TESIS DE GRADO IUTAJS

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA

“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” EXTENSIÓN MARACAY

REDISEÑO DEL BANCO DE PRUEBAS PARA TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN EN LA EMPRESA CORPOELEC, REGIÓN 4 ESTADO

ARAGUA

Trabajo de Grado presentando para optar al Título de Técnico Superior Universitario en Electricidad

Mención: Instalaciones Eléctricas

Autor: Br. Enderson Silva Tutor Académico: T.S.U. Díaz, Eduard Asesor Metodológico: Lcdo. Ramos, Walter

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ARAGUA

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ACEPTACIÓN DEL TUTOR ACADÉMICO

Quien suscribe, Técnico Superior Universitario Eduard Díaz, Titular de la Cédula de Identidad Nº V-14.183.165, por medio de la presente hago constar que he revisado el Trabajo Especial de Grado presentado por el ciudadano Enderson, Daniel, Silva, Torres, Cédula de identidad Nº V-19.276.559 para optar al Título de Técnico Superior Universitario en Electricidad, Mención: Instalaciones Eléctricas, el cual está

titulado como “REDISEÑO DEL BANCO DE PRUEBAS PARA

TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN EN LA EMPRESA CORPOELEC, REGIÓN 4 ESTADO ARAGUA” y acepto actuar como Tutor Académico durante la fase de ejecución y presentación de dicho trabajo.

En la ciudad de Maracay, a los ______ días del mes de ______________ de 2.013,

T.S.U Eduard Díaz C.I. V-14.183.165

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ACEPTACIÓN DEL ASESOR METODOLÓGICO

Quien suscribe, Licenciado Walter Iván Ramos, Titular de la Cédula de Identidad Nº V-12.137.893, por medio de la presente hago constar que he revisado el Trabajo Especial de Grado presentado por el ciudadano Enderson, Daniel, Silva, Torres, Cédula de identidad Nº V-19.276.559 para optar al Título de Técnico Superior Universitario en Electricidad, Mención: Instalaciones Eléctricas, el cual está

titulado como “REDISEÑO DEL BANCO DE PRUEBAS PARA

TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN EN LA EMPRESA CORPOELEC, REGIÓN 4 ESTADO ARAGUA” y acepto actuar como Asesor Metodológico durante la fase de ejecución y presentación de dicho trabajo.

En la ciudad de Maracay, a los _____ días del mes de _______________ de 2.013,

Lcdo. Walter Ramos C.I. V- 12.137.893

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DEDICATORIA

Quiero dedicar este Trabajo de Pasantías a JEHOVÁ ELOHIM (Él Creador todo poderoso) por ayudarme y estar conmigo en todo momento incondicionalmente, por darme ánimo y salud para poder concluir este trabajo de pasantías

A mis padres Augusto Silva y Sonia de Silva por darme la vida e instruirme siempre por el camino que debo de andar, por su valioso esfuerzo y sacrificio para ayudarme en mi formación intelectual y llegar a ser un profesional.

A mis suegros Francisco Moreno y Lisbeth de Moreno, por apoyarme y ayudarme en mis estudios, por estar siempre atentos de mi, por darme su cariño y amistad en cualquier circunstancia

Y por ultimo pero no menos importante a mi novia Franlis Moreno por estar conmigo en todo momento por ser mi inspiración, la persona que me da ánimos para seguir cuando me siento exhausto mi ayuda, siempre contribuyendo para lograr mis metas TE AMO.

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AGRADECIMIENTOS

Agradezco a Dios creador de todas las cosas quien es el que permite que pueda superarme día a día y renovar mis conocimientos, por darme la inteligencia y sabiduría.

Agradezco a mi hermano Nelson Silva y a mi cuñado Francisco Moreno por su ayuda y colaboración hacia mi persona, para superar obstáculos a lo largo de mi carrera universitaria.

También agradezco a mis profesores Pedro Carrillo, Gioconda Tomedes y Eliana Morocoima por su arduo trabajo y mejoras de las pasantías profesionales para el estudiante.

Al I.U.T “Antonio José de Sucre”, por haberme dado la oportunidad de realizar mis estudios, en esta casa de estudios.

Y por último, a la empresa; Ing. Rubén H., Tec. Manuel P., Cap. Rafael S., Simón S., Iván F., Omar M. y Orlando R., gracias por todo el apoyo que me brindaron.

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INDICE GENERAL

P.P

ACEPTACIÓN DEL TUTOR ACADÉMICO ... iii

ACEPTACIÓN DEL ASESOR METODOLÓGICO ... iv

DEDICATORIA ... v

AGRADECIMIENTOS ... vi

INDICE GENERAL ... vii

INDICE DE FIGURAS ... xi

INDICE DE CUADROS ... xii

INDICE DE GRAFICOS ... xiii

INDICE DE ANEXOS... xiv

RESUMEN ... xv

INTRODUCCIÓN ... 1

CAPÍTULO I ... 3

EL PROBLEMA ... 3

Contextualización del Problema ... 3

Objetivos de la Investigación ... 8 Objetivo General ... 8 Objetivos Específicos ... 8 Justificación de la Investigación ... 8 CAPÍTULO II ... 10 MARCO REFERENCIAL ... 10 Antecedentes de la Empresa ... 10 Misión ... 13 Visión ... 13 Estructura Organizativa ... 14

Objetivo de la Dirección General Regional de Comercialización y Distribución: ... 14

Funciones de la Dirección General Regional de Comercialización y Distribución: ... 14

División de Operación y Mantenimiento Especializado ... 18

Antecedentes de la Investigación... 20 Bases Teóricas ... 22 Transformador ... 22 Transformador monofásico... 22 Transformador trifásico ... 23 El transformador de distribución ... 23 Tipos de transformadores ... 26

Según su Aplicación y Construcción... 26

Transformador elevador/reductor de tensión: ... 26

Transformadores elevadores ... 26

Transformador de alimentación: ... 26

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Estabilizador de tensión ... 27

Transformador electrónico ... 27

Transformador de frecuencia variable ... 27

Tipo convencional de poste ... 28

Banco de Pruebas ... 29

Tipos de Bancos de Prueba ... 29

Banco de prueba hidráulico ... 29

Banco de pruebas dinamométricas ... 30

Banco de pruebas inerciales ... 30

Banco de pruebas hibrido ... 31

Banco de Prueba de Transformadores ... 31

Ensayo por tensión aplicada ... 31

Propósito ... 31

Objeto ... 31

Generalidades ... 32

Criterio de aceptación ... 32

Causas frecuentes de fallas ... 32

Medición de las pérdidas debido a la carga. ... 32

Propósito ... 32

Objeto ... 32

Ensayos de medición de las pérdidas y de la corriente en vacio. ... 33

Propósito ... 33

Objeto ... 34

Causas frecuentes de fallas: ... 34

Ensayo por tensión inducida. ... 34

Propósito ... 34

Objeto ... 34

Conductor Eléctrico ... 35

Pinza de Presión ... 36

Breaker ... 37

Porta fusibles ... 37

Porta fusibles para la protección contra sobrecargas y cortocircuitos: ... 37

Porta fusibles para la protección contra cortocircuitos en circuitos de motor: 38 Inyección directa de banco de prueba de electricidad: ... 38

Arranque Directo... 38

Lámpara Piloto ... 38

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ix Pulsador de Bloqueo ... 39 Selector Eléctrico ... 39 Contactor Eléctrico... 39 Voltímetro ... 40 Resistencia ... 40 Transistor ... 41 Transistor Pn2907a: ... 41 Transistor PN2222A: ... 41 Integrado 74HC14 ... 42 Integrado 74LS47 ... 42 Diodo ... 45 Relé ... 45 Condensador ... 46 Display... 46 Bases Legales ... 47

