diseño de los sistemas de control, protección, medición y …159.90.80.55/tesis/000133658.pdf ·...
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
COORDINACIÓN DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE CONTROL, PROTECCIÓN, MEDICIÓN Y
SEÑALIZACIÓN DE LA SUBESTACIÓN LOS BORDONES 115 kV / 13,8 kV
Por
DAVID ALEJANDRO CHIGNE TATAJE
INFORME FINAL DE PASANTÍA
PRESENTADO ANTE LA ILUSTRE UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR COMO
REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR A TÍTULO DE
INGENIERO ELECTRICISTA
Sartenejas, Marzo del 2006
ii
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
COORDINACIÓN DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE CONTROL, PROTECCIÓN, MEDICIÓN Y
SEÑALIZACIÓN DE LA SUBESTACIÓN LOS BORDONES 115 kV / 13,8 kV
Por
DAVID ALEJANDRO CHIGNE TATAJE
TUTOR ACADÉMICO: Prof. Elmer Sorrentino
TUTOR INDUSTRIAL: Ing. Gilberto Calderón
INFORME FINAL DE PASANTÍA
PRESENTADO ANTE LA ILUSTRE UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR COMO
REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR A TÍTULO DE
INGENIERO ELECTRICISTA
Sartenejas, Marzo de 2006
iii
¿Quién dio la boca al hombre?, ¿o quién
hizo al mudo y al sordo, al que ve y al
ciego?, ¿No soy yo Jehová?,
Ahora pues, ve, y yo estaré con tu boca, y
te enseñaré lo que hayas de hablar.
Éxodo 4:11-12
En memoria de papashell…
iv
AGRADECIMIENTOS
“Todo lo puedo en Cristo que me fortalece”
Filipenses 4:13.
Le quiero dar gracias a Dios Todopoderoso porque sin Él, sencillamente no podría estar
aquí. Sólo Él conoce cada una de las tribulaciones que pasé y realmente le estoy
agradecido el permitirme cada vez estar más cerca de poder graduarme. La honra y la
gloria para Él.
Quiero agradecer a mi queridos padres y hermanos, en especial a mi querida madre, que
día a día me brindo su apoyo, su comprensión, su paciencia… y mi querido padre que
siempre fue y será mi ejemplo de un profesional exitoso; mi meta y sueño a alcanzar.
A mi bebi por siempre, Anabella Potenza, persona muy especial en mi vida. El día que
realmente la conocí, es el día que siento que mis estudios tomaron un rumbo serio.
Gracias por tus palabras y los “te quiero” en los momentos más oportunos.
A todos mis amigos de los bomberos, que además de formarme en esta casa de estudios
como un profesional, allí aprendí a valorar la vida y lo importante que es poder darle una
mano amiga a alguien en momentos difíciles. Gracias a Souraya, Erick, Juve, y en
especial a Rubén Salazar, que sin su valioso empujón en el mundo del PHP no hubiera
podido desarrollar mi programa computacional.
A mi tutor académico, el profesor Elmer Sorrentino, persona que desde que me dictó el
curso de Protecciones, supe que era uno de los profesores más preparados y conocedores
en su área, agradezco su desinteresada colaboración en guiarme a hacer lo que es hoy en
día este libro de pasantía.
A mi tutor industrial, el Ingeniero Gilberto Calderón, que fue el que me enseñó (y me
sigue enseñando) el manejo de ELCAD y una infinidad de detalles que sin su apoyo no
hubiera sido posible realizar este proyecto.
A mi pana Armando Lovera, que nos hicimos amigos ya casi al final de la carrera. Más
de una vez nos echamos una mano en el desarrollo de trabajo de pasantía. Gracias pana.
A mis compañeros de SERVICES, mi pana Romel Torres y Engelberth Velásquez, mis
tutores putativos, personas que me brindaron gran parte de los conocimientos que gracias
v
a ellos hoy por hoy manejo y conozco; el Ing. Juan Carlos Castaño, jefe del departamento
de PTD-SE, a Barbara Escalante, Patricia Velásquez y Natacha Briceño y a todas
aquellas personas de SIEMENS PTD que por razones de espacio no puedo nombrar.
A mis panas de carrera: Edgar (Peque), Gerardo (Lomas), Nataly (Naty), Jorge (el
gallego), Felix (Tucupita), Julio (El Chacon), Montsita, Alvaro, Manuel, Simón, etc.
personas con las que más de una vez nos transnochamos estudiando, comiendo cualquier
cosa para aprovechar al máximo el tiempo y riéndonos o echando el carro cuando un
problema no nos daba. Gracias por todo.
A mis panas desde que entre a la universidad… mi querida amiga Giselle Fernández, mis
panas Ignacio, Raúl, Cesar, Leandro, Luís Armando, El negro, porque aunque sólo
estudiamos las primeras matemáticas juntos, hasta el sol de hoy seguimos en contacto…
A mi pana Cabeto, que aunque esta perdido estos últimos meses porque anda con juguete
nuevo, nos conocemos de casi toda la vida. Gracias mi pana!
A mi amigo Jesús Eduardo, que sus palabras sobre el poder de Dios en nuestras vidas y
sus valiosos consejos… consejos que marcaron la diferencia y la pauta en lo que soy hoy
en día.
A mis amigos y mentores de la Iglesia Alianza de Chuao y la California: Dianita,
Antonio, Chi, Shell, Ñañita, Clau, Lalo Merino, Mamá Olguita y mi querido pastor
Eleazar Suarez “papaShell”, que sé que desde arriba me ve con orgullo y dice “¡¡¡ por fin
se va a graduar el 83!!!”. Mi pastor, mi mentor, mi padre y mi guía en muchas
oportunidades. Gracias por todo querido pastor.
Y a todas aquellas personas que no menciono aquí, sencillamente no me queda mas nada
que decirles “¡¡¡Dios los bendiga, muchas gracias por todo!!!”.
1
DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE CONTROL, PROTECCIÓN, MEDICIÓN Y
SEÑALIZACIÓN DE LA SUBESTACIÓN LOS BORDONES 115 kV / 13,8 kV
Por
DAVID ALEJANDRO CHIGNE TATAJE
RESUMEN
Este trabajo consistió en participar en el diseño de los sistemas de baja tensión de la
subestación Los Bordones 115 kV / 13.8 kV y elaborar una herramienta de ayuda para el
cálculo de los conductores de los servicios auxiliares en corriente alterna.
La participación en el diseño de los sistemas de baja tensión de la subestación Los
Bordones 115 kV / 13.8 kV consistió en desarrollar sus diagramas de principio y
diagramas funcionales (1.853 planos), así como en desarrollar la programación interna de
los equipos que tienen funciones de control lógico en la subestación (más de 400
señales). En los diagramas de principio y funcionales se expresa gráficamente el
funcionamiento de los sistemas de control, mando, medición, protección y señalización
de la subestación. Las funciones lógicas de control y mando de la subestación están
programadas en los relés de protección y en las unidades controladoras de tramo (en el
caso de 115kV). La programación de dichas funciones consiste en trasladar la
información de los diagramas de principio (lógicas de control) y de los diagramas
funcionales (identificación de las señales, etc.), usando el lenguaje de programación de
los equipos mencionados (relés de protección y unidades controladoras).
La elaboración de la herramienta de ayuda para el cálculo de los conductores de los
servicios auxiliares en corriente alterna consistió en programar las condiciones que
definen su capacidad amperimétrica, caída de tensión y soporte de las corrientes de
cortocircuito.
2
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Organigrama de Siemens en Venezuela. ........................................................... 13
Figura 2. Ubicación geográfica de la Subestación Los Bordones. ................................... 15
Figura 3. Inversiones de CADAFE para el estado Sucre.................................................. 16
Figura 4. Área de 115 kV de la S/E Los Bordones,. ........................................................ 18
Figura 5. Área de 13,8 kV de la S/E Los Bordones. ......................................................... 19
Figura 6. Ubicación eléctrica de la S/E Los Bordones ..................................................... 20
Figura 7. Interruptores de Potencia Siemens (arriba) y ABB (abajo)............................... 22
Figura 8. Seccionador HAPAM utilizado en la S/E Los Bordones. ................................. 23
Figura 9. Transformador de Intensidad ARTECHE (Izq.) y Transformador de Voltaje
capacitivo RITZ (Der.)..................................................................................................... 26
Figura 10. Interruptor de potencia para baja tensión utilizado en la S/E Los Bordones... 27
Figura 11. 7SA522, Relé de distancia Siemens. ............................................................... 37
Figura 12. Esquema de disparos por etapa 1, etapa 2 y zona muerta del 50BF................ 40
Figura 13. 7UT613 (central). Protección diferencial para transformadores ..................... 43
Figura 14. 7SJ61.Equipo de protección multifuncional.................................................... 44
Figura 15. 6MD66. Unidad controladora de bahía. .......................................................... 45
Figura 16. 6MD63. Unidad controladora de bahía. .......................................................... 47
Figura 17. 7SJ64.Equipo de protección multifuncional con sincronización. ................... 48
Figura 18. Vista superior del equipo “Station Unit”......................................................... 49
Figura 19. Arquitectura del Sistema de control digital. .................................................... 50
Figura 20. Contador de energía en la S/E Los Bordones.................................................. 52
Figura 21. Conectores MTRJ para fibra óptica (izq.) y RJ45 para cables SFTP (der.). ... 52
Figura 22. Switches Ruggedcom. RS1600T (Izquierda) y RS8000T (Derecha). ............. 53
Figura 23. Selector de pruebas Siemens 7XV75. ............................................................. 55
Figura 24. Esquema de conexión de un borne seccionable. ............................................. 56
Figura 25. Representación de los bornes de corriente ...................................................... 57
Figura 26. Vista de la presentación de un multiconductor en un documento. .................. 58
Figura 27. Relación entre los unifilares de S.A a los diagramas funcionales................... 61
Figura 28. Típico de línea, niveles de mando. .................................................................. 66
3
Figura 29. Tramo de Línea, cierre del interruptor en 115 kV........................................... 68
Figura 30. Secuencia de operaciones en una protección de llegada de 13,8 kV............... 69
Figura 31. Ejemplo de diagrama funcional. Supervisión de circuito de disparo. ............. 71
Figura 32. Vista interna armario de agrupamiento =H11 +S11........................................ 73
Figura 33. Tablero de control y protección =H10 + R10. Disposición interna (izq.) y
disposición frontal (der.) Nótese en la disposición interna los bornes y automáticos. ..... 77
Figura 34. Corte de los servicios auxiliares de Corriente Continua ................................ 82
Figura 35. Ejemplo de Diagramas de principio ............................................................... 83
Figura 36. Ejemplo de Diagramas Funcionales. ............................................................... 85
Figura 37. Parte de los planos Z de la conexión de los equipos auxiliares....................... 86
Figura 38. Ejemplos de sistema SICAM PAS .................................................................. 87
Figura 39. Vista de opciones para configurar en el equipo SIPROTEC........................... 89
Figura 40. Vista parcial de la “matriz de configuración” de un equipo 6MD664. .......... 92
Figura 41. Vista de un CFC de un equipo de la Subestación............................................ 93
Figura 42. Vista de la pantalla gráfica para el programador (izq.) y el cliente (der.) ....... 96
Figura 43. Vista del mapping de un equipo de Servicios Auxiliares de la S/E. ............... 99
Figura 44. Vista preliminar de la interfaz de la H.M.I en la S/E Los Bordones............. 102
Figura 45. Vista del control de tramo de la línea Cumaná II en la H.M.I ...................... 104
Figura 46. Integración entre APACHE, PHP y MySQL. ............................................... 108
Figura 47. Ventana emergente para inicio de Condelec. ................................................ 110
Figura 48. Parte superior de la ventana de inserción de datos. ....................................... 112
Figura 49. Parte inferior de la ventana de inserción de datos ......................................... 114
Figura 50. Circuito equivalente para la corriente de cortocircuito. ................................ 127
4
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 1. INDICACIÓN DE POSICIÓN DE EQUIPOS PARA LOS
PROGRAMAS DE CONTROL NUMÉRICO............................................................. 94
TABLA 2. CÁLCULO DE LA SECCIÓN DEL CONDUCTOR. ............................ 121
TABLA 3. PORCENTAJES DE CAIDA DE TENSION Y CORRIENTES........... 122
5
ÍNDICE GENERAL
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 9
2. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA Y OBJETIVOS DE LA PASANTIA. ......... 11
2.1 Descripción de la empresa........................................................................................ 11
2.2 Objetivos de la pasantía............................................................................................ 14
3. DESCRIPCION DE LA S/E LOS BORDONES 115 KV / 13,8 KV....................... 15
3.1 Descripción general de la subestación..................................................................... 15
3.2 Equipos mayores presentes en la subestación ........................................................ 21 3.2.1 Transformador de Potencia en 115 kV. .......................................................................................... 21 3.2.2 Interruptor de potencia en 115 kV. ................................................................................................. 21 3.2.3 Seccionadores Motorizados para 115 kV........................................................................................ 23 3.2.4 Seccionador Motorizado con cuchilla de Puesta de Tierra para 115 kV......................................... 24 3.2.5 Transformadores de Medida en 115 kV.......................................................................................... 24 3.2.6 Interruptores de potencia integrados con transformadores de intensidad para 13,8 kV.................. 27 3.2.7 Seccionadores y cuchillas de puesta a tierra no motorizados para 13,8 kV. ................................... 27
3.3 Servicios Auxiliares de la S/E. ................................................................................. 28
3.4 Armarios de agrupamiento y tableros en la S/E. ................................................... 30
3.5 Equipos de medición, control y protección de la S/E............................................. 32 3.5.1 Protección primaria / secundaría de líneas a 115 kV. ..................................................................... 36 3.5.2 Protección de transformadores de potencia .................................................................................... 41 3.5.3 Unidad de control y adquisición de datos en 115 kV...................................................................... 45 3.5.4 Unidad de adquisición de datos y controlador de tramo de servicios auxiliares............................. 46 3.5.5 Protección principal y controlador en 13,8 kV. ............................................................................. 47 3.5.6 Unidad de control de la subestación. .............................................................................................. 48 3.5.7 Dispositivos contadores de energía en la S/E Los Bordones. ......................................................... 51
6
3.6 Otros dispositivos ...................................................................................................... 52 3.6.1 Conductores para la red de comunicaciones ................................................................................... 52 3.6.2 Switch de comunicación. ................................................................................................................ 53 3.6.3 Selector de Pruebas......................................................................................................................... 54 3.6.4 Equipo de sincronización de tiempo ............................................................................................... 55 3.6.5 Bornes............................................................................................................................................. 56 3.6.6 Multiconductores ............................................................................................................................ 57 3.6.7 Protocolos de comunicación ........................................................................................................... 58
4. DESARROLLO DE LOS DIAGRAMAS DE PRINCIPIO Y FUNCIONALES DE
LA S/E LOS BORDONES. ............................................................................................ 60
4.1 Diagramas de Principio ............................................................................................ 62
4.2 Diagramas Funcionales ............................................................................................ 70
4.3 Relación entre el diagrama unifilar, diagramas de principio y diagramas
funcionales. ...................................................................................................................... 82
5. PROGRAMACIÓN DE LAS FUNCIONES DE CONTROL EN LOS RELÉS DE
PROTECCIÓN, UNIDADES CONTROLADORES Y SEÑALES A LOS MANDOS
SUPERIORES. ................................................................................................................ 87
5.1. Vision General del sistema ...................................................................................... 87
5.2. Situación en la Subestación Los Bordones............................................................. 88 5.2.1 Configuración de los enclavamientos a través del editor CFC. ...................................................... 92 5.2.2 Configuración de la interfaz gráfica de los equipos SIPROTEC. ................................................... 96 5.2.3 Configuración de las señales del relé hacia los mandos superiores. ............................................... 97
6. DESARROLLO DE UN PROGRAMA PARA EL CÁLCULO DE
CONDUCTORES EN SERVICIOS AUXILIARES DE C.A. .................................. 105
6.1 Principios básicos de la programación.................................................................. 105
6.2 Justificación técnica de utilización de PHP, APACHE y MySQL.................... 107
7
6.3 Programación para el desarrollo del Software. ................................................... 109
6.4 Explicación básica de CONDELEC. ..................................................................... 110
6.5 Variables definidas en CONDELEC..................................................................... 116
6.6 Fórmulas y tablas utilizadas por CONDELEC.................................................... 118 6.6.1 Servicios Auxiliares de Corriente Alterna .................................................................................... 119 6.6.2 Servicios Auxiliares de Corriente Continua.................................................................................. 123
6.7 Ejemplo de Cálculo numérico, integrando código fuente y vista al usuario. .... 123 6.7.1 Desarrollo del ejemplo.................................................................................................................. 124
7. CONCLUSIONES..................................................................................................... 130
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA.............................................................................. 132
APÉNDICES ................................................................................................................. 134
Herramienta Computacional para el dimensionamiento de conductores de Servicios
Auxiliares en una Subestación, nota del programador. ............................................ 134
Manual de Operación, programa CONDELEC. ....................................................... 135 Servicios Auxiliares de Corriente Alterna ............................................................................................. 138 Servicios Auxiliares de Corriente Continua........................................................................................... 140
Listado inicial de Errores que el programa declara. ................................................ 141 Error número 001................................................................................................................................... 141 Error número 001A................................................................................................................................ 142 Error número 001B................................................................................................................................ 142 Otros errores de importancia.................................................................................................................. 143
Operaciones del programa CONDELEC ................................................................... 146 Proceso de inserción del número de cargas y tipo de Servicios Auxiliares ........................................... 146 Proceso de inserción de los datos de la carga de servicios auxiliares. ................................................... 147 Proceso de ejecución de cálculos a partir de los datos insertados por el usuario................................... 152 Ejecución de CONDELEC y presentación de resultados al usuario. ..................................................... 163
8
Definiciones básicas sobre el programa SICAM PAS ............................................... 163 SICAM PAS UI – Operation ................................................................................................................. 163 SICAM PAS UI – Configuration........................................................................................................... 166 SICAM PAS CC.................................................................................................................................... 171
Principios Básicos de Control Numérico. Insertar equipo SIPROTEC en DIGSI 4.6.
......................................................................................................................................... 173
Instalación programa PAS CC necesario para el manejo de la H.M.I .................... 175
Ejemplos “Como llevar una señal de un equipo SIPROTEC a la interfaz H.M.I”.
Explicación detallada.................................................................................................... 177 Actividad 1. Creación de señales en un equipo SIPROTEC.................................................................. 177 Actividad 2. Quitar enclavamientos en un equipo SIPROTEC. ............................................................ 179 Actividad 3. Programación de señales en SICAM PAS UI. .................................................................. 180 Actividad 4. Uso del programa SICAM PAS UI. .................................................................................. 181
Ejemplo de Diagramas de Principio y Diagramas Funcionales, conexionado de
Bornes de Corriente y Voltaje, lista de conexionado interno, lista de
multiconductores y Diagrama Unifilar de Servicios Auxiliares de Corriente
Contínua y Corriente Alterna...................................................................................... 184 Ejemplos de cada tipo de formato presentado en los diagramas de principio........................................ 184 Ejemplo de los diagramas funcionales de un libro de 13,8 kV. ............................................................. 184 Identificación de Tipos de Bornes y accesorios para bornera................................................................ 184 Ejemplo de borne general, borne de corriente y borne de voltaje, tablero =H20 +R20......................... 184 Ejemplo de hoja de conexionado interno tablero =H20 +R20............................................................... 184 Ejemplo de hoja de multiconductor tablero =H20 +R20. ...................................................................... 184 Diagrama Unifilar de Servicios de Alimentación de Corriente Alterna. ............................................... 184 Diagrama Unifilar de Servicios de Alimentación de Corriente Contínua.............................................. 184
Presentación del código fuente de CONDELEC al usuario. ..................................... 185 inicioprog.php. Código donde se presenta la manera de introducir las cargas. ..................................... 185 hojadelcalculos.php. Código donde se presenta la manera de introducir los datos necesarios para el
cálculo de los conductores en S.A.C.A y .S.A.C.C. .............................................................................. 185 resultados.php. Código donde se presenta la manera de calcular el conductor con los datos insertados
por el usuario, para S.A.C.C y S.A.C.A................................................................................................. 185
9
1. INTRODUCCIÓN
El diseño de subestaciones se divide en dos grandes aspectos, el relacionado con la obra
civil y el vinculado a la obra eléctrica. Desde que una empresa obtiene por licitación o
adjudicación directa un proyecto, el desarrollo del diagrama unifilar es vital para el
diseño de la subestación. A partir de éste se desarrollan los “Diagramas de principio” y
“Diagramas funcionales”. Los diagramas de principio y funcionales representan
gráficamente la conexión en baja tensión entre equipos de la subestación, así como la
lógica de control, mando y esquemas de disparo de los equipos de la subestación.
El trabajo desarrollado consistió en la realización de los diagramas de principio y
funcionales de la subestación “Los Bordones 115 kV / 13,8 kV”, perteneciente a la
empresa CADAFE, y en la configuración de los parámetros de control de los equipos con
funciones de control numérico, tales como los relés de protección y unidades
controladoras de tramo. Además, se desarrolló una herramienta computacional de ayuda
para el cálculo del conductor en los servicios auxiliares en corriente alterna.
Los diagramas de principio son los planos que representan la alimentación de los tableros
y armarios de agrupamiento, proveniente de los servicios auxiliares, los niveles de mando
en los equipos, las lógicas de los enclavamientos para los equipos de patio y las acciones
de ejecución de disparos de los equipos de protección. Los diagramas funcionales son los
planos que indican con detalle las conexiones internas del tablero, las conexiones entre
tableros y las conexiones hacia equipos de patio. En los diagramas de principio y
funcionales se describe la lógica y el conexionado para el control, mando, medición,
señalización y protección de la subestación; su elaboración se realizó con ayuda del
programa ELCAD, desarrollado por la empresa Aucotec.
La configuración de los parámetros de control de los equipos de control y protección de
la subestación, se realizó mediante el software de programación de tales equipos. Para
realizar esta labor se utiliza la información de los diagramas de principio y funcionales.
10
El diseño de subestaciones eléctricas se realiza desde hace muchos años en Venezuela.
En el pasado, los dibujantes del proyecto realizaban los planos en tinta, con la supervisión
de los ingenieros. Este procedimiento manual, con sus correspondientes versiones y
revisiones, ocasionaba retrasos en el desarrollo del diseño; desarrollar la primera versión
podía demorar unos seis meses, dependiendo del tamaño de la subestación y la cantidad
de personal contratado. Con el paso de los años, las empresas de software han
desarrollado herramientas tales como AutoCAD y ELCAD, con las cuales el trabajo de
realizar los diagramas unifilares, de principio y funcionales es ejecutado por los
ingenieros de diseño y el tiempo para la entrega de los diagramas funcionales referentes a
un tramo o bahía puede estar entre 20 y 30 días.
Este trabajo se desarrolló en Siemens-Venezuela y constituye el primer diseño de
subestación que la empresa realizó totalmente en el país. Este proyecto marca una pauta
para la creación de un nuevo departamento en Siemens-Venezuela, destinado al
desarrollo del diseño general y de detalle para subestaciones. En el caso de la Subestación
Los Bordones, Siemens también es responsable del suministro de los equipos de la
subestación y de la puesta en servicio. Siemens tiene una inmensa experiencia previa en
el diseño de subestaciones eléctricas. La referencia más cercana está en Siemens-
Colombia, donde hay más de treinta años de experiencia en el desarrollo de la ingeniería
de las subestaciones.
El trabajo de diseño desarrollado durante esta Pasantía Larga es importante para la
empresa (Siemens) debido a que está enmarcado en el proceso de creación de un nuevo
departamento en la compañía (Departamento de Ingeniería). Por otra parte, el programa
desarrollado para el cálculo de conductores también es importante para la empresa ya que
constituye una herramienta útil para el diseño de los servicios auxiliares en las
subestaciones. Adicionalmente, el trabajo desarrollado es importante para el estudiante
debido a que ha significado la obtención de conocimientos sobre diseño de subestaciones.
11
2. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA Y OBJETIVOS DE LA
PASANTIA.
2.1 Descripción de la empresa
Siemens es una empresa multinacional con su casa matriz en Alemania, especializadas en
el sector de la electrotecnia y la electrónica, ubicada en más de 100 países del mundo y
cuenta con más de 400.000 empleados que se dedican al desarrollo y fabricación de
productos, a la concepción y fabricación de sistemas e instalaciones, y a la prestación de
servicios.
En cada uno de los países donde se encuentra Siemens, se desarrolla un trabajo de
colaboración e integración con sus clientes, ofreciendo tecnologías innovadoras y un
extenso “Know How” al servicio de los requerimientos comerciales y tecnológicos en las
áreas de Energía, Industria, Transporte, Medicina, Informática, Comunicaciones e
Iluminación, principalmente.
Campos de Actividades en Siemens La cartera de negocios de Siemens está estructurada en seis campos de actividades [1]:
Information and Communications: Ofrece soluciones en el campo de la información y la
comunicación. Engloba las divisiones Communications (Com) y Siemens Bussines
Services (SBS).
Automation and Control: Con las divisiones Automation and Drives (A&D), Industrial
Solutions and Services (I&S), Logistics and Assembly Systems (L&A) y Siemens Building
Technologies (SBT), ofrece productos, sistemas, soluciones y servicios para la
automatización industrial y de edificios.
12
Power: Las divisiones Power Generation (PG) y Power Transmission and Distribution
(PTD) conforman el campo de actividades “Power”. Su oferta comprende soluciones para
el sector energético, desde la generación de energía eléctrica, el transporte y distribución
hasta los consumidores.
En calidad de proveedor de productos, integrador de sistemas, oferente de soluciones
integrales y prestadores de servicios, PTD ofrece a las compañías eléctricas y a la
industria soluciones para el transporte seguro y económico de energía eléctrica, desde la
central de generación hasta el consumidor.
La cartera de negocios de PTD actualmente se encuentra distribuida en cinco divisiones:
Alto voltaje (High Voltage, PTD-H), Medio Voltaje (Medium Voltage, PTD-M),
Transformadores (Transformers, PTD-T), Automatización de la energía (PTD-EA) y
Servicios (Service PTD-SE), departamento responsable del diseño de la S/E Los
Bordones, bajo la tutela del coordinador de diseño, Ing. Romel Torres.
Transportation: El campo de actividades Transportation se compone de las divisiones
Transportation Systems (TS) y Siemens VDO Automotive (SV). Con su amplia cartera,
este campo de actividades contribuye a configurar una movilidad más eficiente y más
respetuosa con el medio ambiente.
Medical: El campo de actividades Medical, con su División Medical Solutions (Med),
ofrece para el sector sanitario productos innovadores y soluciones completas, así como
servicios varios y asesoramiento.
Lighting: Representado por OSRAM, empresa filial de Siemens, el campo de las
actividades Lighting está especializado en fuentes de luz y sus correspondientes balastos
electrónicos, así como en sistemas de gestión de iluminación.
En la figura 1 se presenta el organigrama de la empresa Siemens [2], donde se muestra la
estructura de la empresa y se resalta la ubicación del departamento donde se realizó en
trabajo de pasantía.
13
Figura 1. Organigrama de Siemens en Venezuela.
14
2.2 Objetivos de la pasantía.
• Elaboración, utilizando el software ELCAD, los diagramas de principio y los
diagramas funcionales de la subestación Los Bordones 115 kV/13,8 kV.
• Verificar los parámetros de configuración de cada uno de los relés y controladores de
la subestación, utilizando el software DIGSI. Verificar su configuración de
comunicaciones, utilizando el software SICAM PAS y revisar la interfaz gráfica de la
Human Machine Interface (H.M.I), con el programa SIMATIC WINCC.
• Diseñar programa de ayuda para la selección de los conductores para las cargas de los
servicios auxiliares de corriente alterna en una subestación, cumpliendo con las
normas del Código Eléctrico Nacional.
15
3. DESCRIPCION DE LA S/E LOS BORDONES 115 kV / 13,8 kV
3.1 Descripción general de la subestación.
La S/E Los Bordones se encuentra ubicada al oeste del estado Sucre, colindando con el
estado Anzoátegui. Es alimentada por dos líneas a 115 kV y tiene cinco salidas (más
tramo de transferencia) a 13,8 kV, que servirán de alimentación para una carga total
aproximada de 22 MVA.. La siguiente figura 2 muestra la ubicación geográfica de la
Subestación los Bordones [3].
Figura 2. Ubicación geográfica de la Subestación Los Bordones.
Para una ubicación eléctrica de la subestación Los Bordones, referirse a la figura 6 donde
se puede apreciar que la construcción de la S/E está dirigida a atender el crecimiento de la
demanda de energía eléctrica en la Región Oriental del país, específicamente la parte
Norte de Cumaná. [4]
La inversión realizada por la empresa CADAFE, se ve reflejada en la figura 3 [5]:
16
Figura 3. Inversiones de CADAFE para el estado Sucre.
Esta subestación para alta tensión (115 kV) se construye en un esquema de barra
principal no seccionada. Cada llegada de línea de transmisión está conectada a la barra
por medio de un interruptor de línea y un seccionador “desconectador”, como se aprecia
en la figura 4. Nótese que se cuentan con dos líneas a 115 kV, las cuales provienen cada
una de la S/E Cumana II y S/E Guanta II, ubicadas a 1,6 Km. y 8,7 Km respectivamente.
En media tensión (13,8 kV) la subestación se construye en un esquema de barra principal
seccionada conectada a una barra secundaria que sirve de transferencia. A la barra
principal de media tensión se encuentran conectadas las salidas de línea de 13,8 kV y
llegadas provenientes del transformador de potencia, encargadas de alimentar a la barra.
Como se puede apreciar en la figura 5, la subestación cuenta con dos llegadas a 13,8 kV y
cinco salidas para alimentar las demandas energéticas del sector. El bus de transferencia
sirve como una alternativa de suministro para las salidas cuando estas se encuentran en
mantenimiento o fuera de servicio.
Cuando es necesario retirar de servicio alguno de los interruptores de línea, existen varios
procedimientos de operación normalizados por cada una de las empresas eléctricas. Tal
es el caso de la empresa CADAFE, que cuenta con sus normas de “especificaciones
técnicas y generales para el diseño, construcción y puesta en marcha de las
subestaciones”, emitidas en el año 1984 y que se mantienen como su estándar en el
diseño de subestaciones eléctricas.
Este tipo de subestación es de interconexión o enlace, puede recibir un máximo de dos
líneas de transmisión a 115 kV y reduce esta tensión a los niveles de 34,5 kV y /o 13,8
17
kV. Para la identificación de los equipos en los planos eléctricos se utilizó la norma
CADAFE y las especificaciones técnicas de las Subestaciones del tipo NODAL III [6]
para este tipo de subestación. Las especificaciones son las siguientes:
Tensión de 115 kV:
• Barra de 115 kV
• Capacidad de barra: 600 Amp.
• Máximo número de salidas de línea: 2
• Máximo número de llegadas de transformadores a barras: 4
• Mando Interruptor: Local-remoto y con posibilidad de telemando.
• Mando Seccionadores: Manual
• Equipos de protección: Localizados en la sala de mando.
Tensión de 13,8 kV:
• Barra principal en celdas metálicas y barra de transferencia soportada en el pórtico de
salida de líneas 13,8 kV, se pueden transferir interruptores de salida de línea y salida
a transformador elevador.
• Capacidad de barra principal: 1200 Amp.
• Capacidad de barra de transferencia: 600 Amp.
• Máximo número de tramos de 13,8 kV: 17
• Máximo número de salidas de 13,8 kV: 10
• Llegada a banco de transformador: 2
• Tramo para servicios auxiliares: 2
• Tramo de transferencia: 1
• Salida a transformador elevador: 1
• Mando Interruptores: Local.
Normas para las subestaciones del tipo NODAL III:
• Los equipos de protección estarán localizados en las celdas metálicas.
• La subestación tipo Nodal III posee una casa de mando donde hay una sala para alojar
18
equipos de comunicaciones, sala para baterías, depósito y la sala de control y relés.
• Los servicios auxiliares de corriente continua son de 110 V nominales, con una
tensión mínima de 88 V, obtenidos por baterías de plomo-acido.
• Los servicios auxiliares de corriente alterna son de 208 – 120 V, suministrados a
través de dos (2) transformadores de 75 KVA cada uno.
Figura 4. Área de 115 kV de la S/E Los Bordones,.
19
Figura 5. Área de 13,8 kV de la S/E Los Bordones. (sólo se representa una salida de cada lado)
20
Figura 6. Ubicación eléctrica de la S/E Los Bordones
21
3.2 Equipos mayores de la subestación
Los transformadores de potencia, seccionadores, cuchillas de puesta a tierra, interruptores
y transformadores de medida, son los equipos mayores de la subestación y se encuentran
en los patios de 115 kV y 13, 8 kV. Los seccionadores e interruptores de la subestación
tienen contactos auxiliares normalmente abiertos y normalmente cerrados para indicar su
posición.
3.2.1 Transformador de Potencia en 115 kV / 13,8 kV.
El transformador de potencia es trifásico, de dos arrollados, marca Siemens con tensión
nominal 115 kV / 13,8 kV, potencia nominal de 30/36 MVA y tensión máxima de
servicio 123 kV / 17,5 kV. Su grupo de conexión es YN yn 0, con un rango de cambiador
de tomas bajo carga entre +5 % a 15 %, distribuidos en 32 pasos. El enfriamiento es
ONAN/ONAF (“Oil Natural Air Natural / Oil Natural Air Forced”), lo que significa que
la potencia de 30 MVA corresponde a enfriamiento natural por aceite y aire, mientras que
la potencia de 36 MVA corresponde a enfriamiento por aceite en circulación natural y
aire forzado. Inicialmente habrán dos transformadores de Potencia, el transformador 1
(=T100 + T1) y el transformador 4 (=T400 + T4) y hay previsión para agregar dos
transformadores de potencia adicionales en un futuro.
3.2.2 Interruptor de potencia en 115 kV.
Hay dos tipos de interruptores previstos para el patio de 115 kV. El interruptor marca
SIEMENS, modelo 3AP1, corresponde a la salida de las Línea Cumaná II y al tramo de
Transformador T1 (-H110).
El interruptor utilizado en el tramo de Transformador T4 (-H410) es marca ABB,
cumpliendo con las mismas especificaciones que el anterior y la única diferencia es el
tipo de cimentaciones para su instalación. Los interruptores son los encargados de
desenergizar el tramo asociado al mismo, por lo tanto pueden operar bajo carga.
El interruptor de potencia marca Siemens, modelo 3AP1 es un interruptor tripolar para
intemperie, con gas SF6 (Hexafloruro de Azufre) como medio aislante y extintor [10]. Se
22
acciona mediante un sistema de acumuladores de energía por muelle, común a las 3 fases.
Cada una de las columnas de polos es idéntica, montada la unidad ruptora sobre un
aislador de apoyo, que la aísla de la tierra. El interruptor es de una corriente nominal de
3150 A., corriente nominal de ruptura en cortocircuito de 40 kA., un tiempo de cierre de
10 ciclos y capacidad para apertura en 80ms a tensión nominal.
11. Base Portante.
16. Aislador de Apoyo.
18. Armario del mecanismo de
22. Unidad ruptora.
Figura 7. Interruptores de Potencia Siemens (arriba) y ABB (abajo).
23
3.2.3 Seccionadores Motorizados para 115 kV
El seccionador motorizado HAPAM cual consiste de tres polos. Cada polo se compone
de un chasis, dos aisladores soporte rotativos y una cuchilla de puesta a tierra principal, la
cual se mueve en un plano horizontal [7].
La cuchilla principal consiste de un tubo en forma de "I", en el cual se encuentran
instalados los contactos principales y los contactos rotativos. Los contactos rotativos
consisten en un pín de cobre plateado y una carcaza de bronce. Bolas de bronce plateado,
las cuales se encuentran presionadas contra ambas partes por medio de un resorte de
acero inoxidable, aseguran que la corriente se transfiera desde el pín a la carcaza. En la
figura 8 se presenta el seccionador instalado en la Subestación los Bordones.
Figura 8. Seccionador HAPAM utilizado en la S/E Los Bordones.
Los contactos principales están instalados dentro de la cuchilla principal. Los mismos
están hechos de cobre y su superficie plateada. Cada dedo de contacto está provisto de
resortes de acero inoxidable para asegurar una presión confiable del contacto. Los
contactos son autolimpiantes, lo cual permite que los seccionadores puedan ser instalados
24
en áreas de extremas condiciones climáticas. Para el nivel de tensión de la S/E Los
Bordones, estos están provistos de pantallas anti-corona.
Este seccionador se utiliza en los tramos de Transformador T1 (-H114) y Transformador
T4 (-H414), y en los seccionadores de barra principal para la línea Cumaná II (-H104) y
Guanta II (-H204). Es importante destacar que los seccionadores no sirven como equipos
de interrupción del suministro eléctrico (a diferencia de los interruptores), ya que estos no
operan bajo carga, pero sin embargo, se debe tener en consideración corrientes como las
corrientes parásitas de Foucault en el núcleo del transformador. Se debe chequear como
medida preventiva que el equipo soporte el valor de estas corrientes para evitar su perdida
fuera del tiempo de vida.
3.2.4 Seccionador Motorizado con cuchilla de Puesta de Tierra para 115 kV
Los seccionadores Hapam utilizados, pueden ser equipados con cuchillas de puesta a
tierra. La cuchilla de puesta a tierra consiste de un tubo de aluminio, provisto con
contactos plateados a ambos extremos. Estas cuchillas son operadas de forma manual, a
diferencia del seccionador, el cual si es motorizado. Este tipo de equipo se utiliza en los
seccionadores de línea Guanta II (seccionador –H103 y cuchilla de puesta a tierra –H101)
y Cumaná II (seccionador –H203 y cuchilla de puesta a tierra –H201).
3.2.5 Transformadores de Medida en 115 kV
Los transformadores de Medida son los transformadores destinados a alimentar
instrumentos que requieran valores de corriente y/o voltaje para su operación, tales como
contadores, relés y otros aparatos. Tenemos dos tipos de transformadores de medida:
• Transformadores de intensidad, en los cuales la intensidad secundaria es, en las
condiciones normales de uso, prácticamente proporcional a la intensidad primaria
desfasada con relación a la misma un ángulo próximo cero, para un sentido apropiado
de las conexiones.
25
• Transformadores de tensión, en los cuales la tensión secundaria es, en las condiciones
normales de uso, prácticamente proporcional a la tensión primaria y desfasada con
relación a la misma un ángulo próximo cero, para un sentido apropiado de las
conexiones
A continuación veamos cada uno de ellos de manera más detallada:
Transformadores de Intensidad ARTECHE TyT.
El transformador de Intensidad Arteche TyT consta de tres núcleos con sus
arrollamientos secundarios dentro de una caja metálica que hace de pantalla de baja
tensión y sobre la que se coloca un aislamiento de papel-aceite. Las partes activas en este
caso (de Corriente Alterna) se sitúan en la parte superior, donde sus conductores
descienden a través de una borna condensadora aislada en papel-aceite y formada por
pantallas distribuidoras de campo. El mismo es de corriente nominal primaria de 150 A –
300 A – 600 A y de corriente nominal secundaria de 5 A – 5 A – 5 A. Su carga nominal
para protección (Núcleo 1) es de clase 5P, 20 VA y para medida (Núcleos 2 y 3) es de
clase 0.2, 40 VA. Estos transformadores de intensidad se encuentran en las líneas Guanta
II y Cumaná II.
Los transformadores de intensidad utilizados en los tramos de Transformador T1 y T4,
son del mismo tipo pero de 8 núcleos, de corriente nominal primaria 250 A – 250 A –
250 A – 250 A – 2000 A – 2000 A – 2000 A – 2000 A y de corriente nominal secundaria
5 A para todos sus núcleos. Los núcleos de protección (Núcleos 1, 2, 5 y 6) son de clase
5P, 20 VA y para medida (Núcleos 3, 4, 7 y 8) es de clase 0.1, 40 VA. [8]
Transformador de Potencial Capacitivo RITZ INSTRUMENTS.
El transformador de tensión capacitivo Ritz instruments, consta de 2 núcleos de
arrollados secundarios. Este está formado por condensadores en serie, montados sobre
26
una cuba donde va alojada una unidad electromagnética. La ventaja de utilizar un
transformador de potencial capacitivo, además de su utilización para medida y
protección, es que permite utilizar la línea de alta tensión para comunicación mediante
corriente portadora de Alta frecuencia.
Los condensadores, impregnados en aceite dieléctrico, forman un divisor de tensión entre
el terminal de alta tensión y el terminal de alta frecuencia. La relación de transformación
nominal es de 115 kV / √3 // 110 V / √3. La clase de precisión para medición es de clase
0.2, 40 VA y para protección es de 3P, 40 VA. Este se encuentra en las líneas Guanta II y
Cumana II respectivamente.
En la figura 9 se puede apreciar en detalle los equipos mencionados anteriormente.
Figura 9. Transformador de Intensidad ARTECHE (Izq.) y Transformador de Voltaje
capacitivo RITZ (Der.)
27
3.2.6 Interruptores de potencia integrados con transformadores de intensidad para 13,8
kV.
El interruptor de potencia Siemens para tensión de 13,8 kV (3AF01-8HH) es un
interruptor tripolar, en ejecución para intemperie, en el que se su medio aislante y
extinción es en vacío. El interruptor se acciona mediante un sistema de acumuladores de
energía común a las 3 fases. El mismo por sus características constructivas puede alojar 3
transformadores de corriente en su estructura. En los interruptores de las llegadas y las
salidas, la corriente nominal es de 1250 A y la corriente nominal de ruptura en
cortocircuito es de 25 kA. En el caso de las llegadas (=D04 +D04 y =D08 +D08), la
relación de transformación de los TC´s es de 1200 A : 5 A, dos de sus núcleos son para
protección y el restante es para medida. En el caso de las salidas (=D01 + D01 al =D03 +
D03, =D10 +D10 y =D11 +D11), la relación de transformación de los TC´s es de 600 A :
5 A, dos de sus núcleos son para protección y el restante es para medida. En la figura 10
se puede apreciar una imagen de este tipo de equipos.
Figura 10. Interruptor de potencia para baja tensión utilizado en la S/E Los Bordones.
3.2.7 Seccionadores y cuchillas de puesta a tierra no motorizados para 13,8 kV. Los seccionadores de baja tensión utilizados en la S/E Los Bordones, al igual que las
cuchillas de puesta a tierra, a la fecha no se posee el modelo exacto que se va a utilizar.
La empresa clarificó que para el caso del seccionador para baja tensión, el mismo será de
apertura vertical, no motorizado, con cuchilla de puesta a tierra no motorizada y
28
contactos auxiliares para control y señalización. Con estos datos es suficiente para poder
realizar la ingeniería de la subestación a nivel de planos eléctricos.
