
2. Describir los elementos que componen los tableros de control y protección para cada una de las configuraciones típicas.
3. Formular el procedimiento general para el desarrollo de la ingeniería eléctrica y mecánica básica de los tableros de control y protección.
3 4 DESCRIPCIÓN DE CADA UNO DE LOS RESULTADOS ALCANZADOS
La pasantía fue realizada en el departamento de ofertas de la compañía, el cual se encarga de administrar, revisar y elaborar la ingeniería básica de las solicitudes recibidas por el departamento comercial, entregando soluciones técnico-económicas que garantizan satisfacer las necesidades de los clientes en el menor tiempo posible y con el menor costo.
En línea con lo anterior y buscando tener soluciones para nuevos mercados, la pasantía se centró en desarrollar una metodología para el diseño de tableros de control y protección (TCP), obteniendo los resultados descritos a continuación:
El primer resultado fue la identificación de los requisitos técnicos exigidos en Colombia para la fabricación de los tableros de control y protección. Estos se obtuvieron realizando la revisión, el análisis y clasificación de las normas y documentación técnica expedida por algunas de las más importantes compañías eléctricas del sector, tales como: ISA-Transelca [1], Electrificadora de Santander S.A. E.S.P (ESSA)[2], Enertolima [3], Termobarranquilla S.A. E.S.P. (TEBSA)[4], Empresa de Energía del Pacífico S.A. E.S.P (EPSA)[5], Empresas Públicas de Medellín [5], Empresa Electrificadora del Meta (EMSA)[6], Empresa de Energía de Bogotá (EEB)[7], Grupo ENEL (Codensa)[8], y la UPME Unidad de planeación minero energética para sus convocatorias del sistema de transmisión [9].
Estos requisitos se dividieron en tres grupos:
1. Requisitos mecánicos para la construcción de tableros de Control y protección. 2. Requisitos eléctricos
3. Requisitos técnicos para dispositivos.
En la Tabla 1 se presenta el resumen de los parámetros definidos.
Tabla 1. Resumen requisitos técnicos tableros
Descripción Unidad Requerido
1. Requisitos Mecánicos para la construcción de tableros de Control y protección. Tipología de Fabricación tableros. Auto soportado
Uso interior
Elementos Estructurales tableros.
Paneles: Laterales y traseros
Puerta de acceso: Con vidrio 6 mm
Bisagras apertura 133°
Cierre de tres puntos
Bastidor Abatible
Materiales de fabricación Lámina Cold Rolled
4
Envolvente y Base: CAL 12
Estructura: CAL 14
Tapas y puertas: CAL 14
Soporte Equipos: CAL 14
Tratamiento de superficies y acabado de
pintura Pintura en polvo
Color: RAL 7032
Dimensiones
Altura: mm 2200
Ancho: mm 800
Profundidad: mm 800
Grados de protección IP 54
IK 5
2. Requisitos Eléctricos para tableros de
Control y protección.
Tensión nominal (Un): V 125Vdc
Tensión nominal de aislamiento (Ui V 690Vac-1000Vdc Tensión nominal soportada a impulsos (Uimp): kV 1
Corriente asignada (In): A 100
Corriente asignada de cortocircuito condicional
(Icc): KA 10
Frecuencia asignada (Fn): Hz 60
3. Requisitos técnicos para dispositivos. Equipos de Control y Protección Tensión asignada en corriente continua v 125
Margen de tensión para operación % 80-110
Corriente asignada: A Para 5 o 1 Amp
Carga a corriente nominal: VA <=1
Tensión asignada (fase a fase) V 115
Carga a tensión nominal VA <=1
Auto monitoreo continuo Si
Protocolo de comunicaciones 61850 nativo
Tipo de conector LC/ST
Resolución ms 1
Estampa de tiempo mínima para el reporte de
eventos ms 1
Tecnología numérica
Registro de fallas Si
Osciloperturbografía Si
Registros oscilográficos en formato comtrade Si Registrador de eventos exportable a formatos xls Si Display LCD
Con display para despliegue de unifilar y teclas de mando
5
Lógica programable Si
Control sobre objetos 5
GOOSE digital y analógico horizontal Si
Medidores
Valores medidos Intensidades IL1, IL2, IL3, IN Si Valores medidos Tensiones UL1, UL2, UL3, U12,
U23, U31, Usyn Si
Componentes simétricos I1, I2, 3I0; U1, U2, 3U0 Si
Clase 0,5S
Memoria Mb 10
Relés Auxiliares
margen de tensión de operación % 80-110
carga para operar VA 1250
carga para reponer VA 3000
tiempo de operación máximo ms 8
tiempo de reposición ms 500
reposición eléctrica Si
señalización con reposición eléctrica y manual Si Equipos y accesorios para servicios auxiliares
del tablero.