Constitución de la República Bolivariana de Venezuela ... 47

Ley Orgánica del Sistema y Servicio Eléctrico ... 50

Normas de Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad... 51

Código Eléctrico Nacional... 51

Sistema de Variables ... 52

Definición de Términos Básicos... 53

CAPÍTULO III ... 55 MARCO METODOLÓGICO ... 55 Modalidad de la Investigación ... 55 Tipo de Investigación ... 56 Procedimientos ... 57 Fase 1. Planificación ... 57

Fase 2. Recolección de Información ... 57

Documentación ... 57

Aplicación de Instrumentos ... 57

Fase 3. Organización de la información ... 57

Fase 4. Análisis de la información ... 58

Fase 5. Diseño de propuesta ... 58

Fase 6. Elaboración de propuesta ... 58

Cronograma de Actividades... 58

Operacionalización de las Variables ... 60

Población y Muestra ... 62

Población ... 62

Muestra ... 62

Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos ... 63

Técnicas de Análisis e Interpretación de Datos ... 64

CAPÍTULO IV ... 66

RESULTADOS ... 66

Fase Diagnóstica ... 66

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Análisis e interpretación de los Resultados ... 74

Análisis Crítico ... 79

Fase de Alternativa de Solución... 79

Fase de Propuesta ... 80 Objetivos de la propuesta ... 80 Objetivo General ... 80 Objetivo Especifico ... 81 Justificación de la propuesta... 81 Alcances ... 82 Limitaciones ... 82 Desarrollo de la propuesta ... 83

Fase Nº 1: Rediseño de la estructura de la Caja de control de prueba de tensión aplicada ... 83

Fase Nº 2 Acondicionamiento de Conectores y área de trabajo de prueba de tensión aplicada ... 88

Fase Nº 3 Diseño del Diagrama unifilar de tensión aplicada directa, Diagrama de fuerza y planos eléctricos... 93

Fase 4. Guía de Procedimientos y conexiones de Mediciones del Banco de Prueba de Tensión Aplicada. ... 102 Factibilidad ... 105 Factibilidad operativa ... 105 Factibilidad técnica ... 107 Factibilidad económica ... 109 CONCLUSIONES ... 111 RECOMENDACIONES ... 113 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ... 114 ANEXOS ... 117

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INDICE DE FIGURAS

P.P

Figura 2. 1. Organigrama Organizacional CORPOELEC Región 4 ... 17

Figura 2. 2. Organización de la División de Operación y Mantenimiento Especializado. ... 18

Figura 2. 3. Transformador ... 23

Figura 2. 4. Transformador Convencional de poste ... 28

Figura 2. 5. Calibres de Conductores eléctricos ... 36

Figura 4. 1. Control de la etapa de tensión aplicada. ... 66

Figura 4. 2. Estado interno de la caja de control ... 67

Figura 4. 3. Caja control tanto interna como externamente ... 67

Figura 4. 4. caja de control visión completa... 68

Figura 4. 5. medición al transformador sometido a prueba ... 69

Figura 4. 6. Patas de la Caja de control ... 83

Figura 4. 7. Caja de Control ... 85

Figura 4. 8. caja control de la prueba de tensión aplicada ... 86

Figura 4. 9. Panel de control... 87

Figura 4. 10. Conductor pvc para 15kv ... 91

Figura 4. 11. Conector tipo espada ... 92

Figura 4. 12. Indicadores de seguridad ... 92

Figura 4. 13. plano de control tensión aplicada directa. ... 93

Figura 4. 14. Diagrama unifilar de fuerza. ... 95

Figura 4. 15. Plano de automatización de medición ... 98

Figura 4. 16. Conexión de los transformadores para la prueba de tensión aplicada. 103 Figura 4. 17. Panel de control ... 104

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INDICE DE CUADROS

P.P

Cuadro 1. Calibres de Conductores eléctricos ... 36

Cuadro 2. Breaker ... 37

Cuadro 3. Conceptualización de Variables ... 53

Cuadro 4. Cronograma de Actividades ... 59

Cuadro 5. Operacionalización de Variables ... 61

Cuadro 6. Frecuencia de riesgos ... 76

Cuadro 7. Situación actual de la etapa de tensión aplicada para los Transformadores. ... 78

Cuadro 8. Consumo de los transformadores en vacio... 89

Cuadro 9. Corriente nominal de los transformadores. ... 90

Cuadro 10. Materiales y características técnicas ... 108

Cuadro 11. Características técnicas de los equipos ... 108

Cuadro 12. Factibilidad económica de los materiales ... 109

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xiii

INDICE DE GRAFICOS

P.P Gráfico Nº 1. Etapa más deteriorada ... 75 Gráfico Nº 2. Diagrama de Pareto (resultado de las entrevistas) ... 77 Gráfico Nº 3. Porcentaje de la situación actual del Banco de Prueba de ... 78

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xiv INDICE DE ANEXOS P.P Anexo N° 1. ... 118 Anexo N° 2. ... 120 Anexo N° 3. ... 122

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ELECTRICIDAD

ARAGUA

Autor: Br. Enderson Silva Tutor Académico: T.S.U. Díaz, Eduard Asesor Metodológico: Lcdo. Ramos, Walter Mes y Año: Maracay, Febrero 2013 RESUMEN

La corporación eléctrica nacional (Corpoelec) es la empresa encargada de suministrar el servicio eléctrico a nivel nacional, dentro de ella labora un departamento llamado laboratorio de prueba y recuperación de equipos; este es el encargado de reparar los Transformadores de distribución y verificar su funcionamiento. El desarrollo de esta investigación detecta la necesidad de rediseñar el banco de pruebas para transformadores, enfocándose en la etapa de tensión aplicada, que es la etapa que se encuentra deteriorada. El estudio se enmarcó en una modalidad de proyecto factible, con investigación tipo campo, de diseño no experimental con un nivel de conocimiento descriptivo, toma como población objeto de estudio a los (6) trabajadores del departamento de mantenimiento especializado (LAPRE) en vista de que la misma es pequeña se denomina muestreo censal. Como principal técnica de recolección de datos se realizó una entrevista de preguntas abiertas para obtener y recolectar información sobre el funcionamiento, características, dimensiones, que garantiza, para que se utiliza y funcionamiento de los componentes que lo conforman. Para el análisis de los datos se empleó la estadística descriptiva, para ordenar, graficar e interpretar los mismos, con la ayuda del diagrama de pareto se pudo detectar los riesgos más frecuentes. Se concluyo que el rediseño del banco de prueba para transformadores de Corpoelec es impostergable por sus condiciones actuales rediseño que garantizara comodidad, seguridad y efectividad de la prueba, eliminando los riesgos de que el operador sufra una descarga al momento de hacer las mediciones con la automatización conmutando las fases a medir. Descriptores: transformador, banco de prueba, tensión aplicada.

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1

INTRODUCCIÓN

La energía eléctrica ocupa un lugar de gran importancia en la tecnología moderna, ya que es el motor principal que contribuye al desarrollo económico, social y cultural de los países. Sin lugar a dudas la electricidad juega un papel muy importante en la vida del ser humano del siglo XXI, con la electricidad se establecen una serie de comodidades que con el transcurso de los años se van haciendo indispensables para el hombre.