3.3 Servicios Auxiliares de la S/E.
Los servicios auxiliares se refieren a la alimentación de la subestación que no se
encuentra relacionado con las llegadas, es decir, en este se encuentran la alimentación de
todos los equipos electrónicos de control, protección o medición; todos los equipos de
patio que sean motorizados o que requieran alimentación; el servicio de alumbrado
interno de armarios y tableros, de alumbrado público y aire acondicionado de áreas de la
subestación. Básicamente con esto se busca satisfacer las distintas exigencias de
alimentación de las subestaciones, sin comprometer el servicio. Para satisfacer estas
necesidades se adoptan distintos tipos de alimentación, a corriente alterna (C.A) y a
corriente continua. (C.C). Las alimentaciones no esenciales de corriente alterna se pueden
obtener de la red pública o del terciario de transformadores. Para equipos que
comprometen la operatividad de la S/E que operan con corriente alterna, se utilizan
generadores electrónicos alimentados por bancos de baterías, sin embargo, esto no es
común observarse, ya que la gran mayoría de estos equipos en caso de falla pueden ser
alimentados con corriente continúa, alimentados directamente de los bancos de baterías
(UPS) de la Subestación.
Los servicios auxiliares de la S/E Los Bordones son alimentados a través de un banco de
transformadores monofásicos de potencia de 3x25 KVA. La norma CADAFE de
especificaciones técnicas para S/E del tipo Nodal III menciona “Los servicios auxiliares
serán alimentados de las barras de 13,8 kV, colocando los transformadores de servicios
auxiliares a la intemperie, cerca del pórtico de 13,8 kV. El proyecto incluirá (…) el
número necesario de interruptores tipo termomagnéticos (…) todos ellos alojados en los
Tableros de Servicios Auxiliares con su respectiva leyenda”
Por otra parte, la norma menciona además que “Para la alimentación de los servicios
auxiliares se preveen dos (2) bancos de transformación de 75 KVA cada uno, tres (3)
transformadores monofásicos de distribución 13,8 kV / 120-240 V, conectados a
secciones separadas de las barras de 13,8 kV.”
29
A manera más detallada, los equipos, cargas y componentes que constituyen los sistemas
de servicios de la subestación Los Bordones y que requieren alimentación en C.A son:
• Transformadores de Potencia
o Cambiador de derivaciones, ventiladores y calefacción.
• Interruptores de Potencia
o Motores de accionamiento, bobinas de cierre y disparo y calefacción.
• Seccionadores Motorizados
o Motores de Accionamiento y calefacción.
• Dispositivos de protección, control, transmisión y señalización.
o Alumbrado y contactos, calefacción y ventilación.
• Sistemas de Alumbrado y aire acondicionado.
o Alumbrado y aire acondicionado de caseta de control y vigilancia, alumbrado
y aire acondicionado del cuarto de equipos, alumbrado público y accesos.
El alumbrado exterior de la subestación sirve para dos propósitos básicos: La seguridad
de la propia subestación y la seguridad en el concepto más general. Dependiendo del
área, se puede usar cierto tipo de luminarias durante las horas de oscuridad para
seguridad de la subestación, controladas por foto-celdas.
La iluminación en la Subestación para las áreas exteriores es realizada con lámparas
incandescentes de sodio. Para los interiores se utilizan luminarias de tubos de halógeno.
El aire acondicionado para los cuartos de control y caseta de vigilancia es del tipo
paquete montado en ventana o muros.
En caso de una falla de alimentación de equipos por C.A, únicamente el funcionamiento
del aire acondicionado de la caseta de vigilancia se vería afectado, ya que el resto de
todos los equipos y alumbrado mencionados anteriormente disponen de alimentación por
C.C y por ello en caso de falla son alimentados por un banco de baterías de plomo ácido
ventilado, conformado por 57 celdas, con una autonomía de 8 horas ininterrumpidas. La
norma CADAFE especifica que “Las baterías serán del tipo estacionario de plomo-
30
acido con placas positivas montadas sobre soportes de madera tratada o soportes
metálicos pintados.”
Este tipo de celdas tienen una placa positiva de peróxido de plomo y una placa negativa
de esponja de plomo preso, donde el electrolito es ácido sulfúrico diluido.
El banco de baterías es alimentado a través de dos rectificadores de tensión de entrada de
208 VAC y con tensión de salida variable entre 110 VDC y 88 VDC. La norma CADAFE
menciona “Se instalarán dos equipos rectificadores por subestación. Los rectificadores
deberán operar en el sistema trifásico de 208 Voltios. (…) La subestación operará
normalmente con un equipo rectificador, pudiéndose en caso de emergencia operar con
ambos equipos en paralelo.”
Los servicios auxiliares de corriente continua cuentan con las siguientes señales de
alarma, que las mismas van al equipo de protección asociado al tramo
• Contacto conectado entre la derivación media de una resistencia de alto valor óhmico
y tierra, para detectar cuando hay un contacto de un polo de la batería.
• Una señal de mínima tensión que de una alarma “Baja tensión en Baterías” cuando la
batería alcance una tensión de 90 VDC.
Para observar el diagrama unifilar de los servicios auxiliares de corriente alterna y
corriente continua de la subestación, referiste al apéndice de los planos de la subestación.
3.4 Armarios de agrupamiento y tableros en la S/E.
En las subestaciones eléctricas, además de los interruptores, seccionadores y el resto de
equipos que se encuentran en el patio, se encuentran también los equipos de control,
alimentación, medición y protección, los cuales se pueden encontrar al intemperie. Por
otra parte, estos equipos dependiendo del tamaño de la subestación pueden llegar a ser
mas de 50, por lo tanto, además de encontrarse protegidos de agentes externos, deben de
agruparse según el tramo o sector al que se encuentran asociados.
31
Para ello se cuentan con los armarios de agrupamiento y los tableros eléctricos. Los
armarios de agrupamiento, como su nombre lo indica, son armarios que se encuentran en
patio, donde en su interior se encuentran los equipos asociados a los equipos de patio,
tales como los interruptores y los seccionadores. Allí se encuentra la alimentación del
equipo, bornes disponibles de contacto, etc.
Estos son conocidos también como “Gabinetes Intemperie”, que según la norma
CADAFE para la construcción de S/E Tipo NODAL III “(…)Deberán ser de
construcción hermética, que no permita la penetración de agua de lluvia, debido a que
los mismos estarán ubicados en el patio exterior a la intemperie. Estos serán de puerta
frontal, con cerradura hermética que permita la colocación de un candado. El acceso
posterior se hará mediante tapas atornilladas. Los equipos serán montados en un panel
abisagrado, que pueda ser abierto desde el frente para permitir el acceso a los mismos.”
Los tableros eléctricos son, como su nombre lo indica, tableros usados para alumbrado,
para los circuitos de fuerza y control. Estos se encuentran normalmente en la caseta de
control o casa de mando y corresponden a tableros de tipo estándar, es decir, de diseños
normalizados, en cuya especificación se deben indicar las características particulares que
deban cumplir. La Norma CADAFE para las Subestaciones del tipo NODAL III
establece que los tableros “(…) Deberán estar ubicados en la casa de mando, serán
paneles de acero en módulos de 80x220 cm., de espesor no menos de 2mm, soportados
por una armadura formada de ángulos o secciones en U. (…) Los paneles serán del tipo
abierto en la parte posterior. Las entradas a los canales de cables, deberán estar
selladas para evitar la entrada de animales o insectos, permitiéndose solo el paso a los
cables.”. A los tableros eléctricos también se les denomina celdas, aunque este nombre
puede causar confusiones ya que en empresas como EDELCA, celda corresponde a una
bahía.
Para los armarios de agrupamiento y para los tableros es importante preparar la obra civil
necesaria para alojarlos en forma conveniente, además de la llegada de los conductores a
los mismos. Es importante destacar que, siguiendo lo establecido por la norma, ambos
cuentan con sistema de iluminación (“llevarán en su parte interior superior una lámpara
32
incandescente con switch interruptor, alimentada a 110 VDC), toma de baja tensión (“se
alojarán tomas de corriente, para corriente alterna monofásica de 120 VCA, trifásica
208-120 VCA y de corriente continua de 110 VDC”) y sistema de calefacción para evitar el
deterioro y mal funcionamiento de los equipos por humedad.
Aunque para efectos de la ingeniería eléctrica (si para la ingeniería civil) de una
subestación no se consideran los armarios de repartición, todo el cableado secundario a ser
instalado entre la casa de mando y los tramos de 115 kV y todo el cableado secundario entre la
casa de mando y los tramos de 13,8 kV, la norma especifica que “(…) deberán llegar a un
armario de repartición desde donde se derivarán a los equipos del tramo. Los armarios de
repartición serán de construcción hermética que no permitan la penetración de agua de lluvia.
Estos serán de puerta frontal con cerradura que permita la colocación de un candado. Si es
necesario el acceso posterior, éste se hará también con una puerta de construcción similar a la
puerta frontal.”
3.5 Equipos de medición, control y protección de la S/E.
Todos los equipos de control y protección utilizados en la S/E Los Bordones, son equipos
de tecnología electrónica computarizada, equipos Siemens de la serie SIPROTEC 4 [9],
relés numéricos de protección para generadores, transformadores y líneas y contadores de
bahía. Estos presentan una interfaz de teclados numéricos, de botones de acceso rápido o
shortcuts y una interfaz gráfica. Todos estos equipos son de uso sencillo para el usuario,
de fácil configuración y confiabilidad. Es importante destacar que ambos presentan dos
tipos de interfaz gráfica según los requerimientos del operador, las cuales son la interfaz
de “exhibición” o anunciación y la interfaz de “control”. Según como se haya
configurado el equipo, en la interfaz de anunciación se presentarán cada una de las
señales que el programador haya colocado según los requerimientos del cliente, y en la
interfaz de control se encuentran los mandos sobre los equipos asociados al tramo, tales
como interruptores y seccionadores. Todos estos equipos utilizan un único software de
configuración, llamado DIGSI.
Destacan los modelos 7UM6 para protección de generadores, los relés diferenciales
7UT5 y 7UT6 para transformadores, el relé de protección de sobrecorriente 7SJ6, los
relés diferenciales 7SD6 y los relés de distancia 7SA522 o 7SA6 para protección de
33
líneas, todos con funcionalidades de configuración, análisis, ajuste, medición, control y
oscilografía, con capacidad de registro de eventos, aunque el controlador de bahía
(6MD66) es el equipo diseñado específicamente para llevar todos los registros y eventos
asociados al tramo, además de permitir todas las funciones mencionadas anteriormente de
los equipos de protección (según la capacidad de expansión que el cliente solicita y la
norma permita, ya que el máximo de entradas de lectura y de control según las normas
IEEE son de 150 señales). Todos estos equipos garantizan hasta 100 veces la corriente
nominal sin la saturación de sus TC's de entrada, por lo tanto brindan una correcta
medición y protección durante la falla del sistema eléctrico.
Los equipos SIPROTEC poseen de forma estándar una interfaz frontal para acceder
mediante un computador con el software DIGSI 4 y realizar una configuración de
parámetros de forma local; y una interfaz posterior para la conexión a un sistema de
sincronización de tiempo mediante señal IRIG-B o DCF77. Opcionalmente, los equipos
cuentan con una o varias interfaces de servicio y una interfaz de sistema totalmente
independientes entre si. Las interfaces de servicio sirven para interconectar los equipos
con sistemas de gestión de protecciones, otros equipos de control, otros equipos de
protección como en el caso de la protección diferencial de línea, equipos de
teleprotección, unidades externas para lectura de temperatura o unidades externas de
medidas análogas de 0-20 mA. Las interfaces de sistema sirven para interconectar los
equipos a un sistema de control y supervisión mediante un protocolo definido de
comunicaciones, dentro de cuya gama se tienen disponibles los protocolos: IEC 870-5-
103, IEC 61850, Profibus FMS, Profibus DP, DNP3.0, Modbus RTU y el Standard actual
IEC 61850. Las interfaces de servicio y sistema adicionalmente son seleccionables entre
eléctricas del tipo RS232, RS485, Ethernet 100BaseTX o interfaces ópticas tipo
monomodo, multimodo o Ethernet 100BaseFX.
Estos equipos de protección y control, operan sobre la base de principios numéricos de
medida. Los valores análogos de medida de corriente y voltaje se desacoplan
galvánicamente de los circuitos secundarios de la subestación mediante transductores de
entrada. Después de un filtrado análogo, se lleva a cabo el muestreo y la conversión
análoga – digital. El muestreo es, dependiendo de los distintos principios de
funcionamiento, entre 12 y 20 muestras por período. En ciertos equipos se ajusta
34
continuamente el tiempo de muestreo dependiendo de la frecuencia del sistema. [10]
Al momento que el cliente decide comprar uno de estos equipos, el mismo puede escoger
específicamente las características que desea que tenga su equipo, desde las funciones de
protección que se desean, hasta el protocolo de comunicación que se desea que utilice el
equipo.
La utilización de esta tecnología en la subestación permite un gran avance en la
tecnología en comparación con los equipos electromecánicos. Básicamente a todo el
conjunto de equipos SIPROTEC y cantidad de ventajas que se encuentran asociados a
ellos, es lo que se conoce como la Automatización de la subestación.
Entre los beneficios se destacan:
• Reemplazo de los paneles de control convencionales.
• Uso de controladores con funciones de autodiagnóstico integradas.
• Operación automatizada mediante funciones lógicas, tales como los
enclavamientos por software a través de la programación de los equipos a través
del programa DIGSI (Continuous Function Chart CFC).
• Llaves para operación local o remota y modo de prueba, la cual permite violar los
enclavamientos realizados con programación lógica en CFC.
• Equipos multifuncionales (Protección, control, automatización)
A la fecha CADAFE no ha entregado el estudio de coordinación para programación de
los equipos con las subestaciones vecinas, por lo tanto no se sabe el protocolo de
comunicación que utilizaran dichos equipos para coordinación entre equipos. En la
subestación el protocolo de comunicación entre equipos y niveles de mando superior será
Ethernet/IEC 61850, del cual se hablará mas adelante.
La empresa CADAFE solicita que Siemens garantice su correcta operación bajo las
condiciones de interferencia electromagnética, temperatura y humedad a las que estarán
sujetos la subestación.
35
Los equipos de medición y comunicaciones se encuentran distribuidos en el tablero
controlador (=H00 +W00) y tablero de contadores. (=H00 +Q00). Los equipos de Control y
Protección están distribuidos de la siguiente manera:
115 kV: existen cuatro tableros
• Una para Línea Cumaná, con referencia (=H10), la cual contiene una Unidad
de Control tipo 6MD66 y dos protecciones gemelas de línea, con función
principal de Distancia (21) tipo 7SA522, llamadas protección principal y
protección secundaria. Total de equipos en el tablero: tres.
• Una para el Transformador T1, con referencia (=H11), la cual contiene una
Unidad de Control tipo 6MD66 y dos protecciones llamadas protección
primaria y protección respaldo. La primera es cubierta por un equipo para
protección de transformador (diferencial) según a función 87T tipo 7UT613.
Por otra parte, la segunda, es un respaldo con función 50/51 tipo 7SJ610.
Total de equipos en el tablero: tres.
• Una para la Línea 2 o Línea Guanta II, con referencia (=H20), la cual contiene
una Unidad de Control tipo 6MD66 y dos protecciones gemelas de línea, con
función principal de Distancia (21) tipo 7SA522, llamadas protección
principal y protección secundaria. Total de equipos en el tablero: tres.
• Una para el Transformador T4, con referencia (=H41), la cual contiene una
Unidad de Control tipo 6MD66 y dos protecciones llamadas protección
primaria y protección respaldo. La primera es cubierta por un equipo para
protección de transformador (diferencial) según a función 87T tipo 7UT613.
Por otra parte, la segunda, es un respaldo con función 50/51 tipo 7SJ610.
Total de equipos en el tablero: tres.
13.8 kV: existen dos tableros
• Una para la Llegada 1, Acople, Llegada 2 y Transferencia, con referencia
(=D01+R01), para cada una de ellas se previó un relé con función principal
50/51 tipo 7SJ642. Total de equipos en el tablero: cuatro.
36
• Una para las cinco Salidas, con referencia (=D02+R02). Cada una de las
salidas posee un relé con función principal 50/51 tipo 7SJ642. Total de
equipos en el tablero: cinco.
A continuación se presentan los equipos de protección, control y medición para la
subestación Los Bordones.
3.5.1 Protección primaria / secundaría de líneas a 115 kV.
Las protecciones de las líneas de 115 kV estarán conformadas por dos protecciones
principal y secundaria de distancia (21/21N), cada uno con su función independiente de
sobrecorriente en comparación direccional que le permita detectar fallas de alta
impedancia. Se utiliza una protección de distancia ya que esta es una protección más
selectiva y por lo mismo puede ser más rápida. En este caso se ha seleccionado esta
protección con característica de falla poligonal, con tres etapas direccionales y una
unidad de arranque no direccional. El tiempo promedio de actuación para primera etapa
se debe encontrar en un tiempo ≤ 25 ms.
Debido a que la protección de distancia no puede ser tan precisa que discierna entre fallas
a un lado y otro del interruptor en la subestación próxima, la protección de línea se lleva a
cabo por medio zonas y se conecta por medio de ondas portadoras (OPLAT, onda
portadora sobre líneas de alta tensión) al relé de distancia de la subestación vecina a
través del equipo de teleprotección (85). El tiempo de despeje máximo para fallas en
primera etapa debe ser ≤ 40 ms para cualquier ubicación e incluyendo el tiempo asociado
a las teleprotecciones (85).
La protección de distancia opera con la lectura de la corriente que pasa por el área a
proteger y el voltaje de la barra a la que se encuentra asociado. En caso de falla existe una
depreciación del voltaje y un aumento de la corriente, lo que hace que exista una
diferencia en la resistencia de la línea (valores de la impedancia positiva), ya calculado
previamente.
Además de la protección por relés de distancia, los relés numéricos también deben tener
disponible la ejecución la función de detección de fallas a tierra, disponibilidad de
37
recierre (79), falla interruptor (50BF), verificación de sincronismo (25) y localizador de
fallas, además de las entradas binarias disponibles para monitoreo y estado de equipos
relacionados con el tramo a proteger. La función 25 no es realizada por este equipo, ya
que esta es ejecutada por el controlador de bahía asociado al tramo. En la figura 11 se
presenta los equipos de protección utilizados para las líneas.
Figura 11. 7SA522, Relé de distancia Siemens.
La función de recierre (79), se utiliza para la protección de líneas, ya que la mayoría de
las veces las fallas en una línea son del tipo monofásico a tierra y estas en un rango
mayor al 80% se extinguen automáticamente después de la desconexión de la línea por
parte de la protección. Al momento de haber una falla, la protección asociada despeja la
misma y a su vez activa un temporizador para la función 79. Luego de un lapso de tiempo
programado por el usuario en el equipo, la línea es reconectada para verificar si la falla ya
ha sido despejada. En caso que la falla persista, se vuelve a despejar la falla y la función
79 puede ser bloqueada o sencillamente esperar otro lapso de tiempo programado por el
usuario. El máximo número de intentos son tres. Aunque no es función de este relé, es
importante destacar que en el caso de la protección de transformadores esta señal se
encuentra bloqueada (86), debido a que un transformador es un equipo costoso el cual no
debe ser sometido a recierres, además de las elevadas corrientes de inrush que se generan
cada vez que el transformador es energizado. Adicionalmente, las protecciones de línea
disponen de la función falla interruptor (50BF), registro de fallas y localizador de fallas.
Aunque la función 50BF también se encuentra asociada a otros equipos, se procede a
continuación a explicar el funcionamiento de la misma.
38
Configuración de parámetros para los disparos por 50BF
La configuración de los parámetros en el equipo con la función falla interruptor (50BF)
es una protección de respaldo que se encuentra asociada a la posible situación que el
interruptor encargado de despejar la falla no pueda realizarlo ya sea por fallas mecánicas
o por fallas eléctricas. Esta función 50BF es una protección obligatoria en cualquier tipo
de subestación. Al momento que el equipo da la orden de apertura del interruptor
asociado a la falla, esta misma orden se le da al equipo programado con la función 50BF,
el cual se encargará de velar que la falla sea despejada exitosamente. En caso que el
mismo verifique que todavía la falla se encuentra presente, la protección 50BF arranca un
temporizador. Para su mejor entendimiento supóngase el caso de actuación de 50BF para
el interruptor de una llegada en la subestación. Su funcionamiento se divide en tres
etapas:
1. Repetición del envío de la orden de disparo al interruptor asociado a la falla. Esto es
lo que se conoce como etapa 1 del 50BF. El equipo verifica si realmente fue enviada
la orden de disparo al interruptor, (ejecutando otra vez la orden en la primera bobina
y enviando orden de disparo a la segunda bobina) para descartar una incorrecta orden
por parte del equipo en la apertura o falla de alimentación en la bobina de disparo 1
del interruptor. Si la falla es despejada, el temporizador se detiene para luego
reiniciarse, sin embargo, si la falta continua, la corriente de falla sigue fluyendo y el
temporizador continua en su marcha hasta su limite de tiempo fijado (entre 12 ms y
30 ms aproximadamente, dependiendo si se prevé saturación de los transformadores
de corriente asociados a la falla).
2. Etapa 2. La protección 50BF luego de transcurrido el tiempo asignado para la etapa 1,
genera una orden de disparo a los interruptores adyacentes a la falla, despejando en su
totalidad el tramo fallado. Debido a la configuración de la S/E Los Bordones, Una
falla de este tipo en 115 kV, implicaría una salida de la subestación en su totalidad y
una falla en una llegada de 13,8 kV, implica que tengan que salir de servicio todas las
salidas asociadas a esa llegada.
39
3. Disparo por Zona muerta. Esta es una etapa que no se encuentra asociada a la etapa 2,
ya que esta ocurre después de la etapa 1. Al momento que se da la orden de ejecución
de la primera etapa por 50BF, y si hay una apertura exitosa del interruptor, es
evidente que el equipo ya no debe detectar algún tipo de corriente por ese tramo, sin
embargo, si este no es el caso, se debe a que la falla ha ocurrido en zona muerta. Esta
zona es aquella que se encuentra antes del interruptor y después de los CT`s de
corriente. La manera de despejar esta falla es ordenando la apertura del interruptor
aguas arriba.
Para una mejor comprensión de cada uno de los puntos explicados anteriormente, se
presenta en la figura 12 la ejecución de los disparos por 50BF, la cual muestra la llegada
1 a 13,8 kV y una parte de las salidas de la S/E los Bordones.
En color rojo se indica el disparo por etapa 1. En color negro se muestran los disparos a
los interruptores adyacentes que el interruptor de la llegada ejecuta en etapa 2. El cuadro
en color morado representa el área de la falla por zona muerta, el cual en caso se presente
debe ejecutar la apertura del interruptor en 115kV, representado en color morado.
40
Figura 12. Esquema de disparos por etapa 1, etapa 2 y zona muerta del 50BF
41
Función de verificación de sincronismo
La función de verificación de sincronismo (25) es la que se encuentra asociada al
momento de realizar la incorporación de una línea o tramo al sistema interconectado
nacional o a otro tramo ya energizado, pero ya se encuentra con tensión al otro extremo.
La misma se encarga en verificar que se cumplan tres principios:
1. Módulos de voltaje en ambos lados.
2. Diferencia de ángulos de fase entre ambos lados.
3. Diferencias de frecuencia entre ambos lados.
Para que la función 25 permita un cierre exitoso de la línea o tramo, los rangos de valores
de cada uno de los principios descritos anteriormente deben ser mínimos. En caso
contrario no se permitirá el cierre de la línea, ya que ello acarrearía una falla en el
sistema.
Es importante destacar que los equipos de protección y control utilizados en esta
subestación, poseen un contacto llamado “live contact”. Este contacto es el llamado
contacto de vida del relé, el cual es monitoreado a través de una entrada binaria de un relé
o equipo adyacente. Este es simplemente para indicar su status.
3.5.2 Protección de transformadores de potencia
Se puede considerar que los transformadores, por ser máquinas estáticas, tienen un
número de fallas relativamente bajo con relación a otros elementos o componentes del
sistema. Sin embargo no están exentos de fallas, y cuando llega a fallar puede ser una
falla aparatosa y grave, ya que en algunos casos se puede presentar incendio del equipo y
considerando que es el equipo más costoso en una subestación (sin generación) es
importante que el mismo se encuentre bien protegido ante fallas. Es frecuente que la
magnitud de las corrientes de falla interna sea baja en comparación con la corriente
nominal o de plena carga, por lo que la protección requiere de una alta sensibilidad y
42
rapidez de operación. Los transformadores en la S/E Los Bordones poseen en su gabinete
de control / ventilación / regulación equipos responsables de la protección del equipo, que
poseen señales de disparo y alarma disponibles para ser llevadas a los equipos de
protección electrónicos, tales como la protección Buchholz (63D), protección contra
sobrecargas (49T), bajo nivel de aceite, entre otras. Estos equipos no poseen control.
Los esquemas de protección de los transformadores de potencia están compuestos por las
protecciones externas constituidas por dos relés independientes, uno diferencial y otro de
sobrecorriente alimentado desde los TC de 115 kV de los pasatapas del transformador y
de los TC del interruptor del lado de baja tensión (13,8 kV).
Todos los disparos de las protecciones de los transformadores de potencia ejecutan el
bloqueo de la orden de cierre (86) de los interruptores de alta y baja tensión, esto
motivado por lo mencionado anteriormente. A continuación se procede a describir cada
una de estas protecciones
Protección principal de Transformador (7UT613)
Para la protección de los transformadores de la subestación, se utilizan relés diferenciales
de corriente (87T/87N) el cual dispara los interruptores adyacentes al transformador
cuando la suma vectorial de las intensidades de corriente que pasan por el equipo es
distinta de cero, lo que da lugar a la desconexión del transformador. El equipo de
protección consta de tres bobinas para alta tensión y tres bobinas para baja tensión que
censan la corriente de cada una de las fases, conectados a los CT´s de 115 kV y los CT´s
de 13,8 kV. Entre las características principales del relé se encuentra que el tiempo
máximo de operación es de 20 ms para una corriente diferencial de dos veces la nominal,
una característica diferencial del tipo porcentual de restricción con las corrientes de
entradas, sensibilidad del relé que le permita operar con corrientes diferenciales mayores
al 20% de su corriente nominal, el equipo dispone de un sistema de filtrado de la
componente de secuencia cero que evite disparos erráticos para fallas a tierra fuera de
zona y la función diferencial se mantiene totalmente estable para fallas pasantes de hasta
veinte veces la corriente nominal con una corriente diferencial derivada de los errores de
los transformadores de corriente que podría superar al 20% de la corriente de falla.
43
La función diferencial de este equipo se basa en la ley de Kirchoff: “La sumatoria de las
corrientes que llegan a un nodo es igual a la sumatoria de las corrientes que salen”.
Debido a que esta protección se utiliza para proteger los transformadores, además de
comparar los valores de corriente de cada lado del transformador, como se mencionó
anteriormente, también compara los ángulos de desfasaje entre el primario y secundario
del transformador.
Además de contar con la protección diferencial, el relé incorpora también las funciones
de protección de sobrecorriente (50/51/51N), protección de bloqueo al recierre (86),
protección por elevadas temperaturas debido a sobrecarga (49T), protección contra
desbalance de fases o fase reversa de corriente (46) y protección de masa cuba. A
continuación, en la figura 13 se presentan las protecciones utilizadas en los
transformadores de potencia.
Figura 13. 7UT613 (central). Protección diferencial para transformadores
Protección de respaldo de Transformador (7SJ61)
El equipo de protección secundaria de los transformadores de la subestación, es un
equipo de protección de sobrecorriente instantánea (50F/50N) y temporizada, mejor
conocida como por sobrecarga (51F/51N) y bloqueo al cierre (86).
44
La protección de sobrecorriente funciona censando la corriente del tramo a proteger,
configurando el equipo con curvas de tiempo inverso, según las definidas de acuerdo a
las normas IEC y ANSI y contar además con un tiempo de disparo instantáneo. Los
valores del tiempo de la operación de la protección son ajustables de 0 a 60 seg, en pasos
discretos de 10 ms.
Este se encuentra conectado, como su nombre lo dice, de respaldo en caso que el breaker
principal presente alguna falla o se encuentre fuera de servicio. Como se puede apreciar,
el relé de respaldo no tiene protección diferencial de corriente y en vez de ello tiene
protección de sobrecorriente, como se mencionó al inicio. Esto solo se puede lograr si la
corriente de carga es inferior a la mínima corriente de falla, pero esta protección no es
selectiva, por ello en la medida de lo posible la protección principal debe ser restablecida
a la brevedad. A continuación, en la figura 14 se presentan las protecciones utilizadas en
los transformadores de potencia, como respaldo de la protección primaria..
Figura 14. 7SJ61.Equipo de protección multifuncional.
45
3.5.3 Unidad de control y adquisición de datos en 115 kV.
Esta unidad se utiliza en las líneas de 115 kV y los transformadores (=H10, =H20, =H11,
=H41), ya que es una unidad para alto voltaje. En 13,8 kV el equipo de protección hace a
su vez de controlador. Cada una de ellas se encuentra asociada a un tramo, por ende cada
una tiene las corrientes y voltajes de medición, señales, control y mando de los equipos
asociados a ese campo. La posición, disparos, alarmas, fallas (de alimentación o del
equipo en si), control local o remoto de los interruptores, seccionadores y cuchillas de
puesta a tierra, las fallas en los circuitos de iluminación, calefacción y toma asociadas al
tablero, fallas en el TP o CT del tramo, falla de equipos de comunicación asociados al
tablero, señal de activación (posición del selector de prueba) de ensayos en equipos de
protección y fallas en los circuitos de disparo, son las principales entradas digitales que
recibe la unidad de adquisición de datos. Por otra parte, esta unidad también posee
control y mando sobre los equipos, por lo tanto es posible realizar apertura y cierre de
interruptores y seccionadores, si el equipo verifica que los enclavamientos obligatorios
para la orden dada se cumplen. Es por ello que la operación de la subestación desde estos
equipos es bastante sencilla y confiable. Veamos a continuación, en la figura 15 una
imagen de la unidad controladora de bahía utilizado en la subestación.
Figura 15. 6MD66. Unidad controladora de bahía.
46
En resumen, las unidades de adquisición asociadas a los tramos de 115 kV están
encargadas principalmente de la señalización y operación del interruptor y los
seccionadores de cada tramo, medición de MW, MVAR, A, V, así como de los MWh y
MVARh para efectos de comprobación de la energía manejada por las subestaciones,
alarmas y señalización de todos los elementos asociados al tramo y verificación de
sincronismo para las órdenes del cierre manual del interruptor.
3.5.4 Unidad de adquisición de datos y controlador de tramo de servicios auxiliares.
Esta unidad se utiliza para los servicios auxiliares (=NK1) y las señales que no se
encuentran asociadas a ningún tramo. En este equipo se registran cada una de las señales
que pueden ser una falla en caso que se presente. El nivel de tensión bajo de la barra
principal, falla en la alimentación del descargador de sobretensión, posición del selector
de prueba para ensayos en los equipos, posición de los selectores de transferencia de
alimentación de barras en servicios auxiliares, falla del banco de baterías, falla de los
cargadores del banco de baterías, falla en iluminación, calefacción y toma del tablero de
servicios auxiliares, falla alimentación AC y DC de los servicios auxiliares, señales de
corriente y tensión de carga y baterías, señal de tensión y corriente de las barras y
llegadas de alimentación para los servicios auxiliares, son las entradas que recibe este
equipo para su registro. Por otra parte, esta unidad también posee control y mando sobre
los equipos, por lo tanto es posible realizar apertura y cierre de los acoples de barra en
servicios auxiliares, si el equipo verifica que los enclavamientos obligatorios para la
orden dada se cumplen, los cuales como se mencionó anteriormente, son realizados a
través del CFC. A continuación, en la figura 16 se presentan la protección utilizada en los
servicios auxiliares de la subestación.
47
Figura 16. 6MD63. Unidad controladora de bahía.
3.5.5 Protección principal y controlador en 13,8 kV.
La gran mayoría de las líneas de 13,8 kV se les conoce generalmente como líneas de
distribución, son radiales y llegan hasta las cargas. Su protección consiste básicamente de
protección de sobrecorriente de fase y neutro instantáneo y temporizado (50F/50N,
51F/F1N). Sin embargo, las protecciones utilizadas para cada una de las salidas y
transferencia de la S/E Los Bordones, son relés de protección multifuncional, es decir,
además de contar con las protecciones mencionadas anteriormente, cuentan con
protección contra desbalance de fases o fase reversa de corriente (46) y voltaje (47),
protección por elevadas temperaturas debido a sobrecarga (49L), protección de falla
interruptor (50BF), supervisión del circuito de disparo (74TC), bloqueo al cierre (86),
verificación de sincronismo (25), auto recierre (79), distancia con localización de falla
(21FL), protección contra sobrevoltaje en el neutro (59N) y circulación de corriente por
el neutro(64). Además de todas estas funciones de protección, el equipo dispone de
funciones de medida de voltaje, corriente, potencia activa, reactiva y aparente. En la
figura 17 se presenta una imagen del equipo utilizado para las protecciones principales en
13,8 kV.
48
Figura 17. 7SJ64.Equipo de protección multifuncional con sincronización.
3.5.6 Unidad de control de la subestación.
La unidad de control de la subestación es un computador en el que se instala el software
de Sistema SICAM PAS “Full Server” o “DIP”. A este computador se le denomina
SICAM SU O “Station Unit”. Este es parte de un sistema denominado SICAM PAS, el
cual se encuentra conformado por todos los equipos de protección y control de la
subestación, y los switches de comunicación.
El sistema SICAM PAS de la subestación está conformado por un software servidor
denominado SICAM PAS “Full Server” que contiene la base de datos relacional en
tiempo real del sistema y realiza las funciones de interfaz de datos (gateway de datos y
comunicaciones).
El sistema SICAM PAS posee un componente denominado procesador de interfaz de
equipos o SICAM PAS “DIP”, el cual funciona como un procesador de interfaz de datos
adicional. El sistema SICAM PAS utiliza una sola base de datos relacional la cual está
contenida en el SICAM PAS “Full Server”, por ende, los SICAM PAS “DIP”s no poseen
bases de datos. La información del proceso recopilada por los SICAM PAS “DIP”s es
administrada en esta base de datos única. Según estándares IEEE el sistema SICAM PAS
“Full Server” es capaz de manejar hasta 150 equipos de la misma subestación.
49
El sistema instalado en la Station Unit crea dos particiones en el disco duro, una de estas
la oculta y la protege contra escritura y es donde reside el sistema operacional y el
sistema SICAM PAS. En la partición oculta se crea una imagen de trabajo de la partición
oculta y es donde el sistema trabaja. Cada vez que el equipo es reiniciado, se crea en la
partición de trabajo una copia de la partición oculta. Esto crea un mecanismo de
recuperación del sistema rápido. La partición del sistema solo puede ser vista y liberada
de las restricciones de escritura, mediante claves de administración especiales sobre el
equipo. En caso que requiera el manejo de más equipos, es necesaria la instalación de un
computador del tipo “DIP”. A continuación, se presenta en la figura 18 una vista superior
del equipo denominado “Station Unit”.
Figura 18. Vista superior del equipo “Station Unit”.
A continuación se presenta en la figura 19 la representación del sistema SICAM PAS en la
subestación. A este se le denomina “Arquitectura del sistema de control digital"
50
Figura 19. Arquitectura del Sistema de control digital.
51
Como se puede observar en la figura anterior, mediante las posibilidades de
comunicación del sistema de automatización, es posible crear los enlaces necesarios para
el intercambio de información dentro del sistema y con los centros de control de nivel
superior, IEDs, unidades de control y otros sistemas de base de datos de procesos de
automatización, permitiendo así que la subestación pueda ser desatendida y controlada a
distancia.
La arquitectura lógica del sistema de automatización está conformada por cuatro niveles
jerárquicos de control, tema que se desarrollará más adelante en los diagramas de
principio.
3.5.7 Dispositivos contadores de energía en la S/E Los Bordones.
Los contadores de energía sirven para determinar la energía activa en kWh, la potencia
aparente en kVAh o la reactiva en kvarh entregada por un generador o una llegada de
línea proveniente de otra subestación, etc. Además de ello, estos equipos son los
encargados de llevar el registro de magnitud, fase y frecuencia de la tensión y corriente
que pasa por cada una de las líneas y cada uno de los transformadores, conectados a
través de los CT y TP asociados al tramo. Se trata de un equipo basado en un DSP
(procesador digital de señales) para las funciones de medida y en un microprocesador
para las funciones de integración de energía, tarifación, interfaz con el usuario y
comunicaciones (locales y remotas).
Estos dispositivos también son capaces de medir la distorsión armónica en las señales de
entrada. Estos equipos son de una clase de precisión 0,2 a escala completa. Norma IEC
667 y con ocho dígitos (con posibilidad de programar decimales), un rango de tensión de
operación de 0 a 250 VAC y un rango de corrientes de operación de 1 amp. en el
secundario. En la figura 20 se presenta el equipo utilizado en la subestación Los
Bordones, referente a los contadores de energía.
52
Figura 20. Contador de energía en la S/E Los Bordones
En resumen, la medición de los parámetros eléctricos de cada tramo se realizan en el
dispositivo digital de acuerdo a las señales de tensión y corriente provenientes
respectivamente del transformador de tensión de barras o de llegadas de transformador,
midiéndose todos los parámetros relevantes: A, V, MW, MVAR, MWh, MVARh, Hz,
cos φ.
3.6 Otros dispositivos
3.6.1 Conductores para la red de comunicaciones
En la subestación Los Bordones se utilizan dos tipos de conductores encargados de las
comunicaciones de los equipos, estos son los de fibra óptica con conectores MTRJ y los
conductores SFTP (Shielded and Foiled Twisted Pair, par Trenzado blindado y
apantallado) con conectores RJ45. Veamos la figura 21 para una mejor comprensión:
Figura 21. Conectores MTRJ para fibra óptica (izq.) y RJ45 para cables SFTP (der.).
53
Para la conexión de los equipos SIPROTEC para su configuración inicial, es necesaria la
conexión a estos a través de su puerto de entrada, el cual utiliza un conductor RS232.
Luego de su inicialización, el equipo puede ser accesado por la red ethernet a través del
conductor SFTP.
3.6.2 Switch de comunicación.
Como se observa en la figura 19 correspondiente a la arquitectura del sistema de control
digital, todas las señales provenientes de los equipos SIPROTEC no pueden entrar
directamente a la Station Unit, por ende, se utilizan switches responsables de la
intercomunicación entre ellos. A continuación, si se observa la figura 22, se puede
apreciar que estos switches son para uso industrial, ethernet, marca RUGGEDCOM
modelo RS16000T, los cuales cuentan con 16 puertas de entrada en 10/100Base Tx y dos
puertas de entrada 100Base Fx, conexión MTRJ y los modelos RS8000T, los cuales
cuentan con 6 entradas en 10/100Base Tx y dos puertas de entrada 100Base Fx, conexión
MTRJ.
Figura 22. Switches Ruggedcom. RS1600T (Izquierda) y RS8000T (Derecha).
Este tipo de equipos es el único que el cliente permite en sus Subestaciones, debido a que
este se encuentra aprobado por la KEMA (Keuring van Elektrotechnische Materialien), a
diferencia de otros equipos. KEMA es un organismo de comprobación Holandés para
productos electrotécnicos.
54
Las conexiones de los switches con los equipos de protección se hacen en doble anillo
para una mayor confiabilidad. Nótese en la figura de la arquitectura de control digital que
un mismo equipo lleva sus señales a dos switches diferentes. En caso que uno de los
caminos falle, el otro automáticamente toma la prioridad.
Todas las conexiones entre los equipos SIPROTEC 4 y los switches son eléctricas con
conectores de red RJ-45, cable apantallado tipo SFTP y protocolo de comunicación IEC
61850, el nuevo estándar mundial para la comunicación en subestaciones.
Su funcionamiento es bastante sencillo. El switch lee el mensaje que entra por un puerto
y determina la dirección MAC del relé o equipo destino de dicho mensaje y lo remite al
puerto donde se encuentra el equipo con la MAC respectiva. Los switches van creando
dinámicamente una base de datos con las direcciones MAC asociadas a cada puerto.
Cuando llega un mensaje que posee una dirección MAC que el switch no conoce, este
retransmite el mensaje por todos sus puertos y espera la respuesta del MAC respectivo
para actualizar su base de datos de direcciones. Nótese que los equipos utilizan la
dirección MAC en vez de la dirección IP, esto es sencillamente para dar mayor
confiabilidad al sistema.
3.6.3 Selector de Pruebas
El selector de pruebas Siemens es un equipo que permite realizar las pruebas a los
equipos de protección y controladores de bahía, con capacidad para aislar los circuitos
secundarios provenientes de los TC`s y los TP´s y los contactos de salida que ejecutan
disparos de apertura. Con ayuda de este equipo, se es posible inyectar valores de corriente
y tensión al equipo que se encuentre asociado, y así comprobar si el mismo está actuando
correctamente. Este equipo funciona en conjunto con equipos portables de prueba, mejor
conocidos como OMICROM. A continuación se observa en la figura 23 un equipo
selector de pruebas marca siemens.
55
Figura 23. Selector de pruebas Siemens 7XV75.
Los selectores de prueba se colocan siguiendo los lineamientos de la norma CADAFE, la
cual especifica claramente que “(…) Se ubicarán cajas de prueba, que permitan
interrumpir la conexión de los equipos de protección, control y contadores de energía,
sin necesidad de deshacer conexiones”.
3.6.4 Equipo de sincronización de tiempo
Para que la subestación pueda llevar un registro adecuado y acorde a las demás
subestaciones de la empresa CADAFE, es necesario que se mantengan unificados el
criterio del tiempo de registro con respecto a todos los equipos de todas las subestaciones
del cliente, para ello se utiliza un dispositivo de sincronismo, llamado SICLOCK
GPS1000, donde la unidad recibe la información del tiempo (según Meridiano
Greenwich) a través de un sistema GPS a una frecuencia de 1.574 GHz y se encarga de
distribuirla a todos los equipos de la S/E. Esto es lo que se conoce como la “estampa de
tiempo” o timestamp, así en caso que ocurra unan fallas en diferentes partes del sistema
interconectado de la empresa, se tenga conocimiento con real exactitud del momento que
ocurrió la falla.
56
3.6.5 Bornes
Los bornes de conexión son aquellos equipos que se utilizan para ahorrar espacio al
conectar cables de entrada y salida en tableros y armarios de agrupamiento, permitiendo
además de un mejor orden en el cableado interno del tablero, versatilidad en las pruebas
de los equipos, ya que no se amerita ninguna desconexión. Por otra parte, en caso que se
desee desmontar algún equipo en el tablero o armario de agrupamiento, esto se puede
hacer sin necesidad de perder el cableado hasta el equipo, ya que este se encuentra
“seccionado” gracias a la utilización de bornes.
Existen varios tipos de bornes. En la S/E Los Bordones los utilizados son los bornes de
seccionables y no seccionables, los bornes para CT`s y TP`s con acceso a conexión de
bananas de prueba. Todos ellos se encuentran agrupados en las llamadas borneras. Las
borneras se agrupan según su uso. Siemens utiliza una nomenclatura para la agrupación
de los bornes, por ejemplo, los bornes para circuitos de transformadores de corriente,
como el presentado en la figura 24, son los que se encuentran designados entre –X_11 al
–X_24, los de tensión se encuentran designados entre –X_25 al –X_29, bornes para
distribución de corriente alterna –X_02, bornes para distribución de corriente continua –
X_01, etc.