Auxiliares
Tensión control aux: Vac 120-127
Lámpara Fluorescente
Calentador W 100
Toma Corriente Si, NEMA 5-15R.
Termostato Higrostato SI
Tierra mínimo 1” X 3/16” de Cu
Secciones cables
Control: AWG 14
Circuitos de Tensión: AWG 14
Circuitos de Corrientes: AWG 12
Tipo: THWN-2, 600V,90°C
Posteriormente, de la mano con la identificación de los requisitos técnicos, también se realizó la recopilación y clasificación de las normas que deben cumplir los tableros, como resultado estas se dividieron en 3 grupos:
1. Normas generales tableros. 2. Normas para comunicaciones
3. Normas generales para dispositivos.
6
más detalle la norma IEEE C37.2 “Sistema de energía eléctrica estándar Números de función del dispositivo, acrónimos y designaciones de contacto” [11], debido a que a pesar de ser tableros certificados y IEC, en este medio se utilizan mucho las siglas para la denominación de cada una de las funciones de control y protecciones. .
Una vez identificados los requisitos de fabricación, se continuó con la determinación de las 5 configuraciones de tableros de control y protección más comunes detallando sus componentes y esquemas de protección. Para esto se realizó un estudio basado en la revisión de 36 solicitudes para la fabricación de tableros de control y protección, recibidas de 10 empresas colombianas del sector de energía durante el año 2018. Dentro de cada una de las solicitudes se analizaron 115 tableros para 51 subestaciones entre 110kv y 230kv como se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2. Tableros Control y protección solicitados durante el año 2018
Tableros subestación 110KV subestación 115KV subestación 220KV subestación 230KV Sub Total, de tableros 22 un 11 un 7 un 11 un
Tablero de control y protección campo de
línea 23 8 2 9
42 Tablero de control y
protección campo de transformador
14 3 8 2 27
Tablero de control y protección campo
acople de barras. 8 3 2 1
14 Tablero de control y
protección para generador
1 8 3 12
Tablero de control y protección para banco de condensadores
5 1 3 9
Tablero de control y protección campo
autotransformador 2 4 1 7
Tablero de control y protección reactores de
derivación 1 1 2
Tablero de control y protección línea, en
configuración anillo. 1
1 Tablero de control y
protección diámetro 1 1
7 El primer paso para la determinación de las configuraciones típicas fue identificar los 5 tipos de tableros más solicitados, los cuales son resaltados en la Tabla 2 de amarillo. El siguiente paso fue obtener las configuraciones, llamadas típicas en este trabajo, en función al esquema de protección de cada uno de ellos, componentes principales, funciones de protección, características y propiedades más recurrentes. Como resultado se obtuvo 5 configuraciones:
1. Configuración 1 - Tablero de control y protección campo de línea Conformada por los siguientes componentes:
- Un relé de protección Principal con función de distancia (ANSI 21)
- Un relé de Protección de respaldo con funciones de controlador y protección direccional de corriente (ANSI 67)
- Un medidor Multifuncional
2. Configuración 2 - Tablero de control y protección campo de transformador Conformada por los siguientes componentes:
- Un relé de protección Principal con diferencial de transformador (ANSI 87T) - Un relé de Protección de respaldo con función de sobre corriente (ANSI 50/51) - Un medidor Multifuncional
- Un controlador de bahía de línea
3. Configuración 3 -Tablero de control y protección campo acople de barras. Conformada por los siguientes componentes:
- Un relé de protección Principal con función de Sobre corriente (ANSI 50/51)
- Un relé de Protección de respaldo con funciones de controlador y protección de sobre corriente (ANSI 50/51)
4. Configuración 4 -Tablero de control y protección para generador Conformada por los siguientes componentes:
- Un Medidor
- Un relé de protección Principal con función de diferencial de generador (ANSI 87T) - Un relé de Protección de respaldo con función de sobre corriente (ANSI 50/51) - Un Controlador de Bahía generador
5. Configuración 5 Tablero de control y protección para banco de condensadores Conformada por los siguientes componentes:
- Un relé de protección Principal con función de Sobre corriente (ANSI 50/51)
8
Una vez definidas las configuraciones típicas, se elaboró la Ingeniería Básica para cada una de ellas utilizando la metodología indicada en la Figura 1, Obteniendo el desarrollo de los esquemas unifilares, principios de enclavamientos, definición de la lista de equipos, disposiciones físicas, estudio de la arquitectura de comunicaciones.