De alguna manera, este trabajo orienta tanto a la empresa como a todas aquellas personas interesadas permitiéndoles obtener una base documentada que les ayude a definir nuevos criterios para la recuperación de los transformadores; además de conocer los ensayos que se le aplican tanto a los transformadores nuevos como recuperados, esto con el fin de agotar todos los recursos antes de colocarlos fuera de servicio evitando así los inconvenientes que esto acarrea como paradas de planta, pérdidas del suministro eléctrico y el costo de un nuevo transformador.

De esta manera el proyecto se presenta como una investigación bajo la modalidad de Proyecto Factible y apoyada en una revisión documental y de campo; ya que se elabora una propuesta con el fin de garantizar que los transformadores de distribución que ingresan al laboratorio de prueba salgan 100% operativos.

Para llevar a cabo este proyecto de Investigación se han conformado cuatro capítulos, con la siguiente estructura:

En el Capítulo I se da a conocer la problemática existente, los objetivos a lograr con el desarrollo de la investigación, la justificación y alcances.

En el Capítulo II se enuncia la reseña histórica de la empresa, los antecedentes de la investigación y el marco teórico para reforzar el estudio.

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2

En el Capítulo III se presenta el marco metodológico como guía para el desarrollo del estudio, este se encuentra estructurado por el tipo de investigación, área de aplicación de la investigación, técnicas e instrumentos para la recolección de datos y las fases de la investigación.

En el Capítulo IV se da a conocer la situación actual, donde se recopiló toda la información de cómo se elabora la recuperación de los transformadores de distribución monofásicos, desarrollo de la propuesta y factibilidades de la misma.

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3 CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

Contextualización del Problema

La energía eléctrica sin duda es el energético más utilizado en el mundo. La electricidad es el pilar del desarrollo industrial de todos los países, parte importante del desarrollo social y elemento esencial para el desarrollo tecnológico. La electricidad juega un papel muy importante en la vida del ser humano, con la electricidad se establece una serie de comodidades que con el transcurso de los años se van haciendo indispensables para el hombre.

La Corporación Eléctrica Nacional (Corpoelec) tiene como objetivo principal el suministro de energía eléctrica en Venezuela, país reconocido a nivel mundial por su gran potencial energético en este rubro. Con sus sistemas eléctricos de potencia, CORPOELEC genera, transmite, distribuye y comercializa la electricidad en gran parte del territorio nacional, buscando que exista continuidad en el servicio. Es de gran importancia para CORPOLEC garantizara sus suscriptores, un servicio confiable que tenga bajos niveles de interrupción.

CORPOELEC como filial de C.A.D.A.F.E. en la región central, comercializa el servicio eléctrico en los estados: Aragua, Miranda, Guárico, Apure y Amazonas. CORPOELEC para asumir ese gran reto de proveer de energía eléctrica a sus clientes, cuenta con gran cantidad de parques de generación, líneas de transmisión, subestaciones y redes de distribución. La energía eléctrica una vez generada, atraviesa un conjunto de dispositivos de potencia que se encargan de acondicionarlos niveles de voltaje y corriente para disminuir las pérdidas técnicas que se presentan en

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los circuitos. Estos niveles de tensión y corriente, son estudiados y planificados para que los bloques de energía sean transmitidos y distribuidos de manera eficaz.

Las redes de distribución cumplen un papel importante para garantizar el continuo suministro energético a la población. Lamentablemente en algunos sectores de la región central de nuestro país, las redes de distribución en 13.8 kilovoltio (Kv) y 34.5 kilovoltio (Kv) se encuentran actualmente en estado crítico debido a la falta de mantenimiento preventivo, descargas atmosféricas, operación no autorizada de redes de potencia y vandalismo, situación que conlleva a fallas eléctricas e interrupciones del servicio eléctrico.

Esta problemática ha venido incrementando los gastos operativos que actualmente sostiene CORPOELEC. El reemplazo y reparación de transformadores de distribución son algunos de los renglones importantes que inciden sobre los costos operativos de la corporación actualmente. El continuo y sistemático deterioro de los transformadores de distribución, ocasiona gran parte de las fallas que ocurren en las redes, que a su vez, generan interrupciones no deseadas del fluido eléctrico hacia los suscriptores residenciales, comerciales y pequeños industriales.

El departamento de mantenimiento especializado de la Corporación Eléctrica (CORPOELEC) Región 4 estado Aragua, está conformada por cuatro secciones de trabajo: sección de líneas energizadas, sección de termografía, sección de pruebas y recuperación de equipos y redes subterráneas. En la sección de pruebas y recuperación de equipos se realiza el mantenimiento de los transformadores de distribución.

Antes de ejecutar las labores inherentes al mantenimiento de los transformadores, se ejecutan una serie de pruebas, necesarias para determinar el estado real del equipo. Si el equipo se encuentra dentro de los valores normalizados que indican que el transformador sometido a las pruebas es recuperable, se procede a

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cambiar algunos elementos tanto internos como externos. Es necesario resaltar, que estas labores no garantizan la operatividad del equipo por lo tanto se hace indispensable someterlo a pruebas que garanticen la operatividad del mismo en condiciones lo más parecido posible a las reales.

El banco de pruebas de transformadores de distribución es el encargado de simular las condiciones de operación, para que el equipo reparado sea colocado en circunstancias casi reales de operación y sometido a un protocolo de pruebas que está dividido en cuatro etapas: 1) TILL II, 2) EL TTR, 3) PRUEBA DE TENSIÓN APLICADAY 4) EL CHIPÓMETRO, en Corpoelec si el equipo logra aprobar estos protocolos, sus características actuales son recopiladas en una base de datos que son archivados en la sección de pruebas y recuperación de equipos, y posteriormente vuelve a las redes de distribución ya recuperado a brindar servicio a los suscriptores.

Se plantea como necesidad el rediseño del banco de pruebas específicamente la etapa Nº3 la de tensión aplicada para transformadores de distribución que existe actualmente en la sección de pruebas y recuperación de equipos en CORPOLEC, ya que el mismo está conformado por un interruptor (BREAKER) principal, un panel de control de variación de tensión alterna aplicada (VARIAC) y un botalón que hace las funciones de base del transformador.

Por medio del dispositivo de variación de tensión en corriente alterna VARIAC que se encuentra en el panel de control, se le inyectan 110 voltios (v) en corriente alterna a los conectores bushing de baja tensión del transformador de distribución que forma parte del banco de prueba y se obtienen 14.1 kV en corriente alterna en los terminales de alta tensión del mismo. Es necesario destacar que para medir el voltaje en los conectores de baja del transformador sometido a la prueba de tensión aplicada hay que realizar la medición con un voltímetro manual, no respetando la distancia de seguridad al encontrarse el transformador de distribución energizado que es de 0,40 metros, para las normas de seguridad de la empresa

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En el mismo orden de ideas, el transformador luego de ser conectado por sus terminales de alta tensión se le hace una observación para verificar posibles botes de aceite por sus conectores de alta y de baja (bushing), también se verifica que no haya botes por el conmutador de fase (TAP), simulando la operación del equipo de distribución, en este caso es necesario acercarse de nuevo al equipo energizado y realizar la medición de tensión, los conductores que se encargan de llevar los 14.1 kV al transformador a probar se encuentran deteriorados por el uso, las pinzas de presión que son las encargadas de conectarse con los terminales del dispositivo eléctrico no brindan la segura conexión entre dispositivos. Final mente se comprueba la estanqueidad del equipo.

La caja donde se encuentran los controles de tensión aplicada se encuentra deteriorada con una altura e inclinación incomoda, los controles se encuentran desorganizados no tiene un orden de pasos establecido, las protecciones son pocas y mal relacionadas no se tienen valores establecidos para pasar la prueba solo si el voltaje esta alto se deduce que el transformador esta bueno y si los valores de tensión están bajo se desuse que el transformador está dañado todas estas causa de este equipo tan importante se suman a que el transformador sea reparado pero quede con detalles y presente problemas dentro del grupo asignado.