Figura 24. Esquema de conexión de un borne seccionable.
57
Los bornes de corriente o voltaje, por ser los más complicados al momento de colocarse
en la lista de documentos para la construcción de una subestación, se presentan como en
la figura 25:
Figura 25. Representación de los bornes de corriente
Nótese que a cada uno de los lados de las conexiones de los bornes se presenta donde está
conectado. Por otra parte, en la sección central donde indica “Conexión”, se presenta al
usuario la información si el borne es seccionable, se encuentra interconectado con otros
bornes, si presenta un peine entre sus contactos y/o si el mismo es “puenteable” con otros
bornes.
3.6.6 Multiconductores
Los multiconductores son aquellos conductores los cuales se encuentran agrupados. Para
la subestación los Bordones se utilizan del tipo THW, 2x12 AWG, 2x10 AWG, 4x14
AWG, 4x12 AWG, 7x12 AWG y 14x12 AWG.
Los multiconductores, al igual que los bornes, utilizan una nomenclatura para la
agrupación de los mismos. Por ejemplo, los multiconductores utilizados para señales de
corriente su designación abarca desde –W_ _ 000 A –W_ _ 099, los de señales de tensión
su designación abarca desde –W_ _ 100 A –W_ _ 199, los designados para auxiliares
D.C abarcan desde –W_ _ 800 A –W_ _ 899, etc. Para su mejor interpretación, la figura
26 representa una hoja del documento de la subestación los bordones donde se presenta
un multiconductor. (Adicionalmente, se pueden ver los anexos.)
58
Figura 26. Vista de la presentación de un multiconductor en un documento.
Nótese que en el mismo se presenta el origen y el destino exacto, con la idea que esta
hoja sea utilizada en la obra y el técnico coloque el conductor –W01289 en el lugar
exacto.
3.6.7 Protocolos de comunicación
La conexión entre el switch principal y la SICAM se realiza a el protocolo de
comunicación IEC-61850, el nuevo standard en protocolos de comunicación, el cual se
encuentra actualmente en proceso de normalización para todas las subestaciones a nivel
mundial y a todas aquellas empresas o industrias que necesiten comunicar sus equipos.
La norma IEC 61850 (Communication Networks and Systems in Substations) ofrece
soluciones a los requerimientos de los sistemas de automatización de los sistemas de
potencia, en la medida que permite integrar en una sola red y protocolo, los distintos
niveles de la subestación (nivel de proceso, nivel de campo, nivel de estación) y permite
la integración de forma estándar de equipos de diferentes fabricantes, reduciendo la
necesidad de utilizar convertidores de protocolo. Adicionalmente cumple con los
requerimientos de flexibilidad ya que bajo la norma permite implementar nuevas
funciones que hasta la fecha no hayan sido desarrolladas y permite incorporar
actualizaciones tecnológicas en el área de las comunicaciones.
Finalmente, todas las señales que llegan a la Station Unit en IEC 61850 son llevadas a los
niveles de mando superior a través del protocolo DNP 3.0 con comunicación serial
RS232. Puede surgir la pregunta, “¿Por qué si el standard en comunicaciones es IEC
61850, la comunicación a los centros de control se realiza en otro protocolo?”. La
respuesta es sencilla y es por limitantes del sistema desarrollado actualmente en el mundo
de las comunicaciones para IEC 61850.
59
Para las comunicaciones con centros de control de nivel superior están disponibles los
siguientes protocolos:
• IEC 60870-5-101
• IEC 60870-5-104
• DNP Ver. 3.00
• OPC Server
Sin embargo, para las comunicaciones con IED’s (Inteligent Electronic Devices),
unidades de protección y unidades de control están disponibles los siguientes protocolos:
• IEC 61850 sobre TCP/IP
• Profibus FMS
• Profibus DP
• IEC 60870-5-103
• IEC 60870-5-101
• DNP Ver. 3.00
• Modbus RTU
• OPC Client
Es interesante mencionar que mediante la utilización del OPC Client el sistema SICAM
PAS puede intercambiar datos con cualquier sistema con OPC Server, por ejemplo
controladores para protocolos de otros fabricantes, situación que se presenta en
subestaciones que tienen equipos ABB o General Electric.
60
4. DESARROLLO DE LOS DIAGRAMAS DE PRINCIPIO Y
FUNCIONALES DE LA S/E LOS BORDONES.
Luego que el personal encargado de realizar la oferta del proyecto de licitación notifica
que la misma ha sido ganada, se espera la orden de servicio por parte de la empresa
CADAFE para dar inicio a lo que sería el desarrollo de la ingeniería en todos sus aspectos
(civil, eléctrico, etc.). Los ingenieros de diseño en el área eléctrica con su grupo de
trabajo proceden a tomar acciones en el desarrollo de los planos eléctricos según lo
especificado por el cliente en los pliegos de licitación y en las reuniones aclaratorias.
Para ello se utiliza de un software de diseño CAD electrotécnico, que permite realizar
proyectos de instalaciones eléctricas. Este cuenta con la capacidad de generar referencias
cruzadas, conexionado interno, realización de listas de materiales y equipos, numeración
de cables y multiconductores utilizados en la S/E, lista de utilización de multiconductores
y listas de bornes de los tableros, todo ello de forma automática a partir de los diagramas
funcionales. Siemens utiliza el programa desarrollado por la empresa AUCOTEC,
llamado ELCAD (Electric Computer Aided Design) para el desarrollo de los diagramas
unifilares, de principio y funcionales. El desarrollo de estos últimos es el principal fuerte
de ELCAD, debido a las inigualables ventajas que presenta con respecto a otros
programas CAD.
Los diagramas unifilares, diagramas de principio y diagramas funcionales son necesarios
para el desarrollo de la ingeniería y los mismos, aunque no en su totalidad, se encuentran
relacionados entre si. Para su mayor comprensión, obsérvese la figura 27.
61
Figura 27. Relación entre los unifilares de S.A a los diagramas funcionales
Supóngase la alimentación del motor de un interruptor de 13,8 kV en la S/E Los
Bordones. En el diagrama unifilar general y ampliado se muestra la ubicación eléctrica
del equipo con respecto a los demás interruptores y equipos. En el diagrama unifilar de
servicios auxiliares de corriente continua se muestra el breaker y su amperaje que
alimenta al motor del interruptor mencionado y el resto de los interruptores en 13,8 kV.
En los diagramas de principio, se muestra lo que seguiría al diagrama unifilar de S.A, es
decir, el “trenzado” de la alimentación de cada uno de los breakers con su amperaje que
alimentan los motores de los interruptores en 13,8 kV, mostrando la ubicación eléctrica
del tablero donde se encuentran. En los diagramas funcionales se muestra el detalle del
breaker, el calibre del conductor y la conexión exacta al borne donde debe ser alimentado
el equipo. Más adelante se presentará un ejemplo más ilustrativo respecto a la relación
entre los varios diagramas que se utilizan en una subestación para su diseño y una
explicación más profunda de cada uno de los tipos de diagramas presentes en la
subestación.
62
4.1 Diagramas de Principio
Para el desarrollo de la ingeniería de una Subestación, luego del desarrollo del diagrama
unifilar ampliado y el diagrama unifilar de los servicios auxiliares de corriente continua y
corriente alterna, se proceden a realizar los diagramas de principio. En estos planos se
especifica:
Disposición de tableros en la casa de mando: Aquí se encuentra la disposición física de
los tableros de la subestación, según lo requiera el cliente. En este caso, las normas
CADAFE para subestaciones del tipo NODAL III especifican la configuración de la
misma.
Conexiones y/o “trenzado” para la alimentación de los equipos de patio, equipos de
protección y control, iluminación, calefacción y tomas de los servicios auxiliares en
corriente alterna y corriente continúa. En esta sección se procede a dibujar la conexión
de los breakers encargados de la alimentación de los equipos de la subestación y en que
tablero o armario se encuentra ubicado, como se puede observar como ejemplo la figura
50. Básicamente se muestra, para el caso de las alimentaciones de equipos en corriente
alterna, si la misma es trifásica, línea – neutro o línea – línea y de cuales fases se esta
alimentando la carga. Para el caso de corriente continua esto no aplica.
Señalización y mando de equipos en patio para los diferentes niveles de operación de la
subestación. En esta sección, a través de un esquema conocido como “típico de tramo”,
se procede a colocar el mando sobre los equipos que se encuentran asociados a ese tramo
[9]. Por ejemplo, en los típicos de línea se muestra el interruptor, los seccionadores y la
cuchilla de puesta a tierra asociados a esa línea. Los niveles de mando que se muestran
son los siguientes:
o Nivel 0 – Equipo local, el cual se divide en:
Nivel 0A: Mando desde los gabinetes de control del equipo en patio.
Nivel 0B: Mando desde el armario de Repartición.
63
o Nivel 1 – Mando y control del tablero asociado al equipo.
o Nivel 2 – Mando y control en unidad central remota. (SICAM o Laptop)
o Nivel 3 – Mando y control desde despacho de carga o centro de control.
A continuación se presenta en detalle cada uno de estos niveles:
Nivel 0A Este nivel corresponde al mando desde los gabinetes de control de cada interruptor y
seccionador en el patio de la subestación, y para los servicios auxiliares desde sus
propios gabinetes. Este nivel de control es seleccionado desde los selectores
Local/Remoto que se encuentran en los gabinetes de control en patio de cada equipo
(Interruptor, Seccionador, Servicios Auxiliares).
Los estados posibles de estos selectores son:
• Local: Control de los equipos en patio a través de los pulsadores ubicados en el
gabinete de control de cada equipo, los cuales son independientes del sistema de
control. Para la operación de interruptores desde patio se cablearán las posiciones de
los seccionadores adyacentes, de forma que solo se pueda cerrar el interruptor si los
seccionadores están abiertos (este nivel debe ser usado exclusivamente para
mantenimiento).
• Remoto: Operación de cualquiera de los niveles superiores.
Nivel 0B Este nivel requiere el selector Local/ Remoto del armario de repartición en posición
Local. La posición del interruptor y seccionadores es mostrada en el mímico mediante la
utilización de un indicador inductivo de posición. El mando será realizado desde los
selectores de dos posiciones (ABRIR – CERRAR) que se encuentran ubicados al lado de
la indicación del equipo correspondiente.
64
Los estados posibles de estos selectores son:
• Local: Control de los equipos en patio a través de los pulsadores ubicados en el
armario de repartición, los cuales son independientes del sistema de control.
• Remoto: Operación de cualquiera de los siguientes niveles.
Nivel 1 (Unidad de Control – desde el tablero.) La unidad de control, como se mencionó anteriormente, posee dos selectores de llave
ubicados en su panel frontal. Selector Local/Remoto y selector Sin-Enclavamientos/Con-
Enclavamientos (Interlocking ON – OFF).
Las posiciones del Selector Local/ Remoto son:
• Local: Operación desde el panel frontal de la unidad de control.
• Remoto: Operación de cualquiera de los siguientes niveles.
La posición del selector Sin-Enclavamientos/Con-Enclavamientos sólo tiene relevancia
cuando el selector Local/Remoto se encuentra en posición Local y no afecta el
funcionamiento cuando dicho selector se encuentra en Remoto. Las posiciones son:
• Sin Enclavamientos (Interlocking OFF): el mando originado localmente se efectúa
sin realizar verificación de enclavamientos. La verificación de sincronismo no es
afectada por este selector y es efectuada independientemente de la posición en la cual
se encuentre. En esta posición no puede ser retirada la llave.
• Con Enclavamientos (Interlocking ON): todos los mandos son liberados después de
que han sido verificados los enclavamientos correspondientes.
65
Nivel 2 (Estación de operación IU o IHM) Este nivel corresponde al mando desde la estación del operador IU (Interface Unit) del
sistema de automatización. En esta estación se programa en los despliegues del sistema
un botón de opciones excluyentes entre si para la selección del nivel de operación:
• Local 1: Operación desde la estación de operación 1
• Remoto: Operación desde el Nivel 3 (Despacho de Carga)
En modo Local solo la estación tiene atributos de control mientras se deshabilita la
operación desde el despacho de carga.
Nivel 3 (despacho de carga - DDC) Modo seleccionado por defecto cuando el nivel 0A se encuentra en Remoto, el nivel 0B
se encuentra en Remoto, el Nivel 1 en Remoto y la estación de operación de Nivel 2 esté
en Remoto. Permite la operación desde el centro de control a través de la interfaz de
telecontrol con protocolo DNP3.0 configurada en la SICAM PAS..
Como se puede observar, cada nivel tiene una jerarquía sobre el otro, siendo el nivel cero
el mayor para el caso de control del equipo. Dependiendo del nivel de mando, se pueden
presentar varios casos, en señalización éstos van desde: ninguna indicación disponible,
tipo de indicación en el equipo (mecánica, tipo semáforo) a indicación en pantalla del
estado del equipo. Para el caso de control éstos van desde: ningún tipo de control posible,
control manual mecánico, control manual eléctrico y control asistido por pantalla.
66
Figura 28. Típico de línea, niveles de mando.
Como se puede observar en la figura 28, las cuchillas de puesta a tierra (-H101) no son
motorizadas, por lo tanto, en el nivel 2, se tiene en señalización la indicación en pantalla
del estado abierto cerrado del equipo, sin embargo no hay ningún control posible.
Lógicas a nivel mecánico y eléctrico de enclavamientos para equipos de patio. Todos
aquellos equipos que puedan ejecutar apertura y cierre, deben cumplir con ciertos
requisitos para su operación y además según el nivel de mando de donde se desea
ejecutar la acción, ya que si se ejecuta desde el patio (nivel 0) los enclavamientos serán
del tipo mecánico, mientras que si la operación se trata de ejecutar de un nivel superior,
los enclavamientos serán mecánicos y eléctricos. Al igual que en el caso anterior, estos
niveles tienen jerarquías sobre el otro, por lo tanto, si se desea operar en el nivel 2, se
deben cumplir las condiciones del nivel 1 y nivel cero. Estos enclavamientos se presentan
a través de operaciones lógicas, utilizando las variables lógicas, OR, AND y NOT.
Observando la figura 29, supóngase el caso que se desea cerrar el interruptor de línea en
115 kV en la subestación desde el nivel 1. Para ello se debe cumplir que el equipo (nivel
cero) se encuentre con el selector de mando en “remoto”. En el nivel uno se debe cumplir
que la señal de resorte descargado y la señal de bloqueo funcional por SF6 estén
67
apagadas, se debe verificar que el seccionador de barra y el seccionador de línea indiquen
que estén cerrados y que el sincronismo (25) se encuentre aprobado.
Por otra parte también (AND) se debe encontrar aprobada la señal proveniente del
correcto funcionamiento de los circuitos de disparo al igual que la señal de los switch de
prueba. Si todas estas señales se cumplen, al momento de ejecutar la orden, el interruptor
cerrará.
Es importante mencionar que en esta parte de los diagramas de principio no sólo se
presentan las lógicas de enclavamiento para apertura y cierre, sino también las lógicas
para verificación de sincronismo (25), las cuales se encuentran programadas en los
equipos de la subestación destinados para esta función.
En resumen, los principales enclavamientos que se desarrollaron para la subestación Los
Bordones son los siguientes:
• Los interruptores de 115 kV no podrán operarse con los seccionadores asociados en
una posición intermedia o en un viaje.
• Los seccionadores asociados a los interruptores de 115 kV y de media tensión sólo
serán operados cuando dicho interruptor este abierto.
• Los seccionadores de línea de 115 kV podrán ser operados cuando los dos
interruptores que convergen al nodo de la salida de línea estén abiertos.
• Las cuchillas de puesta a tierra del seccionador de línea de 115 kV sólo podrán
cerrarse cuando el respectivo seccionador este abierto y no se tenga tensión de punta
en la línea.
• Los interruptores de las llegadas a barras de media tensión de los transformadores de
potencia sólo podrán cerrarse cuando el respectivo seccionador este cerrado.
68
Figura 29. Tramo de Línea, cierre del interruptor en 115 kV.
69
Secuencia de operaciones para transferencia de salidas en 13,8 kV. Como se puede observar
en la figura 5, la Subestación en 13,8 kV cuenta con una transferencia en caso que una salida
en 13,8 kV se encuentre en mantenimiento o fuera de servicio. El proceso de utilización de
esta transferencia se encuentra presentado en los diagramas de principio, para así cumplir con
lo descrito en la norma respecto a esta operación. Si se desea observar un ejemplo respecto a
esta operación, revisar el apéndice 13.14
Esquemas típicos de disparo de las protecciones para las líneas en 115 kV, transformador,
llegadas, salidas, acople y transferencia en 13,8 kV. En esta parte de los diagramas de
principio, se presenta al usuario los disparos que ejecutan las protecciones según las
funciones que tengan programadas. Estas no se encuentran con base en el tiempo.
En la figura 30 se presenta la secuencia de operaciones para la protección de una llegada en
13,8 kV.
Figura 30. Secuencia de operaciones en una protección de llegada de 13,8 kV.
70
Como se puede observar, se presenta la secuencia para las funciones de sobrecorriente
instantáneo (50) y temporizado (51), al igual que las etapas de ejecución de las protecciones
por falla del interruptor (50BF). Por ejemplo, en la secuencia de operaciones por 50/51,
aunque esta protección se encuentra asociada a una llegada, aguas arriba se encuentra el
transformador, por lo tanto en caso de una falla por sobrecorriente, se ejecuta la función de
bloqueo al cierre (86) ya que un transformador debido a lo elevado de su costo, debe ser
operado en falla el menor tiempo posible. Además de ejecutar la función 86, se da la orden
de disparo y el arranque del 50BF del interruptor propio, ya que en caso que este falle se
deben ejecutar cada una de las etapas por 50BF. Como se puede apreciar, los disparos por
etapa 1 hacia el disparo 2 del interruptor se ejecutan a través del 86, por la razón explicada
anteriormente. Si se observa la ejecución de las operaciones por 50BF en etapa 2, se ordenan
disparos a 115 kV para aislar el transformador además de los interruptores adyacentes a la
llegada de 13,8 kV. Nótese que los disparos en 115 kV también se ejecutan a través de la
función 86 para evitar un recierre.
4.2 Diagramas Funcionales
Se definen los diagramas funcionales como el conjunto de diagramas de circuito o esquemas
eléctricos donde se muestran los detalles de conexión de todos los equipos. En este se llega al
nivel de detalle de especificar el nombre del equipo y su conexión exacta, nombrar el calibre
de los multiconductores para la interconexión entre equipos de tablero y equipos de patio y el
número y tipo de borne donde se conecta el conductor. Para el nombre del equipo Siemens
maneja una nomenclatura la cual se encuentra normalizada por la ISO 9000 en el diseño de
planos. Para un mejor entendimiento se presenta el siguiente ejemplo en la figura 31:
71
Figura 31. Ejemplo de diagrama funcional. Supervisión de circuito de disparo.
Siguiendo la conexión presentada en la figura anterior (de izquierda a derecha) se presenta el
direccionamiento de hacia donde se dirige la conexión, luego se indica el borne exacto de
donde esta conexión se debe realizar (=H11 +R11, -X040:9x), luego el nombre y número del
multiconductor que se dirige hacia el borne, el cual se encuentra conectado al borne
presentado en la figura (tipo -X040, borne 28 o 29), para finalmente conectarse al equipo de
supervisión de disparo, llamado – F009, especificando el pin del equipo donde se debe
conectar (1 o 12). Nótese que entre el borne y el equipo se encuentra un símbolo, este se debe
colocar en el ELCAD para que el mismo tenga conocimiento que allí se encuentra un
conductor de conexionado interno, el cual por defecto es del tipo THW 16 AWG color negro.
Para una mejor interpretación del cliente y personal encargado del cableado de los equipos,
los esquemas funcionales se realizan por cuadernos. Un cuaderno esta conformado por un
tablero y todos los equipos asociados a él. En la S/E Los Bordones, los funcionales han sido
realizados de la siguiente forma:
72
• Diagramas funcionales Línea Cumana II (=H10) y Guanta II (=H20)
o Armarios de agrupamiento (=H10 +S10 y =H20 +S20)
o Tablero de control, protección primaria y secundaria. (=H10 +R10 y =H20 +R20)
• Diagramas funcionales Transformador T1 (=H11) y Transformador T4 (=H41).
o Armarios de agrupamiento (=H11 +S11 y =H41 +S41)
o Tablero de control, protección primaria y secundaria. (=H11 +R11 y =H41 +R41)
Como se observa, los diagramas funcionales se dividen principalmente en separar los equipos
de patio (Armarios de agrupamiento) y los equipos de tablero.
Sin embargo, también se encuentran los diagramas funcionales de los tableros que no se
encuentran asociados a ningún tramo y estos son:
• Diagramas funcionales del tablero de Contadores (=H00 +Q00).
• Diagramas funcionales del tablero del controlador SICAM (=H00 + W00).
• Diagramas funcionales de los servicios auxiliares de Corriente Alterna, divididos en
tablero de control (=NG1 +NG1) y tablero de fuerza (=NG1 +NG2).
• Diagramas funcionales de los servicios auxiliares de Corriente Continua, divididos en
tablero de control (=NK1 +NK1) y tablero de fuerza (=NK1 +NK2).
A continuación se presenta un esquema general de lo que se encuentra en los diagramas
funcionales de la S/E Los Bordones.
• Diagramas de Circuito Armarios de Agrupamiento
o Alimentación y calefacción de los equipos en patio (Seccionadores e
Interruptores)
o Iluminación, calefacción y toma del armario de agrupamiento.
o Control y motor de cada uno de los equipos en patio (apertura y cierre de
seccionadores y cuchillas de puesta a tierra, circuitos de disparo 1 y 2 de los
interruptores)
o Señales de salida de cada uno de los equipos en patio que van hacia los equipos de
protección y al controlador de bahía. (Apertura y cierre en interruptores,
seccionadores y cuchillas de puesta a tierra; resorte de cierre descargado, bajo
73
nivel de SF6 en interruptores; vigilancia de alimentación de equipos, control
local-remoto), las cuales se indican en relés de tipo bandera.
o Relés tipo bandera para señalización local (de cada una de las señales de salida).
o Conexión y distribución de señales de medida provenientes de los TC y TP hacia
cada uno de los equipos de protección y control.
o Bornes de reserva en el tablero para conexión futura.
o Esquemáticos eléctricos de conexión de cada uno de los equipos en patio. Estos
son mejor conocidos como los planos Z.
• Lista de bornes, conexionado interno y conexionado de multiconductores relacionados con
el armario de agrupamiento.
Un resultado de lo obtenido después de realizar los diagramas funcionales para los armarios
de agrupamiento, es lo que se puede apreciar en la figura 32.
Figura 32. Vista interna armario de agrupamiento =H11 +S11.
Luego se encuentra el funcional del tablero asociado al tramo. Es importante recordar que
todas las señales de entrada o salida, alimentación, etc. se encuentran conectadas a través de
bornes. Esto con la intención de que en cualquier momento se pueda desmontar fácilmente el
74
equipo del tablero y se puedan realizar pruebas sin necesidad de desconectarlo. El funcional
del tablero se dividirá en cuatro partes para su mejor estudio:
• Esquemas generales tableros de equipos de control y protección.
o Iluminación, calefacción y toma del tablero.
o Alimentación de cada uno de los equipos asociados al tablero
o Cableado y “trenzado” de cada una de las señales de protección y control que se
dirigen a los respectivos equipos (relés bandera, repetidores de señal, selectores
de prueba).
o Estructura del cableado de los esquemas de disparo 1 y 2 de los equipos de
protección hasta el interruptor, ya sea por falla en la línea protegida (o
transformador, según sea el caso), por fallas en equipos asociados al interruptor
(por bajo nivel SF6, alimentación motor, etc.) o por apertura por parte del
operador. Todos ellos con su respectiva supervisión del circuito de disparo.
o Contactos de Disparo por falla del interruptor (50BF) a los tramos adyacentes.
o Envió y recepción de señales en equipos de teleprotección para los relés de
distancia (en el caso de las líneas únicamente).
o Bornes de reserva en el tablero para conexión futura.
o Esquemáticos eléctricos de cada uno de los equipos de protección asociados al
tablero (equipos de regulación, equipos auxiliares, supervisores de circuito de
disparo, repetidores)
• Diagramas de Circuito del controlador del tramo asociado.
o Alimentación del controlador.
o Entradas digitales al controlador de tramo. Todas aquellas señales provenientes de
los equipos en patio (a través del armario de agrupamiento) que se consideran
importantes tener un registro de ellas, tales como apertura, disparo, cierre de
interruptor, apertura y cierre seccionadores y cuchilla de puesta a tierra, niveles de
mando activados (local-remoto), etc.
o Salidas digitales del controlador de tramo. Todas aquellas operaciones que podrán
ser controladas a través del controlador de tramo y a través de él controlador por
75
niveles superiores de mando. Aquí se encuentran aperturas y cierres de equipos de
patio y señales que desean repetirse a otros equipos.
o Contacto de vida del controlador de tramo. Este es el contacto que le indica a un
equipo adyacente si el controlador se encuentra operando adecuadamente. En la
S/E Los Bordones este contacto de vida es llevado al equipo de protección
principal del tramo, ya que se encuentran uno al lado del otro (ver figura 38 para
observar la ubicación de los tableros)
o Entradas de corriente y voltaje al controlador de tramo y su posible trenzado hacia
otros equipos.
o Conexión a tierra y conexión de redes del controlador de tramo.
o Esquemático eléctrico del controlador de tramo. Aquí se encuentra además de la
conexión de alimentación, entradas y salidas binarias, contacto de vida, entradas
de señales de medición de corriente y voltaje y conexión de tierra, la conexión
óptica (por fibra óptica) y eléctrica (por cable RJ45) de las comunicaciones del
equipo con el switch Ruggedcom. (ver figura 38).
o Esquemático eléctrico de los equipos auxiliares asociados al controlador.
• Diagramas de Circuito protección principal del tramo asociado.
o Entadas digitales al equipo de protección principal, entre las cuales se encuentran:
posición del selector de prueba, apertura y cierre del interruptor asociado al tramo,
arranque falla del interruptor, posición del interruptor, conexión de contacto de
vida del equipo de protección secundaria.
o Conexión al equipo del circuito de disparo 1 del interruptor al equipo de
protección principal y este al selector de pruebas.
o Señales de salida del equipo de protección hacia otros equipos de mando superior
o el controlador de tramo, entre las cuales destacan: cierre del interruptor con
verificación de sincronismo (25), envió disparo de apertura por detección de falla,
ya sea por distancia (21, en las líneas), diferencial (87, en los transformadores) o
cualquier otra asociada al tramo.
o Conexión de las señales de corriente y tensión al equipo de protección primaria, a
través del selector de prueba y su posible trenzado hacia otros equipos.
76
o Conexión a tierra y conexión de redes del equipo de protección principal.
o Esquemático eléctrico del equipo de protección. Aquí se encuentra además de la
conexión de alimentación, entradas y salidas binarias, contacto de vida, entradas
de señales de medición de corriente y voltaje y conexión de tierra, la conexión
eléctrica (por cable RJ45) de las comunicaciones del equipo con el switch
Ruggedcom. (ver figura 38 para un mejor entendimiento).
o Esquemático eléctrico del selector de prueba y de los equipos auxiliares.
• Diagramas de Circuito protección de respaldo del tramo asociado.
o Entadas digitales al equipo de protección de respaldo, entre las cuales se
encuentran: posición del selector de prueba, apertura y cierre del interruptor
asociado al tramo, arranque falla del interruptor, posición del interruptor,
conexión de contacto de vida del equipo de protección secundaria.
o Conexión al equipo del circuito de disparo 2 del interruptor al equipo de
protección de respaldo y este al selector de prueba.
o Señales de salida del equipo de protección hacia otros equipos de mando superior
o el controlador de tramo, entre las cuales destacan: cierre y apertura del
interruptor, envió disparo de apertura por detección de falla, ya sea por distancia
(21, en las líneas), diferencial (87, en los transformadores) o cualquier otra
asociada al tramo.
o Conexión de las señales de corriente y tensión al equipo de protección de
respaldo, a través del selector de prueba.
o Conexión a tierra y conexión de redes del equipo de protección de respaldo.
o Esquemático eléctrico del equipo de protección. Aquí se encuentra además de la
conexión de alimentación, entradas y salidas binarias, contacto de vida, entradas
de señales de medición de corriente y voltaje y conexión de tierra, la conexión
eléctrica (por cable RJ45) de las comunicaciones del equipo con el switch
Ruggedcom. (ver figura 38 para un mejor entendimiento).
o Esquemático eléctrico del selector de prueba y de los equipos auxiliares.
• Lista de bornes, conexionado interno y conexionado de multiconductores relacionados con
el tablero.
77
A continuación, en la figura 33, se presenta una vista frontal y una vista interior de uno de los
tableros de la subestación Los Bordones, asociados al tablero de control y protección de la
línea Guanta II (=H10 +R10). Nótese que en la disposición frontal no se han colocado
todavía el selector “local/remoto” y los relés supervisores de disparo.
Figura 33. Tablero de control y protección =H10 + R10. Disposición interna (izq.) y disposición frontal (der.) Nótese en la disposición interna los bornes y automáticos.
Se procede ahora a nombrar los tableros que no se encuentran asociados a ningún tramo.
• Diagramas funcionales de los servicios auxiliares de Corriente Alterna, divididos en
tablero de control (=NG1 +NG1) y tablero de fuerza (=NG1 +NG2).
• Tablero de Control (=NG1 +NG1). En este tablero se encuentran principalmente los dos
controladores que se encargan del manejo de los servicios auxiliares de corriente alterna
y de corriente continua.
o Alimentación 208/120 Vac, iluminación y calefacción.
o Alimentación de los equipos asociados al tablero de control. Aquí se encuentra la
78
alimentación del controlador de servicios auxiliares.
o Circuito de iluminación de emergencia en 110 Vdc.
o Conexión del selector Local – Remoto – Automático.
o Control de cierre y apertura de los motores correspondiente a los interruptores que
alimentan las barras de los S.A.C.A.
o Entradas digitales al equipo de transferencia automática (Logos).
o Salidas de comando al equipo de transferencia automática. (Logos).
o Indicadores de posición de los interruptores.
o Control de la iluminación del patio de la Subestación.
o Señalización de los servicios auxiliares. Aquí se reportan las fallas de
alimentación, posición de los interruptores de alimentación a las barras, etc.
o Conexión los circuitos de medida de tensión que alimentan a las barras de
servicios auxiliares, proveniente de la alimentación principal y de la planta diesel.
o Entadas digitales al controlador de servicios auxiliares de corriente alterna y de
corriente continua, entre las cuales se encuentran: posición del selector de prueba,
banco de baterías conectado, baja tensión barra principal, posición del selector de
transferencia, etc.
o Señales de salida del equipo controlador de corriente alterna y corriente continua,
hacia otros equipos relacionados con los servicios auxiliares. Aquí se encuentra el
mando de apertura y cierre de los interruptores de alimentación.
o Conexión de las señales de corriente y tensión a los equipos controladores.
o Conexiones a tierra y conexiones de los cables RJ45.
o Planos Z de los controladores.
o Lista de bornes, conexionado interno y conexionado de multiconductores
relacionados con el tablero.
• Tablero de Fuerza (=NG1 +NG2)
o Alimentación 208/120 Vac, iluminación y calefacción.
o Alimentación de emergencia, 110 Vdc.
o Alimentación de la barra 1, 208/120 Vac.
o Alimentación de la barra 2, 208/120 Vac.
79
o Alimentación a cada uno de los breakers que alimentan las cargas que funcionan a
corriente alterna. Aquí se especifican además de la conexión (línea – línea o línea
– neutro) la capacidad del breaker y que carga alimenta.
o Señalización de los servicios auxiliares de corriente alterna. Aquí se encuentran
todos los contactos de estado de cada uno de los breakers, los cuales le informan a
un equipo adyacente en caso de falla.
o Conexión los circuitos de medida de corriente que alimentan a las barras de
servicios auxiliares, provenientes de la alimentación principal y de la planta
diesel.
o Aterrizaje de los equipos y bornes de reserva.
o Esquemáticos eléctricos de cada uno de los equipos asociados al tablero (equipos
de regulación, equipos auxiliares, mini interruptores, amperímetros, etc.)
o Lista de bornes, conexionado interno y conexionado de multiconductores
relacionados con el tablero.
• Diagramas funcionales de los servicios auxiliares de Corriente Continua, divididos en
tablero de control (=NK1 +NK1) y tablero de fuerza (=NK1 +NK2).
• Tablero de Control (=NK1 +NK1).
o Alimentación 208/120 Vac, iluminación y calefacción.
o Alimentación de emergencia, 110 Vdc.
o Alimentación de los equipos asociados al tablero de control. Aquí se encuentran
los equipos llamados SIMEAS T.
o Señalización de la selección de medida de corriente de los cargadores y del banco
de baterías.
o Señalización de los servicios auxiliares de corriente continua. Aquí se encuentran
todos los contactos de estado de cada uno de los breakers relacionados a este
tablero, los cuales le informan a un equipo adyacente en caso de falla.
o Señales analógicas provenientes del cargador de baterías y los cargadores. Aquí se
encuentran las señales de corriente y de tensión.
o Esquemáticos eléctricos de cada uno de los equipos asociados al tablero (equipos
de regulación, equipos auxiliares, mini interruptores, amperímetros, etc.)
o Lista de bornes, conexionado interno y conexionado de multiconductores
80
relacionados con el tablero.
• Tablero de Fuerza (=NG1 +NG2)
o Alimentación 208/120 Vac, iluminación y calefacción.
o Alimentación de emergencia, 110 Vdc.
o Conexión de los amperímetros y voltímetros provenientes del banco de baterías y
los inversores.
o Alimentación a cada uno de los breakers que alimentan las cargas que funcionan a
corriente continua. Aquí se especifican además de la conexión, la capacidad del
breaker y que carga alimenta.
o Señalización de los servicios auxiliares de corriente continua. Aquí se encuentran
todos los contactos de estado de cada uno de los breakers relacionados al tablero
de fuerza, los cuales le informan a un equipo adyacente en caso de falla.
o Esquemáticos eléctricos de cada uno de los equipos asociados al tablero (equipos
de regulación, equipos auxiliares, mini interruptores, amperímetros, etc.)
o Lista de bornes, conexionado interno y conexionado de multiconductores
relacionados con el tablero.
• Diagramas funcionales del tablero del controlador SICAM (=H00 + W00). Este también
es conocido como el controlador de la subestación.
o Distribución de corriente alterna, correspondiente a la iluminación, calefacción y
toma del tablero.
o Alimentación de emergencia, 110 Vdc.
o Distribución de corriente alterna, correspondiente a la alimentación del inversor y
de la H.M.I presente en la subestación.
o Alimentación de los equipos asociados al tablero en corriente continua. Aquí se
encuentran la alimentación de la SICAM, el switch ruggedcon, el GPS y el
inversor.
o Señales de control de los equipos de la SICAM, los cuales en caso de falla
reportan la misma a un equipo adyacente.
o Bornes de reserva y conexiones a tierra en el tablero.
o Red de comunicaciones entre los equipos.
81
o Esquemáticos eléctricos de cada uno de los equipos asociados al tablero (equipos
de regulación, equipos auxiliares, mini interruptores, SICAM, Switch
Ruggedcom, etc.)
o Lista de bornes, conexionado interno y conexionado de multiconductores
relacionados con el tablero.
• Diagramas funcionales del tablero de Contadores (=H00 +Q00).
o Distribución de corriente alterna, correspondiente a la iluminación, calefacción y
toma del tablero.
o Alimentación de emergencia, 110 Vdc.
o Conexiones KYZ de los contadores de energía. Estas son conexiones en
conectores DB25.
o Señalización de la alimentación de los breakers asociados al tablero.
o Conexión de los circuitos de medida de los circuitos de tensión y corriente para
los contadores. Estos están conectados cada uno a una línea y un transformador.
o Aterrizaje de los contadores.
o Esquemáticos eléctricos de cada uno de los equipos asociados al tablero (equipos
de regulación, calefacción, contadores de energía, etc.)
o Lista de bornes, conexionado interno y conexionado de multiconductores
relacionados con el tablero.
82
4.3 Relación entre el diagrama unifilar, diagramas de principio y diagramas funcionales.
Primeramente se presenta a continuación una parte del diagrama unifilar de los servicios
auxiliares de corriente alterna para la Subestación Los Bordones:
Figura 34. Corte de los servicios auxiliares de Corriente Continua
Como se puede apreciar en la figura 34, se tiene la alimentación de la barra principal a través
de los rectificadores y el banco de baterías (en caso de falla), como lo indica el número “1”.
En la parte inferior se encuentran todos los breakers encargados de alimentar las cargas que
funcionan a corriente continua. Tomando como ejemplo el breaker –Q12, donde se encuentra
en número “2”, el mismo hace referencia a la “Tomacorriente 110 Vdc armarios de
agrupamiento”, al igual que el breaker –Q29, donde se encuentra el número 3. Esto indica
que la alimentación de los equipos es en anillo.
83
Guiándose por la hoja llamada “numeración e identificación de esquemas eléctricos”,
definidos al inicio de los planos, en la hoja número 4, del grupo funcional G de los diagramas
de principio de la Subestación Los Bordones, referente a los servicios auxiliares de 110 Vdc,
se presentan los tomacorrientes de 110 VDC de los armarios de agrupamiento.
Figura 35. Ejemplo de Diagramas de principio
Como se puede apreciar en la figura 35, el número “1” se refiere al tablero donde se
encuentra la conexión (=NK1 + NK2, Servicios Auxiliares de Corriente Continua, S.A.C.C.)
y el número “2” hace referencia al nombre del breaker que alimenta los tomacorrientes de
100 Vdc (Breaker –Q12). Tómese como ejemplo el armario de agrupamiento del
transformador 1, =H11 + S11, donde se encuentra el número “3”. Allí se observa que el
breaker encargado de alimentar al tomacorriente es el llamado –F071, con una capacidad de
10 A, donde lo indica el número “4”. Si se continúa revisando la conexión se puede observar
que la misma regresa al tablero de S.A.C.C pero al breaker 29, como lo indica en el número
“5”.
Se procede ahora a observar en la figura 36, la hoja número 3 del grupo funcional SOG, de
los diagramas funcionales de la S/E Los Bordones, referente a la “Distribución de Corriente
Continua, circuito de iluminación y toma”.
84
Como se puede apreciar en la figura, a este nivel se expresa un nivel de detalle mayor a los
que tienen los diagramas unifilares o diagramas de principio, haciendo llamados entre las
conexiones, detallando hasta el borne al que se encuentra conectado en el otro armario de
agrupamiento, como lo especifica el número “1”, y al borne que llega en ese armario de
agrupamiento, como se muestra en el número “2”. Por otra parte, también se especifica el
nombre y tipo de multiconductor que se utiliza para la conexión, como lo especifica el
número “3”. Ahora, de los diagramas de principio, la conexión llegaba hasta donde se
encuentra en número “4”, aquí en los diagramas funcionales se especifica el conductor que se
utiliza y la conexión exacta al tomacorriente, como se puede apreciar en el número “5”. En el
número “6” se especifica el calibre de los conductores que no llevan marca.
En este armario no se pueden apreciar los breakers de salida de los servicios auxiliares, ya
que como se observa en los diagramas de principio, estos vienen de =H10 +S10, por lo tanto
en el número 1 se observa que la conexión viene de ese armario.
85
Figura 36. Ejemplo de Diagramas Funcionales.
86
Finalmente, en las hojas denominadas “Z”, se presenta la conexión de los equipos. En este
caso se presentan en la siguiente figura los denotados con el número 4 y 5 de la figura
anterior. Nótese que los llamados hacen referencia a la hoja donde se encuentra el equipo,
para ello veamos la figura 37.
Figura 37. Parte de los planos Z de la conexión de los equipos auxiliares.
87
5. PROGRAMACIÓN DE LAS FUNCIONES DE CONTROL EN LOS RELÉS
DE PROTECCIÓN, UNIDADES CONTROLADORES Y SEÑALES A LOS
MANDOS SUPERIORES.
5.1. Visión General del sistema
El sistema de automatización de Siemens está basado en el sistema SICAM PAS “Full
Server” para el Nivel 2 y el sistema SIPROTEC 4 para el Nivel 1, los cuales conforman un
sistema modular y abierto, donde las tareas específicas de control y protección de sistemas de
potencia son realizadas por sistemas numéricos programables e integradas a través de la
tecnología de las comunicaciones “Internet Technology”, o mejor conocidas como IT.
Figura 38. Ejemplos de sistema SICAM PAS.
El sistema cumple con las tareas de:
• Adquisición y distribución de la información en tiempo real
• Señalización local (Nivel 1 y Nivel 2) y remota (Nivel 3)
• Supervisión
• Automatización
• Control local y remoto
• Control con enclavamientos
• Control bajo secuencias de mando
SICAM PAS “Full Server”
SICAM PAS “Full Server”
SICAM PAS “DIP”
88
• Registro y archivo de la información del proceso
• Integración a otros sistemas mediante la plataforma OPC (Sistema abierto)
El sistema de automatización es escalable y expansible en la medida que se puede
implementar en un rango amplio de tipos y tamaños de subestaciones con diferentes
aplicaciones y requerimientos, y ser ampliado a la medida de las necesidades de la
subestación. Por su diseño abierto en IEC 61850, el sistema es flexible y migrable, utiliza los
estándares industriales aceptados para el manejo de la información, permite la
implementación de soluciones específicas para cada proyecto y permite la utilización de
sistemas de otros fabricantes. Este sistema de automatización digital se integra a la tecnología
de las comunicaciones IT aprovechando las ventajas actuales de esta tecnología y todas sus
posibilidades futuras.
5.2. Situación en la Subestación Los Bordones.
Como se mencionó anteriormente, todos los equipos de control y protección son de la serie
SIPROTEC, los cuales son configurados utilizando el programa DIGSI. Este programa es
propiedad de la empresa Siemens y únicamente funciona con equipos de la empresa.
Utilizando el programa DIGSI se establecen todos los parámetros de configuración,
anunciación y medida, es decir, todo los asociado con el relé para su correcto
funcionamiento, además de la configuración de contraseñas para evitar usos indebidos.
Entre estos parámetros se destacan los “CFC Continous Function Chart”, para la
configuración de los enclavamientos en los equipos los cuales fueron presentados en los
diagramas de principio; los “Default Display” y “Control Display”, para la configuración de
la interfaz gráfica del equipo; y el “Masking I/O (Configuration matriz)” o “matriz de
configuración”, lugar donde se configuran el origen y el destino de cada una de las señales
que recibe y salen del relé, ya sean provenientes o para el CFC, los niveles de mando
superior, entradas o salidas binarias, led´s o botones del equipo. A continuación, en la figura
39, se presenta la vista general de la configuración de un equipo SIPROTEC a través de
DIGSI.
89
Figura 39. Vista de opciones para configurar en el equipo SIPROTEC.
