TESIS1

DISEÑO Y MONTAJE DE UN PROTOTIPO DE LABORATORIO DE UNA SUBESTACIÓN FLEXIBLE A CAMBIOS DE CONFIGURACION

ISMAEL QUEJADA ROVIRA

MARVIN STEVEN ORTIZ ALVAREZ

Director: GERMAN DARIO ZAPATA MADRIGAL

Medellín UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

FACULTAD DE MINAS 2005

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CONTENIDOS

Pagina

Prologo…………………………………………………………………………… …….. 5

1. Introducción ………………………………………………………………….. ……... 6

2. Justificación………………………………………………………………………….. 7

3. Objetivo general……………………………………………………………… .......... 8

3.1. Objetivos específicos ……………………………………………………. 8

4. El gabinete eléctrico………………………………………………………………… 9

4.1. Características…………………………………………………………….. 9 4.1.1. Dimensiones y formas …………………………………………………. 9

4.1.2. Materiales constructivos………………………………………………..10

4.1.3. Tipos de puerta y cierres……………………………………………….11

4.1.4. Grados de protección…………………………………………………...11

4.1.5. Lugar de emplazamiento……………………………………………….11

4.1.6. Formas de sujeción……………………………………………………..11

4.1.7. Acondicionamiento interior……………………………………………..11

5. Diseño del prototipo de laboratorio……………………………………………….12

5.1. Diseño de la parte frontal…………………………………………………12

5.1.1. Doble configuración……………………………………………………..13

5.1.2. Diagramas superpuestos (cintas de colores)………………………...14

5.1.3. Diagramas superpuestos (cintas magnéticas)……………………….15

6. Simulación de señales…………………………………………………………….. 17 6.1. Señales independientes a seccionadores e interruptores…………….17

6.2. Señales de estado de elementos………………………………………..18

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7. Diseño de la parte interna………………………………………………………….20

8. Diseño de la parte posterior………………………………………………………..22

9. Presupuesto de elementos………………………………………………………….23

10. Verificación y recepción de material……………………………………………... 25

11. Montaje del prototipo de laboratorio……………………………………………... 26

12. Puesta en servicio…………………………………………………………………..26

12.1. Detección y reparación de averías……………………………………...28

13. Prueba de algoritmos en el prototipo……………………………………………..28

14. Conclusiones………………………………………………………………………..29

15. Bibliografía…………………………………………………………………………..30

16. Anexos……………………………………………………………………………….31

16.1 Enclavamientos a ser modelados……………………………………….31

16.2 Configuración doble barra más seccionador de transferencia……….33

16.3 Configuración interruptor y medio……………………………………….39

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LISTA DE FIGURAS

Pág. Figura 1- Propuesta de doble configuración………………………………………….13

Figura 2- Propuesta de diagramas superpuestos (cintas de colores)……………..14

Figura 3- Propuesta de diagramas superpuestos (cintas magnéticas)……………15

Figura 4- Diagrama de señales independientes a seccionadores e interruptores.17

Figura 5- Circuito electrónico de apertura y cierre del contacto……………………19

Figura 6- Distribución en la tarjeta electrónica……………………………………….20

Figura 7- Diseño de la parte interna…………………………………………………...21

Figura 8- Diseño de la parte posterior………………………………………………...22

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PROLOGO

Este documento se ha trabajado con gran dedicación con el fin de mostrar una

alternativa simple para el diseño de un prototipo de laboratorio plasmando los

conocimientos fundamentales que se adquirieron en su desarrollo para lograr que

este sea una guía de diseño muy importante, tanto a nivel universitario como

profesional. Mucha gente ha colaborado de una u otra forma para lograr este diseño y

montaje. Seria imposible tratar de mencionarlos a todos sin caer en penosas

omisiones; por ello queremos agradecer a todos y cada uno de ellos por sus

valiosos aportes y dedicación.

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INTRODUCCION

Desde un punto de vista general el gabinete eléctrico es el corazón de la

instalación eléctrica. En el están reunidos todos los elementos de accionamiento y

control de los receptores. Recibe las órdenes y señales procedentes de los

elementos de maniobra y de los captores y conduce la energía eléctrica hacia los

receptores para que realicen los cometidos que tienen encomendados.