Figura 1. Diagrama de bloque proceso ingeniería básica
Como se muestra en la Figura 1, La iniciación de la ingeniería básica requiere establecer unos datos de entrada los cuales deben ser suministrados por parte del responsable de la subestación para la cual se esté diseñando el tablero.
Los datos de entrada mínimos que se requieren para dar inicio a la ingeniería básica de cualquier tablero de control y protección es la siguiente:
- Datos de las condiciones ambientales y de ubicación de los tableros o Temperatura
o Altura sobre el nivel del mar o Humedad relativa
o Grado de contaminación o Amenaza sísmica
o Instalación interior en cuarto eléctrico o exterior en patio.
- Datos del Sistema
9 o
o Tensión de sistemas auxiliares de AC o Tensión de sistemas auxiliares DC.
o Equipo principal del sistema de potencia al cual se asociará el tablero.
o Cantidad, ubicación, clases y precisiones de los transformadores de medida de tensión y corriente.
o Protocolo de comunicaciones
Una vez se tengan disponibles estos datos se procede al desarrollo de los siguientes documentos:
1. Diagrama unifilar general control y protección
En los diagramas unifilares se indican los circuitos de medida de intensidad y tensión, las funciones de protección y sus actuaciones más relevantes sobre los interruptores, otras protecciones y relés de disparo.
Los diagramas unifilares deben incluir la siguiente información:
- Denominación y características de equipos y de las máquinas eléctricas.
- Denominación y características de los transformadores de medida, de intensidad y tensión. - Denominación y funciones activas de los equipos de protección y control.
- Circuitos de intensidad y tensión, los elementos de prueba e interruptores de protección. - Relés auxiliares relevantes, como pueden ser de disparo, de supervisión de los circuitos de
disparo o de bloqueo.
- Convertidores y aparatos de medida
- Elementos relevantes de mando y señalización como selectores, conmutadores, pulsadores y lámparas.
- Equipos de tele protección, tele disparo, tele señalización y tele medida con su denominación, funciones y características.
- Red de comunicaciones del sistema de protección y control, incluyendo los equipos principales y de respaldo, de sincronización horaria, anillos, buses y enlaces de comunicación indicando el medio físico, tipo de conductores y protocolo usado.
2. Diagramas de principio
El objetivo de estos diagramas como su nombre lo indica es indicar en forma global los principios de operación y la protección, en ningún caso pretenden incluir todos los detalles del conexionado, denominación de puntos de conexión, numeración de borneras, ubicación, etc.
10
3. Listas de equipos tableros de control y protección
Tras la elaboración de los diagramas unifilares y de principio se realiza la selección de la marca y referencia de los relés de protección, medidores multifuncionales, controladores de bahía, selectores, indicadores, bloques de prueba, bornas, relés auxiliares, entre otros dispositivos, analizando la relación costo beneficio, cumplimiento de la normatividad, y características de operación.
4. Arquitectura comunicación
La arquitectura de comunicaciones es una estructura organizada jerárquicamente con el fin de permitir el intercambio de datos entre los niveles de control de la subestación.
5. Diseño mecánico para tableros de control y protección
En los diseños mecánicos de la ingeniería básica se realizan las disposiciones físicas de los tableros basados en las cantidades y dimensiones de las referencias obtenidas de los listados de equipos
La información mostrada en las disposiciones es la siguiente: - Dimensiones de los tableros
- Ubicación de los equipos principales y auxiliares
- Hojas de datos con las características de fabricación de los tableros tales como tipo de lámina, calibres, pintura.
En la Figura 2, se presenta el ejemplo de una disposición física para tablero de control y protección.
11 Finalmente, el último resultado obtenido fue la elaboración de la propuesta del procedimiento para la puesta en marcha de los tableros de control y protección el cual contempla la realización de las pruebas y verificaciones indicadas en la
Figura 3.
Figura 3. Procedimiento propuesto para la puesta en marcha.
Para la ejecución de la puesta en marcha o puesta en servicio se debe disponer de los estudios de coordinación de protecciones y haber efectuado satisfactoriamente las pruebas en fábrica (rutina, tipo, especiales) para todos y cada uno de los equipos y sistemas que conforman los tableros.