Debido a que cada una de estas señales son diferentes y para usos distintos, el programa
DIGSI maneja varios tipos, operables y entendibles por los relés SIPROTEC, los cuales
según el requerimiento que presenta el cliente se utilizan para la adecuada configuración del
sistema. Estas se dividen en:
• Señales de Anunciación (Annunciations). Estas son las señales que se utilizan para dar
notificaciones al usuario. No se utilizan para dar notificaciones al equipo para mantener
un adecuado performance del sistema. Estas se dividen principalmente del tipo Single
point (SP), donde se encuentran señales tales como
o ON/OFF (SP): Para indicar si un equipo, tal como un switch de comunicación, se
encuentra presente (1) o no presente (0)
o Open/Close (SP): Para indicar si un equipo, tal como un seccionador, se encuentra
abierto (1) o cerrado (0).
o External signal Point (Ex_SP): Son aquellas señales que se desea enviar al System
interface o a la interfaz de anunciación del equipo.
También se encuentran las señales del tipo Single Point Fast (SP), las cuales son
destinadas por su rapidez a las señales de protección. Estas son del tipo ON/OFF y del
90
tipo Open/Close.
Las señales del tipo Double Point (DP) son aquellas variables que requieren de dos
señales para su funcionamiento. Estas funcionan únicamente si una con respecto a la otra
se encuentra negada, es decir, que si una se encuentra en 1 lógico, la otra se encuentre en
cero y viceversa. Son situaciones indeterminadas que ambas se encuentren en 1 o en 0.
Dependiendo del equipo a monitorear, este indica que tipo de señal. Por ejemplo, la
posición de la llave local/remoto, en algunos equipos es enviada por dos contactos, uno
normalmente abierto y uno normalmente cerrado. Si ese es el caso, esta debe ser enviada
por una señal DP. Si esta señal es enviada por un solo contacto, se puede utilizar la señal
del tipo SP.
• Señales de Control sin feedback (Control Without Feedback). Son aquellas señales de
mando que el equipo envía para ejecutar una acción, pero no se verifica si la misma fue
ejecutada, es decir, no hay un feedback por parte del equipo al relé. Aquí se utilizan
principalmente las señales Single Control (SC), donde se encuentran señales del tipo
ON/OFF (C_S), Open/Close (C_S), etc. Estas se utilizan generalmente con el relé de
bloqueo al cierre 86.
• Señales de Control con feedback (Control With Feedback). Son aquellas señales que
debido a su importancia se requiere que sea verificado por el equipo si la acción se
ejecutó. Aquí se utilizan principalmente las señales Single Control (SF), donde se
encuentran señales del tipo ON/OFF (CF_S), Open/Close (CF_S), etc. Esta se utiliza en
funciones como el reset del relé 86.
Las señales del tipo Double Command (DF) son aquellas variables que requieren de dos
señales para su funcionamiento. Estas funcionan al igual que las double command de las
señales de anunciación. Esta se utiliza en equipos como los interruptores, los cuales
indican su posición a través de dos contactos. Al momento de ejecutar una acción de
apertura o cierre, el relé se encuentra censando el equipo, esperando que el contacto que
indica si el mismo esta cerrado se “encienda” (es decir, se coloque en un 1 lógico). En
caso de no recibir la respuesta por parte del equipo, el relé indicará en pantalla que no se
verificó si la acción se ejecutó.
91
• Señales de Medición (Measurement). Son las señales que se utilizan para la medición de
corrientes o tensiones provenientes de los Transformadores de corriente o de potencial.
Estas son del tipo de 16 bits.
• Señales de Medida (PowerMeter). Estas se utilizan al igual que las señales de medición,
su única diferencia es de 32 bits. Básicamente la diferencia entre ambas la indica su uso y
los requerimientos del equipo que envía la señal, por ejemplo, los contadores, los cuales
requieren que la señal asociada al mismo sea de 32 bits.
La siguiente figura corresponde a lo que se observa en la matriz de configuración de un
equipo SIPROTEC en DIGSI. Como se puede apreciar, este se encuentra dividido en tres
principales grupos: Information, Source y Destination. En el campo Information se presenta
al usuario la señal y el tipo de la misma. En el campo Source se indica el origen de esta señal,
donde se encuentran varias opciones:
• A través de una entrada binaria del equipos (Binary imput).
• A través de una tecla función del equipo (Function key).
• La misma proviene de un mando superior (System Interface).
• La misma proviene de una señal que debe ser comprobada (C.F.C)
Finalmente, en el campo Destination se indica hacia donde se dirige esa señal. La misma
puede ser orientada a los siguientes destinos:
• A una salida binaria (Binary Output).
• A un led del equipo (Led).
• Hacia los niveles de mando superior (System Interface - System Interface extended).
• Hacia una lógica de enclavamientos (C.F.C)
• Hacia la pantalla gráfica del relé (Default Display and Control Display)
• Hacia el menú de operaciones del relé (Control Menu)
92
Para entender mejor lo mencionado anteriormente, obsérvese la figura 40. Nótese en
Destination se encuentran marcadas por un círculo algunas de las señales que el equipo
enviará al “system interface” (S), esto se refiere para que las mismas puedan ser
configuradas y luego vistas en los mandos superiores.
Figura 40. Vista parcial de la “matriz de configuración” de un equipo 6MD664.
Ya explicadas y definidas cada una de las principales señales que los relés SIPROTEC
manejan, se procede a representar los procedimientos para configurar los C.F.C de un equipo
SIPROTEC, la configuración de la pantalla gráfica del equipo para mando y anunciación y la
configuración de las señales para mandos superiores a través del protocolo IEC 61-850.
5.2.1 Configuración de los enclavamientos a través del editor CFC.
Las lógicas para los enclavamientos presentadas en los diagramas de principio, también se
utilizan para realizar los enclavamientos de los equipos SIPROTEC a través del programa
DIGSI, específicamente a través del editor CFC (Continuous Function Chart). Aquí se
93
configuran los enclavamientos electrónicos o los interlocking donde se colocan las lógicas
para apertura o cierre de equipos.
El editor CFC (Continuous Function Chart) es una herramienta de ingeniería abierta y de
aplicación universal destinada a editar gráficamente funciones de automatización basadas en
bloques de función preprogramados. El editor CFC permite crear un programa de usuario
ejecutable, probarlo y cargarlo directamente al relé. Los bloques preprogramados o los
esquemas procedentes de un catálogo se posicionan, siguiendo descripciones tecnológicas,
por "arrastrar y colocar" (drag and drop) sobre un área de trabajo de una hoja de un esquema
CFC, donde se interconectan y se configuran. Para que el programa creado por el
programador pueda ser ejecutado en el relé, todos los esquemas CFC contenidos en la
carpeta, que representan el programa en sí, se compilan, se verifica su coherencia y se
traducen al código máquina correspondiente a los equipos SIPROTEC.
Obsérvese la figura 41, la cual es un ejemplo del funcionamiento del CFC. .
Figura 41. Vista de un CFC de un equipo de la Subestación.
94
Aunque para el correcto desarrollo de los CFC se encuentran muchos conceptos involucrados
a su estructura, se procede a explicar los más importantes. Observando la figura 41, este es
un CFC correspondiente a los enclavamientos únicamente por estado de equipos asociados
para la apertura del interruptor (-H105) de la línea Cumana II. Analizando la figura anterior
de izquierda a derecha, se observa marcado en círculos rojos las entradas de las señales de los
equipos “Seccionador de Línea (-H103)”, “Seccionador de Barra (-H104)” y “Cuchilla de
puesta a tierra (-H101)” que se encuentran asociados a la operación del interruptor.
Como se mencionó anteriormente, estos equipos envían señales del tipo “Double point”, por
lo tanto la posición “abierto” y la posición “cerrado” se encuentra compuesta por dos dígitos
binarios, donde a cada una de las posibles combinaciones se le asigna la siguiente forma,
según la tabla 1:
Número Binario Posición Equipo
0 0 Indeterminado
0 1 Abierto
1 0 Cerrado
1 1 Indeterminado
Tabla 1. Indicación de posición de equipos para los programas de control Numérico
Observando el CFC, describiéndola de izquierda a derecha, se observan son las llamadas
“DI_TO_BO”, que son las encargadas de convertir estos datos de dos bytes, en un número
booleano, es decir, o cero o uno. Para entender mejor esta idea, hágase el seguimiento a partir
de la cuchilla de puesta a tierra.
Se sabe que 01 = abierto y 10 = cerrado. La casilla superior dará como resultado un 1 lógico
si el equipo esta cerrado y la casilla inferior dará un 0 lógico. Caso contrario ocurre si la
cuchilla esta abierta. Si el equipo se encuentra indeterminado (00 ó 11), ambas casillas
enviarán el valor cero. Esas señales resultantes se dirigen a una casilla configurada del tipo
XOR, que recordando la tabla de la verdad esta compuerta dará únicamente 1 lógico si sus
95
entradas son diferentes.
Generalizando el caso explicado a los seccionadores, se tiene finalmente en la última casilla
una función AND, la cual se encarga de recoger todas las señales resultantes y también la
posición “abierto” de la cuchilla de puesta a tierra. Recordando la tabla de la verdad de la
función AND, esta arroja un 1 lógico únicamente si todas sus entradas son verdaderas. Si el
caso es “seccionador de línea cerrado”, “seccionador de barra cerrado”, “cuchilla de puesta a
tierra no determinado” y “cuchilla de puesta a tierra abierto”, el interruptor abrirá si se
ejecuta la orden.
Puede surgir la siguiente pregunta, totalmente válida: “si el seccionador de línea o de barra se
encuentra abierto, esto también arrojará un 1 lógico. ¿Se ejecutará la apertura?”. Cabe
destacar que además que los enclavamientos mecánicos de la subestación no permiten
mantener la cuchilla de puesta a tierra abierta si el seccionador se encuentra abierto, además,
existe otro CFC que se encarga de velar que esta situación no ocurra. Entonces puede ser que
este CFC ejecute la orden de apertura del interruptor de línea, pero si se encuentra negado
otro CFC, aparecerá en pantalla del usuario al momento de ejecutar la orden “interlocking
on”.
Observando la vista frontal de un equipo SIPROTEC, se aprecia que este posee dos llaves,
una para colocar en equipo de mando “local/remoto” y otra que dice “test/normal”.
Recordando, como se mencionó anteriormente, esta llave es para violar todos los
enclavamientos programados en el equipo SIPROTEC y así poder realizar pruebas sobre el
equipo para ver si el mismo esta efectuando órdenes como por ejemplo, apertura o cierre de
equipos de patio. Esta llave involucra situaciones extremadamente delicadas y si la misma no
es operada con la seguridad y precaución requerida, se puede poner en juego la vida de las
personas que operan en la subestación y todos los equipos de patio involucrados a ese tramo.
96
5.2.2 Configuración de la interfaz gráfica de los equipos SIPROTEC.
Los equipos SIPROTEC constan de dos pantallas gráficas para dar información sobre los
equipos de patio asociados al mismo, una pantalla de operación y una pantalla de
anunciación o monitoreo. A través del control display y el default display se pueden
configurar las señales de los equipos para su operación y anunciación. En principio, el
proceso de diseño de los seccionadores y interruptores se encuentran asociados a la
representación de los equipos según las normas IEC, sin embargo, en algunos casos el cliente
puede solicitar que se cumplan con los estándares ANSI. A continuación se presenta en la
figura 42 la pantalla que observa el programador para la configuración del equipo y la
pantalla que se observará en el equipo SIPROTEC.
Figura 42. Vista de la pantalla gráfica para el programador (izq.) y el cliente (der.)
La principal diferencia que se presenta entre la pantalla de control y la pantalla de monitoreo
es sencillamente para efectos del programador. Al momento que el usuario se coloca en los
97
botones de desplazamiento (flechas superiores), el equipo automáticamente se encontrará en
la pantalla de control, lo que hace imperceptible al cliente del proceso que se presenta en el
equipo.
Es importante destacar que las señales provenientes de la matriz de configuración se asocian
a su equipo respectivamente en la pantalla de control, indicando como debe presentarse el
equipo en posición abierto, en posición cerrado y en posición indeterminado. Luego es de
vital importancia verificar que cada equipo se asoció adecuadamente a la señal
correspondiente. Tómese en cuenta la gravedad que puede presentarse si se comete un error
asignando las señales de los equipos y se ejecuta la apertura del interruptor y se abre otro.
Por otra parte, se puede observar en la pantalla que justo al lado del equipo se encuentra una
letra “L”. Esta se refiere a cómo se encuentra posicionado el selector en el armario de
agrupamiento para el equipo. Si este se encuentra en “local”, el relé presentará al usuario la
letra “L”. Si el equipo se encuentra en “remoto”, se presentará al usuario la letra “R”. Si la
señal no puede ser comprobada el equipo asigna por defecto la letra L. Nótese que la cuchilla
de puesta a tierra no posee letra a su lado, esto es debido a que la misma no es motorizada,
por lo tanto no permite mando desde el equipo ni de mandos superiores.
Finalmente, en la parte inferior se observan caracteres numéricos y las letras “MK:”. Los
números corresponden al valor de la corriente que está circulando por cada fase. A estos
valores numéricos se encuentran asociadas señales de medida las cuales fueron configuradas
en la matriz de configuración. La señal correspondiente a “MK” indica la posición de la llave
de mando equipo SIPROTEC, donde las “XXX” indican la posición indeterminada, “LOC”
indica el mando el local y “REM” indica la posición de la llave en remoto, para permitir el
mando de los niveles superiores.
5.2.3 Configuración de las señales del relé hacia los mandos superiores.
Previamente, debido a que todos los equipos se encuentran conectados entre ellos a través de
la red SICAM PAS, los protocolos de comunicación, en este caso IEC 61850, requiere que
98
los equipos sean identificados en la red, para lo cual se designa en cada uno una dirección IP.
La dirección IP es un código numérico que identifica a un equipo que funciona bajo la
tecnología de comunicaciones IT, lo cual lo hace único en la red de comunicaciones. De esta
manera se sabe de donde proviene una señal y hacia donde se debe enviar una señal.
Cada una de las señales que irán a los niveles de mando superior y a través de qué protocolo
de comunicación se deben configurar primeramente en DIGSI. Sin embargo, la
comunicación y el envío de señales hacia los niveles de mando superior se logra a través de
su configuración en un computador que cuente con el programa Siemens SICAM PAS 5.10
del tipo “Configuration”.
Como se ha mencionado anteriormente, en la Station Unit se encuentra instalado el Software
Siemens SICAM PAS “Full Server”. Este paquete consta de varios programas tales como
• SICAM PAS UI – Operation
• SCADA-Value-Viewer
• OPC Server
• Feature Enabler
• Sistema de Distribución de datos en tiempo real DSI
• Base de Datos Sybase SQL
Nótese la principal diferencia que en el computador del programador se encuentra el
programa SICAM PAS el modo Configuration. Dependiendo del tipo de subestación, en el
Station Unit se permite la instalación de periféricos de entrada – salida y el modo Operation,
sin embargo, si la subestación cuenta con más de 14 equipos de control y protección, como es
el caso de Los Bordones, la misma debe ser a dedicación exclusiva en el manejo de la
información.
El programa SICAM PAS “Configuration” se encuentra dividido en cuatro partes, las cuales
se encuentran ligadas una a la otra y es necesario configurarlas en el orden presentado a
continuación: (Para un mejor entendimiento revisar el apéndice sobre SICAM PAS)
99
• Configuration. La rama de configuración donde se agregan y configuran los equipos de
una subestación bajo una jerarquía. En este lugar se especifica el protocolo de
comunicación y se insertan (previamente exportado del DIGSI) cada uno de los equipos
con sus respectivas señales en IEC 61850 y la dirección IP de cada equipo, previamente
definida en el programa DIGSI.
• Mapping: Lugar donde se presentan todas las señales que el equipo envía por IEC 61850.
Según las señales que se marquen aquí, son las que serán enviadas a los mandos
superiores. Este se divide en señales de control y señales de monitorización. A
continuación se presenta una vista del Mapping de un equipo controlador 6MD63 de los
servicios auxiliares de la Subestación Los Bordones, en la figura 43. Nótese que al lado
izquierdo se encuentran cada uno de los equipos presentes en la subestación en forma de
ramificación y a su lado derecho cada una de las señales (marcas con check) que serán
enviadas a los mandos superiores. Cabe destacar que en “Name” se presenta el nombre
que el usuario indicó a la señal, pero en “Telegram Addres” se presenta el nombre por el
cual el protocolo reconoce la señal.
Figura 43. Vista del mapping de un equipo de Servicios Auxiliares de la S/E.
100
• Topology. En este rubro se presentarán únicamente las señales que fueron marcadas en el
mapping. Básicamente lo que se busca en Topology es organizar cada una de las señales
para su mejor entendimiento, presentado las señales finales marcadas por el programador,
asignando diferentes niveles a estas para su mejor organización. Lo que se tiende es a
separar estas en “Medición” y “Status”. Aunque esto no se encuentra regulado por
ninguna norma, se hace para mayor confort del programador de la HMI.
• Templates. Aquí se permite administrar la información de cada uno de los equipos
asociados a la subestación.
Luego de todo este proceso, cada una de las señales serán enviadas a través de canales físicos
de comunicación a la “Station Unit”.
Como se mencionó anteriormente, en la Station Unit se encuentran instalados varios paquetes
computacionales que conforman el Full Server de la familia SICAM PAS. El SCADA –
Value Viewer. Esta aplicación muestra en tiempo real en un listado toda la información que
está siendo distribuida por la base de datos DSI (Distributed System Infrastructure, sistema
central de distribución de datos) en el sistema SICAM PAS. Esta información puede ser
usada para verificar los enlaces de comunicación. Para efectos de diagnóstico y puesta en
servicio, los valores de los datos pueden ser modificados manualmente.
La aplicación se divide en tres subventanas. En la subventana izquierda se permite
seleccionar el relé o controlador de bahía que se quiere supervisar sus datos de comunicación
utilizando la misma estructura de árbol utilizada en las otras aplicaciones del sistema SICAM
PAS. En la pantalla central se representa en un formato lista toda la información del relé
seleccionado, y en la pantalla de la derecha se despliegan los detalles del dato de
información específico seleccionado para el elemento dado. En esta pantalla es posible
cambiar los valores de los datos en tiempo real, para verificar por ejemplo el comportamiento
del sistema, efectuando comandos de apertura o cierre de equipos de patio.
101
En resumen, el value viewer permite ejecutar todos los comandos que se van a ejecutar desde
los niveles de mando superior, sin embargo, este no posee una interfaz de visibilidad
agradable al usuario y su utilización requiere de experiencia previa en el uso del mismo.
Finalmente, luego de programadas todas las señales que se dirigen a los mandos superiores,
se debe configurar un computador que funcionará como HMI (Human Machine Interface,
Interfaz Hombre Máquina). Estos se encuentran en los niveles de mando superior, los cuales
cuentan con procesadores modernos y una pantalla que permita una adecuada visualización
de los equipos de la subestación
En el HMI se encuentra instalado el programa la plataforma Siemens SIMATIC WINCC 6.0
y el programa Siemens PAS CC 5.10, los cuales permiten el funcionamiento de la interfaz.
Cabe destacar que dependiendo de los permisos con los que goce el usuario, se le permitirá
ejecutar diferentes acciones (apertura, cierre, encendido, apagado, etc.).
En estos programas se diseñan las interfaces gráficas que se utilizarán en la subestación.
Estas son desarrolladas por un equipo de trabajo, ya que se deben realizar desde los títulos de
las imágenes hasta la configuración de cada señal con cada equipo. Luego de este proceso
largo pero sencillo, se presenta a continuación la interfaz resultante para la subestación Los
Bordones y su funcionamiento.
Como se puede apreciar en la figura 44, los símbolos que representan los seccionadores e
interruptores se encuentran en un estado “indeterminado” (00 ó 11), esto se debe a que la
interfaz opera en modo de prueba en un computador que no se encuentra conectado a los
equipos de la subestación. Es importante recordar que todos los programas de control
numérico trabajan para la posición de los equipos con señales del tipo “Double point”, es
decir, variables de dos bytes.
102
Figura 44. Vista preliminar de la interfaz de la H.M.I en la S/E Los Bordones
Como se mencionó anteriormente, los valores “00” y “11” son situaciones indeseables, ya
que la misma no arroja ningún tipo de información de la posición de los equipos asociadas a
la línea o tramo. Siguiendo con la figura anterior, se observa que en la columna izquierda se
encuentran una serie de menús. En los despliegues generales se encuentran una serie de
opciones las cuales permiten al operador tener conocimiento de:
• Lista de alarmas y eventos: Aunque en la parte inferior de esta ventana se presenta la lista
de alarmas y eventos, aquí se muestran únicamente los últimos 5 sucesos que han
ocurrido, por lo tanto si se desea conocer el listado completo de alarmas o eventos
ocurridos en la subestación, existe la posibilidad de acceder a estos datos a través del
menú.
103
• Tendencias: Aquí se presenta al usuario las curvas de voltaje de las líneas Guanta II y
Cumaná II, las cuales se actualizan en tiempo real.
• Status: En este rubro se presenta al usuario el estado de cada uno de los equipos
SIPROTEC y cada uno de los equipos asociados a las comunicaciones. Esto se logra
monitoreando los contactos de vida de cada uno de los equipos y en el momento de
configurar el equipo en DIGSI, se le indique que esta señal debe ir hacia los mandos
superiores.
• Menú control: Este es el menú donde se permite al usuario la operación de cada uno de los
equipos asociados a la subestación. Aquí se puede realizar apertura y cierre de cada uno
de los equipos motorizados, además se presenta al usuario información sobre la corriente
por fase que circula, la potencia activa, la potencia reactiva, la potencia aparente y el
factor de potencia asociado al tramo.
Debajo de este menú se encuentra el asociado a las medidas, alarmas, enclavamientos,
eventos y tendencias de cada tramo seleccionado en el menú control, este se denomina
“Selección control”.
En la figura 45 se presenta una ventana que el menú control permite acceder. Si se observa,
esta se encuentra dividida en varios recuadros, donde el mayor es el tramo en estudio, el cual
se encuentra marcado con un recuadro blanco en el unifilar general. Debajo de este se
encuentra según lo que se haya elegido en el menú “selección control”, la medición, las
alarmas, enclavamientos, tendencias u otras funciones asociadas al tramo. Por ejemplo, en las
líneas de la subestación se encuentra la función adicional de apagar el recierre (79) si así el
usuario lo desea y cuenta con los permisos para ejecutar tal acción.
104
Figura 45. Vista del control de tramo de la línea Cumaná II en la H.M.I
Debido a la complejidad de los programas mencionados en este capítulo, se presenta en el
apéndice ejemplos para integrar una señal de un equipo SIPROTEC a la H.M.I, partiendo de
DIGSI, explicando en detalle cada uno de los pasos necesarios. Esto se realiza con la
intención de dar una mejor idea sobre estas complejas herramientas.
105
6. DESARROLLO DE UN PROGRAMA PARA EL CÁLCULO DE
CONDUCTORES EN SERVICIOS AUXILIARES DE C.A.
Siemens en su actualidad no cuenta con un programa que realice notas de cálculo referentes a
selección de los conductores apropiados para la alimentación de las cargas de los servicios
auxiliares, por lo tanto no se realiza un cálculo para la escogencia de los conductores,
ocasionando en más de una oportunidad que se coloquen conductores sobredimensionados
para las cargas, lo cual implica gastos innecesarios en los costos de la ingeniería. Aunque es
probable que estos costos no asciendan los 5 millones de bolívares, también se debe tomar en
cuenta que la gran mayoría de las veces el cliente solicita que se le entregue una nota de
cálculo referente a los conductores de los servicios auxiliares, lo cual genera la dedicación de
un ingeniero a este trabajo, lo que se ve reflejado como horas hombre no invertidas
apropiadamente.
Es por este motivo que la empresa Siemens solicitó como aporte la realización de un
programa que sea capaz de realizar estos cálculos de manera automatizada, simplemente
insertando los datos de las cargas de los equipos y luego de presentar los resultados obtenidos
al usuario, el programa genere un informe en formato PDF para la entrega del mismo al
cliente. Se dio la libertad de realizar dicha herramienta en cualquier programa o lenguaje
computacional.
6.1 Principios básicos de la programación
Según David Watt, en su libro Programming Language concepts and Paradigms, un lenguaje
de programación “es una técnica estándar de comunicación que permite expresar las
instrucciones que han de ser ejecutadas en una computadora. Consiste en un conjunto de
reglas sintácticas y semánticas que definen un programa informático, definidas en un
ambiente de desarrollo”.
En la actualidad hay numerosos ambientes de desarrollo para aplicaciones bajo cualquier
sistema operativo, tales como C, C++, Visual Basic, Java, etc. sin embargo, la escogencia de
106
uno de ellos para desarrollar un programa que realice un algoritmo deseado, no es una tarea
fácil pero la misma debe estar orientada según los requerimientos y limitaciones del cliente.
Aunque programas como MATLAB realizan operaciones matemáticas en un tiempo veloz, la
interfaz de usuario se ve limitada a ser robusta y resulta no ser muy agradable a los ojos del
usuario.
Por otra parte, aunque lenguajes de programación tales como Visual Basic o C++ nos
permiten realizar programas ejecutables (*.exe) y la realización de una interfaz gráfica
amigable, el mismo presenta la limitante que estos programas pueden funcionar únicamente
bajo ambiente WINDOWS, lo que limita su campo de trabajo.
Las grandes empresas del mundo en su actualidad manejan prácticamente toda su
información a través de la Internet, siendo esta una poderosa herramienta de acceso a sus
Intranet. Actualmente y las aplicaciones que se desarrollan en Internet van creciendo a pasos
agigantados. Éstas se desarrollan principalmente en lenguajes JAVA, ASP o PHP, todas bajo
la plataforma del lenguaje HTML. PHP es uno de los más utilizados debido a que es de
distribución gratuita.
La limitante de estos programas es que para poder funcionar necesitan un servidor HTTP,
tales como IIS (Internet Information Server), Xitami, Microsoft PWS o APACHE, sin
embargo APACHE es un servidor HTTP de código abierto, lo que significa que es de
distribución gratuita.
Por otra parte se encuentran los programas de bases de datos que funcionan en Internet,
siendo los más importantes: SQL Database Server, ODBC, Microsoft Access, ADO de
Delphi, VBA o MySQL. Todos estos pertenecen a diferentes compañías, sin embargo
MySQL Server es de distribución gratuita.
107
6.2 Justificación técnica de utilización de PHP, APACHE y MySQL
Todos estos programas, además de ser de distribución gratuita, funcionan bajo ambiente
HTML, es decir, el programa que se realice puede ser visualizado como una página web,
donde las limitaciones de versatilidad, rapidez, eficiencia y comodidad son establecidas por
el programador.
La empresa Siemens a nivel mundial maneja toda su información a través de la Intranet, es
decir, que con simplemente tener instalado en el computador un navegador web, se puede
tener acceso a toda la información de la empresa. Es por este motivo que se escogieron estos
programas para la realización de la herramienta computacional, siendo las directivas de cada
uno las siguientes:
• Servidor Apache: El encargado de ejecutar las acciones php que el programador describa
en la pagina bajo ambiente HTML [11].
• Lenguaje PHP: En este lenguaje se realizarán cada una de las funciones, operaciones,
algoritmos y ciclos que fueren necesarios para la realización del mismo [12], [13], [14].
• Programa MySQL: La base de datos donde se almacenarán cada uno de los valores
necesarios para la correcta ejecución del programa, tales como tablas del calibre de
conductores, su sección, resistividad, corrientes máximas de operación, etc. Este será
administrado a través de la plataforma phpmyadmin [15], [16].
• HTML: El lenguaje donde se realizará la página web, es decir, la interfaz gráfica para
insertar los datos al programa [17].
108
Figura 46. Integración entre APACHE, PHP y MySQL.
Cada plataforma tiene su navegador WEB que permite la ejecución de un programa en PHP.
El programa se ejecuta en el servidor pero con los datos locales insertados por el usuario.
Como se puede observar en la figura 46, para efectos del navegador lo que el computador
recibe es un documento en HTML, por lo tanto no es necesario la instalación de programas
adicionales para su adecuada visualización.
Un programa que funcione en HTML es capaz de funcionar en cualquier plataforma, es decir,
si se tiene un computador con sistema operativo en VxWorks, Solaris, Lyns OS, Spectra,
Unix, Linux, MAC-OS o Windows XX, funcionará perfectamente.
109
6.3 Programación para el desarrollo del Software.
El proceso de creación de programa desde el punto de vista de la ingeniería se realizó bajo
los siguientes pasos [18]:
1. Reconocer la necesidad de un programa para solucionar un problema ó identificar la
posibilidad de automatización de una tarea.
2. Recoger los requisitos del programa. Debe quedar claro qué es lo que debe hacer el
programa y para qué se necesita.
3. Realizar el análisis de los requisitos del programa. Debe quedar claro cómo debe realizar
el programa las cosas que debe hacer.
4. Diseñar la arquitectura del programa. Se debe descomponer el programa en partes de
complejidad abordable y entendible por otro programador.
5. Ensayar el programa. Consiste en realizar pruebas de software, para observar si el mismo
esta respondiendo de la manera que se desea. Se deben plantear todos los casos posibles
de errores que se puedan presentar.
6. Implantar (instalar) el programa. Consiste en colocar el programa en funcionamiento
junto con los componentes que pueda necesitar (bases de datos, redes de comunicaciones,
navegador web, etc.)
Bajo estas premisas se desarrollo el programa llamado CONDELEC, en su versión 1.0.
(Es importante resaltar que cualquier duda que se presente con respecto a la utilización y
justificación técnica del programa, referirse al apéndice respectivo a CONDELEC.)
110
6.4 Explicación básica de CONDELEC.
En principio, al abrir el programa CONDELEC, se obtiene la siguiente ventana emergente,
sobre la cual se abrirá una ventana que informa al usuario sobre el programador y los
derechos de autor sobre el mismo, la cual dice “Siemens Power Transmission & Distribution.
Caracas – Venezuela. Propiedad Intelectual de David Chigne. Derechos reservados ©”.
Simplemente se da clic sobre el botón OK para ver la siguiente ventana, presentada en la
figura 47:
Figura 47. Ventana emergente para inicio de Condelec.
En la parte superior izquierda se encuentra una imagen publicitaria asociada al departamento
de Power Transmisión and Distribution (PTD) de Siemens, debajo de esta se encuentra el
menú del programa, el cual se especifica lo siguiente:
• Gráficas y tablas. A través de este link se puede acceder a la base de datos del programa
y obtener cada una de las gráficas y tablas con las que el programa funciona. El mismo
tiene la opción de poder generar esta información en formato .PDF para la entrega al
cliente.
111
• Funcionamiento del programa. Aquí se especifica cada uno de los lineamientos del
programa y también algunos lineamientos en desarrollo. En principio este programa se
encuentra desarrollado para baja tensión, pero en un futuro cercano se tiene la idea que el
mismo pueda funcionar para los cálculos de los conductores de media tensión a ser
utilizados en una subestación.
• Fórmulas utilizadas. Aquí se encuentran cada una de las fórmulas que utiliza el programa
para poder realizar los cálculos. Las mismas se encuentran explicadas para un mejor
entendimiento del usuario. Esta información también puede ser obtenida en formato PDF
con tan solo hacer un clic.
• Contacte al programador. Al hacer clic sobre este link se obtiene una ventana emergente
del servidor de correo que se encuentre asociado al sistema operativo, el cual permitirá
enviarle cualquier duda o comentario al programador a través del correo electrónico.
• Acceso a la base de datos (admin.). Debido a que la base de datos es administrada bajo
phpmyadmin, se tiene la versatilidad de que la misma sea operada en el web, para así en
caso de algún problema, mejora o solución, se pueda realizar el cambio desde cualquier
parte del mundo, en cualquier momento del año.
En la parte superior derecha, se encuentra la dirección IP asignada del computador, la cual
servirá de registro para saber que persona (o que computador) utilizó el programa en caso de
generarse algún error de sistema, y así el programador puede saber a que persona recurrir en
caso de requerir algún comentario adicional.
En la parte central se encuentra un espacio con el nombre “número de cargas”, lo cual es el
primer dato que requiere el programa para poder generar la página donde se insertarán cada
uno de los datos. Debajo de este se encuentra las siguientes opciones “Corriente Alterna” o
“Corriente Continua”, esto es para que el programa, dependiendo de la escogencia del
usuario, sepa que tipo de datos son los que va a solicitar al usuario y que fórmulas utilizar.
Supóngase el caso que el usuario coloca 2 cargas y las requiere para el cálculo de
conductores de los servicios auxiliares de corriente alterna.
112
Al momento de dar clic sobre la opción “Iniciar Programa” se obtendrá la siguiente ventana,
la cual se dividirá en dos partes para su mejor interpretación:
Figura 48. Parte superior de la ventana de inserción de datos.
En la parte superior se presenta el título “Servicios Auxiliares de Corriente Alterna”, lo cual
indica en que tipo de servicios auxiliares se encuentra el programa. Luego se solicita una
“información para el documento”, la cual solicita lo siguiente.
• Empresa Cliente. En este campo se debe colocar la empresa para la cual la empresa
Siemens esta realizando la subestación o el cálculo de conductores.
• Proyecto. El nombre del proyecto para el cual la empresa Siemens está trabajando.
• Pedido Número y Documento Cliente: Estos números son una referencia para la empresa,
los cuales se rigen por la norma ISO 9000 para “numeración e identificación de
documentos”, Esto es información confidencial de la empresa.
113
• Diseñó: Empleado Siemens que elabora la nota de cálculo utilizando CONDELEC.
• Revisó: Empleado Siemens que revisa el documento luego de generado.
• Aprobó: Jefe de área encargado de aprobar el documento luego de su revisión.
Todos estos datos son necesarios para el momento que se genere el documento final.
Luego, se solicitan los datos:
• Temperatura del ambiente. Aquí se deberá colocar la temperatura en grados centígrados.
Las tablas de resistividad que utiliza el programa se encuentran para una temperatura
ambiente de 20 grados centígrados y las de corrientes máximas para 30 grados
centígrados, pero el programa utilizando los factores de corrección según el código
eléctrico, es capaz de unificar estas temperaturas a cualquier valor y trabajar a entre 10 y
95 grados centígrados, según lo que requiera el cliente.
• Caída de tensión en el conductor. En este campo se debe colocar el porcentaje de caída
de tensión que el usuario desee que haya en los conductores de la carga. Según el código
eléctrico nacional, en la sección 215.2, apartado b, menciona “Los conductores de
circuitos alimentadores tendrán un calibre que evite una caída de tensión superior al 3%
en salida más lejana para potencia, calefacción, iluminación o cualquier combinación de
estas cargas”.
Para la parte inferior presentada en la figura siguiente, se solicitan primeramente los “Datos
del transformador” que alimentan los servicios auxiliares de corriente alterna, para luego
solicitar los “Datos de la carga X”.
Para el transformador se solicita:
• Voltaje del devanado de alta tensión. Se debe expresar en Voltios el voltaje al que opera
el transformador en alta tensión.
114
• Voltaje del devanado de baja tensión. Se debe expresar en Voltios el voltaje al que opera
el transformador en baja tensión.
Ambos voltajes son voltajes Línea – Línea.
Figura 49. Parte inferior de la ventana de inserción de datos
• Z de cortocircuito: La impedancia de cortocircuito del transformador. La misma se debe
expresar el porcentaje base cien, que es como viene del fabricante.
• Potencia Nominal: Aunque en un 90% de las veces para la alimentación de los servicios
auxiliares se utilizan bancos de transformadores monofásicos, existe un 10% latente, por
lo tanto se da la opción al usuario de insertar, la potencia nominal en Kilo Voltioamper,
115
de uno de los bancos de transformadores o un transformador trifásico.
• Distancia al tablero de servicios auxiliares: Aquí se deberá especificar la distancia en
metros del transformador al tablero de servicios auxiliares.
• Numero de Transformadores conectados a la misma barra: En caso que la barra de
servicios auxiliares tenga dos alimentaciones de transformadores conectados al mismo
tiempo (no el caso de secundario selectivo, situación donde se encuentran dos
transformadores alimentadores pero separados por un acople de barras) en este campo
debe especificarse.
Luego se solicitan los datos de las cargas, que dependiendo del numero de “n” cargas que se
insertaron al inicio, habrán “n” grupos de solicitudes. En este campo se solicitan los
siguientes datos:
• Demanda del equipo: En este campo se debe colocar la demanda máxima del equipo, la
cual viene especificada por el fabricante en Kilowatts, por lo tanto en este campo debe
insertarse de la misma forma
• Capacidad de carga y factor de demanda: En caso que el fabricante del equipo no haya
entregado la demanda del equipo, el mismo entregará al usuario los datos de factor de
demanda (Es la relación entre la demanda máxima y la carga instalada de un consumidor
cualquiera. Es lo que consume la carga con respecto a su carga instalada) y los datos de
capacidad de carga (Es la sumatoria de la potencia nominal de cada uno de los equipos
conectados a esa alimentación). La capacidad de carga es un valor que se inserta en kW y
el factor de demanda es un valor adimensional que se encuentra entre 0 y 1.
• Factor de potencia. Debido a que es un valor adimensional, este se inserta como lo
entregó el fabricante. Este valor se encuentra entre 0 y 1.
• Tipo de instalación. Aquí se encuentran dos opciones, una para especificar el tipo de
instalación física del conductor y para especificar la instalación eléctrica del conductor.
116
• Distancia a la carga: La distancia que hay desde la carga al tablero de servicios
auxiliares.
• Nombre del equipo asociado a la carga. Aquí se especifica el nombre de la carga. Los
datos insertados en este campo son alfanuméricos.
Luego de los datos insertados se presentan unos botones los cuales dan las opciones de
“Enviar datos” y “Borrar Datos”. Sobre ellos se encuentra el número de cargas especificadas,
pero este valor no es modificable por el usuario en esta página. Con la opción “borrar datos”
se eliminan todos los datos insertados por el usuario con la intención de volver a llenar el
formulario. Con la opción enviar datos, se procede a dar inicio al programa.
6.5 Variables definidas en CONDELEC
Para un mejor entendimiento de los errores generados por el programa y la posibilidad de
manejar la programación a nivel de la ventana de navegación del explorador web, en esta
sección se definen las variables utilizadas por CONDELEC. Las variables que no poseen el
símbolo “$”, son las manejadas únicamente por HTML, las que lo tienen las maneja PHP y
HTML. Las variables con los símbolos [ ], son variables del tipo “arreglo” o array
(matrices).
Variables definidas:
Descripción Variable
Empresa cliente cliente
Proyecto proyecto
Pedido número pnumero
Documento del Cliente dnumero
Diseñó diseño
Revisó reviso
117
Aprobó aprobo
Temperatura del ambiente $tambiente
Caída de tensión en el conductor $porcaiten
Variables definidas para el caso de servicios auxiliares de corriente alterna.
Voltaje del devanado de alta tensión $valtatrx
Voltaje del devanado de baja tensión $vbajatrx
Impedancia de cortocircuito $zcctrx
Potencia nominal $snomtrx
Distancia al tablero de serv. auxiliares $dcond700
Numero trx´s conectados a la misma barra $trxbarra
Variables definidas para las cargas en corriente alterna
Demanda del equipo $demanda[ ]
Capacidad de carga $capacidad[ ]
Factor de demanda: $fdemanda[ ]
Factor de potencia $fpotencia[ ]
Tipo de instalación civil $tipoinstalacion[ ]
Cables en ductos subterráneos ‘cductosub’
Cables directamente enterrados ‘cdirecten’
Distancia a la carga $dcarga[ ]
Tipo de instalación eléctrica $tipocircuito[ ]
Circuito Trifásico ‘cirtrifa’
Circuito Monofásico Línea-Línea ‘cirmonolili’
Circuito Monofásico Línea-Neutro ‘cirmonoline’
Nombre del equipo asociado a la carga $nequipo[ ]
118
6.6 Expresiones y tablas utilizadas por CONDELEC.
El programa, como se ha mencionado anteriormente, realiza el cálculo para hallar el
conductor apropiado para los servicios auxiliares de corriente alterna. Actualmente se
encuentra en desarrollo para corriente continua y conductores en media tensión. Es
importante destacar que las fórmulas [19] que se utilizarán para cada caso serán diferentes.
Las limitaciones del programa son las siguientes:
• El mismo ha sido desarrollado según la norma CADAFE para subestaciones del tipo
NODAL III.
• Los conductores son especificados en AWG cumpliendo con la normativa del Código
Eléctrico Nacional, en la sección 110 – 6.
• El mismo funciona únicamente para conductores de cobre (Cu), cumpliendo con lo
mencionado en el “Código Eléctrico Nacional”, sección 110 – 5. Estos son del tipo THW
con aislamiento PVC, XLPE o EPR.
• El calibre mínimo de conductor admisible es AWG 14, cumpliendo con el “Código
Eléctrico Nacional, tabla 310 – 5.
• Los conductores en paralelo de fase, neutros o conectados a tierra en cada circuito, se
asume que son de la misma longitud, del mismo calibre, misma terminación, mismo
material y del mismo aislamiento, cumpliendo con la norma COVENIN 310 – 4, descrita
en el Código Eléctrico Nacional.
• La caída de tensión máxima permitida en los conductores para las cargas, es de un 3%,
según la sección 215 – 2 del “Código Eléctrico Nacional”. Aunque esta opción a solicitud
de la empresa Siemens es modificable por el usuario.
• Debido a que el mismo se desarrolla inicialmente para baja tensión, los valores de
corrientes máximas se obtienen por deducciones simples. (Se planteó la posibilidad que
las capacidades máximas sean halladas a través del método de “Neher – McGrath”, paper
publicado en 1985 por la IEEE. Sin embargo, las diferencias para baja tensión son
prácticamente despreciables)
119
A continuación se presentan las fórmulas que CONDELEC utiliza para su desarrollo en baja
tensión.
6.6.1 Servicios Auxiliares de Corriente Alterna
Cálculo de la Potencia Aparente:
A partir de los datos de “Demanda Máxima (kW)” y factor de potencia.
MAXMAX PD =
))(tan(arccos iMAXiMAXi fpPQ ⋅=
MAXiMAXiMAXi jQPS +=
Donde
MAXiS = Potencia aparente máxima de la carga “i”.
MAXiP = Potencia activa máxima de la carga “i”.
MAXiQ = Potencia reactiva máxima de la carga “i”
fpi = factor de potencia de la carga “i”
Si estos datos no son conocidos pero si se tiene la “Capacidad de carga (kW) y el “Factor de
Demanda”, se puede obtener que:
1≤=CARGA
MAXDEM C
DF
MAXMAX PD =
))(tan(arccos iMAXiMAXi fpPQ ⋅=
MAXiMAXiMAXi jQPS +=
Donde
DEMF = Factor de demanda.
CARGAC = Capacidad de Carga.
MAXD = Demanda máxima de una carga.
120
CONDELEC realiza todas sus operaciones evitando utilizar funciones preestablecidas en su
lenguaje de programación para así tener un margen de error mínimo. Por ejemplo, en la
operación de números complejos, a partir de su parte real e imaginaria, hallar su módulo y
ángulo se obtiene partiendo del triángulo de potencia:
22MAXiMAXiMODULOi QPS +=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= −
MAXi
MAXiANGULOi P
QS 1tan
Cálculo de la sección del conductor
Los criterios que definen la sección del conductor son tres:
• Caída de Tensión.
• Capacidad para soportar esfuerzos de Cortocircuito.