Este informe, tendrá como base teórica los Trabajos Dirigidos de Grado [2], [3]

realizados por estudiantes de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de

Colombia Sede Medellín. Paralelamente a este TDG se están realizando y se

realizarán otros TDG´s que contribuirán a la culminación y alcance de los objetivos

del proyecto general “Herramientas Informáticas para el Diseño Normalizado de

Algoritmos Implementables en PLC´s para Automatización de Subestaciones”,

propuesto a la Universidad Nacional de Colombia sede Medellín por Interconexión

Eléctrica S.A. (ISA), con el aval de COLCIENCIAS, con miras a obtener

mecanismos que permitan realizar en forma remota la adquisición de datos, las

maniobras de los equipos y ejercer el control de la operación en forma oportuna,

segura y confiable como lo requiere un servicio tan especializado y necesario para

la marcha del país como es el de la transmisión de energía eléctrica desde los

centros de generación hasta los consumidores finales

7

2. JUSTIFICACIÓN

El importante realizar el diseño y montaje de un gabinete eléctrico debido a que

este contiene los elementos necesarios para la visualización parcial o total de la

subestación, con el fin de tomar decisiones para su maniobrabilidad. Este

corresponde a un esquema sinóptico de la configuración de la subestación, en

donde también se representan los equipos de maniobra (interruptores y

seccionadores) y a su vez permite su comando.

Antes de instalar los PLC en una subestación con sistema SAS es de vital

importancia que estos sean probados previamente en una subestación a escala ya

que si son implementados directamente y están mal programados pueden ejecutar

tareas no deseadas que causarían daños irreparables en los equipos, todo esto

ejecutado para verificar el correcto funcionamiento de las maniobras que se

quieren realizar, siendo esta otra de las principales razones por la cual se requiere

un prototipo de laboratorio de la subestación.

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3. OBJETIVO GENERAL

• Diseñar y montar un prototipo de laboratorio para subestaciones con

flexibilidad a cambios de configuración.

3.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS

1. Diseñar y construir un prototipo de laboratorio para subestaciones, flexible a

cambios de configuración, que permita validar los programas de PLC

requeridos para la automatización de subestaciones.

2. Obtener el presupuesto de los elementos requeridos para el prototipo de

laboratorio.

3. Realizar el montaje del prototipo de laboratorio.

4. Probar los códigos de PLC para la automatización de subestaciones

diseñados en el proyecto “Diseño Normalizado de Algoritmos

Implementables en PLC´s para Automatización de Subestaciones”

9

4. EL GABINETE ELÉCTRICO

Dada la importancia que el gabinete eléctrico tiene en el conjunto de la instalación,

debe reunir una serie de características para asegurar las prestaciones que debe

dar con las máximas garantías.

Características principales que se deben considerar en el momento de elegir un

gabinete eléctrico:

Dimensiones y formas.

Materiales constructivos.

Tipos de puertas y cierres.

Grados de protección.

Lugar de emplazamiento.

Formas de sujeción.

Acondicionamiento interior.

Otras características que convenga resaltar.

4.1 Estudio de las características. 4.1.1 Dimensiones y formas.

a) Dimensiones: El gabinete tendrá la capacidad que permita montar e instalar los aparatos que

deban alojar, con cierta holgura permitiendo el desahogo en el cableado para

que resulte fácil el seguimiento y localización de los conductores.

10

Por otro lado, es recomendable una sobrecapacidad de aproximadamente un

30% en la superficie y volumen, para asegurar la colocación de aparatos en

posibles futuras ampliaciones.

El coste de este sobredimensionado no repercute en el presupuesto final y da

muchas facilidades en una posible ampliación o cambio de funcionalidades en

el automatismo y su aparellaje.

b) Formas: En la selección del gabinete es muy importante la elección de la forma, ya que

tiene repercusiones en:

• Aspecto externo.

• Forma constructiva.

• Ergonomía respecto a su accesibilidad.

• Posicionamiento en su lugar de trabajo.

