Informe Sub. San Rafael

UNIVERSIDAD TECNICA DE COTOPAXI INGENIERIA ELECTRICA

1. TEMA Informe de la visita técnica a la Subestación San Rafael. 2. OBJETIVO GENERAL Visitar la subestación subestación San Rafael, mediante la guía del docente instructor y de esta manera constatar que lo expuesto en el aula de clase se cumple en el funcionamiento y operación de dicha subestación. 3. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Investigar sobre el funcionamiento de los relés que se encuentran instalados en la subestación San Rafael.  Realizar un análisis breve de la visita técnica a la subestación.  Analizar las distintas etapas de funcionamiento de la subestación San Rafael. 4. MARCO TEORICO La subestación San Rafael de propiedad de la Empresa Eléctrica Provincial de Cotopaxi (ELEPCO S.A) se encuentra ubicada en un lugar estratégico en la parte sur de la ciudad de Latacunga.

Fig. # 1 (Ubicación de la subestación San Rafael) Allá por los años 1977 el sistema eléctrico eléctrico de Latacunga Latacunga se interconecta interconecta al Sistema Nacional Interconectado (S.N.I), mediante la subestación San Rafael Rafael y

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una línea de 69kv hasta la ciudad de Ambato. Con este evento se inicia la ampliación sin precedentes ya que se comienza a dar energía a varias fábricas antiguas y nuevas ubicadas en la vía a Lasso. A la vez se comienza a promocionar la integración de los cantones Salcedo, Pujilí, y Saquisilí. La subestación San Rafael cuenta con dos alimentadores a nivel de 69000(V) que son los siguientes 

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La línea que llega desde Ambato pasando por el cantón Salcedo, alimentando a la empresa cementera HOLCIM hasta por fin llegar a la subestación en mención. El segundo alimentador a nivel de 69000(V) llega desde Mulalo.

La línea de 69kv que llega desde Ambato se conecta a la subestación por medio de los aisladores tipo cadena, posteriormente se hace un puente dirigido a los descargadores, luego se dirige a los seccionadores tipo barra, y por ultimo a los trasformadores de corriente.

Fig. # 2(Descripción de la Subestación San Rafael)

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Aisladores en cadena: constituidos por un número variable de elementos según la tensión de servicio; formando una cadena móvil alrededor de su punto de unión al soporte Seccionadores: se usan para cortar tramos del circuito de forma visible. Para poder realizar la maniobra necesitan estar libres de carga, es decir, en el momento de la apertura no debe circular corriente alguna a través de él. Interruptores: estos dispositivos son capaces de soportar grandes corrientes de cortocircuito durante un periodo determinado de tiempo, esto les permite realizar la maniobra con carga. Tabla. #1

Tabla. #1(Datos técnicos interruptor) TP’s: La función de un Transformador de Potencial, es la de brindar mediante un primario devanado especialmente, o acople tipo capacitivo en otros modelos, una conexión segura con los circuitos de Alta Tensión, para reducir el voltaje y aislar galvánicamente su lado secundario y conectarse de forma segura con los circuitos de medida en el lado de baja tensión. A continuación se muestra la descripción técnica de los trasformadores de potencial. Tabla. #2

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Tabla. #2 (TP’s Datos técnicos)

TC’s: En general se puede decir que los transformadores de corriente se utilizan para tomar muestras de corriente de la línea y reducirla a un nivel seguro y medible, para las gamas normalizadas de instrumentos, aparatos de medida, u otros dispositivos de medida y control. Las subestación cuenta con tres transformadores de corriente con los siguientes datos técnicos. Tabla. #3

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Tabla. #3(TC’s Datos técnicos) Debido a que la subestación tiene muchos años de funcionamiento se ha visto la necesidad de implementar tecnología que ha sido beneficiosa para una mejor operación, en la actualidad cuenta con una parte netamente mecánica que corresponde a la entrada de la línea que viene desde Ambato (Fig. # 2), así también la parte electromecánica está presente reduciendo espacio físico, mejorando la operación, y reduciendo en parte la intervención de operarios, la parte electromecánica corresponde al GIS (Fig. #3).