Los bloques funcionales de la Figura 3 se detallan a continuación:
Verificaciones iniciales
12
- Verificación estado (visual) general del tablero y cada uno de sus componentes - Acabado y presentación general del alambrado o cableado
- Inspección de terminales del conexionado - Inspección de marquillado conexionado
- Inspección de marquillado cables de fibra óptica - Inspección terminados del tablero
- Inspección del estado de la pintura
- Verificación de apriete de conexiones (en borneras) - Verificación de placas de identificación de elementos
- Verificación de polaridad de las señales de tensión y corriente - Pruebas de energización
Pruebas de Puesta en marcha
Una vez finalizadas satisfactoriamente las actividades preliminares, se deben realizar las pruebas funcionales a los tableros. Estas deben ser realizadas por función de protección de acuerdo con el tipo de elemento protegido, simulando la operación de cada uno de los relés, y verificando que las variables eléctricas asociadas a la instalación, como lo son: corriente, tensiones, potencias, frecuencias, estados de elementos de alta tensión, entre otros, estén siendo mostrados y procesados [13].
A continuación, se presenta el resumen de las pruebas que deben ser realizadas a los tableros:
➢ Pruebas Mecánica
- Correcto cierre y apertura de puertas de los tableros - Correcto cierre y apertura de marco basculante - Correcto bloqueo y desbloqueo de cerraduras - Torque y fijación de barras de tierra
- Torque y fijación de argollas de izaje - Torque y fijación de techos
-➢ Pruebas individuales a relés de protección
- Verificación y funcionamiento de interfaces IHM (controladores de bahía, relés, etc.)
- Verificación de lógicas de enclavamientos
- Prueba de funciones programadas a las botoneras de los Relés - Disparo de protecciones al detectar señales de falla
- Alarma de relés
- Ajuste de parámetros de relés
13 ➢ Pruebas de Medida
- Datos propios de la instalación e identificación del equipo
- Relación de transformación de los transformadores de corriente y tensión - Constante de pulsos
- Otros, de acuerdo a los requerimientos del equipo utilizado, (por ejemplo, instalación de perfiles de acceso)
➢ Pruebas de Control
- Realización de maniobras desde controlador de bahía - Verificación de niveles de mando 1 y 2
➢ Pruebas de Comunicación
- Datos propios de la instalación e identificación del equipo - Frecuencias de trasmisión y recepción
- Ancho de banda
- Medición de la atenuación de la señal
- Medición de nivel de la señal (relación señal-ruido)
- Pruebas de señales GOOSE por protocolo IEC61850 configuradas en los relés.
Protocolos de prueba
14
5 ANÁLISIS DE RESULTADOS, PRODUCTOS, ALCANCES E IMPACTOS DEL TRABAJO DE GRADO, DE ACUERDO CON EL PLAN DE TRABAJO
Durante la elaboración de la pasantía se cumplieron al 100% los objetivos planteados, y por tanto todas las actividades del plan de trabajo propuesto en el anteproyecto.
Para el primer objetivo “Identificar las cinco configuraciones más utilizadas para tableros de control y protección, en función a los requisitos normativos y técnicos exigidos por las compañías de suministro eléctrico colombianas.” en el plan de trabajo se plantearon las siguientes actividades:
• Recopilar la información de los requisitos técnicos para tableros de control y protección expedidos por las empresas generadoras, transmisoras y distribuidoras más importantes del país.
• Examinar las normas que deben cumplir los tableros de control y protección según la Reglamentación Nacional (RETIE y NTC 2050)
• Describir las fallas eléctricas más comunes que afectan a los sistemas de potencia.
• Establecer las 5 configuraciones típicas para tableros de control y protección de acuerdo con el equipo principal que protegen.
Estas actividades se desarrollaron a cabalidad. El análisis de los resultados obtenidos muestra que se debe iniciar desde la definición y descripción de los componentes más importantes de los sistemas eléctricos de potencia haciendo énfasis en las subestaciones eléctricas e indicando los diferentes tipos de falla que se pueden presentar, sus causas y consecuencias. La descripción de las características y elementos principales de los tableros, también es necesaria, donde se debe revisar el estado del arte de los relés de protección y describir las funciones de protección más importantes. Adicionalmente los requisitos mecánicos y eléctricos exigidos por las empresas de energía colombianas, y finalmente realizar la clasificación de las normas, profundizando en la norma IEC 61439-1/2 e IEEE C37.2.
Para el segundo objetivo “Describir los elementos que componen los tableros de control y protección para cada una de las configuraciones típicas.” Las actividades propuestas fueron:
• Indicar los principios y características fundamentales del funcionamiento de los relevadores.