En este sentido se van manifestando causas de fallas de los circuito a los que son conectados transformadores de distribución recuperados como lo son la actuación de protecciones por fallas a tierra, cortocircuito interno del transformador de distribución, trayendo como consecuencias que se presenten fallas en los circuitos de media y baja tensión donde se utilizaron los transformadores recuperados que no fueron sometidos a pruebas exhaustivas en el banco de pruebas. Esto trae consigo demoras en la reposición del servicio de baja tensión (clientes residenciales), las que pueden ser bastante prolongadas, por falta de transformadores nuevos en el inventario

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de reposición de CORPOELEC o por no hacerle las pruebas que realmente requiere el transformador.

La situación actual que presenta el banco de pruebas de transformadores de distribución hace impostergable su rediseño, su situación podría provocar un accidente laboral e incluso la muerte de un trabajador de la empresa, es necesario que la prueba de tensión aplicada se haga lo más parecido a la realidad actualmente la aplicación de tensión a los transformadores que son sometidos a prueba es regulada por medio del VARIAC y cuando están unidos a un grupo de transformadores la aplicación de tensión a los transformadores es directa, es necesario llevar la prueba a lo más parecido a la realidad.

De igual manera es obligatorio el cambio de los conductores de alta tensión y de las pinzas de presión que someten al transformador de distribución, en las situaciones reales de operación durante la ejecución del protocolo de pruebas es importante evitar que las mediciones se hagan manual mente para evitar el contacto directo con el transformador.

Ante la problemática planteada surgen las siguientes interrogantes:

¿Cómo diagnosticar la situación actual del banco de pruebas para transformadores de distribución ubicado en la sección de pruebas y recuperación de equipos?

¿Cuál será el diseño del banco de pruebas para transformadores de distribución? ¿Cómo será el diagrama unifilar del panel de control y los accesorios del banco de pruebas para transformadores de distribución?

¿Cuál será el contenido de la guía de procedimientos y manual de usuarios del banco de transformadores de distribución?

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Objetivos de la Investigación

Objetivo General

Rediseñar el banco de pruebas para transformadores de distribución en la empresa CORPOLEC, Región 4 Estado Aragua.

Objetivos Específicos

Diagnosticar la situación actual del banco de pruebas para transformadores de distribución ubicado en la sección de pruebas y recuperación de equipos.

Elaborar el diseño del banco de pruebas para transformadores de distribución.

Diseñar el diagrama unifilar del panel de control y los accesorios del banco de pruebas para transformadores de distribución.

Establecer los procedimientos para llevar a cabo la Prueba de Tensión Aplicada.

Justificación de la Investigación

CORPOLEC debe brindar a todos sus usuarios calidad en el servicio de suministro de energía eléctrica. Esta fuente de energía es fundamental para el desarrollo socio-económico del país, razón por la cual es de relevancia que no existan interrupciones en los circuitos de distribución de media y baja tensión.

Por lo antes expuesto, es necesario para CORPOLEC tener la capacidad de instalar dispositivos eléctricos en las redes de distribución que cumplan con las normas Cadafe Se hace indispensable someter a condiciones nominales a los equipos de distribución de electricidad con el fin de aminorar las fallas presentadas en las

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redes de distribución. Uno de los dispositivos que más ocasiona fallas en los circuitos de distribución, son los transformadores que al ocurrir un evento hacen que los fusibles de protección actúen.

Al disponer la sección de pruebas y recuperación de equipos, de un banco de pruebas renovado y adecuado a las exigencias actuales de nuestras normas venezolanas, se busca reducir la interrupción del suministro de energía eléctrica por falla del transformador recuperado instalado en la red de potencia eléctrica. Esta mejora incide positivamente en la imagen institucional de la empresa y en los usuarios al reducir la tasa de interrupciones del circuito de distribución al cual se encuentra conectado, se disminuyen de igual manera las pérdidas por energía dejada de facturar al cliente.

La investigación tiene una especial connotación para el investigador, ya que amplía su visión acerca de los sistemas que conforman un circuito de distribución en media y baja tensión, así como los dispositivos de medición y las normas de seguridad al instalar y operar sistemas de energía eléctrica. El presente trabajo, deja antecedentes para futuras investigaciones sobre este interesante tema, al abordar la problemática existente en el banco de pruebas de transformadores de distribución, dentro de la empresa que se encarga del sector eléctrico en la zona central de nuestro país.

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10 CAPÍTULO II

MARCO REFERENCIAL

Antecedentes de la Empresa

En 1946 la electrificación del país se realizaba por medio de plantas de generación, pertenecientes a pequeñas compañías, privadas y oficiales, localizadas a lo largo del territorio nacional. Estas plantas operaban de forma aislada y servían a los mercados con una mayor densidad de población, quedando el resto del país desprovisto de los beneficios del servicio eléctrico. Las plantas eran administradas por los concejos municipales y los gobiernos estatales, teniendo como consecuencia, que el servicio prestado por estas plantas individuales era variable.

La situación existente y la necesidad creciente del servicio de electrificación, motivaron al gobierno nacional, creara la Corporación Venezolana de Fomento (C.V.F.), confiándole, entro otros, el estudio de la electrificación integral del país y asignándole como parte del patrimonio y en calidad de aporte, las inversiones existentes en las instalaciones eléctricas. Como consecuencia, se crea y se pone en vigencia el “Primer Plan Nacional de Electrificación”, siendo la Corporación Venezolana de Fomento la encargada de llevar a ejecución dicho plan, contando con la colaboración de técnicos y especialistas venezolanos y extranjeros.

Atendiendo a la zona geográfica de influencia, las diferentes empresas adquiridas son reagrupadas, formando quince compañías anónimas independientes entre sí, operando bajo la coordinación de la Corporación Venezolana de Fomento. Las operaciones realizadas por las empresas de energía eléctrica, cada una con sus normas y estructuras propias, así como procedimientos, sistemas de generación y

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distribución, como también las políticas de ventas y estructuras tarifarias, imposibilitan la coordinación y ejecución eficiente del Plan Nacional de Electrificación. De aquí nace la idea de unificar los criterios y procedimientos a utilizar para la correcta operación de las empresas eléctricas.

Se conforma una Comisión Técnica, compuesta por personas de reconocida experiencia y reputación sobre la materia, el estudio y solución de algunos de los problemas existentes, en el campo de la electrificación nacional. Esta comisión fue creada el 30 de junio de 1958, y como consecuencia de sus acciones, el 25 de agosto de ese mismo año el directorio acordó, la constitución de una compañía que tendría por fin agrupar en una dependencia, las operaciones realizadas y por realizar en el campo de la electrificación nacional, así como lo concerniente al estudio sobre la posibilidad y conveniencia de una mayor descentralización de las funciones de supervisión y control a través de grandes compañías, las cuales en el futuro se podrían integrar a una gran compañía. La citada compañía se denominó: Compañía Anónima de Administración y Fomento Eléctrico Cadafe.

El objeto de Cadafe para la fecha de su constitución es la generación, distribución y venta de energía eléctrica, en aplicaciones industriales subsidiarias, y la prestación de servicios a otras empresas eléctricas establecidas en el país en materia de control administrativo, asesoramiento y supervisión técnica. Transcurrió el tiempo y con los cambios que fueron sucediendo en el país, Cadafe va adaptándose a las políticas de regionalización y descentralización ocurridas a nivel nacional, de estos cambios aparecen como resultado las cuatro empresas filiales de Cadafe las cuales son: Compañía Anónima de Electricidad de los Andes (CADELA), Electricidad de Occidente (ELEOCCIDENTE), Electricidad de Oriente (ELEORIENTE), Electricidad del Centro (ELECENTRO C.A.)