4.1.2 Materiales constructivos. Cualquier material no es bueno para fabricar o suministrar un gabinete. La

elección de materiales con los que se construye el chasis o se suministra

desde el comercio, depende de diversos factores, como son por ejemplo:

• Dimensiones.

• Lugar de implantación.

• Ambiente del local.

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4.1.3 Tipos de puerta y cierres. Los gabinetes pueden tener sus accesos cerrados con tapas o puertas.

Se trata de tapas cuando los cierres se atornillan y de puertas cuando se

soportan sobre bisagras y cierres.

4.1.4 Grados de protección. Es de gran importancia la elección correcta del material y en concreto el grado

de protección, ya que de no hacerlo, hay riesgo de rápido deterioro del

contenido.

4.1.5 Lugar de emplazamiento. El lugar de emplazamiento condiciona la elección de los materiales, y también

la protección adicional a darles.

4.1.6 Formas de sujeción. Es importante la sujeción de los gabinetes, del tipo que sean, o las paredes, al

suelo.

Se deben utilizar medios seguros y adecuados al dimensionado y peso de lo

que se quiere sujetar.

4.1.7 Acondicionamiento interior. Cuando se trata de un gabinete cerrado y el número de elementos que

contiene es elevado y disipan mucho calor, hay que evacuarlo para asegurar

un régimen de trabajo adecuado. Los procedimientos que existen para evacuar

el calor son los extractores. Otras veces la simple ventilación natural es

suficiente.

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5. DISEÑO DEL PROTOTIPO DE LABORATORIO Se parte de un gabinete existente en el Laboratorio de máquinas eléctricas de la

Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín el cual tiene las siguientes

dimensiones: 170 cm de altura y 90 cm de ancho. Se divide el diseño en tres

partes como se especifica a continuación:

5.1 DISEÑO DE LA PARTE FRONTAL

La parte frontal del prototipo es donde se realizan los comandos de apertura y

cierre correspondientes a los seccionadores e interruptores de una subestación

real (siempre y cuando el selector de mando esté en “local”) los cuales se simulan

con pulsadores que envían la señal hacia el PLC para ser procesada en el código

que se le implementa al mismo.

Debido a los requerimientos del diseño de ajustarse a las necesidades del

proyecto general “Diseño Normalizado de Algoritmos Implementables en PLC´s

para Automatización de Subestaciones” se realizan las siguientes propuestas con

sus respectivas ventajas y desventajas de aplicación:

• Doble configuración.

• Diagramas superpuestos (Cintas de colores).

• Cintas magnéticas: Estas dan la facilidad de armar cualquier tipo de

configuración.

13

5.1.1 Doble configuración

Con este diseño se tienen las dos configuraciones a utilizar por separado

teniendo facilidad de ilustración de cada una de estas.

Es de tener en cuenta que al utilizar pulsadores y pilotos de 22 mm. para los

mandos de apertura y cierre de los interruptores y seccionadores queda imposible

la ubicación de estos elementos, considerando la cantidad que requiere de estos.

Por tanto no se tendrá el espacio suficiente para ello en el gabinete que se va a

utilizar en este diseño. Una solución a este inconveniente sería utilizar pulsadores

y pilotos de menor diámetro para que puedan instalarse en las dimensiones del

cuadro (gabinete).

Figura 1. Propuesta de doble configuración

14

5.1.2 Diagramas superpuestos (cintas de colores)

En este diseño se requieren cintas de colores para diferenciar una configuración

de otra. Se tiene una ubicación estratégica de los elementos para que la

implementación de ambas configuraciones sea fácil y entendible.

Aquí no se presenta el problema de dimensiones por cantidad de elementos al

utilizar pulsadores de 22 mm.

Figura 2. Propuesta de diagramas superpuestos (cintas de colores)

15

5.1.3 Diagramas superpuestos (cintas magnéticas)

En este diseño se tiene la misma ubicación de elementos que la ilustrada en el

diseño por cintas de colores, la diferencia es que aquí se tienen cintas magnéticas

desmontables para realizar las configuraciones sin necesidad de utilizar cinta

plástica cada vez que se vaya a efectuar una prueba, lo cual implica costos y

daños en la superficie del gabinete.