• Realizar la Descripción de las funciones de control y protección usadas en las configuraciones típicas seleccionadas.
• Crear el listado de componentes mínimos requeridos para la implementación de cada configuración.
De los resultados obtenidos en estos capítulos se pudo analizar los siguientes aspectos:
15 El TCP de acople de barras inicialmente no se contemplaba como un posible estándar típico, sin embargo, durante el estudio de las solicitudes del mercado se identificó una alta demanda de esta configuración, en razón de la modernización de subestaciones que migran de la barra simple a barra principal y transferencia y doble barra.
Se observó que cada compañía tiene sus propias preferencias al momento de especificar los TCP, sin embargo, contrastando cada una de ellas fue posible lograr definir unas propiedades y características que abarcan las necesidades de cada compañía, y que cumplen con la normativa y reglamentación nacional colombiana.
El tercer objetivo específico del plan de trabajo: “Formular el procedimiento general para el desarrollo de la ingeniería eléctrica y mecánica básica de los tableros de control y protección.” conllevó las siguientes actividades del plan de trabajo:
• Definir los requisitos mecánicos de los tableros (grado de protección, segregación, IK, tipos láminas, etc.)
• Definir los requisitos Eléctricos y de comunicaciones de cada configuración. • Crear la lista de la documentación técnica y de equipos de cada configuración • Elaborar las hojas de datos para cada tipología.
La ingeniería básica elaborada fue para configuraciones de subestaciones barra sencilla y barra doble para el caso del tablero de control y protección campo de transformador, sin embargo, el procedimiento planteado es aplicable para el desarrollo de la ingeniería básica de cualquier tipo de subestación, tales como: Barra Sencilla, Doble Barra, Barra principal y transferencia, doble barra más by-pass, doble barra más transferencia, anillo, interruptor y medio, entre otras.
Existen tres arquitecturas de comunicación básicas (Cascada, Anillo y Estrella), que muy frecuentemente se implantan en las subestaciones utilizando swiches de Ethernet o fibra óptica. El presente trabajo no profundizara en el diseño de detalle de estas arquitecturas para subestaciones, debido a que solo está orientado al diseño del tablero de control y protección, sin embargo, como los equipos que conforman los tableros hacen parte del sistema de comunicaciones de la subestación en la ingeniería básica de estos se presenta la siguiente información:
- El protocolo de comunicación a utilizar - El medio físico (cobre, Fibra, etc.). - las características y tipo de conectores
- la interacción entre relés, controladores, medidores, de cada tablero hacia el sistema. - Integración con el Centro de control o despacho de cargas del gestor de la red - Requerimiento de Mensajería GOOSE
16
Finalmente, el cuarto objetivo “Elaborar el procedimiento para la puesta en marcha de las configuraciones típicas para tableros de control y protección” el cual se planteó con las siguientes actividades:
• Diseñar el check list de requisitos previos para la puesta en marcha.
• Definir el tipo de pruebas que deben realizarse a los equipos según la configuración típica. • Identificar los equipos de prueba, herramientas y personal requerido para la elaboración de
las pruebas.
• Crear los protocolos de prueba para cada configuración típica.
17 6 EVALUACIÓN Y CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS DE LA PASANTÍA
La Tabla 3 muestra los objetivos específicos, evaluación de los mismos y el porcentaje de cumplimiento correspondiente, teniendo en cuenta los resultados más relevantes en cada caso.
Tabla 3. Evaluación de cumplimiento de los objetivos específicos de la pasantía
Objetivo Evaluación Cumplimiento (%)
1. Identificar las cinco configuraciones más utilizadas para tableros de control y protección, en función a los
requisitos normativos y técnicos exigidos por las compañías de suministro eléctrico colombianas.
El objetivo se cumple plenamente. Analizado con las configuraciones típicas de tableros TPC de mayor demanda para la compañía durante el año 2018, correspondientes a
subestaciones de 110 y 115 KV con aplicaciones que no requieran medida de
respaldo según CREG 038/14. En consecuencia, cualquier otro tipo de configuración de tableros TPC deberá ser desarrollada como una aplicación
especial.
100%
2. Describir los elementos que componen los tableros de control y protección para cada una de las
configuraciones típicas.
El objetivo se cumple plenamente para las cinco configuraciones
determinadas en el primer objetivo. La descripción de elementos abarca aspectos teóricos, especificaciones funcionales y esquemas generales de protección.