Con el proceso de descentralización emprendido por el estado venezolano, el 22 de febrero de 1991 es creada la Compañía Anonima Electricidad del Centro, (ELECENTRO), que sirve energía eléctrica a los estados Amazonas, Apure, Aragua,

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Guárico y Miranda. Luego de la fusión empresarial (según gaceta oficial 37.253 de fecha 3 de agosto del 2001) de CADAFE con su filial paso a llamarse CADAFE REGION 4, solo se encarga de los estados Aragua y Miranda.

En el marco de la reestructuración del sector eléctrico nacional, buscando mejorar la calidad del servicio en todo el país, además de maximizar la eficiencia en el uso de las fuentes primarias de producción de energía, la operación del sistema, la redistribución de las cargas y funciones de las actuales operadoras del sector el ejecutivo nacional ordena la creación de la sociedad anónima Corporación Eléctrica Nacional S.A., a través del Decreto-Ley N° 5.330, de fecha 2 de mayo de 2007, publicada en la Gaceta Oficial de la República Bolivariana de Venezuela N° 38.736 del 31 de julio de 2007. La Corporación Eléctrica Nacional es una empresa operadora estatal encargada de la realización de las actividades de generación, transmisión, distribución y comercialización de potencia y energía eléctrica, adscrita al Ministerio del Poder Popular para la Energía y Petróleo.

Según el decreto 5.330, CORPOELEC se encuentra conformada por las siguientes empresas de generación, transmisión, distribución y comercialización de energía eléctrica:

a. Electrificación del Caroní, C.A. (EDELCA) b. Energía Eléctrica de Venezuela, S.A. (ENELVEN) c. Empresa Nacional de Generación C.A: (ENAGER)

d. Compañía de Administración y Fomento Eléctrico S.A. (CADAFE) e. Energía Eléctrica de la Costa Oriental del Lago C.A: (ENELCO) f. Energía Eléctrica de Barquisimeto S.A. (ENELBAR)

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Estas empresas deberán en los próximos tres (03) años a partir de la entrada en vigencia del mencionado decreto, para fusionarse en una persona jurídica única. La organización territorial de la actividad de distribución de potencia y energía eléctrica está definida por las siguientes regiones operativas:

a. Región Noroeste: estados Zulia, Falcón, Lara y Yaracuy.

b. Región Norcentral: estados Carabobo, Aragua, Miranda, Vargas y Distrito Capital.

c. Región Oriental: estados Anzoátegui, Monagas, Sucre, Nueva Esparta y Delta Amacuro.

d. Región Central: estados Guárico, Cojedes, Portuguesa, Barinas y Apure. e. Región Andina: estados Mérida, Trujillo y Táchira

f. Región Sur: estados Bolívar y Amazonas Misión

Prestar un servicio público de energía eléctrica de calidad, con un personal comprometido con la gestión productiva, para satisfacer las necesidades de los usuarios, hacer uso eficiente de los recursos, en una gestión que garantice ingresos suficientes, necesarios a la sostenibilidad financiera de la organización en concordancia con un Proyecto de País expresado en políticas sociales y desarrollo.

Visión

Ser una empresa estratégica posicionada en la prestación del servicio de energía eléctrica, con tecnología de punta y un personal calificado, comprometido con el desarrollo económico y social del país, ofreciendo servicios de alta calidad a sus usuarios con una gestión transparente y una sostenibilidad financiera.

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Estructura Organizativa

Objetivo de la Dirección General Regional de Comercialización y Distribución:

Garantizar la ejecución de las actividades inherentes a la comercialización y distribución de la energía eléctrica en su ámbito territorial hasta la tensión de 115 KV inclusive, a fin de suministrar el servicio en forma eficiente, asegurando: el abasteciendo de la demanda con la calidad del servicio establecida, la óptima atención integral de los usuarios, la reducción de las pérdidas de energía eléctrica y el incremento de los ingresos por ventas de energía, en concordancia con los presupuestos asignados, la normativa vigente y el respecto al medio ambiente

Funciones de la Dirección General Regional de Comercialización y Distribución:

a. Dirigir y controlar la gestión de los procesos comerciales de atención al cliente, mercadeo, medición, facturación, cobranza e incremento de ventas en su ámbito territorial.

b. Fijar los objetivos y metas para las actividades de atención al cliente, mercadeo, medición, facturación, cobranza e incremento en ventas en su ámbito territorial en función a la cuota exigida por la Empresa y evaluar su cumplimiento a fin de definir las acciones correctivas a que hubiere lugar.

c. Dirigir y controlar la ejecución de las diferentes actividades administrativas necesarias para la operatividad de la Región y Zonas adscritas, las que se realizaran de conformidad con los lineamientos establecidos por las unidades funcionales centralizadas respectivas. d. Dirigir la ejecución de las actividades previstas en los planes y

proyectos asociados a la reducción de pérdidas eléctricas (técnicas y no técnicas) y fomentar el uso eficiente de la energía eléctrica.

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e. Dirigir y controlar la operación, elaboración y ejecución de los programas de mantenimiento preventivo y correctivo, la planificación y el desarrollo de las redes de distribución y sub transmisión en su ámbito territorial.

f. Coordinar con Transmisión la operación y mantenimiento de las instalaciones de 115 KV.

g. Controlar la inspección de obras de nuevas instalaciones, ampliaciones y reformas de la red y edificaciones asignadas, realizadas por empresas contratadas.

h. Dirigir las acciones orientadas a la gestión de cobranza a los clientes particulares y gubernamentales centralizados y descentralizados.

i. Dirigir el desarrollo del plan de promoción comercial en su ámbito territorial. Fijar los objetivos y metas para las actividades de planificación, operación, mantenimiento y desarrollo de las redes de distribución y sub transmisión en su ámbito territorial y evaluar su cumplimiento a fin de definir las acciones correctivas a que hubiere lugar.

j. Dirigir y hacer seguimiento a la ejecución del Plan Ambiental de CAFADE, tomando las medidas orientadas a evitar daños ambientales como consecuencia de las actividades de distribución y sub transmisión k. Detectar y proponer las necesidades de expansión de las redes de

distribución y sub transmisión en su ámbito territorial.

l. Controlar la ejecución con medios propios de nuevas instalaciones, ampliaciones y reformas de la red de distribución y sub transmisión en su ámbito territorial.

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m. Coordinar con el Centro de Aferición correspondiente la calibración y aferición de medidores de acuerdo a los programas de mantenimiento definidos y cumpliendo los estándares de calidad establecidos.

n. Coordinar con el Centro de Nacional de Recuperación de Transformadores la recuperación de equipos de distribución y sub transmisión.

o. Representar a CADAFE ante las autoridades estatales y municipales, instituciones públicas y privadas y medios de comunicación de su ámbito territorial y toda vez que le sea solicitado por sus superiores jerárquicos.

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Figura 2. 1. Organigrama Organizacional CORPOELEC Región 4

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División de Operación y Mantenimiento Especializado

Este departamento forma parte de la Gerencia de Distribución de CORPOELEC Región 4, se cual se encuentra ubicado en la Av. avenida Mariño sur Nº 45-A de la ciudad Maracay del estado Aragua. Se dedica a programar las actividades de mantenimiento de las áreas de alumbrado público, líneas energizadas y termovisión de la zona, así como el mantenimiento preventivo y correctivo en las sub estaciones de distribución. Asimismo se ocupada de realizar los estudios sobre esquemas de los equipos instalados y la fiscalizar la correcta ejecución de los trabajos de mantenimiento realizados por contratistas externos a la corporación, a fin de asegurar el óptimo estado de funcionamiento de las sub estaciones en CORPOELEC.