• Capacidad Amperimétrica.
En los circuitos en corriente alterna, el cálculo de caída de tensión depende de la resistencia y
reactancia de los conductores. El efecto resistivo suele ser importante y el efecto reactivo
puede ser despreciado en algunos casos. Una forma de tener un primer valor estimado para la
sección del conductor es utilizar unas expresiones aproximadas para la caída de tensión que
no consideran el efecto inductivo (suponiendo que los fenómenos complejos debidos a los
efectos de la autoinducción, inducción mutua y capacidad de los conductores, pueden ser
despreciables). De esta manera, es posible despejar de una forma sencilla la sección del
conductor, y después se corroboran los cálculos con las expresiones exactas.
A partir de esta premisa se definen las siguientes expresiones que se encuentran en la tabla 2,
las cuales arrojan un valor estimado de sección del conductor. Con dicho valor teórico se
ubica el valor inmediato superior que sea comercial, para verificar cada una de las
condiciones que deben cumplirse.
121
En este caso se optó por hallar la sección a partir de la potencia máxima, sin embargo, para
conocimiento del usuario, se presentan ambos casos posibles para el cálculo de la sección del
conductor.
Obtención de la sección (mm2) a partir de ...
Circuito en baja tensión Potencia Corriente
Caso Monofásico
NLNOMVVcPLong
Sección−
⋅Δ⋅
⋅⋅= φ12
VcILongSección
Δ⋅⋅⋅⋅
=ϕcos2
Caso Trifásico LLNOMVVcPLong
Sección−
⋅Δ⋅
⋅= φ3
LLNOM
L
VVcILong
Sección−
⋅Δ⋅⋅⋅⋅
=ϕcos3
Tabla 2. Cálculo de la sección del Conductor.
⎪⎩
⎪⎨⎧ ⋅Ω== m
mmdondec
20179.01 ρ
ρ (cobre) 100
%caidaVVLLNOM −
=Δ
Las consideraciones que se deben tener en cuenta al momento de utilizar estas fórmulas son
las siguientes:
• La longitud debe ser insertada en metros (m)
• La Corriente debe ser insertada en Ampere (A)
• La Potencia debe ser insertada en Wattios (W)
• Nótese que según el caso el voltaje es Línea-Línea o Línea-Neutro.
Cálculo del porcentaje de caída de tensión y corriente de operación en el conductor
Partiendo del siguiente concepto: “Si de una fuente de tensión Vo alimenta un receptor de
potencia P mediante una línea de longitud L y sección de conductor S, en los bornes de
dicha carga la tensión V será menor que Vo, debido principalmente a la resistencia R y la
reactancia X de los conductores.”. A partir de este concepto se definen las expresiones
presentadas en la tabla 3, las cuales definen el cálculo de caída de tensión en los conductores.
122
Las expresiones de las corrientes de operación se consiguen a partir de la potencia y voltaje
de operación.
Circuito en B.T %ΔV I Relación con el 3ϕ
Trifásico 23
10 NOMKV
MLongKVA
⋅
⋅⋅φ NOMKV
KVA
⋅33φ
1
MonofásicoLIN-LIN 21
5 NOMKV
MLongKVA
⋅
⋅⋅φ NOMKV
KVA φ1
2
MonofásicoLIN-NEU 21
5
3
NOMKV
MLongKVA
⋅
⋅⋅⋅ φ
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛3
1
NOMKVKVA φ
6
Tabla 3. Porcentajes de Caída de tensión y Corrientes
)sincos( ϑϑ ⋅+⋅= xrM donde )arccos( fp=ϑ y )( jxrZ +=
Las consideraciones que se deben tener en cuenta al momento de utilizar estas fórmulas son
las siguientes:
• Como lo especifica la fórmula, la Potencia Aparente debe ser insertada en el orden de 103,
al igual que el voltaje.
• La Longitud debe ser insertada en kilometros (km)
• Los valores de la resistencia (R) y la reactancia (X) provienen de tablas a partir del
conductor seleccionado.
• El Voltaje de operación es siempre Línea-Línea.
Cálculo del tiempo que un conductor puede funcionar en cortocircuito.
Aunque este valor se obtiene a partir de gráficas, el programa se basa en la siguiente fórmula:
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡++
⋅=⎥⎦⎤
⎢⎣⎡
234234log0297.0
1
22
TT
AI
123
Donde:
• I = Corriente de cortocircuito obtenida en Amperes (A).
• A = Área del conductor en Mil Circular Mil (MCM).
• t = Tiempo de cortocircuito obtenido en segundos (s).
• T1 = Máxima temperatura de operación. (En cobre es de 90 ºC).
• T2 = Máxima temperatura de cortocircuito. (En cobre es de 250 ºC).
Para el cálculo del área en MCM a partir de la obtenida en mm2, simplemente se debe saber
que 1 mm2 = 1973,5252 CM.
6.6.2 Servicios Auxiliares de Corriente Continua
Este cálculo no es alcance del trabajo de pasantía, sin embargo, el mismo se encuentra
actualmente en desarrollo para la empresa Siemens.
6.7 Ejemplo de Cálculo numérico, integrando código fuente y vista al usuario.
A continuación se presenta un ejemplo de cálculo para el caso que se desee obtener el
conductor apropiado para una carga de los servicios auxiliares de corriente alterna.
Para efectos del programa, se propone el caso de una sola carga.
Datos generales
Empresa Cliente: CADAFE Proyecto: S/E LOS BORDONES
Pedido número: 3000069732 Documento: S0D-116
Diseña: D. Chigne Revisa: R. Torres Aprueba: J. Castaño.
Temperatura del ambiente: 30 ºC. Caída de tensión en conductor: 3%
124
Datos del transformador de servicios auxiliares
Banco de transformadores monofásicos
Voltaje devanado de alta tensión: 13800 V
Voltaje devanado de baja tensión: 208 V
Impedancia de cortocircuito: 1.4 %
Potencial por transformador: 25 KVA.
Distancia al tablero de servicios auxiliares: 80 metros.
Número de transformadores conectados a la misma barra: 1
Datos de la carga:
Carga 1: Sistema de Iluminación tableros del transformador 4.
Capacidad de carga: 2.9431 kW Factor de demanda: 0.54
Factor de potencia: 0.86 Distancia a la carga: 40metros.
Instalación en ductos subterráneos, circuito trifásico.
6.7.1 Desarrollo del ejemplo
Se procede a calcular la potencia aparente de la carga del equipo, la misma se requiere que
esté especificada en módulo y ángulo.
Sabiendo que la fórmula 1≤=CARGA
MAXDEM C
DF , donde MAXMAX PD = , se obtiene:
KWCFD CARGADEMMAX 5893,19431,254,03 =⋅=⋅=φ
Para calcular la potencia reactiva, se utiliza la fórmula ))(tan(arccos iMAXiMAXi fpPQ ⋅= , que
sustituyendo los valores se obtiene:
KVArQMAXi 9430,0))86,0(tan(arccos5893,13 =⋅=φ
125
Con los valores de potencia activa y potencia reactiva, se puede hallar la potencia aparente de
la siguiente manera:
( ) ( ) KVAQPS MAXiMAXiMAXi 8480,19430,05893,1 22223 =+=+=ϕ
Para hallar el ángulo se utiliza la fórmula:
.6825.305893,19430,0tantan 1
3
313 grad
PQ
SiMAX
MAXiMAXi =⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡=
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡=∠ −−
ϕ
ϕϕ
Finalmente, se obtiene:
KVASMAX 6825,308480,13 ∠=ϕ
Debido a que la conexión del sistema es del tipo trifásica, la fórmula a utilizar para el cálculo
de la sección es la siguiente:
( )23 5515,4
12012003.0563,15894023
mmVVc
PLongSección
NEULINNOM
=⋅⋅⋅
⋅⋅=
⋅Δ⋅
⋅⋅=
−
φ
Donde NEULINCAIDA VbajaV −⋅=Δ
100%
Debido a que este valor no es una sección comercial, se debe aproximar a la inmediata
superior. Observando en la tabla “sección para conductores de cobre” el valor que
corresponde a los requerimientos es un conductor de sección 5,261 mm2, el cual es un
conductor AWG 10.
Ya obtenido el conductor que, en teoría, es el apropiado para la carga, se procede a verificar
los siguientes criterios:
• Nivel de caída de tensión.
• Corriente de Cortocircuito.
• Capacidad de carga amperimétrica.
126
Nivel de caída de tensión:
El porcentaje de tensión definido por el usuario es del 3%, por lo tanto, el programa
verificará que el valor obtenido sea un valor por debajo de este. Se requieren los valores de
resistencia y reactancia para el conductor obtenido. Como la instalación es del tipo “ductos
subterráneos”, se busca en la tabla [20] [22] “Resistencia, reactancia e impedancia para
cables monopolares de cobre, con aislamientos para 600 V, en ductos magnéticos, para una
temperatura de 20 ºC” y se obtienen los valores de kmr Ω= 202,4 y kmx Ω= 1968,0 . Como
la temperatura insertada por el usuario es de 30 ºC, se necesita multiplicar estos valores
hallados por un factor de corrección. Para ellos se busca en la tabla [20] “Factores de
corrección por temperatura, para la resistencia y reactancia de los conductores de cobre”,
donde se obtiene el valor a multiplicar, 962,0=fcorrec .Debido a que la instalación es del
tipo trifásica, las fórmulas a utilizar son: (Recordar que )arccos( fp=ϑ ).
( ) 5730,3)86,0(sin(arccos962,01968,086,0962,0202,4)sincos( =⋅⋅+⋅⋅=⋅+⋅= ϑϑ xrM
( )( )
%5298,0208,010
5730,31000408480,1
10% 22
3 =⋅
⋅⋅=
⋅
⋅⋅=Δ
NOMKV
MLongKVAV φ
Que, comparando ese valor con el definido por el usuario no viola la condición establecida.
Aquí es importante destacar que si se comprueba este cálculo, el resultado obtenido será
mayor (0,6 aprox.), esto es debido a que los cálculos se realizan con todos los decimales, para
obtener una precisión más exacta. Únicamente se aproximan a cuatro cifras los resultados.
Corriente de Cortocircuito:
Para el cálculo de la corriente de cortocircuito, se asume que este ocurre en la carga. También
se considera infinita la impedancia de la fuente al igual que la impedancia del conductor para
la conexión entre los transformadores de servicios auxiliares y el tablero, para así obtener una
corriente de cortocircuito mayor. (Criterios de Seguridad).
127
Por otra parte, debido a que se tiene en paralelo una cantidad grande de cargas, las
impedancias obtenidas por las cargas restantes y por los conductores pueden ser consideradas
como un circuito abierto (impedancia cero), por lo tanto, resultaría un circuito equivalente de
una fuente al voltaje de baja tensión, en serie con la impedancia del transformador, en serie
con la impedancia de la carga, es decir, se obtiene un circuito equivalente de la siguiente
forma:
Figura 50. Circuito equivalente para la corriente de cortocircuito.
Donde:
CCCC XZ ≈ y para transformadores de capacidades menores a 5 MVA 1=CCR .
.4153,444,1
1coscos
1,8250003208
1004,1
100
11
22
gradXR
mSVZ
Z
CC
CC
NOM
BTCCTRX
=⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
Ω=⋅
⋅=⋅=
−−θ Ω∠⋅= − 41,4411,8 3EZTRX
( ) ( ) Ω∠=⋅Ω+=⋅+⋅= mkm
kmjjZCOND 68,286,161004.01893,00423,4962,01968,0962,0202,4
208=FTEV Voltios.
Finalmente:
.515,428,71468,21618,041,440081,0
3208
AmpZVI
TH
THCC −∠=
∠+∠==
Como realmente interesa es .714,0 KAmpICC =
128
Con este valor, se busca en la gráfica [21] “Data Section A – Wire and cable protection”,
donde se observa que para una corriente de cortocircuito de 714 amperios, el conductor
cumple la condición que debe soportar una corriente de cortocircuito un tiempo mínimo de 2
ciclos. Sin embargo, para efectos del programa, el mismo con la fórmula:
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡++
⋅=⎥⎦⎤
⎢⎣⎡
234234log0297,0.
1
22
TTt
AICC
Donde la temperatura máxima de operación CT o751 = y la temperatura máxima de
cortocircuito CT o1502 = , “A” es la sección del conductor en MCM, por lo tanto:
CMmm
CMmmA 7160,103825252,1973261,5 22 =⋅=
Finalmente se obtiene:
( ) .5933,05359,1418028,2 23 segEt =⋅⋅= −
Sabiendo que si dos ciclos son 0,033 seg, se comprueba que el valor obtenido cumple los
requerimientos de la norma.
Capacidad de Carga Amperimétrica.
Para saber la capacidad de carga, se debe conocer la corriente de línea que circulará en
condiciones de operación normales, para ello se calcula de la siguiente forma:
.1295,5208,03
8480,13
3 AmpKV
KVAI
NOMOPER =
⋅=
⋅= ϕ
Con este valor, se procede a buscar en la tabla “Capacidades de corriente (A) permisibles de
conductores aislados de 0 a 2000 Volts, y temp. de operación 75ºC, no mas de tres
conductores activos en una canalización, cables o directamente enterrados, para una
temperatura ambiente de 30 ºC”, se observa que para un conductor AWG 10, en las
condiciones de operación planteadas, la corriente que soporta es de 35 ampere, por lo tanto,
la condición de capacidad de carga no se viola y se cumple la condición.
129
Conclusión: El conductor para la carga referente al Sistema de Iluminación tableros del
transformador 4, deberá ser del calibre AWG 10.
Si se desea observar las operaciones que realiza el programa para obtener este resultado,
dirigirse al apéndice donde se presentan las “Operaciones del programa CONDELEC”.
130
7. CONCLUSIONES
Los diagramas de principio y los diagramas funcionales son los planos que conforman
principalmente la ingeniería de detalle, la cual es vital e importante en el desarrollo de la
ingeniería de una subestación. En estos se representa no sólo la alimentación AC y DC de
cada uno de los equipos de la subestación, los niveles de mando de los equipos en patio y las
lógicas de enclavamientos de apertura y cierre, sino también el diseño de los sistemas de
protección, control, medición y señalización, así como las conexiones a bornes, equipos de
patio, conexión propia de los equipos de los tableros así como a otros y armarios de
agrupamiento.
Se realizaron aproximadamente un total de 100 planos para los diagramas de principio, y
1550 planos para los diagramas funcionales.
Por otra parte, se efectuó la revisión de los parámetros en los equipos de control de la
subestación Los Bordones, donde se examinaron más de 400 entradas y salidas binarias de
cada uno de los relés de la subestación, además de las lógicas de enclavamientos, parámetros
de configuración de los equipos y señales de envío para la H.M.I., además de conocer y
entender una gran cantidad de conceptos desarrollados para las comunicaciones entre
equipos, tales como los protocolos de comunicación, redes ethernet, modelos de capas OSI,
eventos del servicio tipo GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event), efectos de
interferencia electromagnética y ambientales en equipos de comunicaciones, protocolos de
comunicación en Internet Technology, tales como TCP/IP, UDP/IP y muchos otros conceptos
de los cuales se pueden desarrollan otros temas de pasantía, no sólo para el estudiante que
opta al título de ingeniero electricista, sino también para otras ramas de la ingeniería.
Lamentablemente por cuestiones de tiempo y el enfoque del trabajo de pasantía, no se
desarrolló del todo y de la mejor manera el tema relacionado con el control numérico.
Por otra parte, se conoció, se entendió y manejó el concepto de “Bornes”, “multiconductores”
y “conexionado interno”, palabras de uso común y normalmente mencionadas en el diseño de
subestaciones eléctricas, las cuales no se incluyen en ninguna materia obligatoria del pensum
131
de pregrado de la carrera de Ingeniería Eléctrica en la Universidad Simón Bolívar.
Finalmente el desarrollo de un programa para el cálculo de conductores, en un lenguaje de
los que inicialmente sólo se conocían de nombre, permitió además de aprender destrezas en
la programación en PHP, APACHE, MySQL, HTML y JAVAScript, el desarrollo de una
herramienta computacional innovadora, profesional, apropiada y satisfactoria para la
empresa, al punto que la misma además de estar nominado para el concurso “+3i” (ideas,
impulsos, iniciativas), el mismo es evaluado por el departamento de diseño en Colombia para
ser un estándar en el desarrollo de notas de cálculo a nivel de Siemens Región Andina. El
desarrollo de este programa en estos lenguajes permite una expansión del mismo al punto que
el límite es asignado por el programador. En este momento ya el programa se está
desarrollando para el cálculo de conductores en corriente continua y conductores en media
tensión, debido a que este procedimiento todavía se realiza de forma manual, y en el
dimensionamiento de las cargas (burden) en los transformadores de corriente, ya que el
programa destinado para tal cálculo (CT-DIM) tiene un costo para Siemens PTD Venezuela
en más de 10.000 dólares anuales por licencias y, debido a que todos los programas en que se
desarrollo CONDELEC son de libre utilización Siemens tuviera que invertir únicamente en
derechos de autor.
El desarrollo de la subestación Los Bordones es la primera ingeniería que se desarrolla en su
totalidad en Venezuela, dando paso a la creación del departamento de Ingeniería en la
división PTD SERVICES de la empresa Siemens y su futura expansión en el desarrollo de
grandes proyectos como la S/E Palavecino 115 kV/24 kV, S/E Güigüe 115 kV/13,8 kV entre
otros.
Para finalizar, se puede concluir que este trabajo será una herramienta para aquellos
estudiantes o ingenieros que deseen conocer o ampliar sus conocimientos en el área de diseño
de subestaciones eléctricas y la utilización de herramientas computacionales desarrolladas al
área de ingeniería.
132
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
[1] Siemens, “Memoria del ejercicio 2004”. Publicis KommunikationsAgentur GMBH
GWA, Siemens Aktiengesellschaft. Munich, Germany.
[2] Siemens Intranet. Referencia número: F4206002.001.
[3] CADAFE. Departamento de Subestaciones. Caracas 2005.
[4] Diario El Tiempo. Miércoles 9 de Febrero de 2005. Estado Anzoátegui.
[5] http://www.cadafe.gov.ve/ns/inversion.asp?estado=19
[6] Subestación Tipo NODAL III, Especificaciones Técnicas. Gerencia de Proyectos,
departamento de proyectos de subestaciones. Caracas, Mayo 1977.
[7] HAPAM POLAND MT50 Circuit Diagram and Motor Drive Mechanism.
[8] ARTECHE, Technical Assistance Service. Device Catalogs and Datasheets. 2004.
[9] “Especificación técnica y general para el diseño, construcción y puesta en marcha de las
subestaciones”. Dirección de desarrollo, gerencia de coordinación y logística,
departamento de normas y equipos eléctricos, CADAFE, 1984
[10] SIPROTEC “Numerical Protection Relays”. 2004. Siemens AG.
[11] “Programming Language concepts and Paradigms”, David Watt.
[12] Apache Documentation. Principles and first use. www.apache.org
133
[13] PHP Fundamentals.Mencer & others. Anaya Multimedia.
[14] Castagnetto, Rawat, Schumann. “Professional PHP programming”. Wrox press, inc.
2000
[15] PHP programming and development. http://www.php.net/docs.php
[16] Welling and Thompson “Web Development in php and Mysql enviroment”
[17] MySQL Documentation. http://dev.mysql.com/doc/
[18] Conway, Damschen, Greer, Maharry “HTML 4.01 Programmer’s Reference”. Wrox
Press, inc. 2001.
[19] Apuntes de distribución, SEP/DIC. 2004. Profesor Juan Carlos Rodriguez.
[20] Wikipedia.org. Desarrollo e ingenieria del software. Procesos claves.
www.wikipedia.org.
[21] Código Eléctrico Nacional. 7ma Revisión. 2004.
[22] ICONEL – Catálogo de cables de media tensión. Phelps Dodge Venezuela.
[23] Gunter G. Seip. “Instalaciones Eléctricas”. Cables y líneas de energía. Tomo 2. 1989.
134
APÉNDICES
Herramienta Computacional para el dimensionamiento de conductores de Servicios
Auxiliares en una Subestación, nota del programador.
CONDELEC se realiza con la idea de no sólo satisfacer los requisitos de transporte de
energía eléctrica en los conductores de los servicios auxiliares de una subestación,
cumpliendo los requerimientos de mínimas pérdidas de potencia, regulación de la caída de
tensión, capacidad de cortocircuito y capacidad de carga amperimétrica dentro de los límites
permitidos, sino también generando un informe en formato PDF para su impresión y entrega
al cliente, lo cual representa un ahorro en horas hombre de trabajo.
CONDELEC en su versión 1.0 se encuentra desarrollado en su totalidad para la empresa
Siemens, división Power Transmission and Distribution. Este fue realizado en programas
que no requieren licencia, por lo tanto es una aplicación completamente legal. En principio se
plantea la idea que este programa sea del tipo Open Source, es decir, el código fuente se
encuentra a su disposición, lo cual le otorga a cualquier usuario el permiso para copiar,
distribuir y modificar el programa según los términos de la GNU Free Documentation
License, Versión 1.2 o cualquiera posterior publicada por la Free Software Foundation, sin
secciones invariantes ni textos de cubierta delantera o trasera.
La idea principal que motivó al programador a realizar CONDELEC de forma Open Source
es bien sencilla: cuando los programadores en Internet pueden leer, modificar y redistribuir el
código fuente de un programa, éste evoluciona, se desarrolla, mejora. Los usuarios lo adaptan
a sus necesidades, corrigen sus errores y esto puede ocurrir a tal velocidad que el que esté
acostumbrado al ritmo de desarrollo de los programas comerciales no lo puede entender. Es
por ello que se puede sentir en total libertad de solicitar el código fuente, para así colaborar
en el desarrollo de esta herramienta.
David Alejandro Chigne Tataje
Programador CONDELEC
135
Manual de Operación, programa CONDELEC.
Al momento de ejecutar CONDELEC en la página donde se encuentre almacenado para su
utilización, se abrirá una ventana emergente, la cual inicialmente mostrará el siguiente
mensaje:
Figura 1. Ventana emergente al iniciar el programa
Al momento de hacer clic sobre OK, se procede a dar inicio al programa CONDELEC,
donde se observará la siguiente ventana:
Figura 2. Página de inicio de CONDELEC.
Para su mejor entendimiento, se ha dividido cada parte de la página en secciones, las cuales
se explican a continuación:
136
Sección Contenido
1 Símbolo de Power Transmission and Distribution. Propiedad de
Siemens PTD.
2 Link a la página oficial de Siemens. http://www.Siemens.com
3 Dirección IP de donde esta accesando el usuario al programa.
4 Links al “mapa del sitio” de Siemens AG y “contáctenos” al
departamento de soporte técnico de Siemens AG.
5 Accesos directos a información y menús del programa. Algunos se
encuentran restringidos para acceso únicamente del administrador.
6 Área de inserción de datos al programa CONDELEC. En esta sección se
especifican el “tipo de cargas” y se selecciona para qué tipo de servicios
auxiliares se va a realizar el cálculo. Luego de seleccionado se procede a
hacer clic sobre el botón “Iniciar programa”
7 Links a cada una de las páginas web de los programas que hicieron
posible el desarrollo de CONDELEC.
Al hacer clic en “iniciar programa”, se observará la ventana que solicitará los datos para
realizar los cálculos. Obsérvese primeramente la parte superior:
Figura 3. Vista superior de la página de inserción de datos.
137
Es importante destacar que al momento de hacer uso del programa, si el cursor se coloca
sobre cada uno de los enunciados de los datos que se solicitan, allí se explica la manera de
cómo deben insertarse los datos.
Sección Contenido
1 Fecha en el que se está trabajando con CONDELEC.
2 Título de los servicios auxiliares en donde se está trabajando.
3
Información para el documento.
• Empresa Cliente. En este campo se debe colocar la empresa para la
cual la empresa Siemens esta realizando la subestación o el cálculo
de conductores.
• Proyecto. El nombre del proyecto para el cual la empresa Siemens
está trabajando.
• Pedido Número y Documento Cliente: Estos números son una
referencia para la empresa, los cuales se rigen por la norma ISO
9000 para “numeración e identificación de documentos”, Esto es
información confidencial de la empresa.
• Diseñó: Empleado Siemens que elabora la nota de cálculo utilizando
CONDELEC.
• Revisó: Empleado Siemens que revisa el documento luego de
generado.
Aprobó: Jefe de área encargado de aprobar el documento luego de su
revisión.
4
Datos para los cálculos.
• Temperatura del ambiente. Aquí se deberá colocar la temperatura en
grados centígrados. Esta trae por defecto el valor de 30.
• Caída de tensión en el conductor. En este campo se debe colocar el
porcentaje de caída de tensión que el usuario desee que haya en los
conductores de la carga. Este trae por defecto el valor de 3.
La parte inferior será diferente dependiendo del tipo de servicios auxiliares que se escojan. A
138
continuación se presentan cada una de las opciones:
Servicios Auxiliares de Corriente Alterna
Figura 4. Vista inferior de la página de inserción de datos para S.A.C.A..
Sección Contenido
1
Datos del transformador. El transformador encargado de alimentar los
servicios auxiliares de corriente alterna.
• Voltaje del devanado de alta tensión. Se debe expresar en Voltios el
voltaje al que opera el transformador en alta tensión. (Ejemplo: 15
kV se coloca 15000).
• Voltaje del devanado de baja tensión. Se debe expresar en Voltios el
voltaje al que opera el transformador en baja tensión. (Ejemplo:
0.208 kV se coloca 280).
Ambos voltajes son voltajes Línea – Línea.
• Z de cortocircuito: La impedancia de cortocircuito del
transformador. La misma se debe expresar el porcentaje base cien.
139
Sección Contenido
1
• Potencia Nominal: La potencia nominal del transformador en Kilo
Voltioamper. Si el dato es monofásico o trifásico se debe especificar
en el campo.
• Distancia al tablero de servicios auxiliares: Aquí se deberá
especificar la distancia en metros del transformador al tablero de
servicios auxiliares.
• Numero de Transformadores conectados a la misma barra: En caso
que la barra de servicios auxiliares tenga dos alimentaciones de
transformadores conectados al mismo tiempo, en este campo debe
especificarse. En caso de ser una instalación del tipo secundario
selectivo, deberá colocarse el valor “1”.
2
Datos de la carga(s).
• Demanda del equipo: En este campo se debe colocar la demanda
máxima del equipo, la cual debe insertarse en kilowatts. (Ejemplo,
1200 Watts, se inserta como 0.12).
• Factor de potencia. Valor adimensional, este se inserta como lo
entregó el fabricante. Este valor se encuentra entre 0 y 1.
• Distancia a la carga: La distancia que hay desde la carga al tablero
de servicios auxiliares.
• Nombre del equipo asociado a la carga. Aquí se especifica el
nombre de la carga. Los datos insertados en este campo son
alfanuméricos.
3
Datos de la Carga
• Capacidad de carga y factor de demanda: La capacidad de carga es
un valor que se inserta en kW y el factor de demanda es un valor
adimensional que se encuentra entre 0 y 1. Es importante destacar
que no se puede insertar a la vez estos datos con Demanda del
equipo, porque se cometería un error conceptual.
140
Sección Contenido
4
Tipo de instalación. Aquí se encuentran dos opciones, una para
especificar el tipo de instalación física del conductor (Cables
directamente enterrados, cables en ductos subterráneos) y la otra para
especificar la instalación eléctrica del conductor (Circuito Trifásico,
Circuito Monofásico Línea – Línea, Circuito Monofásico Línea –
Neutro).
Servicios Auxiliares de Corriente Continua.
Este cálculo no es alcance del trabajo de pasantía, sin embargo, el mismo se encuentra
actualmente en desarrollo para la empresa Siemens.
141
Listado inicial de Errores que el programa declara.
CONDELEC ha sido diseñado inicialmente para presentar información al usuario mensaje de
error únicamente en el caso que este resultado afecte un cálculo numérico dando un valor
equivocado o un error que el programador considero de gravedad. Para los otros casos
referirse al final de esta sección.
Error número 001
El primer error que el programa detecta y lo informa al usuario es el que se da cuando se
insertan un número erróneo de cargas, tal como el caso de insertar valores de texto, números
negativos o el número “cero” en la ventana de inicio del programa. CONDELEC informará
al usuario mostrando la siguiente ventana:
Figura 5. Ventana de error numero 1.
La manera de corregir este error es simplemente verificando el valor que se esta asignando
como número de Cargas, iniciando otra vez el programa.
142
Error número 001A
Es aquel que se presenta cuando el usuario comete un error de concepto al momento de
insertar para una carga los valores de “demanda máxima” y a su vez “factor de carga” o
“capacidad de carga”. Si el programa no detectara este error y se ejecutaran los cálculos, se
pueden obtener resultados erróneos, ya que los datos iniciales son erróneos. Supóngase el
caso que se comete el error en la “Alimentación de iluminación de emergencia”. El mensaje
que CONDELEC mostrará es el siguiente:
Figura 6. Mensaje de error número 001A
Para corregir este error y no perder los datos de las otras cargas, simplemente se debe hacer
clic en el botón “regresar” o “back” del explorador. El programa ha sido realizado de tal
manera que mantenga en memoria temporal todos los datos de las cargas.
Error número 001B
Este error se presenta cuando el usuario, por error involuntario coloca un valor de factor de
potencia igual a cero. Si esto ocurre, el valor de la potencia reactiva sería cero, arrojando
como resultado unos cálculos erróneos.
En caso de presentarse este problema, se le informará al usuario con el mensaje de
información mostrado en la siguiente figura. Para corregir el error sin perder los datos de las
143
otras cargas, se debe realizar el mismo procedimiento ante el “error 001A”.
Figura 7. Mensaje de error número 001B
Otros errores de importancia.
Aunque en los errores se puede observar que hacen referencia a la dirección raíz “C:\Program
Files\Apache Group\Apache\htdocs”, esto se debe a que las pruebas que se realizaron en
CONDELEC se hicieron en un computador con servidor local.
Primer Caso.
Si el usuario comete la equivocación de insertar un valor igual a cero, se presentará un
mensaje informando que existe una división por cero y por ende, los valores que dependan de
esa variable darán erróneos o cero. Por ejemplo, supóngase el caso que se inserte el valor
cero para la “demanda del equipo” para la carga 1, se obtendrá el siguiente mensaje de error:
144
Figura 8. Error generado por insertar un valor no coherente
Cabe destacar que el programa realizará los cálculos, pero evidentemente estos darán cero si
ese valor se multiplica o se divide. En este caso la variable esta definida, sin embargo el valor
que se le asigno produce un error en el programa.
Segundo caso.
Supóngase el caso que el usuario no inserta el valor de “Potencia Nominal del
transformador” y el mismo da clic al botón “enviar datos”. Esto evidentemente generará un
error, el cual se presentará de la siguiente manera:
145
Figura 9. Error generado por no insertar un valor para una variable.
Como se puede apreciar, el programa informa que la variable asociada a la potencia nominal
del transformador (snomtrx) no ha sido definida, por lo tanto se debe regresar a la página
anterior para corregir dicho problema.
Nótese que los cálculos se siguen realizando, pero es evidente que los resultados son
erróneos.
Para saber los nombres de las variables asociadas a cada carga, referirse a la sección
“Variables definidas en CONDELEC.”
146
Operaciones del programa CONDELEC
El proceso de escogencia de cuantas cargas se van a insertar y que tipo de Servicios
Auxiliares se van a calcular se encuentran en el archivo “inicio.php”. El proceso de inserción
de datos se encuentra en el archivo “hojadecalculos.php” y finalmente, cada una de las
operaciones que realiza el programa y los resultados mostrados al usuario para el caso de
corriente alterna se encuentran en el archivo “resultados.php”, los de corriente continua se
encontrarán en “resultados2.php”. Para una mejor comprensión, se colocarán los números de
línea del código en estudio. (No se explicará el código HTML, debido a que no se considera
apropiado para efectos del programa)
Proceso de inserción del número de cargas y tipo de Servicios Auxiliares
Véase el siguiente código php en el archivo “inicio.php”. 93 <?php 94 95 echo" 96 <form target=\"_blank\" name=\"input\" action=\"hojadecalculos.php\" method=\"get\"> 97 <style=\"background-color:Gainsboro\">Indique cuantas cargas son: 98 <style=\"background-color:Gainsboro\"><input name=\"ncargas\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" ma xlength=\"3\" ></input><br> 99 <style=\"background-color:Gainsboro\">Servicios Auxiliares de: 100 <style=\"background-color:Gainsboro\"> 101 <input type=\"Radio\" name=\"tipodesa\" value=\"saca\"checked> Corriente Alterna. 102 <input type=\"Radio\" name=\"tipodesa\" value=\"sacc\"> Corriente Continua. 103 <br> 104 <tr> 105 <td style=\"background-color:Gainsboro\" colspan=\"2\" align=\"center\"><input type=submit value=\"Iniciar programa\"></td> 106 </tr> 107 </form> 108 "; 109 ?>
Como se puede observar, en la línea 93 se da inicio al código php, donde con la función echo
se mostrará en pantalla “Indique cuantas cargas son” y “Servicios auxiliares de: Corriente
Continua, Corriente Alterna”. En la línea 96 se indica que cuando el usuario presione el
botón “Iniciar programa” se ejecute el archivo “hojadecalculos.php”.
Se puede observar que el nombre que almacena el número de cargas se ha denominado
147
“ncargas”, el tipo de servicios auxiliares se ha denominado “tipodesa” y dependiendo del
tipo, si es corriente continua “saca” o corriente alterna “sacc”, la variable “tipodesa” tendrá
un valor. Para el caso explicado anteriormente se obtiene:
• ncargas = 1
• tipodesa = saca
Debido a que estas variables se encuentran dentro del entorno de HTML, para que PHP las
pueda interpretar, estas tienen que ir con la anteposición del símbolo $ ($ncargas, $tipodesa).
Luego de hacer clic en el boton “Iniciar programa”, HTML se direcciona a la página
“hojadecalculos.php”
Proceso de inserción de los datos de la carga de servicios auxiliares.
Si se observa en el address del navegador, se aprecia que la dirección de la página web donde
el programa redirige al navegador es:
http://localhost/hojadecalculos.php?ncargas=1&tipodesa=saca
Donde “localhost” sería la dirección web del servidor que almacena el programa. Esta es la
manera que PHP (con la opción register_globals=off) envía los datos a la página
“hojadecálculos.php”, separando las variables con el símbolo “&” y definiendo el inicio de
las variables con el símbolo “?”.
Obsérvese ahora el código del árchivo “hojadecalculos.php”. Para su mejor entendimiento se
procede primeramente a definir los cíclos principales y poco a poco se va profundizando en
el estudio:
95<? if ($ncargas==0) 96 97 echo "<td colspan=\"2\" style=\"background-color:Gainsboro\"> 98 <b><center> Se presentó un error en el programa generado por el usuario. Usted no puede insertar ese número de cargas. <br>Cierre esta ventana e inicie nuevamente.</b></center>"; 99 100 else 101 102 if ( $tipodesa == 'sacc'): ?> 105 <form name="input" action="resultados2.php" method="get">
148
Operaciones y funciones a realizarse 190 <? elseif ( $tipodesa == 'saca'):?> 192 <form name="input" action="resultados.php" method="get">
Operaciones y funciones a realizarse
En la línea 95 se encuentra la condición que si $ncargas==0 (Si el número de cargas es igual
a cero), se mostrará al usuario la siguiente información en pantalla:
Se presentó un error en el programa generado por el usuario. Usted no puede insertar
ese número de cargas. Cierre esta ventana e inicie nuevamente.
En la línea 102 se encuentra el condicional if que indica que si $tipodesa == ‘sacc’ (Si los
servicios auxiliares son iguales a ‘corriente continua’) se deberá ejecutar esa área de código,
y este deberá ser enviado a “resultados2.php” lo mismo ocurre en la línea 190, pero para el
caso de corriente alterna y los datos obtenidos enviados a “resultados.php”.
En este caso, se ejecutará el código que se encuentra a partir de la línea 190 haciendo caso
omiso de todo lo que se encuentre dentro de la operación if referente a ‘sacc’, el cual es el
siguiente:
195 <table align="center"> 196 <tr><td colspan="5" align="center" style="font-size: 14px; font-weight:bold ">Servicios Auxiliare s de Corriente Alterna.</td></tr> 197 <tr><td colspan="5" align="center" style="font-size: 14px; font-weight:bold "><a title="Informaci ón necesaria para generar el documento de entrega al cliente.">Información para el documento</a></ td></tr> 198 <tr><td>Empresa Cliente:</td><td><input name="cliente" type="text" value="" size="14" maxlength=" 60" ></input></td><td> </td> 199 <td><a title="Inicial Nombre. Apellido">Diseñó:</a></td><td><input name="diseno" type= "text" value="" size="14" maxlength="60" ></input></tr> 200 <tr><td>Proyecto:</td><td><input name="proyecto" type="text" value="" size="14" maxlength="60" >< /input> </td><td> </td> 201 <td><a title="Inicial Nombre. Apellido">Revisó:</a></td><td><input name="reviso" type= "text" value="G. Calderón" size="14" maxlength="60" ></input></tr> 202 <tr><td>Pedido Número:</td><td><input name="pnumero" type="text" value="" size="14" maxlen gth="60" ></input> </td><td> </td> 203 <td><a title="Inicial Nombre. Apellido">Aprobó:</a></td><td><input name="aprobo" type= "text" value="J. Castaño" size="14" maxlength="60" ></input></tr> 204 <tr><td>Documento del Cliente:</td><td><input name="dnumero" type="text" value="" size="14" maxle
149
ngth="60" ></input> </td></tr> 205 </table> 206 <tr> 207 <td> 208 <table align="center"><br> 209 <tr><td colspan="2" align="center" style="font-size: 16px; font-weight:bold ">Datos para los c&aa cute;lculos</td> 210 <tr><td style="font-size: 14px; font-weight:bold "><a title="En °C (celsius)">Temperatura del ambiente</a></td> 211 <td><input name="tambiente" type="text" value="30" size="13" maxlength="2" ></input></td></tr> 212 <tr><td style="font-size: 14px; font-weight:bold "><a title="En Porcentaje. Caida máxima permitid a en el conductor que alimenta la carga.">Caida de tensión en el conductor</a></td> 213 <td><input name="porcaiten" type="text" value="3" size="13" maxlength="2" ></input></td></tr> 214 </table> 215 216 <table align="center" border="0"><br> 217 <tr><td align="center" colspan="2" style="font-size: 14px; font-weight:bold "><a title="Transformador que alimenta los servicios Auxiliares">Datos del Transformador</a></td></tr> 218 <tr><td><a title="En Voltios">Voltaje del devanado de alta tensión:</a></td><td><input nam e="valtatrx" type="text" value="" size="14" maxlength="6" ></input> </td></tr> 219 <tr><td><a title="En Voltios">Voltaje del devanado de baja tensión:</a></td><td><input nam e="vbajatrx" type="text" value="" size="14" maxlength="4" ></input> </td></tr> 220 <tr><td><a title="En Porcentaje"><i>Z</i> de Cortocircuito(%):</a></td><td><input name="zcctrx" t ype="text" value="" size="14" maxlength="4" ></input> </td></tr> 221 <tr><td><a title="En KVA">Potencia Nominal</a> 222 <input type="Radio" name="multiplicarpor" value="poruno"checked> Trifásica. 223 <input type="Radio" name="multiplicarpor" value="portres"> Monofásica. 224 </td><td><input name="snomtrx" type="text" value="" size="14" maxlength="9" ></input> </td></tr> 225 <tr><td><a title="En Metros">Distancia al tablero de servicios auxiliares:</a></td><td><input nam e="dcond700" type="text" value="" size="14" maxlength="3" ></input></td></tr> 226 <tr><td><a title="Adimensional">Número de transformadores conectados a la misma barra</a></td><td ><input name="trxbarra" type="text" value="" size="14" maxlength="4" ></input> </td></tr>
Esto es código HTML (por lo tanto las variables no llevan el $ al inicio). Entre las líneas 195
– 205, se solicita al usuario que inserte los datos referentes a la Información del documento
(Empresa cliente, proyecto, pedido numero, documento cliente, diseño, reviso, aprobo). Entre
las líneas 208 – 229 se solicitan los datos para los cálculos que no se encuentran asociados a
las cargas. El programa irá asociando cada valor a la variable como se definió, las cuales son:
(en caso de querer conocer las variables de corriente continua y las no definidas en este
ejemplo, referirse al apartado “Variables utilizadas en CONDELEC.”)
150
Temperatura del ambiente $tambiente
Caida de tensión en el conductor $porcaiten
Voltaje del devanado de alta tensión $valtatrx
Voltaje del devanado de baja tensión $vbajatrx
Impedancia de cortocircuito $zcctrx
Potencia nominal $snomtrx
Distancia al tablero de ser. aux. $dcond700
Numero trx´s conectados a la misma barra $trxbarra
Nótese entre las líneas 222 – 223, se encuentran las variables que definirán si los datos del
transformador insertados por el usuario son trifásicos (‘poruno’) o monofásicos (‘portres’).
Debido a que esto afecta en los cálculos, la variable “$multiplicarpor” puede tener dos
valores de texto según lo que escoja el usuario.
232 for ($i = 0; $i < $ncargas; $i++) 233 234 echo" 235 236 <table border=0 align=center> 237 <tr> 238 <td align=\"center\" colspan=\"5\" style=\"font-size: 14px; font-weight:bold \"><b>Datos de la carga ".(string)($i+1)."</b> 239 </td> 240 </tr> 241 242 <tr> 243 <td><a title=\"En KWatts\">Demanda de equipo:</a></td> 244 <td><input name=\"demanda[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" ></input></td> 245 <td> </td> 246 <td><a title=\"En KWatts\">Capacidad de carga:</a></td> 247 <td><input name=\"capacidad[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" ></input></td> 248 </tr> 249 250 <tr> 251 <td colspan=3></td> 252 <td><a title=\"Adimensional\">Factor de demanda:</a></td> 253 <td><input name=\"fdemanda[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" ></input></td> 254 </tr> 255 256 <tr> 257 <td><a title=\"Adimensional\">Factor de potencia:</a></td> 258 <td><input name=\"fpotencia[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" class=\"campo\ "></input></td> 259 <td rowspan=2> </td> 260 <td rowspan=\"2\" align=\"center\">Tipo de Instalacion:</td>
151
261 <td> 262 <select class=\"campo\" name=\"tipoinstalacion[]\"> 263 <option value=\"cductosub\">Cables en ductos Subterráneos. 264 <option value=\"cdirecten\">Cables directamente enterrados. 265 </select> 266 </td> 267 </tr> 268 269 <tr> 270 <td rownspan=\"2\"><a title=\"En Metros\">Distancia a la carga:</a></td> 271 <td><input name=\"dcarga[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" ></input></td> 272 <td> 273 <select class=\"campo\" name=\"tipocircuito[]\"> 274 <option value=\"cirtrifa\">Circuito Trifásico. 275 <option value=\"cirmonolili\">Circuito Monofásico Línea-Linea. 276 <option value=\"cirmonoline\">Circuito Monofásico Línea-Neutro. 277 </select> 278 </td> 279 </tr> 280 <tr> 281 <td colspan=\"4\" width=55% align=\"center\">Nombre del equipo asociado a la carga ".(string)($i+1) ."</td> 282 <td width=60% ><input name=\"nequipo[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"48\" maxlength=\"80\" ></i nput></td> 283 </tr> 284 <tr> 285 <td colspan=\"5\"> </td> 286 </tr> 287 </table>";
En la línea 232 se encuentra un condicional for, el cual se repetirá hasta que la variable “$i”,
definida en principio igual a cero, sea menor a la variable “$ncargas”, y cada vez que se
repita el ciclo la variable $i se irá incrementando en 1. ($i = 0, $i = 1, etc.), es decir, si
“$ncargas” es igual a 30, el ciclo se repetirá 30 veces ($i = 0 a $i = 29). Nótese que entre
“$i” y “$ncargas” existe una diferencia de uno, por ello es que para que el usuario observe un
valor referente a la carga que está trabajando, se utiliza la función string, la cual se puede
observar, por ejemplo, en la línea 238. Entre la línea 232 y 288 se encuentra lo que define el
proceso de inserción de cargas, donde todas estas serán un arreglo de matrices, ya que cada
una se va a encontrar asociada a una carga.