100%
3. Formular el
procedimiento general para el desarrollo de la ingeniería eléctrica y mecánica básica de los tableros de control y protección.
El objetivo se cumple para las cinco configuraciones determinadas en el primer objetivo. El desarrollo de la ingeniería eléctrica incluyó diagramas unifilares estandarizados, diagramas de principio, arquitectura de comunicación, esquemas de alimentación y listado de equipos. El desarrollo de ingeniería mecánica se
18
limitó a especificar dimensiones de la
envolvente, disposiciones físicas internas de equipos, grados de protección IP e IK, características de lámina metálica, accesorios y otros requerimientos generales; la ingeniería mecánica no contempló desarrollo detallado de construcción
metalmecánica.
4. Elaborar el
procedimiento para la puesta en marcha de las configuraciones típicas para tableros de control y protección.
Se elaboró un
procedimiento general de puesta en marcha aplicable a las cinco configuraciones típicas determinadas. El procedimiento incluyó un protocolo general para el registro de resultados de las pruebas eléctricas y
mecánicas del tablero TPC. Se aclara que no se
desarrollaron protocolos específicos para cada una de las funciones de protección disponibles en los equipos.
100%
19 7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• Con la información de solicitudes de oferta de tableros TCP durante el año 2018 disponible en la compañía fue posible inferir de manera amplia y suficiente las características generales para las cinco configuraciones típicas de tableros de control y protección establecidos como meta en este trabajo de pasantía, las cuales son aplicables a subestaciones hasta 115 KV que no requieran medida de respaldo según CREG 038/14.
• El listado preliminar de equipos obtenido en la ingeniería eléctrica básica es útil para apoyar procesos conceptuales y presupuestales en la etapa comercial de tableros TCP.
• El procedimiento y protocolo general de puesta en marcha, por sus características, resulta aplicable para cualquier otro tipo de tablero TCP diferente a las configuraciones desarrolladas en este proyecto.
• Las especificaciones básicas eléctricas y mecánicas de las configuraciones típicas desarrolladas pueden presentarse como una propuesta de estandarización nacional para tableros TCP que permita agilizar procesos de ingeniería aplicada, ingeniería conceptual, presupuesto y construcción de dichos tableros.
20
8 BIBLIOGRAFÍA
[1] G. de producción Proyectos, “Especificaciones Técnicas Electromecánicas.,” no.
0000001915. ISA Transelca, Bogotá-Colombia, p. 194, 2016.
[2] E. de S. S. A. E.S.P., “Documento de Especificaciones Generales Programa REMOS.” p. 249,
2014.
[3] A. de P. Enertolima, “Especificaciones técnicas garantizadas para el suministro de cuatro (4) tableros de control medida y protección de nivel 4 para la subestación papayo.” COMPAÑÍA ENERGÉTICA DEL TOLIMA S.A. ESP, Ibague, Tolima, p. 13, 2018.
[4] C. Subcontratista, “Control cliente proyecto nueva subestación TEBSA II 110 kV.” pp. 1–18, 2018.
[5] EPSA, “Especificación Tecnica tableros y Equipos de Protecciones sala 110kV,” p. 29, 2016. [6] Electrificadora del meta s.a. e.s.p., “Especificaciones técnicas de tableros de control,
proteccion y medida.” Villavicencio, p. 23, 2017.
[7] I. D. F. Acero, “Especificaciones técnicas sistemas de control, protección, medida y comunicaciones en subestaciones de alta tensión.” Bogotá-Colombia, p. 219, 2014.
[8] E. Técnica, “ET-AT917 Tablero de control y proteccion.” Bogotá-Colombia, pp. 1–6, 2010.
[9] UPME, “Descripción y especificaciones técnicas del proyecto convocatoria publica
UPME-04 de 2018,” vol. UPME UPME-04-20. Bogotá-Colombia, p. 59, 2018.
[10] INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION, “IEC 61439 Low-voltage switchgear and controlgear assemblies – Part 1: General rules,” Switzerland, 2011.
[11] Ieee, IEEE C37.2-2008 Standard for Electrical Power System Device Function Numbers,
Acronyms, and Contact Designations, vol. 2008, no. October. 2008.
[12] David Alejandro Chigne Tataje, “Diseño de los sistemas de control, protección, medicion y señalizacion de la subestación los bordones 115 kV / 13,8 kV,” Simón Bolivar, 2006. [13] C. F. Ramirez, Subestaciones de Alta y Extra Alta Tension, Segunda. Medellín-colombia,