Fig. #3(GIS)

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Subestación aislada por gas (GIS) Los sistemas soterrados, al igual que los GIS, reducen considerablemente el espacio requerido por los equipos eléctricos, mejoran la estética de la instalación y minimizan la probabilidad de averías ya que sitúan dentro de un edificio cerrado una serie de partes energizadas que normalmente están expuestas al medioambiente Las GIS ocupará un 60% menos del espacio que requeriría una subestación convencional. La tecnología GIS encapsula los equipos de alto voltaje en su interior, mejora la estética de la instalación y minimiza la probabilidad de averías, lo cual mejora la calidad del servicio. SF6 El Hexafloruro de Azufre o SF6, descubierto por el químico francés H. Moissan, es un gas artificial utilizado ampliamente en los equipos eléctricos de alta tensión. Es incoloro, inodoro, no combustible y químicamente muy estable por lo que a temperatura ambiente no reacciona con ninguna otra sustancia. Su gran estabilidad se basa en el arreglo simétrico perfecto de sus seis átomos de Flúor en torno a su átomo de Azufre central. Al final del uso de vida del equipo, el gas puede ser recobrado, reciclado y vuelto a usar. El SF6 es un excelente aislante eléctrico y puede apagar un arco eléctrico en forma efectiva. Se lo utiliza como gas aislante en subestaciones encapsuladas GIS, como aislante y medio de enfriamiento en transformadores de poder y como aislante y medio de extinción en interruptores de alta y media tensión. Todas estas aplicaciones son en sistemas cerrados, muy seguros e idealmente sin posibilidades de filtraciones. Transformador de potencia. La subestación cuenta con un transformador de potencia de 10MVA con enfriamiento forzado de aire, con serpentines para un mejor enfriamiento del aceite, cuenta en su parte superior con una cuba o reservorio de aceite dieléctrico, está formado por tres bushins de entrada de 69000(v) y un pararrayo.

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Fig. #4(Transformador de Potencia 10MVA) El transformador principal (Fig. #4) con una conexión triangulo estrella presenta las siguientes características que se muestran en la siguiente tabla (Tabla. #4). A más del enfriamiento por aceite que se muestra en la tabla también tiene un sistema de enfriamiento a base de aire forzado.

Tabla. #4(Datos técnicos del transformador de potencia).

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Como anteriormente se mencionó los tipos de enfriamiento que tiene el transformador de potencia de la subestación, en caso de llegar a fallar cual es quiera de los dos sistemas de enfriamiento este cuenta con un sistema de enfriamiento adicional de emergencia que consiste en un tanque de nitrógeno que se acciona cuando los sistemas de enfriamiento han salido de operación por averías o fallas. Fig. #5

Fig. #5 (Sistema de enfriamiento de emergencia)

Equipos de la sala de control. Interruptor 52R8-L2

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Tabla #5(Datos técnicos del interruptor 52R8-L2) Características de los elementos de protección. Tres reles para las tres fases (50/51)(Y,B,R)

Tabla #6 (Características de los relés 50/51)

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RELE (50/51N)

Tabla #7(Datos técnicos del relé 50/51N) Relé 79

Tabla #8 (Datos relé 79) Relé 27C

Tabla #9 (Relé 27C)

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Elementos y relés de protección de la línea 3 (Niágara) Tres relés para las tres fases

Tabla #10 (características de los relés 50/51) Un relé para la línea neutro

Tabla #11 (características relé 50/51N)

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Dos relés 27C

Tabla #12 (Datos relés 27C) Elementos de protección en el lado de bajo voltaje en el transformador principal. Tres relés 51

Tabla #13 (Datos relés 51) Un relé 27

Tabla #14(Características relé 27)

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Un relé 81

Tabla #15(Datos relé 81) Un relé 51N

Tabla #16(Datos relé 51N)

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Elementos de protección en el lado de alto voltaje Tres relés 51