Las variables que se solicitan al usuario son:
Demanda del equipo $demanda[ ]
Capacidad de carga $capacidad[ ]
152
Factor de demanda: $fdemanda[ ]
Factor de potencia $fpotencia[ ]
Tipo de instalación civil $tipoinstalacion[ ]
Cables en ductos subterráneos ‘cductosub’
Cables directamente enterrados ‘cdirecten’
Distancia a la carga $dcarga[ ]
Tipo de instalación eléctrica $tipocircuito[ ]
Circuito Trifásico ‘cirtrifa’
Circuito Monofásico Línea-Línea ‘cirmonolili’
Circuito Monofásico Línea-Neutro cirmonoline
Nombre del equipo asociado a la carga $nequipo[ ]
Con los símbolos [ ], se definen los arreglos, sin embargo para que PHP los comprenda deben
llevar dentro de los [ ] un número referente a la fila donde se almacena la variable. Para un
mejor entendimiento de los arreglos, supóngase que se desea insertar el valor “distancia a la
carga” para la carga numero 19, que es de 50 metros. Para efectos de PHP, la variable
distancia de la carga 19 será almacenada: “ $dcarga[18] == 50 ”. 292 <input type=submit value="Enviar Datos"> 293 <input type="reset" value="Borrar Datos"> 294 </form>
Finalmente, luego de insertados todos los datos, al hacer clic en el botón “Enviar datos”, el
programa procederá a enviarnos a la página “resultados.php” con cada uno de los datos
almacenados en la dirección web.
Proceso de ejecución de cálculos a partir de los datos insertados por el usuario.
En este archivo es donde se encuentra la “esencia” del programa CONDELEC, ya que en este
archivo, como se mencionó anteriormente, se realizan absolutamente todos los cálculos
necesarios para poder hallar el conductor apropiado. Debido a que se está trabajando con un
153
caso de corriente alterna, el archivo a definir en este ejemplo será “resultados.php”. Luego
de insertada la información, la página web es:
http://localhost/resultados.php?cliente=CADAFE&diseno=D.+Chigne&proyecto=S%2FE+L
OS+BORDONES&reviso=R.+Torres&pnumero=3000069732&aprobo=J.+Casta%F1o&dnu
mero=S0D116&tambiente=30&porcaiten=3&valtatrx=13800&vbajatrx=208&zcctrx=1.4&m
ultiplicarpor=portres&snomtrx=25&dcond700=80&trxbarra=1&demanda%5B%5D=&capac
idad%5B%5D=2.9431&fdemanda%5B%5D=0.54&fpotencia%5B%5D=0.86&tipoinstalacio
n%5B%5D=cductosub&dcarga%5B%5D=40&tipocircuito%5B%5D=cirtrifa&nequipo%5B
%5D=Sistema+de+Iluminaci%F3n+tableros+del+transformador+4&ncargas=1
Aunque la dirección web es un poco larga, esto permite guardar un registro de la prueba
realizada al programa. PHP soporta ocho tipos primitivos de variables; las utilizadas en este
programa son las del tipo array (ya mencionada anteriormente), float (múmeros de punto
flotante, conocidos en otros lenguajes como double), integer (Los números dentro del
conjunto Z = ..., -2, -1, 0, 1, 2, ...) y bolean (la utilizada para la ejecución de los ciclos, ya
que este tipo de variables solo responden con trae o false) 116 <?php 119 $db = mysql_connect("localhost", "root", "xxxxxxxxx"); 120 mysql_select_db("condelec",$db); 121 124 $voplinlin = $vbajatrx; 125 $voplinneu = $voplinlin/sqrt(3); 129 for ($i = 0; $i < $ncargas; $i++): En la línea 119 y 120 se encuentra el query de PHP para establecer la conexión a la base de
datos donde se encuentran las tablas y gráficas almacenadas. El nombre de la base de datos
es condelec. En la línea 124 se define con nuevo nombre la variable “$bajatrx”, llamándola
ahora “$voplinlin”. Tambien se define una nueva variable en la línea 125 que es el voltaje
línea-neutro, “$voplinneu”. Esto no es necesario, pero se realiza para comodidad del
programador, de asignar nombres a las variables relacionados a su funcionalidad.
Como se mencionó anteriormente, los valores de las cargas son almacenados en arreglos o
arrays, por lo tanto se debe iniciar el proceso de análisis de resultados como se muestra en la
línea 129. 133 if (($demanda[$i] != 0)and($capacidad[$i] != 0)or($demanda[$i] != 0)and($fdemanda[$i] != 0)):
154
134 135 echo" 136 137 <table border=0 cellspacing=2 cellpadding=0 align=center width=100%> 138 <tr> 139 <td align=\"center\" colspan=\"5\" style=\"font-size: 14px; font-weight:bold; color:Red\"><b>Resultados para la carga ".(string)($i+1)."</td> 140 </tr> 141 <tr> 142 <td align=\"center\" colspan=\"5\" style=\"font-size: 14px; font-weight:bold \"><b> $nequipo[$i]</td> 143 </tr> 144 <tr> 145 <td align=\"justify\">Usted ha introducido valores en la carga ".(string)($i+1)." que son contradic torios. No puede insertar \"Demanda del equipo\" y a su vez \"Capacidad de carga\" o \"Factor de Carga\". 146 Presione la tecla Regresar en el explorador y corriga este error.<p align=\"center\">(Error número #001A) <a target=\"_blank\" href=\"errores.php\">Ver listado de errores</a></p></td> 147 </tr> 148 </table><center> </center> 149 "; 150 151 else:
Luego se da inicio a la verificación de congruencia en los datos. Anteriormente se mencionó
que para las cargas se puede insertar únicamente “demanda del equipo” o “Factor de
Capacidad” y “factor de carga”. Si se inserta de otra manera es un error de concepto que
podrá generar resultados erróneos, por lo tanto en la línea 133 se encuentra un if que es el
responsable de verificar tal condición. En caso que para una carga se presente este error, se
mostrará en pantalla al usuario el siguiente mensaje:
Usted ha introducido valores en la carga X que son contradictorios. No puede insertar
"Demanda del equipo" y a su vez "Capacidad de carga" o "Factor de Carga". Presione
la tecla Regresar en el explorador y corriga este error.
Como se puede apreciar, en la línea 151 se encuentra un else, el cual indica al programa que
si no existe problema con los datos se pueda dar inicio a la ejecución del programa. 155 if (($fdemanda[$i] == 0) and ($capacidad[$i] == 0)): 156 $pmax[$i] = $demanda[$i]; 157 $qmax[$i] = $pmax[$i] * tan(acos($fpotencia[$i])); 158 $realsmax[$i] = sqrt(pow($pmax[$i],2)+pow($qmax[$i],2)); 159 $imagsmax[$i] = (atan($qmax[$i]/$pmax[$i])) * (180 / pi(5)); 160 161 elseif ($demanda[$i] == 0): 162 $pmax[$i] = $fdemanda[$i] * $capacidad[$i]; 163 $qmax[$i] = $fdemanda[$i] * $capacidad[$i] * tan(acos($fpotencia[$i])); 164 $realsmax[$i] = sqrt(pow($pmax[$i],2)+pow($qmax[$i],2)); 165 $imagsmax[$i] = (atan($qmax[$i]/$pmax[$i])) * (180 / pi(5));
155
166 167 endif;
En las líneas 155 y 161 se encuentran las funciones if, las cuales según la manera que el
usuario insertó los datos, se ejecutará uno de los dos casos. Para este ejemplo se ejecuta el
referente a la línea 161.
Con el valor obtenido de potencia activa “$pmax[$i]” en la línea 162 y potencia reactiva
“$qmax[$i]” en la línea 163, se calcula el módulo y el ángulo de la potencia aparente, según
lo indican las fórmulas en las líneas 164 y 165 respectivamente. La función pow se utiliza
para elevar un número a un exponente y la función sqrt se utiliza para hallar la raíz cuadrada
de un número. 171 if ($tipocircuito[$i] == "cirtrifa"): 172 $secc[$i] = ((sqrt(3) * $dcarga[$i] * $pmax[$i] * 1000) / (56 * ($voplinneu * $porcaiten/100 ) * $voplinneu)); 173 elseif ($tipocircuito[$i] == "cirmonolili"): 174 $secc[$i] = ((2 * $dcarga[$i] * $pmax[$i] * 1000) / (56 * ($voplinneu * $porcaiten/100 ) * $voplinneu)); 175 elseif ($tipocircuito[$i] == "cirmonoline"): 176 $secc[$i] = ((2 * $dcarga[$i] * $pmax[$i] * 1000) / (56 * ($voplinneu * $porcaiten/100 ) * $voplinneu )); 177 endif;
Con el valor obtenidos de “$pmax[$i]” y dependiendo del tipo de conexión, se procede a
calcular la sección que, en teoría, corresponde para esta carga. Luego de hallado este valor es
almacenado en la variable “$secc[$i]”. En este ejemplo, se ejecuta la línea 172. 181 $seccfin[$i] = mysql_query("SELECT * FROM areamm2cu WHERE mm2 >= $secc[$i] ORDER BY mm2", $db); 182 $seccfin1 = mysql_fetch_row($seccfin[$i]); 184 $awg[$i] = mysql_query("SELECT AWG FROM areamm2cu WHERE mm2 >= $secc[$i] ORDER BY mm2", $db); 185 $awg1 = mysql_fetch_row($awg[$i]); 187 $R[$i] = mysql_query("SELECT R FROM areamm2cu WHERE mm2 >= $secc[$i] ORDER BY mm2", $db); 188 $R1 = mysql_fetch_row($R[$i]); 190 $X[$i] = mysql_query("SELECT X FROM areamm2cu WHERE mm2 >= $secc[$i] ORDER BY mm2", $db); 191 $X1 = mysql_fetch_row($X[$i]); 195 $fctamb = mysql_query("SELECT fcorrec FROM temperatura WHERE tempe >= $tambiente ORDER BY tempe", $db); 196 $fctamb1 = mysql_fetch_row($fctamb); 200 $Rnuevo[$i] = $R1[0] * $fctamb1[0]; 201 $Xnuevo[$i] = $X1[0] * $fctamb1[0];
156
Con el valor de “$secc[$i]”, se procede a realizar las primeras conexiones a la base de datos.
Para ellos e explica alguna de estas para su entendimiento. En la línea 181 se almacenará en
la variable “$seccfin[$i]” el resultado de la ejecución de la función mysql_query que se
realice, el cual es: Seleccionar (SELECT) todos los resultados (*) de la tabla (FROM)
“sección para conductores de cobre” (areamm2cu) donde (WHERE) la sección (mm2) sea
mayor o igual (>=) a la obtenida en el cálculo de la carga i ($secc[$i]), ordenándola por
(ORDER BY) sección (mm2). Sin embargo, en la variable “$seccfin[$i]” es para uso interno
de MySQL, por lo tanto, con la función mysql_fetch_row se obtienen los valores resultantes
de la búsqueda, los cuales serán almacenados en la variable “$seccfin1”.
En la línea 184 se ejecuta un query para hallar el AWG de la sección comercial. En las líneas
187 y 190 se ejecutan los query para obtener los valores de la tabla “Resistencia, reactancia e
impedancia para cables monopolares de cobre, con aislamientos para 600 V, en ductos
magnéticos, para una temperatura de 20 ºC” y hallar la resistencia R y la reactancia X del
conductor AWG hallado. En la línea 195 se halla el factor de corrección de la tabla “Factores
de corrección por temperatura, para la resistencia y reactancia de los conductores de cobre”,
que luego serán utilizados en las líneas 200 y 2001, para finalmente almacenar los valores
finales de reactancia e impedancia en las variables “$Rnuevo[$i]” y “Xnuevo[$i]”. A partir
de este punto se procederán a calcular si el conductor hallado cumple las restricciones
mencionadas anteriormente. En caso que una restricción no se cumpla, se le informará al
usuario que se realizarán las pruebas con un conductor de sección mayor.
205 if ($tipocircuito[$i] == "cirtrifa"): 206 $deltav[$i] = ($pmax[$i] * ($dcarga[$i] / 1000) * (($Rnuevo[$i] * $fpotencia[$i])+($Xnuevo[$i] * sin(acos($fpotencia[$i])))) / (10 * pow(($voplinlin * 0.001),2))); 207 elseif ($tipocircuito[$i] == "cirmonolili"): 208 $deltav[$i] = ($pmax[$i] * ($dcarga[$i] / 1000) * (($Rnuevo[$i] * $fpotencia[$i])+($Xnuevo[$i] * sin(acos($fpotencia[$i])))) / (5 * pow(($voplinlin * 0.001),2))); 209 elseif ($tipocircuito[$i] == "cirmonoline"): 210 $deltav[$i] = (3 * $pmax[$i] * ($dcarga[$i] / 1000) * (($Rnuevo[$i] * $fpotencia[$i])+($Xnuevo[$i] * sin(acos($fpotencia[$i])))) / (5 * pow(($voplinlin * 0.001),2))); 211 endif;
Entre las líneas 205 y 211 se encuentran las funciones para hallar el porcentaje de caída de
tensión en el conductor. En este caso se efectuará la fórmula presentada en la línea 206, ya
157
que según el tipo de conexión eléctrica, la fórmula es diferente. El resultado será hallado en
la variable “$deltav[$i]”. 215 if ($multiplicarpor == "poruno"): 216 $multiplicador = 1; 217 elseif ($multiplicarpor == "portres"): 218 $multiplicador = 3; 219 endif;
Entre las líneas 215 y 219 se encuentra la condición que corrige la fórmula de la impedancia
del transformador si el dato de la potencia dada es trifásica o monofásica. 221 $ztrx = (($zcctrx/100) * (pow($voplinlin,2)/($multiplicador * $snomtrx * 1000)))*1000 / $trxbarra; 222 $angztrx = acos(1/$zcctrx)*(180 / pi(5)); 223 $ztrxR = ($ztrx/1000) * cos($angztrx*(pi(5)/180)); 224 $ztrxX = ($ztrx/1000) * sin($angztrx*(pi(5)/180)); 226 $zcargaRkm[$i] = ($Rnuevo[$i] * $dcarga[$i] * 0.001); 227 $zcargaXkm[$i] = ($Xnuevo[$i] * $dcarga[$i] * 0.001); 228 $zrealkm[$i] = sqrt(pow($zcargaRkm[$i],2)+pow($zcargaXkm[$i],2))*1000; 229 $zimagkm[$i] = (atan($zcargaXkm[$i]/$zcargaRkm[$i])) * (180 / pi(5)); 231 $zequivR[$i] = $ztrxR + $zcargaRkm[$i]; 232 $zequivX[$i] = $ztrxX + $zcargaXkm[$i]; 233 $zrealequiv[$i] = sqrt(pow($zequivR[$i],2)+pow($zequivX[$i],2)); 234 $zimagequiv[$i] = (atan($zequivX[$i]/$zequivR[$i])) * (180 / pi(5));
Entre las líneas 221 y 224 se encuentran los cálculos referentes a la impedancia del
transformador, colocándolas en módulo y ángulo. Entre las líneas 226 y 229 se encuentra el
cálculo de la impedancia del conductor en ohmios, colocándolas en módulo y ángulo. Entre
las líneas 231 y 234 se encuentra la suma de ambas cargas, para así hallar la impedancia
equivalente. 238 $IccR[$i] = $voplinneu * $zequivR[$i] / ( pow($zequivR[$i],2) + pow($zequivX[$i],2)); 239 $IccX[$i] = -1 * $voplinneu * $zequivX[$i] / ( pow($zequivR[$i],2) + pow($zequivX[$i],2)); 240 $Iccmodulo[$i] = sqrt(pow($IccR[$i],2)+pow($IccX[$i],2)); 241 $Iccangulo[$i] = (atan($IccX[$i]/$IccR[$i])) * (180 / pi(5));
Entre las líneas 238 y 241 se procede a calcular la corriente de cortocircuito. En
“$Iccmodulo[$i]” y “$Iccangulo[$i]” se almacenan las variables. 245 $tiempoenCC[$i] = (2.808 * pow((($seccfin1[1] * 1973.5252)/($Iccmodulo[$i])),2))* 0.001;
En la línea 245 se calcula el tiempo en milisegundos que el conductor hallado soporta ante
esa corriente de cortocircuito, para verificar más adelante si cumple la condición de los dos
158
ciclos. Esta fórmula es hallada de la tabla “Data Section A – Wire and cable protection”. 249 $Ioperacion[$i] = $realsmax[$i] * 1000 / $voplinneu;
En la línea 249 se procede a calcular la corriente de Operación, el cual es un valor necesario
para verificar la condición de corriente en condiciones normales de operación. 253 $Iopermax = mysql_query("SELECT corrmax FROM capcorriente WHERE AWG = $awg1[0] ORDER BY AWG", $db); 254 $Iopermax1 = mysql_fetch_row($Iopermax); 258 $fcioper = mysql_query("SELECT fcorreccapcor FROM temperatura WHERE tempe >= $tambiente ORDER BY tempe", $db); 259 $fcioper1 = mysql_fetch_row($fcioper); 263 $Iopermaxcorr[$i] = ($Iopermax1[0] * $fcioper1[0]);
En la línea 253 se conecta a la base de datos para obtener de la tabla “Capacidades de
corriente (A) permisibles de conductores aislados de 0 a 2000 Volts, y temp. de operación
75ºC, no mas de tres conductores activos en una canalización, cables o directamente
enterrados, para una temperatura ambiente de 30 ºC”, el valor de corriente de operación
máxima del conductor AWG hallado. En la línea 258 se conecta la tabla “Factores de
corrección para temperatura ambiente distinta de 30 ºC” y hallar el factor de corrección
correspondiente y almacenar el nuevo valor de corriente máxima de operación en la variable
“Iopermaxcorr[$i]”.
Luego de hallados todos los valores se procede mostrar los datos al usuario y verificar si
estos valores inicialmente hallados cumplen las condiciones establecidas. 267 echo" 282 <li> Smax = ".round($realsmax[$i], 3)."∠".round($imagsmax[$i], 2)." KVA 283 <li> Seccion = ".round($secc[$i], 3)." mm² 284 </li> 285 </ul> 286 Esta sección no es un valor comercial. Aproximando a la sección inmediata superior obtenemos: $seccfin1[1]mm², que es equivalente a un conductor AWG $awg1[0]. (Conductor AWG $awg1[0]: R=$R1[0], X=$X1[0]). "; 288 if ($tambiente == 20): 289 echo " Debido a que la temperatura ambiente es de 20°C, los valores de resistencia y reactancia a esa temperatura se conservan."; 290 else: 291 echo " Debido a que la temperatura ambiente es diferente de 20°C, (Temp ambiente = $tambiente°C) se utiliza un factor de correción para los valores de resistencia y reactancia. 292 Los nuevos valores de R y X son R= ".round($Rnuevo[$i],3)." Ω/Km ; X= ".round($Xnuevo[$i],3)." Ω/Km."; 293 endif; 294 if ($tipoinstalacion[$i] == 'cductosub'):
159
295 echo " Los cálculos realizados serán para una instalación de conductores en ductos subterráneos."; 296 elseif ($tipoinstalacion[$i] == 'cdirecten'): 297 echo " Los cálculos realizados serán para una instalación de conductores enterrados directamente al suelo."; 298 endif;
En las líneas 282 y 283 se presenta al usuario los valores obtenidos de potencia aparente (en
módulo y ángulo) y la sección obtenida. En la línea 286 se explica que la sección no es un
valor comercial, entonces se presenta la sección hallada de la base de datos, su AWG y la
resistencia y reactancia correspondiente.
En las líneas 288 y 293 se ejecuta una función if que únicamente se encarga de presentar al
usuario un párrafo diferente en caso que se realicen los cálculos a una temperatura de 20 ºC,
ya que eso modifica los valores de la resistencia y reactancia.
En las líneas 294 y 298 se ejecuta una función if encargada de presentar al usuario un párrafo
específico dependiendo del tipo de instalación. 305 <? 306 echo "El porcentaje mínimo de caida definido por el usuario es de $porcaiten%."; 308 if ($tipocircuito[$i] == "cirtrifa"): 309 echo " La instalacion es del tipo trifásica."; 310 elseif ($tipocircuito[$i] == "cirmonolili"): 311 echo " La instalacion es del tipo monofásica línea - línea."; 312 elseif ($tipocircuito[$i] == "cirmonoline"): 313 echo " La instalacion es del tipo monofásica línea - neutro."; 314 endif; 315 316 echo" Realizando los cálculos necesarios se obtiene: 317 <ul> 318 <li> %ΔV = ".round($deltav[$i], 3)." % de caida de voltaje."; 319 320 if ( $deltav[$i] <= 3): 321 echo " No se viola la condicion establecida de $porcaiten%."; 322 elseif ( $deltav[$i] >= 3):
En la línea 306 se muestra al usuario el porcentaje de caida de tensión definido por el
usuario. En las líneas 308 a 314 se encuentra la función if encargada de presentar la
información correspondiente a la conexión realizada para esta carga. En la línea 318 se
presenta al usuario el resultado obtenido por el sistema. En la línea 320 se verifica si ese
valor es menor al establecido por el usuario. En caso que sea así, la condición se cumple y
no se viola la condición establecida. En este ejemplo, ese es el caso. 330 <b><i>Corriente de Cortocircuito permitido.</i></b> 331 <br>
160
336 if ($trxbarra != 1): 337 echo " (Recuerde que debido a que tenemos mas de un transformador alimentando a la misma barra, la impedancia del transformador es el paralelo de $trxbarra transformadores)."; 338 endif; 339 echo " 340 <br> Los valores obtenidos para las impedancias son: 341 <ul> 342 <li> Z<sub>trx</sub> = ".round($ztrx, 3)."∠".round($angztrx, 2)." mΩ 343 <li> Z<sub>carga".(string)($i+1)."</sub> = ".round($zrealkm[$i], 3)."∠".round($zimagkm[$i], 2)."mΩ 344 </li> 345 </ul> 346 Realizando los calculos asociados para obtener el Icc en la carga, obtenemos: 347 <ul> 348 <li> Icc = ".round($Iccmodulo[$i], 3)."∠".round($Iccangulo[$i], 3)." Amp. |Icc| = ".round($Iccmodulo[$i]/1000, 3)." KAmp. 349 </li> 350 </ul> 351 El conductor obtenido a esa corriente, para una temperatura maxima de Operacion de 75°C y una temperatura maxima de cortocircuito de 150°C, soporta un tiempo de: 352 <ul> 353 <li> t = ".round($tiempoenCC[$i], 3)." seg. 354 </li> 355 </ul> 356 La norma especifica que el conductor debe soportar un mínimo de 2 ciclos (0.033 seg) sin que sufra daños, 357 "; 358 if ( $tiempoenCC[$i] >= 0.033): 359 echo " por lo tanto, no se viola la condición establecida de los 2 ciclos."; 360 elseif ( $tiempoenCC[$i] <= 0.033):
En la línea 336 se presenta al usuario la diferencia que ocurre si se encuentran más de un
transformador alimentando a la barra. En este ejemplo no se ejecuta, ya que se utiliza
únicamente un transformador. En la líneas 342 y 343 se presenta al usuario los valores
obtenidos de impedancias del transformador y el conductor, presentándolos en módulo y
ángulo. En la línea 348 se presenta la corriente de cortocircuito hallada en módulo y ángulo.
En la línea 353 se presenta al usuario el tiempo hallado para esa corriente, que si este cumple
la condición de los dos ciclos se presenta al usuario la información de la línea 356. En este
ejemplo ese es el caso. 366 <br><br style="font-size:8px"> 367 <b><i>Cálculo por ampacidad.</i></b> 370 echo " Para el cálculo de la Ampacidad, o capacidad de corriente en condiciones de operacion para la carga ".(string)($i+1).", calculamos la corriente de línea, obteniendo el siguiente resultado: 371 <ul> 372 <li> I<sub>LINEA".(string)($i+1)."</sub> = ".round($Ioperacion[$i], 3)." Amp 373 </li> 374 </ul> 375 Verificando este valor con las tabla de \"capacidad de corriente permisible para conductores aislados de 0 a 2000 Volt, no mas de tres conductores activos en
161
una canalización o directamente enterrados, para una temperatura ambiente de 30°C\", 376 obtenemos: 377 <ul> 378 <li> Iopermax = ".round($Iopermax1[0], 1)." Amp 379 </li> 380 </ul> 381 "; 382 383 if ($tambiente == 30): 384 echo " Debido a que la temperatura ambiente es de 30°C, La corriente de operacion máxima se conserva."; 385 else: 386 echo " Debido a que la temperatura ambiente es diferente de 30°C, (Temp ambiente = $tambiente°C) se utiliza un factor de correción. 387 Entonces, debemos multiplicar este valor de corriente hallado por $fcioper1[0], con lo que obtenemos un valor de corriente máxima de operación de: $Iopermaxcorr[$i] Amp."; 388 endif; 389 390 echo"Comparando este valor de corriente maxima de operación obtenido con la corriente de línea, "; 391 392 if ($Iopermax1[0] >= $Ioperacion[$i]): 393 echo " podemos observar que no existe violación de la condición, por lo tanto el conductor es apropia do para la carga."; 394 elseif ($Iopermax1[0] <= $Ioperacion[$i]): En la línea 372 se presenta al usuario la corriente de operación hallada para ese conductor, en
la línea 378 se presenta la corriente hallada de la tabla de capacidades de corriente. Si la
temperatura es diferente de 30 grados, ejecutara el ciclo correspondiente a las líneas 385 –
388, y presentará la nueva corriente máxima de operación. Si la condición de corriente
máxima en condiciones de operación se cumple, se presenta al usuario el mensaje de la línea
393. En este ejemplo ese es el caso.
Finalmente se le dirá al usuario el conductor hallado para esta carga, que cumple todas las
condiciones establecidas.
Luego de hallados todos los cálculos para todas las cargas, se presenta la verificación del
conductor que alimenta los servicios auxiliares. Según la norma CADAFE NODAL III, este
conductor debe ser de una sección mínima de 355 mm2, es decir un 700 AWG.
Debido a que en su primera fase, CONDELEC se encuentra en desarrollo para la empresa
CADAFE, el programa tomará este conductor como base para la verificación del mismo.
Debido a que el proceso de ejecución es exactamente el mismo que el presentado
anteriormente, solo se presentará el código fuente.
162
419 $R700mcm = mysql_query("SELECT R FROM areamm2cu WHERE mm2 = 355 ORDER BY mm2", $db); 420 $R700mcm1 = mysql_fetch_row($R700mcm); 422 $X700mcm = mysql_query("SELECT X FROM areamm2cu WHERE mm2 = 355 ORDER BY mm2", $db); 423 $X700mcm1 = mysql_fetch_row($X700mcm); 425 $R700mcmfin = $R700mcm1[0] * $dcond700 * 0.001; 426 $X700mcmfin = $X700mcm1[0] * $dcond700 * 0.001; 430 $zmod700mcm = sqrt(pow($R700mcmfin,2)+pow($X700mcmfin,2)); 431 $zang700mcm = (atan($X700mcmfin/$R700mcmfin)) * (180 / pi(5)); 433 $zequiv700real = (($ztrxR * $trxbarra) + $R700mcmfin); 434 $zequiv700imag = (($ztrxX * $trxbarra) + $X700mcmfin); 435 $zrealequiv700 = sqrt(pow($zequiv700real,2)+pow($zequiv700imag,2)); 436 $zimagequiv700 = (atan($zequiv700imag/$zequiv700real)) * (180 / pi(5)); 440 $deltav700 = ($snomtrx * $multiplicador *0.9 * ($dcond700 / 1000) * (($R700mcm1[0] * 0.9)+($X700mcm1[0] * sin(acos(0.9)))) / (10 * pow(($voplinlin * 0.001),2))); 444 $IccR700 = $voplinneu * $zequiv700real / ( pow($zequiv700real,2) + pow($zequiv700imag,2)); 445 $IccX700 = -1 * $voplinneu * $zequiv700imag / ( pow($zequiv700real,2) + pow($zequiv700imag,2)); 446 $Iccmodulo700 = sqrt(pow($IccR700,2)+pow($IccX700,2))* $trxbarra; 447 $Iccangulo700 = (atan($IccX700/$IccR700)) * (180 / pi(5)); 451 $tiempoenCC700 = (2.808 * pow(((355 * 1973.5252)/($Iccmodulo700)),2))* 0.001; 455 $Ioperacion700 = $snomtrx * $multiplicador * 1000 / $voplinneu; 459 $Iopermax700 = mysql_query("SELECT corrmax FROM capcorriente WHERE AWG = 700 ORDER BY AWG", $db); 460 $Iopermax7001 = mysql_fetch_row($Iopermax700); 465 $Iopermaxcorr700 = ($Iopermax7001[0] * $fcioper1[0]); 472 <b style="font-size:14px;" ><i>Verificación de requerimientos técnicos para el conductor que alimenta los<br>Servicios Auxiliares.</i></b><br> 480 echo "El porcentaje mínimo de caida de tensión definido es del 1%. Realizando los cálculos necesarios se obtiene: 481 <ul> 482 <li> %ΔV = ".round($deltav700, 3)." % de caida de voltaje."; 483 if ( $deltav700 <= 1): 484 echo " No se viola la condicion establecida de 1%."; 485 elseif ( $deltav700 >= 1): 493 <b><i>Corriente de Cortocircuito permitido.</i></b> 494 <br> 495 <? 499 if ($trxbarra != 1): 500 echo " (Debido a que tenemos $trxbarra transformadores alimentando a la barra, la Zequiv sera el paralelo de la suma de las impedancias presentadas a continuación.)"; 501 endif; 504 <br> Los valores obtenidos para las impedancias son: 505 <ul> 506 <li> Z<sub>trx</sub> = ".round($ztrx, 3)."∠".round($angztrx, 2)." mΩ 507 <li> Z<sub>cond</sub> = ".round($zmod700mcm*1000, 3)."∠".round($zang700mcm, 2)." mΩ 508 </li> 509 </ul> 510 Realizando los calculos asociados para obtener el Icc en la carga, obtenemos: 511 <ul>
163
512 <li> Icc = ".round($Iccmodulo700, 3)."∠".round($Iccangulo700, 3)." Amp. & nbsp;|Icc| = ".round($Iccmodulo700/1000, 3)." KAmp. 513 </li> 516 <ul> 517 <li> t = ".round($tiempoenCC700, 3)." seg. 518 </li> 519 </ul> 522 if ( $tiempoenCC700 >= 0.033): 523 echo " por lo tanto, no se viola la condicion establecida de los 2 ciclos."; 524 elseif ($tiempoenCC700 <= 0.033): 532 <b><i>Cálculo por ampacidad. (Adicional)</i></b> 533 <br> 534 <? 535 echo 538 <li> I<sub>LINEA</sub> = ".round($Ioperacion700, 3)." Amp 539 </li> 540 </ul>
Ejecución de CONDELEC y presentación de resultados al usuario.
Al final de este trabajo de pasantía se encuentra un ejemplo de cómo el programa presenta al
usuario los resultados de CONDELEC, en formato HTML y en Formato PDF. (Referirse a la
última página.)
Definiciones básicas sobre el programa SICAM PAS
A continuación se presentan al lector una descripción general sobre los programas que
Siemens utiliza para el manejo de los equipos en una Subestación en los niveles 2 y 3.
SICAM PAS UI – Operation
Mediante esta aplicación se puede ver el estado del sistema y controlar manualmente el
estado de las conexiones de datos (servicios de comunicación). Esta aplicación permite
prender y apagar manualmente las aplicaciones, las interfaces y equipos. Cuando un servicio
se encuentra apagado, los datos de esa conexión no son transmitidos al sistema SICAM PAS.
164
Figura 10. Vista del programa SICAM PAS UI – Operation.
La presentación de los equipos se muestra en un formato tipo árbol, como puede ser visto en
la figura anterior, donde se muestran en orden jerárquico, los servicios, las interfaces y los
equipos del sistema. En la pantalla de la derecha se muestran las opciones de control para el
ítem seleccionado. La estructura tipo árbol para la representación de los elementos del
sistema se utiliza en todas las aplicaciones del sistema SICAM PAS con el fin de
homogenizar la interfaz de usuario.
165
La simbología utilizada por la aplicación se resume en la siguiente figura:
166
Figura 11. Simbología Utilizada por el programa SICAM PAS Operation.
SICAM PAS UI – Configuration
Aunque este programa se desarrolló a profundidad en el informe de pasantía, a continuación
se presenta un resumen realizado en conjunto con el Ingeniero Engelberth Velásquez
perteneciente al departamento de PTD - SERVICE en la empresa Siemens, para el diseño de
la Subestación Los Bordones.
La aplicación “SICAM PAS UI – Configuration” es la encargada de realizar la configuración
y parametrización del sistema. La configuración se puede hacer sobre la base de datos en
ejecución (Online) o se puede descargar la configuración en otro PC, realizar los cambios
fuera de línea, para luego descargar el proyecto configurado nuevamente en la SICAM SU.
La estructura del proceso de configuración de parámetros esta diseñada para guiar al personal
de programación paso a paso.
Mediante funciones de importación y exportación es posible intercambiar datos de
configuración. Esto minimiza los costos y errores durante la etapa de configuración y
parametrización del sistema.
167
La validez de los ajustes es verificada inmediatamente y son escritos en el sistema, y éste
presenta ante cada parámetro los valores posibles o rangos.
SICAM PAS UI – Configuration estructura la configuración de parámetros en pasos
claramente definidos, cada uno representado en una pantalla específica:
• Configuración (Configuration)
• Funciones de Enlace (Mapping)
• Topología (Topology)
• Formatos (Templates)
Configuración (Configuration)
En esta pantalla el usuario especifica los componentes que constituyen el sistema de
automatización de la subestación.
• Aplicaciones o Servicios
Protocolo de IEDs, Conexiones a Centros de Control, Interfaz de Usuario (SICAM
PAS CC), automatismos, y OPC.
• Interfaces
Interfaces seriales, Ethernet, Profibus
• Equipos o Centros de Control
Unidades de Control, relés de protección e IEDs.
Los elementos son representados en la estructura de árbol típica de las aplicaciones del
sistema SICAM PAS.
168
Figura 12. Vista de los equipos en la pantalla “Configuration”.
Funciones de Enlace (Mapping)
En esta pantalla se selecciona que información será usada en la aplicación correspondiente.
Dependiendo de la aplicación y el protocolo de la aplicación se configura en esta pantalla las
direcciones y ajustes propios del protocolo.
169
Figura 13. Vista de los equipos en la pantalla “Mapping”.
Topología (Topology)
La presentación de la configuración del sistema está orientada a las comunicaciones. Con
esta pantalla se puede crear una imagen del sistema desde un punto de vista de la topología.
La estructura se puede organizar tomando como niveles de información por ejemplo:
Subestación, Nivel de Tensión (Voltaje Level), Campo (Bay), Equipos o carpetas definidas
por el usuario (User Defined Group).
170
Figura 14. Vista de los equipos en la pantalla “Topology”.
Formatos (Templates)
En esta pantalla se pueden definir modelos específicos de descripción de equipos y proyectos
para normalizar la información del sistema.
Se pueden definir nombres y direcciones específicos para el proyecto, tiempos de ejecución
de comandos, información de retro aviso de comandos, entre otros.
171
Figura 15. Vista de los equipos en la pantalla “Templates”.
SICAM PAS CC
En el sistema SICAM PAS, el software SICAM PAS CC lleva a cabo las tareas de manejador
de base de datos, manejador de despliegues gráficos y programa de aplicación para la interfaz
de usuario de Nivel 2 con tareas específicas como:
• Ejecución de comandos utilizando el principio de “seleccionar antes de operar”
• Ejecución de secuencias automáticas
• Manejo de alarmas
• Manejo de eventos
• Generación de reportes
172
El software viene en dos versiones: Runtime y Configuración. Específicamente en el
proyecto de la subestación Los Bordones se suministra un (1) paquete en versión Runtime
para ser instalado en la estación de operación IU de Nivel 2, e independientemente una (1)
licencia adicional de configuración.
La comunicación con el sistema SICAM PAS se hace vía Ethernet utilizando el protocolo
TCP/IP.
SICAM PAS CC utiliza como plataforma de operación el software de visualización
SIMATIC WinCC el cual ofrece una plataforma estándar para las funciones de
representación gráfica de despliegues, manejo de mensajes, archivo y registro de
información. Los componentes SICAM PAS CC complementan el sistema para su aplicación
específica en el área de sistemas de automatización de sistema de potencia eléctricos.
SICAM PASAlarm / Event
Logging
SICAM PASWizard
SICAM PASlibrary
SICAM PASIndX Contro ls
SICAMValpro
(Option)
SICAMRecpro(Option)
SIM ATICWinCC
SICAM PASAlarm / Event
Logging
SICAM PASWizard
SICAM PASlibrary
SICAM PASIndX Contro ls
SICAMValpro
(Option)
SICAMRecpro(Option)
SIM ATICWinCC
Figura 16. Componentes del programa SIMATIC WIN CC.
173
Principios Básicos de Control Numérico. Insertar equipo SIPROTEC en DIGSI 4.6.
Estos pasos se realizan luego de creado un proyecto (“File”, “New”; pestaña “Proyect”) con
el nombre escogido, y las carpetas deseadas dentro del mismo.
1. Colocados en la carpeta deseada dentro del proyecto, se procede a colocar el cursor en el
área derecha de la ventana de trabajo y haciendo clic derecho, se selecciona “Insert New
Object”, “SIPROTEC device”, en ese momento se abrirá una ventana emergente que
dará aviso que se está actualizando (o creando) el “device catalog”. (esto puede demorar
más de 5 minutos dependiendo de la velocidad del computador).
2. Luego de cargado el “device catalog”, se procede a escoger el equipo SIPROTEC con el
que se va a trabajar. Al momento de haberlo ubicado, se procede de la forma “Drag &
Drop” a colocarlo en el área derecha de la ventana de trabajo.
3. Luego de arrastrado, al momento se abrirá una ventana emergente titulada “Properties –
SIPROTEC Device”, donde se insertará el “Order Number (MLFB)” del equipo, el cual
se encuentra inscrito en una calcomanía situada en la cara izquierda del equipo
SIPROTEC.
a. Nota. Es importante colocar el MLFB exactamente igual al descrito en la
calcomanía, así la descripción (en principio) no concuerde del todo con la
observada por el operador. Este caso se presenta típicamente con los módulos de
comunicación (“MLFB”, “11. Systemport”), el cual según las necesidades de
tiempo del cliente, se adquiere después de recibir el equipo.
En tal caso que el equipo ya posea un módulo de comunicación instalado (o se procede a
instalar un módulo de comunicación), se procede a seguir los siguientes pasos para agregar
esta nueva configuración del equipo SIPROTEC al DIGSI.
1. Colocados sobre el equipo SIPROTEC, ubicado en el área derecha de la ventana de
trabajo, se procede a hacer clic derecho sobre él y se escoge la opción “Object
174
Properties…” (o por shorcut: Alt + Enter). En la pestaña con el título “Communication
Modules”, se procede a escoger el “11. Systemport” agregado al equipo. Es probable que
al momento de escoger una opción se active el botón con la letra “L” para terminar de
agregar los parámetros.
2. Al momento de agregar el nuevo módulo de comunicación, se puede observar que en la
pestaña “Communication Parameters”, dependiendo del “System Interface” que se haya
elegido (IEC 60870-5-103, Profibus FMS, IEC 61850 Client, etc.) aparecerán nuevas
opciones (Es importante tener claro los conceptos básicos necesarios sobre el protocolo
de comunicación a utilizarse, para saber que parámetros son los que se van a configurar y
cuales se mueven automáticamente.).
175
Instalación programa PAS CC necesario para el manejo de la H.M.I
(En la HMI no iría el SQL SERVER, ya que allí no ejecutaría configuración).
1. Es necesario tener habilitado el componente de Windows llamado “Message Queuing”,
el cual para instalarlo se procede a ir a “Start”, “Control Panel”, “Add or Remove
Programs”, “Add/Remove Windows Components”. Allí se busca el componente en
cuestión y se instala. (En algunos computadores se llama “Message Queue Server”). Se
espera la ventana emergente de la instalación satisfactoria del componente.
2. Se procede a insertar el CD de “SQL SERVER 2000 SERVICE PACK 3”, para su
instalación.
3. Ya se puede instalar el SIMATIC WINN CC. Para ello se procede a insertar el CD. Se
abrirá una ventana emergente en la cual primeramente se escoge el idiona “Selección de
Idioma” en Ingles.
4. Se procede a seguir con los pasos de instalación del “Wizard” de instalación. El “Serial
number” que solicita es una referencia que da Siemens para el cliente en caso de falla y
el mismo pueda reportarse a través de ese número de serie. Para facilidad de instalación,
es preferible escoger “Demo mode” y luego instalar la(s) licencia(s) requeridas.
5. Se procede ahora a instalar el SICAM PASS CC V5.10, para ello se inserta el CD y se
siguen las instrucciones del “Wizard”. Luego de instalarlo, se preguntará si se desea
instalar la licencia. Si se tiene el disquette con la licencia se puede instalar en ese
momento, sino de lo contrario se le indica al programa que no, por los momentos.
6. Luego de instalar el programa (sin licencias o con licencias) es IMPORTANTE instalar
los patchs o hotfixs disponibles en la web (No siempre están disponibles en la red. Los
hotfixs instalados fueron bajados de la Intranet) para el SICAM PAS.
176
7. Para instalar la(s) licencia(s), se procede a dirigirse a la ruta (en teoría, a menos que se
haya movido), “Start”, “Simatic”, “Authorsw”, “Authorsw”.
8. Al momento de abrirse, se posiciona el cursor sobre la pestaña “Move Authorization” y
con el diskette de las licencias insertado en la unidad “A:/”, se procede a instalar los
parámetros necesarios y/o requeridos por el cliente. (los autorizados son aquellos que
tienen “1”). El disco NO debe estar protegido.
9. Para abrir el programa sencillamente se debe dirigir a la ruta “Start”, “Sicam”, “Pas
CC”, “Sicam Pas CC”, y se verá en la parte inferior del área de trabajo que el programa
esta licenciado.