Figura 3. Propuesta diagramas superpuestos (cintas magnéticas)

16

A continuación se presenta una tabla donde se muestran las ventajas y

desventajas que presenta cada configuración, para posteriormente escoger la más

práctica y económica.

CONFIGURACIÓN VENTAJAS DESVENTAJAS

Doble configuración

Ilustra gráficamente

Duplicidad de

pulsadores (costos)

Poca flexibilidad

Como utilizar la

configuración

correcta.

Diagramas

superpuestos (cintas

de colores)

No se duplican los

elementos.

No es necesario

seleccionar

Configuración.

Poco ilustrativo

gráficamente.

Poco flexible.

Cintas magnéticas

No se duplican los

elementos

Flexible.

No requiere

seleccionar la

configuración.

Compleja

Poco ergonómica.

Tabla 1. Comparación de propuestas de la parte frontal

17

Del análisis de las tres propuestas de la parte frontal del gabinete se deduce que

la más factible es la de diagramas superpuestos con cintas magnéticas ya que es

la que presenta menos problemas al querer realizar pruebas de una configuración

e inmediatamente pasar a otra sin necesidad de seleccionarla, también en esta no

se duplican elementos, lo cual conduce a una reducción de costos.

6. SIMULACIÓN DE SEÑALES 6.1 Señales independientes a seccionadores e interruptores.

La simulación se realiza mediante pulsadores de menor diámetro con respecto a

los utilizados en el mímico de la subestación. Esto considerando el número

señales a simular. Además, se adiciona un piloto pequeño para visualizar que

señal se esta utilizando y evitar complicaciones al realizar un enclavamiento en

particular.

Figura 4. Señales independientes a seccionadores e interruptores

18

6.2 Señales de estado de elementos.

Para la simulación de seccionadores e interruptores se utilizan contactos trifásicos

de 12A. estos obtienen la señal desde el PLC por medio de una tarjeta electrónica

que simula la señal de apertura y cierre de los seccionadores e interruptores,

Además, a través de estos contactos se simula una temporización que representa

el tiempo que se demoran los seccionadores reales de una subestación en abrir y

cerrar.

La señal de apertura y cierre de elementos se realiza mediante señales

independientes que llegan a las entradas set y reset de un flip-flop 4027N, del cual

por la salida no negada sale la orden de energizar o desenergizar la bobina del

contacto.

Para la temporización se utiliza un amplificador LM324 que al cerrarse o abrirse el

contacto se carga o descarga un condensador de 220 µf y con un potenciómetro

de 10k se aumenta o disminuye el tiempo en el que el condensador llega a su

límite de cargabilidad, lo cual implica una variación de tiempo en la salida del

amplificador, la cual llega a un relé de 12 V el cual me da la realimentación al PLC

para verificar si el contacto operó bien, en caso contrario mostrar una alarma.

Con la ayuda del software Eagle se realiza el circuito para luego distribuirlo

correctamente en la tarjeta electrónica. Se obtiene la siguiente:

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Figura 5. Circuito electrónico de apertura y cierre del contacto

20

Figura 6. Distribución de la tarjeta electrónica

7. DISEÑO DE LA PARTE INTERNA

En la parte interna es donde van ubicados los elementos que van a simular los

seccionadores e interruptores de una subestación, conjuntamente se incluye el

cableado de estos hasta la parte posterior que es donde se retoman las señales

para ser enviadas al PLC y donde llegan las señales desde el PLC hacia los

elementos.

Para este diseño se debe tener en cuenta el tamaño de los elementos a utilizar

para la simulación de los seccionadores e interruptores (contactores), con su

21

correspondiente tarjeta electrónica para la simulación de señales desde cada

elemento. Igualmente debe considerarse las fuentes de voltaje que se requieren

para el funcionamiento de dichas tarjetas y la correcta distribución de todos los

elementos ya mencionados para evitar inconvenientes en el cableado, y

posteriormente para el mantenimiento del prototipo.

Figura 7. Diseño de la parte interna

22

8. DISEÑO DE LA PARTE POSTERIOR Es donde se retoman las señales para ser procesadas en el PLC y llegan las

señales de mando del mismo hacia los elementos. También se realizan las

configuraciones para hacer pruebas con carga en el gabinete, simulando así una

subestación real ya sea en configuración doble barra con seccionador de

transferencia o interruptor y medio.