Figura 2. 2. Organización de la División de Operación y Mantenimiento Especializado.

Fuente: CORPOELEC

La división se encuentra conformada de 4 secciones de trabajo a saber:

a. Sección de Líneas Energizadas: Se encarga de programar, coordinar y controlar las operaciones de mantenimiento preventivo y/o correctivo de las redes de distribución en sistemas energizados, ejecutados por las cuadrillas de líneas energizadas, a fin de garantizar el cumplimiento de las actividades de mantenimiento programadas en el sistema, sin retirar el servicio de los clientes.

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b. Sección de Subterráneos y Subestaciones: Se ocupa de dirigir, coordinar, controlar, supervisar y ejecutar la elaboración de pruebas, mediciones y programas de mantenimiento preventivo y correctivo en los equipos de las sub estaciones y redes subterráneas de la zona, a fin de corregir las fallas que se encuentren durante su inspección y asegurar la continuidad en el suministro de energía a los suscriptores.

c. Sección Termovisión: Realiza diagnósticos termográficos a las sub estaciones (atendidas y no atendidas) de distribución del estado Aragua necesiten del diagnóstico predictivo de los componentes eléctricos que conforman los sistemas eléctricos de potencia. De igual manera inspecciona los diferentes circuitos cuando se presentan alteraciones en la capacidad de conducción de corriente por los elementos que componen los circuitos de distribución.

d. Sección Laboratorio de Pruebas: Efectuar el diagnóstico del funcionamiento de los equipos de protección suplementaria y materiales, además de supervisar el proceso de intervención de redes de distribución eléctrica. En esta sección se ejecuta la recuperación de transformadores de distribución convencionales desde 5 kilovoltios Amper (KVA) hasta 167.5 kilovoltios Amper (KVA). De igual manera se planifican los mantenimientos de los componentes del sistema de distribución, para elevar la disponibilidad de las redes y disminuir las interrupciones del servicio.

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Antecedentes de la Investigación

Los antecedentes consultados se limitaron a investigaciones y/o proyectos relacionados con el estudio.

a. Mota y Contreras (2010). En su tesis de grado: “Problemática de los Transformadores Sumergidos en Aceite”. Para optar al título de ingeniería eléctrica De la Universidad de Carabobo. Plantean los problemas que se presentan dentro de los transformadores, explicando de manera detallada los efectos sobre el sistema de aislamiento de estos equipos de distribución y especificando los materiales utilizados para tal fin. Su trabajo sirvió de guía para el establecimiento de las causas que afectan directamente al sistema de aislamiento sólido y líquido, resaltando la afinidad que presentan la celulosa, el papel y la madera a las moléculas de agua que se forman como resultado de las diferentes reacciones químicas que constantemente se producen dentro del transformador. Además muestran en su estudio las diferentes construcciones posibles con los sistemas primario y secundario, permitiendo establecer las características de cada combinación posible usando como instrumento de recolección de datos el cuaderno de nota y revisión bibliográfica, el mismo hiso grandes aporte a la investigación para conocer más de los transformadores sus bobinas, como está compuesto y sus características.

b. Flores y González (2008). Con su estudio sobre “Pruebas y Controles que deben realizarse a Transformadores de Distribución Monofásico Reconstruidos tipo Intemperie Sumergidos en Aceite”. Universidad de Carabobo. Hacen énfasis en los procedimientos para diagnosticar fallas en los transformadores de distribución planteando de forma clara los diferentes ensayos que deben realizarse a éstos, con las respuestas esperadas, qué indica cada resultado y los valores considerados como aceptables. La información recopilada al respecto sirvió de guía en la selección de las pruebas adecuadas para determinar el estado de los transformadores probados y la

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interpretación de los resultados obtenidos. Usando como instrumento de colección de datos la observación directa aportando a la investigación grande avances utilizando como guía de procedimientos de pruebas.

c. Villegas (2007).en su investigación abocada al “Diseño de un Banco de Pruebas para Transformadores Monofásicos de Distribución”. Universidad de Carabobo. Plantea de forma clara los problemas más comunes en los transformadores de distribución, indicando de igual forma las características físicas de dichos equipos. Previo al diseño del banco de pruebas fue necesario explicar las características constructivas del transformador, contribuyendo de esta manera con el logro de uno de los objetivos específicos de esta investigación al establecer la topología del transformador existente. Sus planteamientos sobre las pruebas aplicadas a transformadores monofásicos de distribución complementaron los criterios de selección de los ensayos aplicados para diagnosticar los equipos fallados en el laboratorio de pruebas de Elecentro, C.A. usando como instrumento de recolección de dato apoyos bibliográficos y fotográficos ayudando a la investigación de algunos parámetros que se deben respetar a la hora de diseñar un banco de pruebas para transformadores.

d. Díaz, E (2007). Desarrollo de soluciones dirigidas a la reducción de las fallas en los transformadores de distribución en la empresa Eleoccidente filial de Cadafe, Distrito técnico de punto fijo. Presentado en la instituto universitario politécnico de las fuerzas armadas nacionales, para optar al título de ingeniero Electricista. En este proyecto se detalla la importancia que representan los transformadores de distribución en lo que se refiere a confiabilidad, operatividad, mantenimiento y operación adecuada de los mismos; también detalla la ingeniería que se toma en cuenta para llevar a cabo las previsiones necesarias para su funcionamiento. Sus principales aporte para la propuesta son las características de los sistemas de distribución, tipos, causas de falla en los transformadores de distribución y la constitución de los transformadores de distribución. Utilizando como instrumento

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y recolección de datos la ayuda del personal técnico de la empresa ayudando a la investigación a establecer un procedimiento para minimizar fallas en las redes de distribución.

Bases Teóricas

Transformador

El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí eléctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. Mota y Contreras (2010).

Transformador monofásico

Transformador eléctrico monofásico donde se muestran sus_ dos enrollados. Como se observa, ambos enrollados_ se encuentran separados uno del otro, pero formando_ parte del. Mismo núcleo de acero al silicio. En el- enrollado primario o de entrada “E” se conecta la fuente. De suministro de. Tensión de corriente alterna, mientras- que en el enrollado secundario o de salida “S” se conecta- la carga, en este. Caso una resistencia (R). Villegas (2007).

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Figura 2. 3. Transformador

Fuente: Así Funciona (2008)

Transformador trifásico

Un transformador trifásico y entendemos que es una máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico trifásico, manteniendo una relación entre sus fases la cual depende del tipo de conexión de este circuito.

Los conceptos sobre transformadores monofásicos, son aplicables para transformadores polifásicos. Se debe considerar las fases una a una, y los resultados obtenidos serán los mismos en cada fase. Los transformadores trifásicos se utilizan para el suministro o el transporte de energía a grandes distancias de sistemas de potencias eléctricas. Lo que se conoce como la distribución eléctrica, a grandes distancias.

El transformador de distribución

Para cubrir todos los aspectos relevantes relacionados con el transformador de distribución aérea se deben abordar de forma concreta todos los aspectos teóricos y técnicos que faciliten la comprensión de la terminología utilizada, así como los principios y leyes que sustentan el funcionamiento y las pruebas aplicadas a los transformadores de distribución aérea. Comenzando por los conceptos básicos hasta llegar a las características y función de cada uno de sus componentes constructivos.

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Abarcando también de manera muy precisa los factores externos que pueden afectar el funcionamiento normal de estos equipos.