Tabla #16(Relé 51) Tres relés 87T

Tabla #17(Relé 87T) Un relé 27C

Tabla #18(Relé 27C)

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Un relé 27T1

Tabla #19(Relé 27T1) 5. ANALICIS La subestación San Rafael es una subestación que combina diferentes tipos de tecnologías que han venido siendo implementadas a los largo de su operación. La demanda energética en el Cantón Latacunga ha aumentado notablemente desde la entrada en funcionamiento de la subestación San Rafael es por eso que esta subestación a sufrido algunos cambios que han sido beneficiosos para de esta manera prestar un mejor servicio a sus clientes. Los cambios en esta subestación han sido varios, partiendo de la llegada de Ambato a nivel de 69kv, sus equipos de alto voltaje son de maniobra mecánica, el espacio físico que ocupan estos equipos es significativo, así también esta imponente subestación cuenta con una moderna subestación encapsulada (GIS). La tecnología GIS tiene como principal característica encapsular múltiples equipos de alto voltaje, utilizando un gas aislante llamado SF6 que tiene la cualidad de apagar u opacar un arco eléctrico de manera efectiva, este gas es generalmente utilizado es el aislamiento de equipos eléctricos de alto voltaje debido a su versatilidad. En resumen la tecnología GIS brinda seguridad, estética, reducción del espacio físico en fin, así también con la utilización de este tipo de subestaciones electromecánicas se reduce las averías. El transformador principal de potencia es un trasformador de 10 MVA que cuenta con enfriamiento por serpentines de aceite y aire forzado, que se conecta por medio de un ducto a la sala o cuarto de control, este cuarto cuenta con tecnología analógica de medición en su mayoría, en el ámbito de control también se cuenta con un moderno sitio de control que ya está instalado pero no en funcionamiento debido a un remordimiento en el transformador auxiliar.

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Debido a todo lo mencionado se dice que esta subestación es muy didáctica debido a que posee una combinación técnica de tecnología, que al estudiante de Ingeniería Eléctrica le ayuda mucho en la combinación del estudio teórico-práctico. 6. CONCLUCIONES  La subestación San Rafael ha sufrido cambios en la tecnología de sus equipos más no en su funcionamiento.  Se implementó la tecnología GIS que ayuda a reducir averías.  La subestación San Rafael es de vital importancia, es por eso que se ha implementado un moderno cuarto de control que posteriormente se superara fallos técnicos y entrara en operación. 7. RECOMENDACIONES  Como recomendación general: a los estudiantes que visiten esta Subestación tener mucha precaución con los equipos de alto voltaje, mucho más en el cuarto de control debido a que los equipos son sensibles por el mero hecho de sus años en operación.  Así también es válida la recomendación que al momento de visitar los armarios de maniobra o control de los sistemas eléctricos por favor no alterar su funcionamiento.  Es recomendable para el estudiante el aprovechamiento de la visita ya que es de vital importancia en la formación de su eje profesional. 8. BIBLIOGRAFIA CARRILLO Vinicio, Subestaciones (GIS), Argentina 2010, Universidad de la Plata, PDF, disponible en: http://valdemorosubestacion.files.wordpress.com/2008/03/subestaciones.pdf VILLACRES Mauricio, “Adecuación de los sistemas de control, medida y protección para los alimentadores de 13.8kv de la subestación San Rafael”, Escuela Politécnica Nacional, Quito 2008,28/02/2008, PDF, Disponible en: http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/1005/1/CD-1308.pdf PEREZ María del Mar, “Funcionamiento y Estructura de Subestaciones”, Universidad de Nuevo León, México DF 2011, PDF, Disponible en: http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/29582/1/MarPerezyVidalLopez.pdf NIETO Mario, “Estructuras de Alto Voltaje”, Universidad Nacional de Puebla, México DF 2007, PDF, Disponible en:

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http://www.ing.unlp.edu.ar/sispot/Libros%202007/libros/sosaesca/GIS%20DE%20 ALTA%20TENSION_AAR.pdf

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