Figura 8. Diseño de la parte posterior

23

9. PRESUPUESTO DE ELEMENTOS

Los productos, materiales y aparatos se pedirán y suministrarán de acuerdo con

las condiciones de compra que quedarán suficientemente recogidas en la

especificación técnica que acompañará al pedido.

Se realiza el presupuesto de los elementos requeridos para el montaje que no se

tienen disponibles en el laboratorio de máquinas eléctricas para comparar precios

y luego realizar la compra de los mismos. A continuación se muestra dicho

presupuesto

DESCRIPCIÓN CANTIDAD V. UNITARIO V. TOTAL

MK621 BANANA MACHO 320 $ 200,00 $ 64.000,00

MK624 BANANA HEMBRA 180 $ 200,00 $ 36.000,00

MT404 BANANA HEMBRA 140 $ 400,00 $ 56.000,00

SW642 PULSADOR SWICHE 100 $ 800,00 $ 80.000,00

2N2222P TRANSISTOR 100 $ 100,00 $ 10.000,00

TIP41C TRANSISTOR 20 $ 1.000,00 $ 20.000,00

P20K POTENCIÓMETRO 20 $ 680,00 $ 13.600,00

RELE 12VDC 5 PINES 20 $ 1.000,00 $ 20.000,00

4027 INTEGRADO 20 $ 700,00 $ 14.000,00

BN2 BORNERA 70 $ 620,00 $ 43.400,00

BN3 BORNERA 40 $ 930,00 $ 37.200,00

IN4007 DIODO 20 $ 40,00 $ 800,00

B14 BASES 18 $ 80,00 $ 1.440,00

B16 BASES 18 $ 120,00 $ 2.160,00

CONDENSADOR 0.1/50 CERAMICO 30 $ 90,00 $ 2.700,00

220/50 CONDENSADOR 20 $ 300,00 $ 6.000,00

RESISTENCIAS 1OK, 1K 1/4W 100 C/U 200 $ 15,00 $ 3.000,00

SOLDADURA KESTER 0.031mm 1 $ 39.300,00 $ 39.300,00

CABLE VEHICULO AWG 18 900 $ 240,00 $ 216.000,00

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BOMBILLO BAYONETA B9 110V 15 $ 1.541,00 $ 23.115,00

CANALETA BT DEXSON 60x40 RANURADA 8 $ 14.365,00 $ 114.920,00

PERFIL OMEGA AM1DP200 3 $ 9.280,00 $ 27.840,00

MARCADOR P/CABLE LEG 20-18 #0 38210L 10 $ 1.488,00 $ 14.880,00

REFERENCIADO ANILLADO AR1 A 3 $ 2.552,00 $ 7.656,00

CORREA DEXSON T12 30 CMS. (4.8mm) 10 $ 87,00 $ 870,00

BASE PARA CORREA PLASTICA BLANCA 10 $ 174,00 $ 1.740,00

CIRCUITO IMPRESO 8cm x 8cm 13 $ 5.120,00 $ 66.560,00

IMPRESIÓN 1 $ 8.000,00 $ 8.000,00

CORTA FRÍO PELACABLE

MARCA:PROSKIT, REF: 1PK066N 1 $ 15.900,00 $ 15.900,00

CAUTIN 30W

MARCA:NICHOLSON 1 $ 27.900,00 $ 27.900,00

JUEGO DE PERILLEROS

MARCA:PROSKIT, REF:8PK2061 1 $ 8.000,00 $ 8.000,00

DESTORNILLADOR DE PALA, L:75MM

D:5MM

MARCA:PROSKIT, REF:89502A 1 $ 4.100,00 $ 4.100,00

DESTORNILLADOR DE ESTRELLA, L:75MM

D:5MM

MARCA:PROSKIT, REF:89502B 1 $ 4.500,00 $ 4.500,00

DESTORNILLADOR DE PALA, L:75MM

D:3,2MM


DESTORNILLADOR DE ESTRELLA, L:75MM

D:5MM


TERMINAL TUBULAR REF: 4602/8 170 $ 120,00 $ 20.400,00

SUBTOTAL $ 1.018.881,00

$ 163.020,96

IVA $ 1.181.901,96

4*1000 $ 4.727,61

TOTAL $ 1.181.901,96

GRAVOPLY GRABADO DE 5X3 CMS 70 3,103 $ 217.210

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GRAVOPLY GRABADO DE 4X1.5 CMS 160 1,724 $ 275.840