El transformador estático es un aparato empleado para transferir la energía eléctrica de un circuito de corriente alterna a otro, sin variar la frecuencia. Esta transferencia va acompañada habitualmente, pero no siempre, de un cambio de tensión. Un transformador puede recibir energía y devolverla a una tensión más elevada, en cuyo caso se llama transformador elevador, o puede restituirla a una tensión más baja, en cuyo caso es un transformador reductor. En caso de reintegrar la energía con la misma tensión recibida se dirá que es un transformador con una relación de transformación igual a la unidad y es utilizado principalmente cuando se desea separar una red primaria y una secundaria en los mismos niveles de tensión, por ello se les denomina también transformadores de aislación.

Son considerados transformadores de distribución aquellos cuya capacidad nominal varía entre tres (10) y quinientos (500) KVA, los de mayor capacidad se denominan transformadores de potencia. Los transformadores de distribución se pueden clasificar a la vez en transformadores de distribución de potencia y transformadores de distribución propiamente dichos, encargados de reducir los niveles de tensión de la red de alto voltaje a los niveles normalizados utilizados por los usuarios.

El transformador se fundamenta en que la transmisión de energía por inducción de un arrollamiento a otro, dispuestos en el mismo circuito magnético, puede realizarse con excelente rendimiento. Las fuerzas electromotrices se inducen por la variación de la magnitud del flujo magnético con el tiempo. El flujo común o mutuo (φ) al pasar por el circuito magnético constituido por el núcleo de hierro, no sólo lo abrazan las espiras del secundario, sino también las del primario, y por lo tanto, debe inducir una fuerza electromotriz en ambos arrollamientos que al producirse por un mismo flujo, dependerá del número de espiras que conforme cada

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arrollamiento, por ende la fuerza electromotriz total inducida en cada uno de los arrollamientos debe ser proporcional al número de espiras que lo componen.

Las características del transformador de distribución, desde el punto de vista constructivo según norma COVENIN 536 y 537 son:

1. Potencia nominal entre 10 y 167.5 KVA. 2. Soportar intemperie.

3. Monofásicos.

4. Frecuencia de 60 Hz.

5. Dos entradas (bushing) de alta deben estar colocados en la tapa. 6. Cuatro (04) terminales de baja ubicadas en el tanque o cuba. 7. Dos (02) arrollados.

8. Auto refrigerado. Tipo de refrigeración ONAN 9. Tensiones nominales:

10. Devanado de alta: 13,8 KV. 11. Devanado de baja: 120/240 V. 12. Nivel de aislamiento:

13. Tensión mayor del sistema: 15.5 KV (eficaz).

14. Tensión de ensayo por onda de choque: 95 KV (cresta). 15. Tensión de ensayo a frecuencia industrial: 38 KV (eficaz).

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16. Cambiador de tomas en vacío colocado exteriormente al tanque con unagama de regulación +4%, -10%; con cinco pasos con tensiones de toma:14400, 13800, 13200, 12870, 12540 V.

17. Poseer dos conexiones a tierra ubicadas en el tanque.

18. Poseer adaptador para sujeción al poste con abrazaderas, exceptuando los tanques para transformadores de 100 y 167.5 KVA.

19. Dos ganchos para el levantamiento del transformador.

Tipos de transformadores Según su Aplicación y Construcción Empresas Caivet (2010)

Transformador elevador/reductor de tensión:

Son empleados por empresas transportadoras eléctricas en las subestaciones de la red de transporte de energía eléctrica, con el fin de disminuir las pérdidas por efecto Joule. Debido a la resistencia de los conductores, conviene transportar la energía eléctrica a tensiones elevadas, lo que origina la necesidad de reducir nuevamente dichas tensiones para adaptarlas a las de utilización.

Transformadores elevadores

Este tipo de transformadores nos permiten, como su nombre lo dice elevar la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada. Esto quiere decir que la relación de transformación de estos transformadores es mayor a uno.

Transformador de alimentación:

Pueden tener una o varias bobinas secundarias y proporcionan las tensiones necesarias para el funcionamiento del equipo. A veces incorpora un fusible que corta su circuito primario cuando el transformador alcanza una temperatura excesiva,

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evitando que éste se queme, con la emisión de humos y gases que conlleva el riesgo de incendio. Estos fusibles no suelen ser reemplazables, de modo que hay que sustituir todo el transformador.

Transformador trifásico

Tienen tres bobinados en su primario y tres en su secundario. Pueden adoptar forma de estrella (Y) (con hilo de neutro o no) o delta -triángulo- (Δ) y las combinaciones entre ellas: Δ-Δ, Δ-Y, Y-Δ y Y-Y. Hay que tener en cuenta que aún con relaciones 1:1, al pasar de Δ a Y o viceversa, las tensiones de fase varían.

Estabilizador de tensión

Es un tipo especial de transformador en el que el núcleo se satura cuando la tensión en el primario excede su valor nominal. Entonces, las variaciones de tensión en el secundario quedan limitadas. Tenía una labor de protección de los equipos frente a fluctuaciones de la red. Este tipo de transformador ha caído en desuso con el desarrollo de los reguladores de tensión electrónicos, debido a su volumen, peso, precio y baja eficiencia energética.

Transformador electrónico

Está compuesto por un circuito electrónico que eleva la frecuencia de la corriente eléctrica que alimenta al transformador, de esta manera es posible reducir drásticamente su tamaño. También pueden formar parte de circuitos más complejos que mantienen la tensión de salida en un valor prefijado sin importar la variación en la entrada, llamados fuente conmutada.

Transformador de frecuencia variable

Son pequeños transformadores de núcleo de hierro, que funcionan en la banda de audiofrecuencias. Se utilizan a menudo como dispositivos de acoplamiento en circuitos electrónicos para comunicaciones, medidas y control.

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28 Tipo convencional de poste

Los transformadores de este tipo (Fig. 4) constan de núcleo y bobinas montados, de manera segura, en un tanque cargado con aceite; llevan hacia fuera las terminales necesarias que pasan a través de bujes apropiados.

Figura 2. 4. Transformador Convencional de poste

Fuente: Manual de CADAFE (2000)

Los bujes de alto voltaje pueden ser dos, pero lo más común es usar un solo buje además de un terminal de tierra en la pared del tanque conectada al extremo de tierra del devanado de alto voltaje para usarse en circuitos de varias tierras.

El tipo convencional incluye solo la estructura básica del transformador sin equipo de protección alguna.

La protección deseada por sobre voltaje, sobrecarga y cortocircuito se obtiene usando aparta-rayos e interrupciones primarias de fusibles montados separadamente en el poste o en la cruceta muy cerca del transformador.

La interrupción primaria del fusible proporciona un medio para detectar a simple vista los fusibles quemados en el sistema primario, y sirve también para sacar

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el transformador de la línea de alto voltaje, ya sea manual, cuando así se desee, o automáticamente en el caso de falla interna de las bobinas.

Banco de Pruebas

Cuando hablamos de bancos de pruebas (en inglés testbench) nos referimos al conjunto elementos utilizados para probar un diseño. El concepto se basa en la analogía con un banco de pruebas físico, utilizado para verificar el funcionamiento de un dispositivo

Tipos de Bancos de Prueba Banco de prueba hidráulico

El Banco de Prueba posee una válvula selectora de cuatro vías eléctrica para ciclar actuadores y tomar velocidad de vástago, válvulas de sentido, válvulas flap, válvula de tren, válvula de corte solenoide.