177
Ejemplos “Como llevar una señal de un equipo SIPROTEC a la interfaz H.M.I”.
Explicación detallada
Para un mayor y mejor entendimiento, se divide el proceso en “actividades”, ya que debido a
que son varios programas, es necesario hacer actividades paso a paso para así poder lograr lo
necesario. Se supondrán unas señales ficticias que se desean insertar en la base DIGSI para
así esas señales llevarlas a la H.M.I. Como valor agregado, se presenta además una actividad
adicional, la cual consiste en el proceso de quitar los enclavamientos de equipos de patio en
el controlador de bahia, sin necesidad de utilizar la llave “intelocking”.
Actividad 1. Creación de señales en un equipo SIPROTEC.
1. Creación de señales en el Controlador de Bahía.
a. Crear señal “Intruso”. La misma tiene que tener Binary Input 39.
b. Crear señal “Fuera de paso”. La misma tiene que tener Binary Input 40.
c. Crear señal “Reset K86” sin feedback. La misma tiene que tener Binary output
27.
La explicación se colocará en pasos para su mejor entendimiento. (En DIGSI debe creado el
grupo con el nombre deseado, (Utilizaremos en este ejemplo el grupo “Curso”) en el
Masking (y todo lo necesario anteriormente para poder tener ya el Masking))
1. Se procede a abrir DIGSI, se busca el equipo en el cual se ejecutarán las operaciones y se
abre. Ya sea “Offline” o “Online”.
2. Luego de tenerlo abierto se procede a abrir el “Masking I/O (Configuration Matrix)”. Se
agregan las señales en la carpeta creada en DIGSI (Curso, etc. como se desee llamar),
haciendo clic derecho en esa área y escogiendo “Insert Information”.
3. Allí se va a abrir una ventana de “Information Catalog”, donde según sea la señal se
procede a escoger el tipo. La señal “intruso” y la señal “Fuera de paso”, son señales de
“Annunciations”, “Single Point”, del tipo “ON/OFF”. La señal “Reset K86” es del tipo
178
“Control whitout feedback”, “Single control (SC)”, del tipo “ON/OFF”. Arrastre las
señales a “Curso” haciendo DRAG & DROP.
4. La señal “intruso” es una señal que se está colocando para que cuando se abra la puerta
me de un positivo (o negativo, según la ingeniería de detalle) que alguien abrió la puerta
del armario donde esta el equipo. Esta señal entrará por la BI 39, para ello en “Source”,
“Binary Input”, me coloco sobre la casilla 39 y doy clic derecho. Alli tengo dos
opciones, “H (Active with voltaje)” o “L (Active without voltaje)”. Esto es según
escogencia de la ingeniería, si la señal se activa con un 1 Lógico o con un 0 Lógico.
Ahora esta señal saldrá (según como diga el cliente) para el “System Interface” y/o un
LED. Si la quiero sacar por led me coloco sobre el numero del led deseado, doy clic
derecho y allí tengo dos opciones, “L (Latched)” o “U (Unlatched)”. En teoría me
interesaría que fuera “L”, para que la señal no se quite hasta que alguien la vea y lo
resetee. Para sacarla por el System Interface, me coloco sobre “Destination”, “S”, y allí
me coloco sobre la casilla y con clic derecho coloco “X (Configured)”. Apenas la
coloque que viene del “S”, me pedirá el nombre del “IEC61850 Objetcs (LD / LN /DO)”,
allí yo le coloco el nombre que mejor me parezca y listo. (Escojo system interface si
deseo que esta señal sea vista en mandos superiores al rele).
5. La señal “Fuera de Paso”, es una señal que se utiliza cuando el TAP del transformador se
queda en la mitad y entonces hay que ir a moverlo manualmente. Esta es una señal
“Single Point”, así que se agrega igual que la anterior. Se hace todo lo mismo que la
señal anterior, pero entra por la BI 40 y el “Destination” es el “S”.
6. La señal “Reset K86”, es una señal para resetear el relé de bloqueo y disparo pero esta
será ejecutada desde los mandos superiores y también del equipo. Para ello se procede a
insertar primeramente la señal. Se da clic derecho en el área y en el “Information
Catalog” se escoge “Control without feedback”, “Single Control (SC)”,”ON/OFF
(C_S)”. Las señales sin retroalimentación son señales que no verifican si realmente se
cumplió la función. Por ejemplo, si colocó así la señal de cierre interruptor, el ejecuta la
orden pero NO verifica si realmente fue cerrado el mismo, esa es toda la diferencia.
179
Luego de agregarla se procede a colocar que su “Source” viene del “S”, así que se le da
“X” y obviamente allí pedirá el nombre de la señal “IEC61850”. El “Destination” es
una BO en 27 y, como se desea también tener control de esta señal desde el equipo, en
“Destination”, “D (Display Collapse)”, “C (Control Display)”, hago clic derecho y
marco “X”. En “D (Default Display)” no interesa, a menos que se quiera ver en esa
pantalla. (Recuérdese que en el equipo se tienen dos tipos de ventanas, la “Default
Display” y la “Control Display”).
Actividad 2. Quitar enclavamientos en un equipo SIPROTEC.
2. Quitar enclavamientos de equipos en patio en el Controlador de Bahía.
a. Deshabilitar enclavamientos de chequeo de todos los interruptores, seccionadores
y cuchilla PAT. Tiempo del comando: 2 seg.
1. Para ello en el “Masking I/O” dirigirse a “Control Device” y allí se buscan las señales de
los equipos en cuestión (Q0, Q1, Q2, Q8 y Q9). Allí se procede a ver que se tienen dos
tipo de Señales para cada uno de ellos, una son “SP” y otras son “CF_D2 (Double
command 2, with feedback)”. Haciendo clic derecho sobre las señales que son “CF_D2”
y se le da a “Properties”. Allí en la pestaña “Interlocking” se tiene la opción de “Check
Interlocking”, se quita esa opción.
2. Para el tiempo de comando de 2 seg., eso significa que se desea que el comando se
ejecute por dos segundos, es decir, que el contacto de ejecución se quede cerrado 2
segundos (Si la opción de “Operating Mode” está en “Persistent Output Unlached” me
deshabilitará las opciones, ya que eso significa que “no suelto el contacto hasta que se
indique”). Para ello, se coloca en la pestaña “Times” y en “Output [1/10 s]” se coloca
“20” (Obviamente estos son 2 segundos [20/10 = 2 seg.]).
Si no se van a subir las señales al rele, se procede a dar en “File”, “Save”, para luego dar en
“File”, “Exit”.
180
Actividad 3. Programación de señales en SICAM PAS UI.
1. Programación de las señales en el SICAM PAS UI – CONFIGURATION.
a. Proceda a exportar las señales creadas en la actividad 1 para que estas puedan ser
accesadas desde el “Value Viewer”.
Se colocarán en pasos para su mejor entendimiento.
1. Debido a que se hicieron modificaciones en los parámetros que van en la “IEC61850
Interface”, estos cambios afectan a los equipos SIPROTEC, así que se tiene que
actualizar la “IEC 61850 Station”, para ello no es necesario abrirla (ya que los IP´s y
nombres de los equipos ya están definidos), simplemente se procede a hacer clic derecho
sobre la “IEC 61850 Station”, “Object Properties”, en la pestaña “Update” se procede
a hacer clic sobre la opción “Update all parameters set”, donde se abrirá una ventana
emergente de título “Report”, la cual dirá si el proceso de actualización fue exitoso.
o Nota: En algunos casos del DIGSI, es necesario abrir la “IEC 61850 Station”
y volverla a cerrar. Para que salga la opción. Esto es un bugg.
2. Luego de actualizar la estación IEC 61850, se procede a “exportar” todos los parámetros,
para ello se coloca el cursor del mouse sobre la “IEC 61850 Station”, haciendo clic
derecho sobre ella y se escoge la opción “Export IEC 61850 Station”. Automáticamente
se abrirá la ventana de “report” y otra ventana que permitirá escoger un lugar del
computador para guardar el archivo de exportación de la estación IEC 61850. Este
archivo es extensión *.scd. Luego de exportarlo al sitio donde se desea, se obtiene una
ventana emergente informativa que dará el aviso que la descripción de la estación IEC
61850 ha sido exportada satisfactoriamente a la ruta del directorio escogida.
3. Se abre el SICAM PAS UI – CONFIGURATION (El dongle debe estar conectado, este
es principalmente de la forma USB. El dongle de Operation es del tipo puerto paralelo),
y en la pestaña “Configuration”, colocándose sobre la casilla que dice “Interface”, (ya el
equipo existe, solo que se van a agregar las nuevas señales). Estando sobre él se procede
a dar clic derecho para escoger la opción “Update” (también se puede hacer ctrl. + U). Se
181
abrirá una ventana emergente donde se busca el archivo exportado del DIGSI *.scd. Se
hace clic sobre él y se da en “Open”.
4. Debido a que cuando se importó del DIGSI habían más de un equipo en nuestra área de
trabajo, se procede a escoger el equipo donde se hicieron las modificaciones (6MD664
V4.6.Siprotec-6MD66x,10.66.4.xxx. lo subrayado es la dirección IP del equipo) y se da
clic sobre “Ok”. En ese momento es probable que salga una ventana que de la opción de
modificar las señales a su nombre original, si el deseo es ese procedemos a hacer clic
sobre “No” o “Not to all”. En este caso, se desea mantener los nombres asignados, así
que hacemos clic sobre “Yes to all”
5. Se abrirá la ventana “Reporter”, donde saldrán con detalle todos los cambios que se
están efectuando sobre el PAS. Lo importante es que el reporter termine “Import/update
completed. - 0 fault, 0 warning(s)”.
Ya las señales se encuentran incorporadas al equipo SIPROTEC en SICAM PAS UI –
CONFIGURATION.
NOTA IMPORTANTE: Es estrictamente necesario que el equipo de donde se realizaron las
modificaciones al equipo, de ALLI sea importado el “IEC 61850 Station”, ya que sino
cuando abra el SICAM PASS UI – OPERATION, no se conectará al equipo y dirá
“Incorrect Compatibility Kit”. En tal caso que no se trabaje en la computadora original del
cambio NO se exportará el *.scd de la estación IEC 61850, sino se deberá exportar el *.dex
del equipo SIPROTEC a DIGSI (y de allí importar el *.scd al PAS)
Actividad 4. Uso del programa SICAM PAS UI.
1. Uso del programa SICAM PAS UI – CONFIGURATION.
a. Con el uso del PAS – Configuration, proceda a editar las nuevas señales que serán
manejadas desde el “Value Viewer”.
182
Se colocará en pasos para su mejor entendimiento.
1. Colocándose sobre la pestaña “Mapping”, en el equipo SIPROTEC 6MD66 y se verá que
en la parte derecha de la ventana, “Information – Monitoring Direction” y “Information
– Command Direction”, específicamente en “Process” hay señales nuevas, que
evidentemente son las que se insertaron en DIGSI y las mismas ya están marcadas por
defecto. (Véase que en la pestaña “LN State”¸ se encuentran también nuevas señales,
pero estas no me interesan. Las señales “LN State” son señales que me indican el estado,
el health, de una señal).
2. En “Information – Command Direction”, “Process”, se escoge únicamente la señal
“c_Control\ResetK86GAPC1.SPCSO”. Ahora, en “Information – Monitoring
Direction”, “Process”, la señal “Reset K86”, (que ahora sale como
“Control\ResetK86GAPC1…”) sólo se escoge la opción
“Control\ResetK86GAPC1.OFF”. (Es raro que salgan señales de este tipo en
“monitoring”, ya que esta es una señal que nosotros incorporamos para control, pero le
dejamos únicamente esta por si acaso.). Se procede a marcarlos en el “Control Center” si
se desean en mandos superiores.
3. En la pestaña “Topology”, las nuevas señales se tienen en SICAM PAS, se proceden a
arrastrarlas al equipo para un mejor orden. Luego por la pestaña “Templates”, se buscan
las señales para proceder a cambiarles los nombres.
4. Con esto se concluye lo solicitado. Si se desean enviar las señales al “Control Center”,
estas deben de marcarse en la pestaña “Mapping”. (Ya sea solo “Alarm Logging” o/y
“Tag Management”)
5. Se procede a abrir el SICAM PAS UI – OPERATION. Haciendo “Update View” y
“Update System” en caso que no se conecte con el equipo o de algún error extraño. (Que
no debería de darlo si se procedió a hacer lo mencionado anteriormente cono nota
183
importante). Al verificar que si hay conexión con el equipo, se procede a abrir entonces el
“Value Viewer”.
Al trabajar con el Value Viewer, se pueden hacer aperturas, cierres de equipos y ejecutar
comandos (como se mencionó en el capítulo 5, referente a este programa). Si se hacen
cambios de señales o nombres en el “SICAM PAS UI – CONFIGURATION” esto implica
que en el OPERATION haga “update view” para que se modifiquen.
184
Ejemplo de Diagramas de Principio y Diagramas Funcionales, conexionado de Bornes de
Corriente y Voltaje, lista de conexionado interno, lista de multiconductores y Diagrama
Unifilar de Servicios Auxiliares de Corriente Contínua y Corriente Alterna.
A continuación se anexan los siguientes documentos referentes a la subestación Los
Bordones:
Ejemplos de cada tipo de formato presentado en los diagramas de principio.
Ejemplo de los diagramas funcionales de un libro de 13,8 kV.
Identificación de Tipos de Bornes y accesorios para bornera
Ejemplo de borne general, borne de corriente y borne de voltaje, tablero =H20 +R20.
Ejemplo de hoja de conexionado interno tablero =H20 +R20.
Ejemplo de hoja de multiconductor tablero =H20 +R20.
Diagrama Unifilar de Servicios de Alimentación de Corriente Alterna.
Diagrama Unifilar de Servicios de Alimentación de Corriente Contínua.
Estos pertenecen a la empresa Siemens y los mismos se encuentran protegidos por los
derechos de autor que la ley menciona. Prohibida su reproducción o su copia para fines que
no sean didácticos o de enseñanza.
Nota. Antes de la presentación de cada uno de los documentos mencionados anteriormente,
se presentan los documentos relacionados con “Ejemplos del documento generado por
CONDELEC en HTML y PDF.”
185
Presentación del código fuente de CONDELEC al usuario.
A continuación se presentan los tres principales documentos asociados al programa
CONDELEC, los cuales son los siguientes:
inicioprog.php. Código donde se presenta la manera de introducir las cargas.
hojadelcalculos.php. Código donde se presenta la manera de introducir los datos necesarios
para el cálculo de los conductores en S.A.C.A y .S.A.C.C.
resultados.php. Código donde se presenta la manera de calcular el conductor con los datos
insertados por el usuario, para S.A.C.C y S.A.C.A.
SIEMENS PTD Services - Siemens at the "Electrical develop in Venezuela" - S.A.C.A.
Usted esta conectado desde la dirección IP: 127.0.0.1
Miércoles, 11 de Enero de 2006 Mapa del Sitio - Siemens AG Contáctenos
Gráficas y Tablas
Funcionamiento del
programa
Fórmulas utilizadas
Contacte al programador
Acceso a la base de datos
(Admin)
Generar Documento:
Versión en .PDF
Resultados para la carga 1
Sistema de Iluminación tableros del transformador 4
Luego de realizados los cálculos, se obtiene que
Smax = 1.848∠30.68 KVA
Seccion = 4.545 mm²
Esta sección no es un valor comercial. Aproximando a la sección inmediata superior obtenemos: 5.261mm², que es
equivalente a un conductor AWG 10. (Conductor AWG 10: R=4.2020, X=0.1968). Debido a que la temperatura
ambiente es diferente de 20°C, (Temp ambiente = 30°C) se utiliza un factor de correción para los valores de resistencia
y reactancia. Los nuevos valores de R y X son R= 4.042 Ω/Km ; X= 0.189 Ω/Km. Los cálculos realizados serán para una
instalación de conductores en ductos subterráneos.
Verificación de requerimientos técnicos para el conductor.
Nivel de porcentaje - caida de tensión permitido.
El porcentaje mínimo de caída definido por el usuario es de 3%. La instalacion es del tipo trifásica. Realizando los
cálculos necesarios se obtiene:
%ΔV = 0.525 % de caida de voltaje. No se viola la condicion establecida de 3%.
Corriente de Cortocircuito permitido.
SIEMENS PTD Services - Siemens at the "Electrical develop in Venezuela" - S.A.C.A.
Para el cálculo de la corriente de cortocircuito, se asume que este ocurre en la carga. También se considera infinita la
impedancia de la fuente al igual que la impedancia del conductor para la conexión entre los transformadores de
servicios auxiliares y el tablero, para así obtener una corriente de cortocircuito mayor. (Criterios de Seguridad).
Por otra parte, debido a que tenemos en paralelo una cantidad grande de cargas, las impedancias obtenidas por las
cargas restantes y por los conductores pueden ser consideradas como un circuito abierto (impedancia cero), por lo
tanto, obtendríamos un circuito equivalente de una fuente al voltaje de baja tension, en serie con la impedancia del
transformador, en serie con la impedancia de la carga.
Los valores obtenidos para las impedancias son:
Ztrx = 8.076∠44.42 mΩ
Zcarga1 = 161.87∠2.68 mΩ
Realizando los calculos asociados para obtener el Icc en la carga, obtenemos:
Icc = 714.887∠-4.515 Amp. |Icc| = 0.715 KAmp.
El conductor obtenido a esa corriente, para una temperatura maxima de Operacion de 75°C y una temperatura maxima
de cortocircuito de 150°C, soporta un tiempo de:
t = 0.592 seg.
La norma especifica que el conductor debe soportar un minimo de 2 ciclos (0.033 seg) sin que sufra daños, por lo
tanto, no se viola la condicion establecida de los 2 ciclos.
Cálculo por ampacidad.
Para el cálculo de la Ampacidad, o capacidad de corriente en condiciones de operacion para la carga 1, calculamos la
corriente de línea, obteniendo el siguiente resultado:
ILINEA1 = 15.389 Amp
Verificando este valor con las tabla de "capacidad de corriente permisible para conductores aislados de 0 a 2000 Volt,
SIEMENS PTD Services - Siemens at the "Electrical develop in Venezuela" - S.A.C.A.
no mas de tres conductores activos en una canalización o directamente enterrados, para una temperatura ambiente de
30°C", obtenemos:
Iopermax = 35 Amp
Debido a que la temperatura ambiente es de 30°C, La corriente de operacion máxima se conserva.Comparando este
valor de corriente maxima de operación obtenido con la corriente de línea, podemos observar que no existe violación
de la condición, por lo tanto el conductor es apropiado para la carga.
CONCLUSION: El conductor apropiado para la carga número 1 (Sistema de Iluminación tableros del transformador
4), es:
Conductor AWG 10, Sección: 5.261mm²
Verificación de requerimientos técnicos para el conductor que alimenta los
Servicios Auxiliares.
Según las especificaciones técnicas que dicta la norma CADAFE, para las subestaciones del tipo NODAL III "La sección
del cable monopolar requerido para la conexión de los transformadores de servicios auxiliares y el tablero de servicios
auxiliares será de una sección mínima de 700 MCM". Para otro tipo de subestaciones no especifica conductor mínimo,
por lo tanto, se tomará este como un estándar.
Nivel de porcentaje - caida de tensión permitido.
El porcentaje mínimo de caida de tensión definido es del 2%. Realizando los cálculos necesarios se obtiene:
%ΔV = 1.718 % de caida de voltaje. No se viola la condicion establecida de 2%.
Corriente de Cortocircuito permitido.
Para el cálculo de la corriente de cortocircuito, se asume que este ocurre en la barra. También se considera infinita la
impedancia de la fuente, para así obtener una corriente de cortocircuito mayor. (Criterios de Seguridad).
Por otra parte, debido a que tenemos en paralelo una cantidad grande de cargas, las impedancias obtenidas por estas
SIEMENS PTD Services - Siemens at the "Electrical develop in Venezuela" - S.A.C.A.
cargas y por los conductores pueden ser consideradas como un circuito abierto (impedancia cero). Por lo tanto,
obtendríamos un circuito equivalente de una fuente al voltaje de baja tension, en serie con la impedancia del
transformador, en serie con la impedancia del conductor de 700 MCM.
Los valores obtenidos para las impedancias son:
Ztrx = 8.076∠44.42 mΩ
Zcond = 12.922∠57.41 mΩ
Realizando los calculos asociados para obtener el Icc en la carga, obtenemos:
Icc = 5753.941∠-52.42 Amp. |Icc| = 5.754 KAmp.
El conductor obtenido a esa corriente, para una temperatura maxima de Operacion de 75°C y una temperatura maxima
de cortocircuito de 150°C, soporta un tiempo de:
t = 41.63 seg.
La norma especifica que el conductor debe soportar un minimo de 2 ciclos (0.033 seg) sin que sufra daños, por lo
tanto, no se viola la condicion establecida de los 2 ciclos.
Cálculo por ampacidad. (Adicional)
Para el cálculo de la Ampacidad, o capacidad de corriente en condiciones de operacion, calculamos la corriente de línea,
obteniendo el siguiente resultado:
ILINEA = 624.538 Amp
El Código Eléctrico Nacional, en su tabla 310.18, especifica claramente que la Capacidad de Corriente permisible en tres
cables monopolares aislados de 0 a 2000 voltios y 150°C a 250°C en canalizaciones o cables, para una temperatura
ambiente de 30, indica que el conductor 700 MCM NO POSEE RESTRICCIONES DE CORRIENTE DE OPERACION, por lo
tanto, NO es necesario verificar esta condición, sin embargo, se coloca para que se tenga una referencia de la corriente
de línea máxima que circulará al tablero de Servicios Auxiliares.
Modificación Pág./ítem Reemplaza a:
Documento De Fecha:
Fecha emisión: s CADAFE
S/E LOS BORDONES 115 / 13.8 kV 11.01.2006
Elaboró D. Chigne Pedido No. - Documento:
Revisó R. Torres
Aprobó J. Castaño
MEMORIA DE CALCULO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES EN
LOS SERVICIOS AUXILIARES DE AC Y DC. S/E LOS BORDONES
3000069732
SOD – 116
Formato base: K:\FORMULAR\F0500905.004 Página 1 de 6
MEMORIA DE CALCULO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES EN LOS SERVICIOS AUXILIARES DE AC Y DC – S/E LOS BORDONES
1. OBJETO 2 2. ALCANCE 2 3. DEFINICIONES 2 3.1 Temperatura del ambiente. 2 3.2 Caída de tensión en el conductor 2 3.3 Z de cortocircuito. 2 3.4 Demanda del equipo. 2 3.5 Capacidad de carga y factor de demanda 2 3.6 Carga continua 2 3.7 Carga momentánea 2 4. NORMAS y/o standards utilizados 3 5. CONTENIDO 3
Código Documento: 3000069732, SOD – 116 Página 2 de 6
1. OBJETO
Establecer los criterios para el correcto dimensionamiento de los servicios auxiliares de corriente alterna y corriente continua.
2. ALCANCE
El presente documento tiene como alcance el dimensionamiento de los servicios auxiliares de corriente alterna y corriente continua de la subestación “Los Bordones 115 / 13,8 kV”, perteneciente a la empresa CADAFE.
3. DEFINICIONES
3.1 Temperatura del ambiente.
La temperatura se define en grados centígrados. Las tablas de resistividad que utilizaron se encuentran para una temperatura ambiente de 20 grados centígrados y las de corrientes máximas para 30 grados centígrados, pero según los factores de corrección que se presentan en el código eléctrico, es capaz de unificar estas temperaturas a cualquier valor y trabajar a entre 10 y 95 grados centígrados, según lo especificado por el cliente. La temperatura para este proyecto es de 30 ºC.
3.2 Caída de tensión en el conductor
Es el porcentaje de caída de tensión máximo que hay en los conductores de la carga. Según el código eléctrico nacional, en la sección 215.2, apartado b, menciona “Los conductores de circuitos alimentadores tendrán un calibre que evite una caída de tensión superior al 3% en salida más lejana para potencia, calefacción, iluminación o cualquier combinación de estas cargas”. La caída de tensión para este proyecto es del 3%.
3.3 Z de cortocircuito:
La impedancia de cortocircuito del transformador. La misma se debe expresar el porcentaje base cien. Para este proyecto está definida en 1,4 %.
3.4 Demanda del equipo:
Es la demanda máxima del equipo, la cual viene especificada por el fabricante en kilowatts.
3.5 Capacidad de carga y factor de demanda:
En caso que el fabricante del equipo no haya entregado la demanda del equipo, el mismo entregará al usuario los datos de factor de demanda (Es la relación entre la demanda máxima y la carga instalada de un consumidor cualquiera. Es lo que consume la carga con respecto a su carga instalada) y los datos de capacidad de carga (Es la sumatoria de la potencia nominal de cada uno de los equipos conectados a esa alimentación).
3.6 Carga continua En el sistema DC, se define así a la carga que esta conectada al banco de baterías durante todo el tiempo de carga y descarga
3.7 Carga momentánea En el sistema DC, se define así a la carga que se conecta al banco de batería durante un tiempo menor a un minuto.
Código Documento: 3000069732, SOD – 116 Página 3 de 6
4. NORMAS Y/O STANDARDS UTILIZADOS
- Normas PDVSA 90619.1.056 “BATERIAS DE ESTACION Y EQUIPOS ASOCIADOS”. - Código eléctrico nacional. - Normas IEC. - Normas IEEE-485.
5. CONTENIDO
A continuación se describen en forma detallada las consideraciones, criterios y procedimientos del cálculo para el dimensionamiento de los conductores correspondientes al sistema de servicios auxiliares AC y DC. También incluye la verificación de las capacidades del UPS, cargadores de baterías y banco de baterías. Aclaramos que se consideraron las cargas de los equipos que se tienen previstos en la ingeniería básica y algunos acordados en minutas.
Resultados para la carga 1 Sistema de Iluminación tableros del transformador 4
Luego de realizados los cálculos, se obtiene que
• Smax = 1.848∠30.68 KVA
• Seccion = 4.545 mm² Esta sección no es un valor comercial. Aproximando a la sección inmediata superior obtenemos: 5.261mm², que es equivalente a un conductor AWG 10. (Conductor AWG 10: R=4.2020, X=0.1968). Debido a que la temperatura ambiente es diferente de 20°C, (Temp ambiente = 30°C) se utiliza un factor de correción para los valores de resistencia y reactancia. Los nuevos valores de R y X son R= 4.042 Ω/Km ; X= 0.189 Ω/Km. Los cálculos realizados serán para una instalación de conductores en ductos subterráneos. Verificación de requerimientos técnicos para el conductor. Nivel de porcentaje - caida de tensión permitido. El porcentaje mínimo de caída definido por el usuario es de 3%. La instalacion es del tipo trifásica. La distancia del tablero de servicios auxiliares a la carga es de 40 metros. Realizando los cálculos necesarios se obtiene:
• %ΔV = 0.525 % de caida de voltaje.
No se viola la condicion establecida de 3%. Se procede a evaluar la siguiente condición.
Corriente de Cortocircuito permitido. Para el cálculo de la corriente de cortocircuito, se asume que este ocurre en la carga. También se considera infinita la impedancia de la fuente al igual que la impedancia del conductor para la conexión entre los transformadores de servicios auxiliares y el tablero,
Código Documento: 3000069732, SOD – 116 Página 4 de 6
para así obtener una corriente de cortocircuito mayor. (Criterios de Seguridad). Por otra parte, debido a que tenemos en paralelo una cantidad grande de cargas, las impedancias obtenidas por las cargas restantes y por los conductores pueden ser consideradas como un circuito abierto (impedancia cero), por lo tanto, obtendríamos un circuito equivalente de una fuente al voltaje de baja tensión, en serie con la impedancia del transformador, en serie con la impedancia de la carga. Los valores obtenidos para las impedancias son:
• Ztrx = 8.076∠44.42 mΩ
• Zcarga1 = 161.87∠2.68 mΩ Realizando los cálculos asociados para obtener el Icc en la carga, obtenemos:
• Icc = 714.887∠-4.515 Amp. |Icc| = 0.715 KAmp. El conductor obtenido a esa corriente, para una temperatura maxima de Operacion de 75°C y una temperatura maxima de cortocircuito de 150°C, soporta un tiempo de:
• t = 0.592 seg. La norma especifica que el conductor debe soportar un minimo de 2 ciclos (0.033 seg) sin que sufra daños, por lo tanto, no se viola la condicion establecida de los 2 ciclos. Cálculo por ampacidad. Para el cálculo de la Ampacidad, o capacidad de corriente en condiciones de operacion para la carga 1, calculamos la corriente de línea, obteniendo el siguiente resultado:
• ILINEA1 = 15.389 Amp Verificando este valor con las tabla de "capacidad de corriente permisible para conductores aislados de 0 a 2000 Volt, no mas de tres conductores activos en una canalización o directamente enterrados, para una temperatura ambiente de 30°C", obtenemos:
• Iopermax = 35 Amp Debido a que la temperatura ambiente es de 30°C, La corriente de operacion máxima se conserva.Comparando este valor de corriente maxima de operación obtenido con la corriente de línea, podemos observar que no existe violación de la condición, por lo tanto el conductor es apropiado para la carga.
CONCLUSION: El conductor apropiado para la carga número 1 (Sistema de Iluminación tableros del transformador 4),
es: Conductor AWG 10, Sección: 5.261mm²
Código Documento: 3000069732, SOD – 116 Página 5 de 6
Verificación de requerimientos técnicos para el conductor que alimenta losServicios Auxiliares. Según las especificaciones técnicas que dicta la norma CADAFE, para las subestaciones del tipo NODAL III "La sección del cable monopolar requerido para la conexión de los transformadores de servicios auxiliares y el tablero de servicios auxiliares será de una sección mínima de 700 MCM". Para otro tipo de subestaciones no especifica conductor mínimo, por lo tanto, se tomará este como un estándar. Nivel de porcentaje - caída de tensión permitido. El porcentaje mínimo de caída de tensión definido es del 2%. Realizando los cálculos necesarios se obtiene:
• %ΔV = 1.718 % de caida de voltaje. No se viola la condicion establecida de 2%. Corriente de Cortocircuito permitido. Para el cálculo de la corriente de cortocircuito, se asume que este ocurre en la barra. También se considera infinita la impedancia de la fuente, para así obtener una corriente de cortocircuito mayor. (Criterios de Seguridad). Por otra parte, debido a que tenemos en paralelo una cantidad grande de cargas, las impedancias obtenidas por estas cargas y por los conductores pueden ser consideradas como un circuito abierto (impedancia cero). Por lo tanto, obtendríamos un circuito equivalente de una fuente al voltaje de baja tension, en serie con la impedancia del transformador, en serie con la impedancia del conductor de 700 MCM. Los valores obtenidos para las impedancias son:
• Ztrx = 8.076∠44.42 mΩ
• Zcond = 12.922∠57.41 mΩ Realizando los calculos asociados para obtener el Icc en la carga, obtenemos:
• Icc = 5753.941∠-52.42 Amp. |Icc| = 5.754 KAmp. El conductor obtenido a esa corriente, para una temperatura maxima de Operacion de 75°C y una temperatura maxima de cortocircuito de 150°C, soporta un tiempo de:
• t = 41.63 seg. La norma especifica que el conductor debe soportar un minimo de 2 ciclos (0.033 seg) sin que sufra daños, por lo tanto, no se viola la condicion establecida de los 2 ciclos. Cálculo por ampacidad. (Adicional) Para el cálculo de la Ampacidad, o capacidad de corriente en condiciones de operacion, calculamos la corriente de línea, obteniendo el siguiente resultado:
Código Documento: 3000069732, SOD – 116 Página 6 de 6
• ILINEA = 624.538 Amp El Código Eléctrico Nacional, en su tabla 310.18, especifica claramente que la Capacidad de Corriente permisible en tres cables monopolares aislados de 0 a 2000 voltios y 150°C a 250°C en canalizaciones o cables, para una temperatura ambiente de 30, indica que el conductor 700 MCM NO POSEE RESTRICCIONES DE CORRIENTE DE OPERACION, por lo tanto, NO es necesario verificar esta condición, sin embargo, se coloca para que se tenga una referencia de la corriente de línea máxima que circulará al tablero de Servicios Auxiliares.