SUBTOTAL $ 493.050

IVA $ 78.888

$ 571.938

4*1000 $ 2.288

TOTAL $ 574.226

SUBTOTAL $ 1.511.931,00

IVA $ 241.908,96

$ 1.753.839,96

4*1000 $ 7.015 TOTAL $ 1.760.855,32

10. VERIFICACIÓN Y RECEPCIÓN DEL MATERIAL

En el momento de recibir conviene asegurarse que las vibraciones y golpes

propios del transporte no han producido deterioro en el material suministrado

desde el exterior.

Este control visual del suministro se asegura de:

1. Que lo suministrado corresponde a lo pedido.

2. Que el suministro es completo en todas sus partes.

3. Para contactores:

• Verificar que sus partes móviles no han sido torcidas o desplazadas.

• Sacar cualquier cuerpo raro que pudiera haberse introducido en el

entrehierro de los contactos.

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11. MONTAJE DEL PROTOTIPO DE LABORATORIO DE UNA SUBESTACION FLEXIBLE A CAMBIOS DE CONFIGURACION

Para el montaje se parte de un gabinete existente en el laboratorio de maquinas,

al cual se le toman las medidas para la correcta distribución de los elementos

requeridos en el prototipo. Se presentan problemas en el momento del montaje

debido a que el gabinete ya mencionado ha sido ya utilizado en otros proyectos y

presenta características de desgaste en la placa metálica, la cual tiene huecos de

taladradas realizadas anteriormente y en la puerta de atrás la cual posee unos

esfuerzos metálicos que impiden la correcta instalación de bananas hembras que

son las que llevan la información hacia los PLC’s que se quieren probar, la

solución a este inconveniente fue modificar el diseño inicial tratando de evitar

taladradas en esta zona, esto no modifica bruscamente el diseño y la estética del

prototipo.

Todos los inconvenientes que se presentan se logran superar y se realiza el

montaje como era previsto en el diseño, se tiene el prototipo listo para realizar las

pruebas correspondientes con los algoritmos generados en el proyecto.

12. PUESTA EN SERVICIO DEL PROTOTIPO

Terminado el montaje se procede a la verificación de conexiones por sondeo.

Para la puesta en servicio del prototipo es necesario atenerse escrupulosamente a

las normas preventivas sobre accidentes, dictadas por los organismos de

seguridad e higiene en el trabajo, teniendo además muy presentes los consejos de

seguridad personal que a continuación se relacionan.

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1. No realizar maniobras en circuitos que no estén bajo control.

2. No manipular en circuito si no esta bajo tensión.

3. Toda la instalación está correctamente señalizada.

4. Para hacer las verificaciones, utilizar herramientas, aparatos e instrumentos

bien aislados y en perfecto estado.

5. No manipular manualmente los contactores bajo tensión.

6. Sin tensión. Accionar los contactores probándolos a mano para verificar que

los movimientos están libres de impedimento y la presión de contacto es

adecuada.

7. Verificar el aislamiento de los conductores y otras partes del prototipo como

los chasis y armarios.

8. Verificar entradas y salidas, así como la conexión a bornes.

9. Verificar el estado general del prototipo. Presentación, acabado, cableado,

conducción sobre tubos y canaletas, etc.

10. Anotar todo defecto para su rectificación posterior. Lo mismo se hará en lo

que afecta al esquema.

11. Se comprobará la correcta sujeción de las bobinas, pues las vibraciones a

que pueda quedar sometida, son desfavorables. Si el aparato debiera

limpiarse de polvo o suciedad puede utilizarse un cepillo de cerdas blandas.

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Para eliminar grasa u otra suciedad procedente de salpicaduras, se

emplearán disolventes, tratando de no empapar la pieza y si se trata de

bobinas, el barniz de impregnación no debe ser alterado por el disolvente

utilizado.