El banco de prueba hidráulico posee la característica que está conectado a un ordenador que a su vez tiene una plaqueta de adquisición de datos, esto permite realizar las siguientes tareas:

1. Durante la prueba (en tiempo real) se puede observar por un monitor el caudal que genera la bomba, el caudal que genera el banco de prueba, la temperatura del fluido, el giro de la bomba, las revoluciones por minuto del elemento, el voltaje del solenoide, el tiempo desde que se puso en marcha, etc.

2. Permite que podamos ver en tiempo real las gráficas correspondientes a presión, caudal, temperatura, rpm., voltaje, etc. a través del tiempo de prueba.

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3. El banco conjuntamente con el ordenador actúan realizando la prueba de acuerdo a los datos suministrados por el fabricante.

4. Mientras se cumple el testeo el ordenador envía señales al banco de prueba, dicho banco posee tres indicadores de luz rojo, amarillo y verde, mientras se está cumpliendo la condición esta prendida la luz amarilla, cuando se cumplió la condición se pasa a la luz verde y si no se cumplió la condición se prendera la roja empezando nuevamente el test.

5. El ordenador permite testear cada manómetro durante la prueba y sacar una tabla de errores ya que poseemos una válvula selectora de seis vías comunicada a un sensor de presión.

6. También podemos visualizar cada instrumento en el monitor del ordenador y cambiar escala de valores, convertir unidades, etc.

7. Por último cuando ha terminado la prueba el ordenador genera varios tipo de curvas comparativas con las del fabricante

Banco de pruebas dinamométricas

Producen un frenado del motor por acción de un dispositivo “activo” que disipa la energía entregada en forma de calor. Los más comunes son los eléctricos de corrientes parasitas y las hidráulicas.

Banco de pruebas inerciales

No poseen un elemento que produzca una carga, sino que cuentan con una masa inercial que opone resistencia al motor o vehículo, solamente mientras este esté acelerándose. No producen resistencia en un régimen de RPM estacionario.

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Banco de pruebas hibrido

Posee una masa inercial importante y al mismo tiempo cuenta con un dinamómetro para producir carga en régimen fijo. El caso más común es el de los rolos con dinamómetro acoplado.

Banco de Prueba de Transformadores

Se le da por nombre banco de prueba de transformadores porque es el lugar que contiene los equipos necesarios para realizar todas las pruebas respectivas para garantizar que el transformador se encuentra en condicionas de trabajo.

El transformador se somete a unos minutos de observación bajos las pruebas de tensión y corriente este equipo está conformado por dos partes

1. La parte de control la cual se encarga de la activación y desactivación de las pruebas aplicadas al transformador.

2. La parte de fuerza es la parte que maneja las tenciones y corrientes aplicadas al transformador.

Ensayo por tensión aplicada Propósito

Mediante este se determina si se encuentra en perfecto estado el nivel de aislamiento de los devanados alta y baja tensión, entre éstos y el tanque o cualquier otro elemento puesto a tierra.

Objeto

Comprobar si el sistema de aislamiento del transformador resiste el valor de tensión eléctrica especificado por las normas, con respecto a tierra.

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Generalidades

La tensión a ser aplicada en el devanado de alta debe ser de 13.8KV y en lado de baja debe ser de 115V.

La duración del ensayo es de 60 seg. Para cada devanado.

Si se realiza nuevamente ensayos de recepción por tensión aplicada o por tensión inducida en un transformador que ya ha satisfecho una vez estos ensayos de tensión aplicada en estos nuevos ensayos no deberán sobrepasar en un 75% de la tensión de ensayo original.

Criterio de aceptación

Una vez finalizado el ensayo se considera satisfactorio si durante el tiempo de duración del mismo no se presentan anomalías dentro del transformador tales como: Ruido audible, Humo, Burbujas, Aumento súbito de la corriente consumida. De suceder algunos de estos efectos, el ensayo de tensión aplicada no será aprobado.

Causas frecuentes de fallas

Durante el ensayo la corriente aumenta bruscamente a consecuencia de:Baja aislación entre las espiras, defecto del papel aislante, bajo nivel de aceite.

Medición de las pérdidas debido a la carga. Propósito

Con este ensayo se obtienen las pérdidas de los devanados bajo condiciones de carga, las cuales comprenden las pérdidas por efecto joule, la tensión de cortocircuito y la impedancia de cortocircuito.

Objeto

El ensayo de medición de pérdidas debido a la carga permite conocer las pérdidas por efecto joule a plena carga y por corrientes parásitas (Foucault) originado

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en los conductores por los flujos alternos que la atraviesan, así como, conocer los parámetros de la tensión de cortocircuito o impedancia de cortocircuito del equipo y calcular la tensión de corto circuito.

Generalidades

Determinar el valor de la corriente nominal, Cortocircuitar el lado de baja tensión y medir la temperatura ambiente del aceite, calcular a continuación el factor de relación de temperatura.

Contrastar los resultados con una tabla especificada a tal efecto en el Manual de CADAFE.

Se producen pérdidas altas a consecuencias de: Cambiador de toma no está en posición nominal, conexiones internas flojas, sección insuficiente de los conductores utilizados para cortocircuitar el devanado de baja tensión.

No se leen pérdidas como consecuencias de un circuito abierto en el devanado de baja tensión.

Ensayos de medición de las pérdidas y de la corriente en vacio. Propósito

Este ensayo permite medir las perdidas por histéresis y las corrientes parasitas en el núcleo.

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Objeto

Las pérdidas medidas en el ensayo de vacío representan las pérdidas por histéresis y corrientes parasitas en el núcleo. Estas pérdidas se consideran fijan, es decir, son independientes de la carga o de la temperatura.

Generalidades

Calcular el valor teórico de la corriente de devanado de baja tensión para determinar el porcentaje de la corriente de vacío.

Contrastar los resultados con una tabla especificada a tal efecto en el Manual de CADAFE.

Causas frecuentes de fallas:

Se originan pérdidas altas en el núcleo y corriente de vacío alta a consecuencia de las láminas del núcleo flojas y corta exposición en el horno.

Ensayo por tensión inducida. Propósito

El ensayo de tensión inducida permite conocer el estado de aislamiento entre las espiras de los devanados. Este ensayo se realiza a frecuencias superiores a la frecuencia industrial, lo cual evita que se sature el núcleo del transformador y que la corriente de excitación no sea tan alta con respecto a la corriente de excitación del transformador en vacío a tensión nominal.

Objeto

Este ensayo nos permite comprobar el aislamiento entre espiras del devanado de baja tensión y aislación contra el tanque o cualquier elemento aterrado. Consiste

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en la aplicación de una tensión de ensayo que debe ser al doble de la tensión nominal a una frecuencia que sobrepasa suficientemente la secuencia nominal, a fin de evitar una corriente de excitación excesiva.

Generalidades

Conocer el valor de la frecuencia que se debe aplicar para el cálculo del tiempo. Se aplica por el devanado secundario una tensión igual al doble de la tensión nominal. La tensión se mantendrá por el tiempo determinado del presente ensayo.

El ensayo se considera satisfactorio si no se presentan anomalías tales como: Ruidos audibles, Humo, Burbujas, Aumento brusco de la corriente de alimentación. Vibraciones fuertes, Ruidos anormales, excepto el ruido magnético que se genera por la sobre inducción a la que se somete el equipo.

Si durante el ensayo se observa un aumento súbito de la corriente de alimentación y simultáneamente se dispara la protección (fusible o disyuntor) es indicio de que ocurrió un corto circuito que pueda estar localizado entre el devanado de baja tensión contra el núcleo o el devanado de alta tensión contra algún otro elemento conectado a tierra.

Conductor Eléctrico

Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de carga eléctrica.

Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja.

Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las