12.1 Detección y reparación de averías. La tecnología en el campo de la electricidad evoluciona casi diariamente, lo que

dificulta en gran manera la tarea de reparación.

Cuando la avería es importante y se desconoce el origen o causa de la misma,

habrá que proceder a examinar el esquema, centrando el análisis en la parte del

esquema donde se presupone que está la avería.

En los circuitos de potencia y en los contactos, deberá verificarse la tensión en la

entrada y en la salida de los aparatos.

13. PRUEBA DE ALGORITMOS EN EL PROTOTIPO

Luego de terminar el diseño se procede a probar el prototipo con los códigos

generados en los PLC’s S7-300 y el QUANTUM, los cuales son los que se tienen

disponibles en la Universidad. En estas pruebas se realizan maniobras para las

configuraciones doble barra más seccionador de transferencia e interruptor y

medio las cuales dan resultados satisfactorios y se logra lo esperado.

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14. CONCLUSIONES

1. La elección de un gabinete debe hacerse de forma rigurosa ya que debe

garantizar la conservación y el buen funcionamiento de los aparatos eléctricos

que va a contener.

2. Deben protegerse adecuadamente los elementos y aparatos que estén bajo

tensión eléctrica, en especial aquellos en los que haya una intervención más

directa del operario.

3. Para interpretar un plano mecánico hay que tener unas mínimas ideas sobre el

diseño mecánico.

4. Para realizar los trabajos de mecanizado de construcción de gabinetes

eléctricos, es necesario utilizar una serie de herramientas de entre las cuales

se citan las siguientes:

• Metros y útiles de medida como reglas, compases y escuadras.

• Útiles de corte como cizallas, sierras mecánicas y arcos de sierra.

• Soldadura blanda: Soldador para estaño.

• Herramientas portátiles como taladro, Amoladora, punzonadora,

atornilladores.

• Herramientas eléctricas como destornilladores, alicate universal, alicates

diversos, corta-hilos, tijeras, otros.

5. En el diseño y montaje de un gabinete o cuadro eléctrico para que la

realización y ejecución del proyecto sea óptima y adecuada juega un papel

fundamental la experiencia adquirida por quien diseña.

30

15. BIBLIOGRAFIA

1. Renato Céspedes. Marco Téllez. “Sistemas Integrados de Control y

Protección en Subestaciones”. KEMA-ECC Latinoamérica.

2. Medina Carlos Andrés, González Carlos Andrés. “Modelamiento de

controladores lógicos mediante Redes de Petri temporizadas interpretadas

por periferia”.2003.

3. Restrepo Camilo Ernesto, Sanz Fredy Alberto. “Metodología para modelar

esquemas de bloqueo en subestaciones utilizando Redes de Petri”.2003

4. Interconexión eléctrica S.A., Universidad Nacional de Colombia sede

Medellín. Proyecto “Herramientas informáticas para el diseño normalizado

de algoritmos implementables en PLC´s para automatización de

subestaciones”.2003

5. Carlos Felipe Ramírez. “Subestaciones de alta y extra alta tensión”.

6. Jaramillo Jaime Humberto, “Manual de adiestramiento en operación de

subestaciones”.1983

31

16. ANEXOS

16.1 ENCLAVAMIENTOS A SER MODELADOS

Teniendo en cuenta las comparaciones entre las enclavamientos para las

configuraciones doble barra mas seccionador de transferencia e interruptor y

medio, entre lo normalizado actualmente y lo diseñado para las subestaciones La

Miel y San Marcos respectivamente, se tendrán en cuenta inicialmente los

siguientes enclavamientos para ser modelados.

En la siguiente tabla se describen algunas condiciones cuyo nombre no es

autoexplicativo, la descripción de estas condiciones aplica para las dos

configuraciones ya mencionadas:

CONDICIÓN DESCRIPCIÓN

Acople cerrado Indica que el campo de acople esta cerrado.

Mando manual no operado Indica que la manivela de accionamiento mecánico manual del seccionador no esta insertada.

Mecanismo de operación bien (seccionador)

Indica que no se presenta falla en el mecanismo de operación del seccionador, para verificar esto es necesario que se cumplan las siguientes condiciones: Guarda motor no operado Circuito del motor con tensión Alimentación motor y control bien.

Otros Seccionadores de Transferencia abiertos

Indica que todos los seccionadores de transferencia están abiertos.

Otros Seccionadores de barra 2 abiertos Indica que todos los seccionadores de barra 2 están abiertos.

Tensión de línea N1 bien Indica que el MCB del núcleo 1 del transformador de tensión de campo esta cerrado.

Tensión de línea N2 bien Indica que el MCB del núcleo 2 del transformador de tensión de campo esta cerrado.

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Baja tensión de línea Indica que no hay tensión en la línea reportado por el relé de baja tensión (27).

Sincronismo OK. Indica que se cumplen las condiciones de Sincronismo para el cierre del interruptor.

By-pass de sincronismo Indica la opción que tiene el operador de cerrar el interruptor de línea directamente sin verificación de sincronismo.

Circuito de disparo1 bien Indica que el circuito de disparo 1 del interruptor esta en buen estado

Circuito de disparo 2 bien Indica que el circuito de disparo 2 del interruptor esta en buen estado.

Mecanismo de operación bien (interruptor)

Indica que no se presenta falla en el mecanismo de operación del Interruptor, para verificar esto es necesario que se cumplan las siguientes condiciones:

• Guarda motor no operado. • Circuito del motor con tensión. • Alimentación motor y control bien.

No discrepancia de polos (si requiere reposición manual)

Indica que el relé de discrepancia de polos no esta operado. Aplica solo cuando este relé requiere reposición manual.

Relé de disparo y bloqueo no operado Indica que el relé de disparo y bloqueo del interruptor no esta operado. Este relé tiene reposición manual, tanto local como remota.

Tensión B1 bien Indica que el MCB del transformador de tensión de la barra 1 esta cerrado.

Tensión B2 bien Indica que el MCB del transformador de tensión de la barra 2 esta cerrado.

Prot. PL1 disponible Indica que la protección principal 1 de línea esta disponible.

Prot. PL2 disponible Indica que la protección principal 2 de línea esta disponible.

Transf. tensión PL1 bien Indica que el MCB de la señal de tensión para la protección PL1 esta cerrado.

Transf. tensión PL2 bien Indica que el MCB de la señal de tensión para la protección PL2 esta cerrado.

INT. en remoto Indica modo de operación del interruptor en mando remoto.

Tensión de línea bien. Indica que el MCB del transformador de tensión de línea para verificación de sincronismo esta cerrado.

33

16.2 SUBESTACIÓN EN CONFIGURACIÓN DOBLE BARRA MAS SECCIONADOR DE TRANSFERENCIA

Maniobra del Seccionador LXX1

34



35



Maniobra de los Seccionadores MXX1 y MXX2

36

Cierre del Interruptor MXX0

37

Cierre del Interruptor LXX0 para campos de línea

38

Cierre del Interruptor LXX0 para reactores y transformadores

39

16.3 SUBESTACIÓN EN CONFIGURACIÓN INTERRUPTOR Y MEDIO

Maniobra de los Seccionadores L1X1 y L1X4

Maniobra del Seccionador L1X7

40



41


Maniobra de los Seccionadores M0X4 y M0X5

Maniobra de los Seccionadores L2X5 y L2X2

42

Cierre del Interruptor L1X0 para campos de línea

43

Cierre del Interruptor L1X0 para campos de reactores y transformadores

44

Cierre del Interruptor M0X0 para campos de línea

45

Cierre del Interruptor M0X0 para campos de reactores y transformadores

46

Cierre del interruptor L2X0 para campos de línea

47

Cierre del interruptor L2X0 para campos de reactores y transformadores

48

LÓGICA DE SELECCIÓN DE TENSIONES

SUBESTACIÓN EN CONFIGURACIÓN INTERRUPTOR Y MEDIO

DIAGRAMA 1 INTERRUPTOR L1X0

49

DIAGRAMA 2 INTERRUPTOR M0X0

50

DIAGRAMA 3 INTERRUPTOR L2X0

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