1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd"> 2 <html> 3 <head> 4 <title>CONDELEC 1.0 - Siemens VENEZUELA</title> 5 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1"> 6 <link 7 rel="stylesheet" 8 type="text/css" 9 href="chigne.css" 10 /> 11 12 <style type="text/css"> 13 <!-- 14 .Estilo1 font-size: 18px 15 --> 16 </style> 17 18 </head> 19 20 <body> 21 <table align="left" border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="610"> 22 <tr height="55"> 23 <td rowspan=2 width=144> 24 <img src=condelec/munditoarriba.jpg border="0"> 25 </td> 26 <td style="background-color: rgb(51, 102, 153)"> 27 <img src="condelec/logo_siemens.gif" border="0" align="middle"> 28 </td> 29 <td align="right" style="background-color: rgb(51, 102, 153)"> 30 <a href="http://www.siemens.com"><img src="condelec/siemenslink.gif" border="0" align="middle"></a> 31 </td> 32 </tr> 33 34 <tr> 35 <td width=150 style="background-color:rgb(255, 200, 117)"> 36 </td> 37 <td align="center" style="background-color:rgb(255, 153, 0)"> 38 <i>Usted esta conectado desde la dirección IP:</i> <? echo "<i> $REMOTE_ADDR </i>"?> 39 </td> 40 </tr> 41 42 <tr> 43 <td> 44 <img src=condelec/munditoabajo.jpg border="0"> 45 </td> 46 <td align="left" style="background-color:rgb(255, 153, 0)"> 47 48 </td> 49 <td style="background-color: rgb(255, 200, 117)"> 50 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%"> 51 <tr> 52 <td align="center"> 53 <a class="primnav2" style="color: rgb(255, 240, 240);" href="http://www.siemens.com/index.jsp?sdc_p= cfi1256823lmo512pu12z1&sdc_bcpath=1246505.s_0,:1333412.s_0,&sdc_sid=33300346924&sdc_cmd=close _all&sdc_entdoc=sitemap">Mapa del Sitio - Siemens AG</a> 54 </td> 55 <td align="center"> 56 <a class="primnav2" style="color: rgb(255, 240, 240);" href="http://www.siemens.com/index.jsp?sdc_p= ft4mlsu12o1027084i1256823pcz1&sdc_bcpath=1246505.s_0,:1333412.s_0,&sdc_sid=33300346924&sdc_pr evcont=1333412&">Contáctenos</a> 57 </td> 58 </tr> 59 </table> 60 </td> 61 </tr> 62 63 <tr> 64 <td rowspan="5" align="center" valign="top" style="background-color: rgb(255, 153, 0)" > 65 <table border=0 cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%" width="144"> 66 <tr> 67 <td align="center" valign="bottom"><a target="_blank" class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="graficasytablas.php"> Gráficas y Tablas</a></td> 68 </tr> 69 <tr> 70 <td align="center"valign="bottom"><a target="_blank" class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="funcionamiento.php">Funcionamiento del programa</a></td> 71 </tr> 72 <tr> 73 <td align="center"valign="bottom"><a target="_blank" class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="formulas.php">Fórmulas utilizadas</a></td> 74 </tr> 75 <tr> 76 <td align="center" valign="bottom"><a class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="mailto:ch [email protected]">Contacte al programador</a></td> 77 </tr> 78 <tr>C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\inicioprog.php: 1/2
79 <td align="center" valign="bottom"><a class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="http://lo calhost/phpMyAdmin/index.php">Acceso a la base de datos (Admin)</a></td> 80 </tr> 81 </table> 82 </td> 83 84 <td colspan="2" height="90" style="background-color:Gainsboro"> 85 <img src=condelec/powertotheplanet.gif width="468" height="90" border="0"> 86 </td> 87 <tr> 88 <td align="center" colspan="2" style="background-color:Gainsboro"> 89 90 </span></td> 91 <tr> 92 <td align="center" colspan="2" style="background-color:Gainsboro"> 93 <?php 94 95 echo" 96 <form target=\"_blank\" name=\"input\" action=\"hojadecalculos.php\" method=\"get\"> 97 <style=\"background-color:Gainsboro\">Indique cuantas cargas son: 98 <style=\"background-color:Gainsboro\"><input name=\"ncargas\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" ma xlength=\"3\" ></input><br> 99 <style=\"background-color:Gainsboro\">Servicios Auxiliares de:100 <style=\"background-color:Gainsboro\">101 <input type=\"Radio\" name=\"tipodesa\" value=\"saca\"checked> Corriente Alterna.102 <input type=\"Radio\" name=\"tipodesa\" value=\"sacc\"> Corriente Continua.103 <br>104 <tr>105 <td style=\"background-color:Gainsboro\" colspan=\"2\" align=\"center\"><input type=submit value=\"In iciar programa\"></td>106 </tr>107 </form>108 ";109 ?>110 </td>111 </tr>112 <tr>113 <td style="background-color:Gainsboro" colspan="2"> 114 115 </td>116 </tr>117 <tr>118 <td align="center" colspan="3">119 <table align="center" border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="610" height="100%">120 <tr>121 <td height="54" width="120" align="center">Desarrollado con:</td>122 <td height="54" width="80" align="center"><a target="_blank" href="http://www.php.net"><img src="conde lec/php.gif" border="0"></a></td>123 <td height="54" width="100" align="center"><a target="_blank" href="http://www.mysql.com/"><img src="c ondelec/MySQL.png" border="0"></a></td>124 <td height="54" width="200" align="center"><a target="_blank" href="http://www.apache.org"><img src="c ondelec/apache_pb.gif" border="0"></a></td>125 </tr>126 </table>127 </td>128 </tr>129 </table>130 </table>131 <script language="JavaScript"><!--132 setTimeout("alert(\"Siemens Power Transmission & Distribution - Caracas, Venezuela.\"+unescape('%0A')+\"P ropiedad Intelectual de David Chigne. Derechos Reservados. (C)\")", 100);133 </script>134 </body>135 </html>136
C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\inicioprog.php: 2/2
1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd"> 2 <html> 3 <head> 4 <title>SIEMENS PTD Services - Siemens at the "Electrical develop in Venezuela"</title> 5 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1"> 6 7 <link 8 rel="stylesheet" 9 type="text/css" 10 href="chigne.css" 11 /> 12 13 <script language="javascript"> 14 function hoy() 15 fecha = new Date(); 16 dia = fecha.getDate(); 17 mes = fecha.getMonth(); 18 ano = fecha.getFullYear(); 19 dia_semana = fecha.getDay(); 20 21 nombre_dias = new Array("Domingo","Lunes","Martes","Miércoles","Jueves","Viernes","Sábado"); 22 23 nombre_meses = new Array("Enero", "Febrero", "Marzo", "Abril", "Mayo", "Junio", "Julio", "Agosto", "Septi embre", "Octubre", "Noviembre", "Diciembre"); 24 25 document.write(nombre_dias[dia_semana] + ", " + dia + " de " + nombre_meses[mes] + " de " + ano); 26 27 </script> 28 29 </head> 30 31 <body> 32 <table align="left" border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="780"> 33 <tr height="55"> 34 <td rowspan=2 width=144 align="center"> 35 <img src=condelec/munditoarriba.jpg border="0"> 36 </td> 37 <td style="background-color: rgb(51, 102, 153)"> 38 <img src="condelec/logo_siemens.gif" border="0" align="middle"> 39 </td> 40 <td align="right" style="background-color: rgb(51, 102, 153)"> 41 <a href="http://www.siemens.com"><img src="condelec/siemenslink.gif" border="0" align="middle"></a> 42 </td> 43 </tr> 44 <tr> 45 <td width=300 style="background-color:rgb(255, 200, 117)"> 46 </td> 47 <td align="center" style="background-color:rgb(255, 153, 0)"> 48 <i>Usted esta conectado desde la dirección IP:</i> <? echo "<i> $REMOTE_ADDR </i>"?> 49 </td> 50 </tr> 51 <tr> 52 <td> 53 <img src=condelec/munditoabajo.jpg border="0"> 54 </td> 55 <td align="center" style="background-color:rgb(255, 153, 0)"> 56 <script language="javascript">hoy()</script> 57 </td> 58 <td style="background-color: rgb(255, 200, 117)"> 59 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%"> 60 <tr> 61 <td align="center"> 62 <a class="primnav2" style="color: rgb(255, 240, 240);" href="http://www.siemens.com/index.jsp?sdc_p= cfi1256823lmo512pu12z1&sdc_bcpath=1246505.s_0,:1333412.s_0,&sdc_sid=33300346924&sdc_cmd=close _all&sdc_entdoc=sitemap">Mapa del Sitio - Siemens AG</a> 63 </td> 64 <td align="center"> 65 <a class="primnav2" style="color: rgb(255, 240, 240);" href="http://www.siemens.com/index.jsp?sdc_p= ft4mlsu12o1027084i1256823pcz1&sdc_bcpath=1246505.s_0,:1333412.s_0,&sdc_sid=33300346924&sdc_pr evcont=1333412&">Contáctenos</a> 66 </td> 67 </tr> 68 </table> 69 </td> 70 </tr> 71 72 <tr> 73 <td style="background-color: rgb(255, 153, 0)" valign="top" align="center" width="144" > 74 <table border=0 cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%"> 75 <tr> 76 <td align="center" valign="bottom"><a class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="graficasy tablas.php"> Gráficas y Tablas</a></td> 77 </tr> 78 <tr> 79 <td align="center"valign="bottom"><a class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="funcionami ento.php">Funcionamiento del programa</a></td>C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\hojadecalculos.php: 1/5
80 </tr> 81 <tr> 82 <td align="center"valign="bottom"><a class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="formulas.p hp">Fórmulas utilizadas</a></td> 83 </tr> 84 <tr> 85 <td align="center" valign="bottom"><a class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="mailto:ch [email protected]">Contacte al programador</a></td> 86 </tr> 87 <tr> 88 <td align="center" valign="bottom"><a class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="phpMyAdmi n/index.php">Acceso a la base de datos (Admin)</a></td> 89 </tr> 90 91 </table> 92 </td> 93 94 <? // Inicio de Codigo de insercion de datos para servicios auxiliares de Corriente Continua?> 95 <? if ( $tipodesa == 'sacc'): ?> 96 97 <td colspan="2" style="background-color:Gainsboro"> 98 <form name="input" action="resultados2.php" method="get"> 99 <table border="0" width="100%">100 <tr><td width="50%">101 <table align="center"> 102 <tr><td colspan="5" align="center" style="font-size: 14px; font-weight:bold ">Servicios Auxiliare s de Corriente Continua.</td></tr>103 <tr><td colspan="5" align="center" style="font-size: 14px; font-weight:bold "><a title="Informaci ón necesaria para generar el documento de entrega al cliente.">Información para el documento</a></ td></tr>104 <tr><td>Empresa Cliente:</td><td><input name="cliente" type="text" value="" size="14" maxlength=" 60" ></input></td><td> </td>105 <td><a title="Inicial Nombre. Apellido">Diseñó:</a></td><td><input name="diseno" type= "text" value="" size="14" maxlength="60" ></input></tr>106 <tr><td>Proyecto:</td><td><input name="proyecto" type="text" value="" size="14" maxlength="60" >< /input> </td><td> </td>107 <td><a title="Inicial Nombre. Apellido">Revisó:</a></td><td><input name="reviso" type= "text" value="G. Calderón" size="14" maxlength="60" ></input></tr>108 <tr><td>Pedido Número:</td><td><input name="pnumero" type="text" value="" size="14" maxlen gth="60" ></input> </td><td> </td>109 <td><a title="Inicial Nombre. Apellido">Aprobó:</a></td><td><input name="aprobo" type= "text" value="J. Castaño" size="14" maxlength="60" ></input></tr>110 <tr><td>Documento del Cliente:</td><td><input name="dnumero" type="text" value="" size="14" maxle ngth="60" ></input> </td></tr>111 </table>112 <tr>113 <td>114 <table align="center"><br>115 <tr><td colspan="2" align="center" style="font-size: 16px; font-weight:bold ">Datos para los c&aa cute;lculos</td>116 <tr><td style="font-size: 14px; font-weight:bold "><a title="En °C (celsius)">Temperatura del ambiente</a></td>117 <td><input name="tambiente" type="text" value="30" size="13" maxlength="2" ></input></td></tr>118 <tr><td style="font-size: 14px; font-weight:bold "><a title="En Porcentaje. Caida máxima permitid a en el conductor que alimenta la carga.">Caida de tensión en el conductor</a></td>119 <td><input name="porcaiten" type="text" value="3" size="13" maxlength="2" ></input></td></tr>120 </table>121 <table align="center"><br>122 <tr><td align="center" colspan="2" style="font-size: 14px; font-weight:bold "><a title="Inversor que alimenta los servicios Auxiliares">Datos del Inversor</a></td></tr>123 <tr><td><a title="En Voltios">Voltaje del Inversor</a></td><td><input name="vinversor" type="text " value="" size="14" maxlength="6" ></input> </td></tr>124 <tr><td colspan="2"><b>No se que mas vainas solicito aqui... Consultar a Gilberto.</b></td></tr>125 <tr><td> </td></tr>126 </table>127 </td></tr>128 <?129 130 if ($ncargas==0)131 132 echo " <b><center> Se presentó un error en el programa generado por el usuario. Usted no puede insertar ese número de cargas. <br>Cierre esta ventana e inicie nuevamente.</b></center>";133 134 else135 136 for ($i = 0; $i < $ncargas; $i++) 137 138 echo"139 140 <table border=0 align=center>141 <tr>142 <td align=\"center\" colspan=\"5\" style=\"font-size: 14px; font-weight:bold \"><b>Datos de la carg a ".(string)($i+1)."</b>143 </td>144 </tr>145 146 <tr>C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\hojadecalculos.php: 2/5
147 <td><a title=\"En KWatts\">Demanda de equipo:</a></td>148 <td><input name=\"demanda[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" ></input></td>149 <td> </td>150 <td><a title=\"En KWatts\">Capacidad de carga:</a></td>151 <td><input name=\"capacidad[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" ></input></td>152 </tr>153 <tr>154 <td colspan=3></td>155 <td><a title=\"Adimensional\">Factor de demanda:</a></td>156 <td><input name=\"fdemanda[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" ></input></td>157 </tr>158 159 <tr>160 <td rownspan=\"2\"><a title=\"En Metros\">Distancia a la carga:</a></td>161 <td><input name=\"dcarga[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" ></input></td>162 <td rowspan=2> </td>163 <td rowspan=\"1\" align=\"center\">Tipo de Instalacion:</td>164 <td>165 <select class=\"campo\" name=\"tipoinstalacion[]\">166 <option value=\"cductosub\">Cables en ductos Subterráneos. 167 <option value=\"cdirecten\">Cables directamente enterrados.168 </select>169 </td>170 </tr>171 <tr>172 <td colspan=\"4\" width=55% align=\"center\">Nombre del equipo asociado a la carga ".(string)($i+1) ."</td>173 <td width=60% ><input name=\"nequipo[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"48\" maxlength=\"80\" ></i nput></td>174 </tr>175 <tr>176 <td colspan=\"5\"> </td>177 </tr>178 </table>";179 180 ?>181 <br>182 <? echo "<i>Numero de Cargas =</i><input name=\"ncargas\" type=\"text\" value=\"$ncargas\" size=\"1\" max length=\"9\" readonly></input>";?><br> 183 <input type=submit value="Enviar Datos">184 <input type="reset" value="Borrar Datos">185 </form>186 187 <? // Inicio de Codigo de insercion de datos para servicios auxiliares de Corriente Alterna ?>188 189 <? elseif ( $tipodesa == 'saca'):?>190 <td colspan="2" style="background-color:Gainsboro">191 <form name="input" action="resultados.php" method="get">192 <table border="0" width="100%">193 <tr><td width="50%">194 <table align="center"> 195 <tr><td colspan="5" align="center" style="font-size: 14px; font-weight:bold ">Servicios Auxiliare s de Corriente Alterna.</td></tr>196 <tr><td colspan="5" align="center" style="font-size: 14px; font-weight:bold "><a title="Informaci ón necesaria para generar el documento de entrega al cliente.">Información para el documento</a></ td></tr>197 <tr><td>Empresa Cliente:</td><td><input name="cliente" type="text" value="" size="14" maxlength=" 60" ></input></td><td> </td>198 <td><a title="Inicial Nombre. Apellido">Diseñó:</a></td><td><input name="diseno" type= "text" value="" size="14" maxlength="60" ></input></tr>199 <tr><td>Proyecto:</td><td><input name="proyecto" type="text" value="" size="14" maxlength="60" >< /input> </td><td> </td>200 <td><a title="Inicial Nombre. Apellido">Revisó:</a></td><td><input name="reviso" type= "text" value="G. Calderón" size="14" maxlength="60" ></input></tr>201 <tr><td>Pedido Número:</td><td><input name="pnumero" type="text" value="" size="14" maxlen gth="60" ></input> </td><td> </td>202 <td><a title="Inicial Nombre. Apellido">Aprobó:</a></td><td><input name="aprobo" type= "text" value="J. Castaño" size="14" maxlength="60" ></input></tr>203 <tr><td>Documento del Cliente:</td><td><input name="dnumero" type="text" value="" size="14" maxle ngth="60" ></input> </td></tr>204 </table>205 <tr>206 <td>207 <table align="center"><br>208 <tr><td colspan="2" align="center" style="font-size: 16px; font-weight:bold ">Datos para los c&aa cute;lculos</td>209 <tr><td style="font-size: 14px; font-weight:bold "><a title="En °C (celsius)">Temperatura del ambiente</a></td>210 <td><input name="tambiente" type="text" value="30" size="13" maxlength="2" ></input></td></tr>211 <tr><td style="font-size: 14px; font-weight:bold "><a title="En Porcentaje. Caida máxima permitid a en el conductor que alimenta la carga.">Caida de tensión en el conductor</a></td>212 <td><input name="porcaiten" type="text" value="3" size="13" maxlength="2" ></input></td></tr>213 </table>214 215 <table align="center" border="0"><br>216 <tr><td align="center" colspan="2" style="font-size: 14px; font-weight:bold "><a title="Transform ador que alimenta los servicios Auxiliares">Datos del Transformador</a></td></tr>C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\hojadecalculos.php: 3/5
217 <tr><td><a title="En Voltios">Voltaje del devanado de alta tensión:</a></td><td><input nam e="valtatrx" type="text" value="" size="14" maxlength="6" ></input> </td></tr>218 <tr><td><a title="En Voltios">Voltaje del devanado de baja tensión:</a></td><td><input nam e="vbajatrx" type="text" value="" size="14" maxlength="4" ></input> </td></tr>219 <tr><td><a title="En Porcentaje"><i>Z</i> de Cortocircuito(%):</a></td><td><input name="zcctrx" t ype="text" value="" size="14" maxlength="4" ></input> </td></tr>220 <tr><td><a title="En KVA">Potencia Nominal</a>221 <input type="Radio" name="multiplicarpor" value="poruno"checked> Trifásica.222 <input type="Radio" name="multiplicarpor" value="portres"> Monofásica.223 </td><td><input name="snomtrx" type="text" value="" size="14" maxlength="9" ></input> </td></tr>224 <tr><td><a title="En Metros">Distancia al tablero de servicios auxiliares:</a></td><td><input nam e="dcond700" type="text" value="" size="14" maxlength="3" ></input></td></tr>225 <tr><td><a title="Adimensional">Número de transformadores conectados a la misma barra</a></td><td ><input name="trxbarra" type="text" value="" size="14" maxlength="4" ></input> </td></tr>226 <tr><td> </td></tr>227 </table>228 </td></tr>229 <?230 231 if ($ncargas==0)232 233 echo " <b><center> Se presentó un error en el programa generado por el usuario. Usted no puede insertar ese número de cargas. <br>Cierre esta ventana e inicie nuevamente.</b></center>";234 235 else236 237 for ($i = 0; $i < $ncargas; $i++) 238 239 echo"240 241 <table border=0 align=center>242 <tr>243 <td align=\"center\" colspan=\"5\" style=\"font-size: 14px; font-weight:bold \"><b>Datos de la carg a ".(string)($i+1)."</b>244 </td>245 </tr>246 247 <tr>248 <td><a title=\"En KWatts\">Demanda de equipo:</a></td>249 <td><input name=\"demanda[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" ></input></td>250 <td> </td>251 <td><a title=\"En KWatts\">Capacidad de carga:</a></td>252 <td><input name=\"capacidad[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" ></input></td>253 </tr>254 255 <tr>256 <td colspan=3></td>257 <td><a title=\"Adimensional\">Factor de demanda:</a></td>258 <td><input name=\"fdemanda[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" ></input></td>259 </tr>260 261 <tr>262 <td><a title=\"Adimensional\">Factor de potencia:</a></td>263 <td><input name=\"fpotencia[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" class=\"campo\ "></input></td>264 <td rowspan=2> </td>265 <td rowspan=\"2\" align=\"center\">Tipo de Instalacion:</td>266 <td>267 <select class=\"campo\" name=\"tipoinstalacion[]\">268 <option value=\"cductosub\">Cables en ductos Subterráneos. 269 <option value=\"cdirecten\">Cables directamente enterrados.270 </select>271 </td>272 </tr>273 274 <tr>275 <td rownspan=\"2\"><a title=\"En Metros\">Distancia a la carga:</a></td>276 <td><input name=\"dcarga[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"14\" maxlength=\"9\" ></input></td>277 <td>278 <select class=\"campo\" name=\"tipocircuito[]\">279 <option value=\"cirtrifa\">Circuito Trifásico.280 <option value=\"cirmonolili\">Circuito Monofásico Línea-Linea.281 <option value=\"cirmonoline\">Circuito Monofásico Línea-Neutro.282 </select>283 </td>284 </tr>285 <tr>286 <td colspan=\"4\" width=55% align=\"center\">Nombre del equipo asociado a la carga ".(string)($i+1) ."</td>287 <td width=60% ><input name=\"nequipo[]\" type=\"text\" value=\"\" size=\"48\" maxlength=\"80\" ></i nput></td>288 </tr>289 <tr>290 <td colspan=\"5\"> </td>291 </tr>292 </table>";293 C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\hojadecalculos.php: 4/5
294 ?>295 <br>296 <? echo "<i>Numero de Cargas =</i><input name=\"ncargas\" type=\"text\" value=\"$ncargas\" size=\"1\" max length=\"9\" readonly></input>";?><br> 297 <input type=submit value="Enviar Datos">298 <input type="reset" value="Borrar Datos">299 </form>300 <? endif; ?>301 </tr>302 </td>303 </table>304 305 </body>306 </html>307
C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\hojadecalculos.php: 5/5
1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd"> 2 <html> 3 <head> 4 <title>SIEMENS PTD Services - Siemens at the "Electrical develop in Venezuela" - S.A.C.A.</titl e> 5 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1"> 6 7 <link 8 rel="stylesheet" 9 type="text/css" 10 href="chigne.css" 11 /> 12 13 <script language="javascript"> 14 function hoy() 15 fecha = new Date(); 16 dia = fecha.getDate(); 17 mes = fecha.getMonth(); 18 ano = fecha.getFullYear(); 19 dia_semana = fecha.getDay(); 20 21 nombre_dias = new Array("Domingo","Lunes","Martes","Miércoles","Jueves","Viernes","Sábado"); 22 23 nombre_meses = new Array("Enero", "Febrero", "Marzo", "Abril", "Mayo", "Junio", "Julio", "Agosto", "Septi embre", "Octubre", "Noviembre", "Diciembre"); 24 25 document.write(nombre_dias[dia_semana] + ", " + dia + " de " + nombre_meses[mes] + " de " + ano); 26 27 </script> 28 29 </head> 30 31 <body> 32 <table align="left" border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="780"> 33 <tr height="55"> 34 <td rowspan=2 width=144> 35 <img src=condelec/munditoarriba.jpg border="0"> 36 </td> 37 <td style="background-color: rgb(51, 102, 153)"> 38 <img src="condelec/logo_siemens.gif" border="0" align="middle"> 39 </td> 40 <td align="right" style="background-color: rgb(51, 102, 153)"> 41 <a href="http://www.siemens.com"><img src="condelec/siemenslink.gif" border="0" align="middle"></a> 42 </td> 43 </tr> 44 45 <tr> 46 <td width=300 style="background-color:rgb(255, 200, 117)"> 47 </td> 48 <td align="center" style="background-color:rgb(255, 153, 0)"> 49 <i>Usted esta conectado desde la dirección IP:</i> <? echo "<i> $REMOTE_ADDR </i>"?> 50 </td> 51 </tr> 52 53 <tr> 54 <td> 55 <img src=condelec/munditoabajo.jpg border="0"> 56 </td> 57 <td align="center" style="background-color:rgb(255, 153, 0)"> 58 <script language="javascript">hoy()</script> 59 </td> 60 <td style="background-color: rgb(255, 200, 117)"> 61 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%"> 62 <tr> 63 <td align="center"> 64 <a class="primnav2" style="color: rgb(255, 240, 240);" href="http://www.siemens.com/index.jsp?sdc_p= cfi1256823lmo512pu12z1&sdc_bcpath=1246505.s_0,:1333412.s_0,&sdc_sid=33300346924&sdc_cmd=close _all&sdc_entdoc=sitemap">Mapa del Sitio - Siemens AG</a> 65 </td> 66 <td align="center"> 67 <a class="primnav2" style="color: rgb(255, 240, 240);" href="http://www.siemens.com/index.jsp?sdc_p= ft4mlsu12o1027084i1256823pcz1&sdc_bcpath=1246505.s_0,:1333412.s_0,&sdc_sid=33300346924&sdc_pr evcont=1333412&">Contáctenos</a> 68 </td> 69 </tr> 70 </table> 71 </td> 72 </tr> 73 74 <tr> 75 <td style="background-color: rgb(255, 153, 0)" valign="top" align="center" width="144" > 76 <table border=0 cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%"> 77 <tr> 78 <td align="center" valign="bottom"><a class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="graficasy tablas.php"> 79 Gráficas y Tablas</a></td>C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\resultados.php: 1/8
80 </tr> 81 <tr> 82 <td align="center"valign="bottom"><a class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="funcionami ento.php"> 83 Funcionamiento del programa</a></td> 84 </tr> 85 <tr> 86 <td align="center"valign="bottom"><a class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="formulas.p hp"> 87 Fórmulas utilizadas</a></td> 88 </tr> 89 <tr> 90 <td align="center" valign="bottom"><a class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="mailto:ch [email protected]"> 91 Contacte al programador</a></td> 92 </tr> 93 <tr> 94 <td align="center" valign="bottom"><a class="primnav2" style="color: rgb(0, 0, 0);" href="phpMyAdmi n/index.php">Acceso a la base de datos (Admin)</a></td> 95 </tr> 96 97 98 <? echo " 99 <table border=0 align=center width=100%>100 <tr>101 <td align=center>102 <b>Generar Documento:</b>103 </td>104 </tr>105 <tr>106 <td colspan=\"2\" align=\"center\"><input type=submit value=\"Versión en .PDF\"></td>107 </tr>108 109 ";110 ?>111 112 </table>113 </td> 114 <td colspan="2" style="background-color:Gainsboro">115 116 <?php117 //Query php para conectarnos a la base de datos. Lo dejamos aqui al principio y con una sola vez es sufic iente.118 119 $db = mysql_connect("localhost", "root", "ju7ouuum");120 mysql_select_db("condelec",$db);121 122 // Variables definidas que seran utilizadas en todo el programa123 124 $voplinlin = $vbajatrx; // Definimos para mejor entendimiento vbajatrx como el VoltajeOPe racionLINeaLINea125 $voplinneu = $voplinlin/sqrt(3); // el VoltajeOPeracionLINeaNEUtro es el voltaje linea linea divi dido entre raiz de 3126 127 // Inicio de los ciclos segun las cargas que el usuario haya insertado.128 129 for ($i = 0; $i < $ncargas; $i++):130 131 // Operaciones matematicas, aqui se realizan todas y luego se ordenan para ser mostradas al usuario.132 133 if (($demanda[$i] != 0)and($capacidad[$i] != 0)or($demanda[$i] != 0)and($fdemanda[$i] != 0)):134 135 echo"136 137 <table border=0 cellspacing=2 cellpadding=0 align=center width=100%>138 <tr>139 <td align=\"center\" colspan=\"5\" style=\"font-size: 14px; font-weight:bold; color:Red\"><b>Result ados para la carga ".(string)($i+1)."</td>140 </tr> 141 <tr>142 <td align=\"center\" colspan=\"5\" style=\"font-size: 14px; font-weight:bold \"><b> $nequipo[$i]</td >143 </tr> 144 <tr>145 <td align=\"justify\">Usted ha introducido valores en la carga ".(string)($i+1)." que son contradic torios. No puede insertar \"Demanda del equipo\" y a su vez \"Capacidad de carga\" o \"Factor de Carga\". 146 Presione la tecla Regresar en el explorador y corriga este error.<p align=\"center\">(Error n&uacut e;mero #001A) <a target=\"_blank\" href=\"errores.php\">Ver listado de errores</a></p></td>147 </tr>148 </table><center> </center>149 ";150 151 else:152 153 // Calculos para la Potencia Activa y reactiva, segun el caso de datos insertados.154 C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\resultados.php: 2/8
155 if (($fdemanda[$i] == 0) and ($capacidad[$i] == 0)):156 $pmax[$i] = $demanda[$i];157 $qmax[$i] = $pmax[$i] * tan(acos($fpotencia[$i]));158 $realsmax[$i] = sqrt(pow($pmax[$i],2)+pow($qmax[$i],2));159 $imagsmax[$i] = (atan($qmax[$i]/$pmax[$i])) * (180 / pi(5)); 160 161 elseif ($demanda[$i] == 0):162 $pmax[$i] = $fdemanda[$i] * $capacidad[$i];163 $qmax[$i] = $fdemanda[$i] * $capacidad[$i] * tan(acos($fpotencia[$i]));164 $realsmax[$i] = sqrt(pow($pmax[$i],2)+pow($qmax[$i],2));165 $imagsmax[$i] = (atan($qmax[$i]/$pmax[$i])) * (180 / pi(5)); 166 167 endif; 168 169 // Calculo de la seccion para el valor obtenido anteriormente, que dependiendo de la conexion la formula es diferente.170 171 if ($tipocircuito[$i] == "cirtrifa"):172 $secc[$i] = ((sqrt(3) * $dcarga[$i] * $pmax[$i] * 1000) / (56 * ($voplinneu * $porcaiten/100 ) * $vo plinneu)); 173 elseif ($tipocircuito[$i] == "cirmonolili"):174 $secc[$i] = ((2 * $dcarga[$i] * $pmax[$i] * 1000) / (56 * ($voplinneu * $porcaiten/100 ) * $voplinne u)); 175 elseif ($tipocircuito[$i] == "cirmonoline"):176 $secc[$i] = ((2 * $dcarga[$i] * $pmax[$i] * 1000) / (56 * ($voplinneu * $porcaiten/100 ) * $voplinneu )); 177 endif;178 179 // Conexion a la base de datos, para hallar la seccion apropiada, el AWG correspondiente su R y X.180 181 $seccfin[$i] = mysql_query("SELECT * FROM areamm2cu WHERE mm2 >= $secc[$i] ORDER BY mm2", $db);182 $seccfin1 = mysql_fetch_row($seccfin[$i]);183 184 $awg[$i] = mysql_query("SELECT AWG FROM areamm2cu WHERE mm2 >= $secc[$i] ORDER BY mm2", $db);185 $awg1 = mysql_fetch_row($awg[$i]);186 187 $R[$i] = mysql_query("SELECT R FROM areamm2cu WHERE mm2 >= $secc[$i] ORDER BY mm2", $db);188 $R1 = mysql_fetch_row($R[$i]);189 190 $X[$i] = mysql_query("SELECT X FROM areamm2cu WHERE mm2 >= $secc[$i] ORDER BY mm2", $db);191 $X1 = mysql_fetch_row($X[$i]);192 193 // Conexion a la base de datos para hallar el factor de correccion de R y X por la temperatura. 194 195 $fctamb = mysql_query("SELECT fcorrec FROM temperatura WHERE tempe >= $tambiente ORDER BY tempe", $d b);196 $fctamb1 = mysql_fetch_row($fctamb);197 198 // Factor de correccion hallado, multiplicando a R y X. (si tambiente=20 se multiplica por 1).199 200 $Rnuevo[$i] = $R1[0] * $fctamb1[0];201 $Xnuevo[$i] = $X1[0] * $fctamb1[0];202 203 // Calculo de la caida de tension en el conductor. (primer calculo)204 205 if ($tipocircuito[$i] == "cirtrifa"):206 $deltav[$i] = ($pmax[$i] * ($dcarga[$i] / 1000) * (($Rnuevo[$i] * $fpotencia[$i])+($Xnuevo[$i] * sin(acos($fpotencia[$i])))) / (10 * pow(($voplinlin * 0.001),2)));207 elseif ($tipocircuito[$i] == "cirmonolili"):208 $deltav[$i] = ($pmax[$i] * ($dcarga[$i] / 1000) * (($Rnuevo[$i] * $fpotencia[$i])+($Xnuevo[$i] * sin(acos($fpotencia[$i])))) / (5 * pow(($voplinlin * 0.001),2)));209 elseif ($tipocircuito[$i] == "cirmonoline"):210 $deltav[$i] = (3 * $pmax[$i] * ($dcarga[$i] / 1000) * (($Rnuevo[$i] * $fpotencia[$i])+($Xnuevo[$i ] * sin(acos($fpotencia[$i])))) / (5 * pow(($voplinlin * 0.001),2)));211 endif; 212 213 // Calculos de las impedancias necesarias para el nivel de cortocircuito en la barra.214 215 if ($multiplicarpor == "poruno"): //Si es trifasico el dato216 $multiplicador = 1;217 elseif ($multiplicarpor == "portres"): //Si es monofasico el dato218 $multiplicador = 3;219 endif;220 221 $ztrx = (($zcctrx/100) * (pow($voplinlin,2)/($multiplicador * $snomtrx * 1000)))*1000 / $trxbarra;222 $angztrx = acos(1/$zcctrx)*(180 / pi(5)); 223 $ztrxR = ($ztrx/1000) * cos($angztrx*(pi(5)/180));224 $ztrxX = ($ztrx/1000) * sin($angztrx*(pi(5)/180)); 225 226 $zcargaRkm[$i] = ($Rnuevo[$i] * $dcarga[$i] * 0.001);227 $zcargaXkm[$i] = ($Xnuevo[$i] * $dcarga[$i] * 0.001);228 $zrealkm[$i] = sqrt(pow($zcargaRkm[$i],2)+pow($zcargaXkm[$i],2))*1000;229 $zimagkm[$i] = (atan($zcargaXkm[$i]/$zcargaRkm[$i])) * (180 / pi(5)); 230 231 $zequivR[$i] = $ztrxR + $zcargaRkm[$i]; 232 $zequivX[$i] = $ztrxX + $zcargaXkm[$i]; 233 $zrealequiv[$i] = sqrt(pow($zequivR[$i],2)+pow($zequivX[$i],2));C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\resultados.php: 3/8
234 $zimagequiv[$i] = (atan($zequivX[$i]/$zequivR[$i])) * (180 / pi(5)); 235 236 // Calculo del Modulo del Nivel de Cortocircuito.237 238 $IccR[$i] = $voplinneu * $zequivR[$i] / ( pow($zequivR[$i],2) + pow($zequivX[$i],2));239 $IccX[$i] = -1 * $voplinneu * $zequivX[$i] / ( pow($zequivR[$i],2) + pow($zequivX[$i],2));240 $Iccmodulo[$i] = sqrt(pow($IccR[$i],2)+pow($IccX[$i],2));241 $Iccangulo[$i] = (atan($IccX[$i]/$IccR[$i])) * (180 / pi(5));242 243 // Verificacion para ver si el conductor soporta esta condicion.244 245 $tiempoenCC[$i] = (2.808 * pow((($seccfin1[1] * 1973.5252)/($Iccmodulo[$i])),2))* 0.001;246 247 // Calculo de la corriente en condiciones de Operacion248 249 $Ioperacion[$i] = $realsmax[$i] * 1000 / $voplinneu;250 251 // Conexion a la base de datos para hallar la corriente maxima de operacion para ese conductor. 252 253 $Iopermax = mysql_query("SELECT corrmax FROM capcorriente WHERE AWG = $awg1[0] ORDER BY AWG", $db);254 $Iopermax1 = mysql_fetch_row($Iopermax);255 256 // Conexion a la base de datos para hallar el factor de correccion para la corriente de operacion por la temperatura. 257 258 $fcioper = mysql_query("SELECT fcorreccapcor FROM temperatura WHERE tempe >= $tambiente ORDER BY tem pe", $db);259 $fcioper1 = mysql_fetch_row($fcioper);260 261 // Factor de correccion hallado para el valor de multiplicacion para la temperatura. (si tambiente=30 se multiplica por 1).262 263 $Iopermaxcorr[$i] = ($Iopermax1[0] * $fcioper1[0]);264 265 // Inicio del esquema para mostrar al usuario en HTML, utilizando la funcion echo (de php) */266 267 echo"268 269 <table border=0 cellspacing=2 align=center width=100%>270 <tr>271 <td align=\"center\" colspan=\"5\" style=\"font-size: 14px; font-weight:bold \"><b>Resultados para la carga ".(string)($i+1)."</td>272 </tr> 273 <tr>274 <td align=\"center\" colspan=\"5\" style=\"font-size: 14px; font-weight:bold \"><b> $nequipo[$i]</td >275 </tr> 276 <tr > 277 <td align=\"justify\" colspan=2> 278 279 <p>280 Luego de realizados los cálculos, se obtiene que 281 <ul>282 <li> Smax = ".round($realsmax[$i], 3)."∠".round($imagsmax[$i], 2)." KVA 283 <li> Seccion = ".round($secc[$i], 3)." mm² 284 </li>285 </ul>286 Esta sección no es un valor comercial. Aproximando a la sección inmediata superior obtenemos: $seccfi n1[1]mm², que es equivalente a un conductor AWG $awg1[0]. (Conductor AWG $awg1[0]: R=$R1[0], X=$X1[0 ]). ";287 288 if ($tambiente == 20):289 echo " Debido a que la temperatura ambiente es de 20°C, los valores de resistencia y reactancia a esa temperatura se conservan."; 290 else:291 echo " Debido a que la temperatura ambiente es diferente de 20°C, (Temp ambiente = $tambiente° ;C) se utiliza un factor de correción para los valores de resistencia y reactancia. 292 Los nuevos valores de R y X son R= ".round($Rnuevo[$i],3)." Ω/Km ; X= ".round($Xnuevo[$i ],3)." Ω/Km."; 293 endif;294 if ($tipoinstalacion[$i] == 'cductosub'):295 echo " Los cálculos realizados serán para una instalación de conductores en ductos subterráneos.";296 elseif ($tipoinstalacion[$i] == 'cdirecten'):297 echo " Los cálculos realizados serán para una instalación de conductores enterrados directamente al s uelo.";298 endif;299 ?>300 <br><br style="font-size:8px">301 <b style="font-size:14px;" ><i>Verificación de requerimientos técnicos para el conductor.</i></b>302 <br><br style="font-size:8px">303 <b><i>Nivel de porcentaje - caida de tensión permitido.</i></b>304 <br>305 <?306 echo "El porcentaje mínimo de caida definido por el usuario es de $porcaiten%.";307 308 if ($tipocircuito[$i] == "cirtrifa"):309 echo " La instalacion es del tipo trifásica.";C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\resultados.php: 4/8
310 elseif ($tipocircuito[$i] == "cirmonolili"):311 echo " La instalacion es del tipo monofásica línea - línea.";312 elseif ($tipocircuito[$i] == "cirmonoline"):313 echo " La instalacion es del tipo monofásica línea - neutro.";314 endif; 315 316 echo" Realizando los cálculos necesarios se obtiene:317 <ul>318 <li> %ΔV = ".round($deltav[$i], 3)." % de caida de voltaje.";319 320 if ( $deltav[$i] <= 3):321 echo " No se viola la condicion establecida de $porcaiten%.";322 elseif ( $deltav[$i] >= 3):323 echo " Se viola la condicion. Se procederá a verificar los cálculos con un conductor de calibre m ayor..";324 //NOTA IMPORTANTE: ESTA PENDIENTE ESTE CICLO!!!!! 325 endif;326 echo"327 </li>328 </ul>";329 ?>330 <b><i>Corriente de Cortocircuito permitido.</i></b>331 <br>332 <? 333 echo " Para el cálculo de la corriente de cortocircuito, se asume que este ocurre en la carga. Tambié n se considera infinita la impedancia de la fuente al igual que la impedancia del conductor para la conex ión entre los transformadores de servicios auxiliares y el tablero, para así obtener una corriente de cor tocircuito mayor. (Criterios de Seguridad). <br> 334 Por otra parte, debido a que tenemos en paralelo una cantidad grande de cargas, las impedancia s obtenidas por las cargas restantes y por los conductores pueden ser consideradas como un circuito abier to (impedancia cero), por lo tanto, obtendríamos un circuito equivalente de una fuente al voltaje de baja tension, 335 en serie con la impedancia del transformador, en serie con la impedancia de la carga.";336 if ($trxbarra != 1):337 echo " (Recuerde que debido a que tenemos mas de un transformador alimentando a la misma barra, l a impedancia del transformador es el paralelo de $trxbarra transformadores).";338 endif;339 echo " 340 <br> Los valores obtenidos para las impedancias son:341 <ul>342 <li> Z<sub>trx</sub> = ".round($ztrx, 3)."∠".round($angztrx, 2)." mΩ343 <li> Z<sub>carga".(string)($i+1)."</sub> = ".round($zrealkm[$i], 3)."∠".round($zimagkm[$i], 2)." mΩ344 </li>345 </ul>346 Realizando los calculos asociados para obtener el Icc en la carga, obtenemos: 347 <ul>348 <li> Icc = ".round($Iccmodulo[$i], 3)."∠".round($Iccangulo[$i], 3)." Amp.   ; |Icc| = ".round($Iccmodulo[$i]/1000, 3)." KAmp.349 </li>350 </ul>351 El conductor obtenido a esa corriente, para una temperatura maxima de Operacion de 75°C y una tem peratura maxima de cortocircuito de 150°C, soporta un tiempo de: 352 <ul>353 <li> t = ".round($tiempoenCC[$i], 3)." seg.354 </li>355 </ul>356 La norma especifica que el conductor debe soportar un minimo de 2 ciclos (0.033 seg) sin que sufra da ños, 357 ";358 if ( $tiempoenCC[$i] >= 0.033):359 echo " por lo tanto, no se viola la condicion establecida de los 2 ciclos.";360 elseif ( $tiempoenCC[$i] <= 0.033):361 echo " por lo tanto, se viola la condicion. Se procederá a realizar los cálculos con un conductor de calibre mayor..";362 //NOTA IMPORTANTE: ESTA PENDIENTE ESTE CICLO!!!!!363 endif;364 365 ?>366 <br><br style="font-size:8px">367 <b><i>Cálculo por ampacidad.</i></b>368 <br>369 <? 370 echo " Para el cálculo de la Ampacidad, o capacidad de corriente en condiciones de operacion para la carga ".(string)($i+1).", calculamos la corriente de línea, obteniendo el siguiente resultado: 371 <ul>372 <li> I<sub>LINEA".(string)($i+1)."</sub> = ".round($Ioperacion[$i], 3)." Amp373 </li>374 </ul>375 Verificando este valor con las tabla de \"capacidad de corriente permisible para conductores aislados de 0 a 2000 Volt, no mas de tres conductores activos en una canalización o directamente enterrados, para una temperatura ambiente de 30°C\",376 obtenemos:377 <ul>378 <li> Iopermax = ".round($Iopermax1[0], 1)." Amp379 </li>380 </ul>C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\resultados.php: 5/8
381 ";382 383 if ($tambiente == 30):384 echo " Debido a que la temperatura ambiente es de 30°C, La corriente de operacion máxima se conse rva."; 385 else:386 echo " Debido a que la temperatura ambiente es diferente de 30°C, (Temp ambiente = $tambiente° ;C) se utiliza un factor de correción. 387 Entonces, debemos multiplicar este valor de corriente hallado por $fcioper1[0], con lo que obt enemos un valor de corriente máxima de operación de: $Iopermaxcorr[$i] Amp."; 388 endif;389 390 echo"Comparando este valor de corriente maxima de operación obtenido con la corriente de línea, ";391 392 if ($Iopermax1[0] >= $Ioperacion[$i]):393 echo " podemos observar que no existe violación de la condición, por lo tanto el conductor es apropia do para la carga."; 394 elseif ($Iopermax1[0] <= $Ioperacion[$i]):395 echo " podemos observar que se presenta una violación de la condición, por lo tanto el conductor no e s apropiado para la carga y se procederán a realizar nuevamente los cálculos con el 396 conductor siguiente";397 //NOTA IMPORTANTE: ESTA PENDIENTE ESTE CICLO, NO SE REALIZARA PARA BAJA TENSION, YA QUE LOS NIVELES D E CORRIENTES DE OPERACION NUNCA SUPERAN LOS VALORES DE CORRIENTE DE LA NORMA !!!!! 398 endif;399 400 echo"<br><br style=\"font-size:8px\"><center><b style=\"font-size:14px;\" >CONCLUSION: </b>El conduct or apropiado para la carga número ".(string)($i+1)." <i>($nequipo[$i])</i>, es:<br> 401 Conductor AWG $awg1[0], Sección: $seccfin1[1]mm²</center>";402 //Nota importante, este ECHO que escupe el conductor funciona unicamente SI no se viola ninguna condi cion. 403 echo"404 </p>405 </td>406 </tr>407 </table><center> </center>408 "; 409 410 ?>411 412 413 <?414 endif;415 endfor;416 417 // Conexion a la base de datos para el conductor de 700 MCM, el que alimenta la barra de servicios auxili ares.418 419 $R700mcm = mysql_query("SELECT R FROM areamm2cu WHERE mm2 = 355 ORDER BY mm2", $db);420 $R700mcm1 = mysql_fetch_row($R700mcm);421 422 $X700mcm = mysql_query("SELECT X FROM areamm2cu WHERE mm2 = 355 ORDER BY mm2", $db);423 $X700mcm1 = mysql_fetch_row($X700mcm);424 425 $R700mcmfin = $R700mcm1[0] * $dcond700 * 0.001;426 $X700mcmfin = $X700mcm1[0] * $dcond700 * 0.001;427 428 // Conversion de valores de real a imag a modulo y angulo429 430 $zmod700mcm = sqrt(pow($R700mcmfin,2)+pow($X700mcmfin,2));431 $zang700mcm = (atan($X700mcmfin/$R700mcmfin)) * (180 / pi(5)); 432 433 $zequiv700real = (($ztrxR * $trxbarra) + $R700mcmfin); 434 $zequiv700imag = (($ztrxX * $trxbarra) + $X700mcmfin);435 $zrealequiv700 = sqrt(pow($zequiv700real,2)+pow($zequiv700imag,2));436 $zimagequiv700 = (atan($zequiv700imag/$zequiv700real)) * (180 / pi(5)); 437 438 // Calculo del Nivel de Caida de tension permitido. Asumimos un factor de potencia de 0.9, que seria la p eor condicion de Potencia Activa.439 440 $deltav700 = ($snomtrx * $multiplicador *0.9 * ($dcond700 / 1000) * (($R700mcm1[0] * 0.9)+($X700mcm1[ 0] * sin(acos(0.9)))) / (10 * pow(($voplinlin * 0.001),2)));441 442 // Calculo del Modulo del Nivel de Cortocircuito.443 444 $IccR700 = $voplinneu * $zequiv700real / ( pow($zequiv700real,2) + pow($zequiv700imag,2));445 $IccX700 = -1 * $voplinneu * $zequiv700imag / ( pow($zequiv700real,2) + pow($zequiv700imag,2));446 $Iccmodulo700 = sqrt(pow($IccR700,2)+pow($IccX700,2))* $trxbarra;447 $Iccangulo700 = (atan($IccX700/$IccR700)) * (180 / pi(5));448 449 // Verificacion para ver si el conductor soporta esta condicion.450 451 $tiempoenCC700 = (2.808 * pow(((355 * 1973.5252)/($Iccmodulo700)),2))* 0.001;452 453 // Calculo de la corriente en condiciones de Operacion para el conductor 700MCM, asumiendo la potencia de l transformador.454 455 $Ioperacion700 = $snomtrx * $multiplicador * 1000 / $voplinneu;C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\resultados.php: 6/8
456 457 // Conexion a la base de datos para hallar la corriente maxima de operacion para ese conductor de 700 MCM . 458 459 $Iopermax700 = mysql_query("SELECT corrmax FROM capcorriente WHERE AWG = 700 ORDER BY AWG", $db);460 $Iopermax7001 = mysql_fetch_row($Iopermax700);461 462 // Factor de correccion hallado para el conductor 700 MCM, el valor de multiplicacion para la temperatura . (si tambiente=30 se multiplica por 1).463 464 465 $Iopermaxcorr700 = ($Iopermax7001[0] * $fcioper1[0]);466 467 468 ?>469 <table border=0 cellspacing=2 align=center width=100%>470 <tr>471 <td align="justify">472 <b style="font-size:14px;" ><i>Verificación de requerimientos técnicos para el conductor que alimenta los<br>Servicios Auxiliares.</i></b><br>473 Según las especificaciones técnicas que dicta la norma CADAFE, para las subestaciones del tipo NODAL III <i>"La sección del cable monopolar requerido para la conexión de los474 transformadores de servicios auxiliares y el tablero de servicios auxiliares será de una sección míni ma de 700 MCM"</i>. Para otro tipo de subestaciones no especifica 475 conductor mínimo, por lo tanto, se tomará este como un estándar.<br>476 <br style="font-size:8px">477 <b><i>Nivel de porcentaje - caida de tensión permitido.</i></b>478 <br> 479 <? 480 echo "El porcentaje mínimo de caida de tensión definido es del 1%. Realizando los cálculos necesarios se obtiene:481 <ul>482 <li> %ΔV = ".round($deltav700, 3)." % de caida de voltaje.";483 if ( $deltav700 <= 1):484 echo " No se viola la condicion establecida de 1%.";485 elseif ( $deltav700 >= 1):486 echo " Se viola la condicion. Se procederá a verificar los cálculos con un conductor de calibre m ayor..";487 //NOTA IMPORTANTE: ESTA PENDIENTE ESTE CICLO!!!!! 488 endif;489 echo"490 </li>491 </ul>";492 ?>493 <b><i>Corriente de Cortocircuito permitido.</i></b>494 <br>495 <? 496 echo " Para el cálculo de la corriente de cortocircuito, se asume que este ocurre en la barra. Tambié n se considera infinita la impedancia de la fuente, para así obtener una corriente de cortocircuito mayor . (Criterios de Seguridad). <br> 497 Por otra parte, debido a que tenemos en paralelo una cantidad grande de cargas, las impedancia s obtenidas por estas cargas y por los conductores pueden ser consideradas como un circuito abierto (impe dancia cero). Por lo tanto, obtendríamos un circuito equivalente 498 de una fuente al voltaje de baja tension, en serie con la impedancia del transformador, en ser ie con la impedancia del conductor de 700 MCM.";499 if ($trxbarra != 1):500 echo " (Debido a que tenemos $trxbarra transformadores alimentando a la barra, la Zequiv sera el paralelo de la suma de las impedancias presentadas a continuación.)";501 endif;502 echo "503 504 <br> Los valores obtenidos para las impedancias son:505 <ul>506 <li> Z<sub>trx</sub> = ".round($ztrx, 3)."∠".round($angztrx, 2)." mΩ507 <li> Z<sub>cond</sub> = ".round($zmod700mcm*1000, 3)."∠".round($zang700mcm, 2)." mΩ508 </li>509 </ul>510 Realizando los calculos asociados para obtener el Icc en la carga, obtenemos: 511 <ul>512 <li> Icc = ".round($Iccmodulo700, 3)."∠".round($Iccangulo700, 3)." Amp. & nbsp;|Icc| = ".round($Iccmodulo700/1000, 3)." KAmp.513 </li>514 </ul>515 El conductor obtenido a esa corriente, para una temperatura maxima de Operacion de 75°C y una tem peratura maxima de cortocircuito de 150°C, soporta un tiempo de: 516 <ul>517 <li> t = ".round($tiempoenCC700, 3)." seg.518 </li>519 </ul>520 La norma especifica que el conductor debe soportar un minimo de 2 ciclos (0.033 seg) sin que sufra da ños, 521 ";522 if ( $tiempoenCC700 >= 0.033):523 echo " por lo tanto, no se viola la condicion establecida de los 2 ciclos.";524 elseif ($tiempoenCC700 <= 0.033):525 echo " por lo tanto, se viola la condicion. Se procederá a realizar los cálculos con un conductor de calibre mayor..";C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\resultados.php: 7/8
526 //NOTA IMPORTANTE: ESTA PENDIENTE ESTE CICLO!!!!!527 endif;528 529 ?>530 531 <br><br style="font-size:8px">532 <b><i>Cálculo por ampacidad. (Adicional)</i></b>533 <br>534 <?535 echo 536 " Para el cálculo de la Ampacidad, o capacidad de corriente en condiciones de operacion, calculamos l a corriente de línea, obteniendo el siguiente resultado: 537 <ul>538 <li> I<sub>LINEA</sub> = ".round($Ioperacion700, 3)." Amp539 </li>540 </ul>541 El Código Eléctrico Nacional, en su tabla 310.18, especifica claramente que la Capacidad de Corriente permisible en tres cables monopolares aislados de 0 a 2000542 voltios y 150°C a 250°C en canalizaciones o cables, para una temperatura ambiente de $tambien te, indica que el conductor 700 MCM NO POSEE RESTRICCIONES543 DE CORRIENTE DE OPERACION, por lo tanto, NO es necesario verificar esta condición, sin embargo, se co loca para que se tenga una referencia de la corriente de línea máxima que544 circulará al tablero de Servicios Auxiliares."; 545 546 echo"</p>";547 548 ?>549 550 551 </td>552 </tr>553 </table>554 </td>555 </tr> 556 </table>557 </body>558 </html>559
C:\Program Files\Apache Group\Apache\htdocs\resultados.php: 8/8
Modificación Pág./ítem Reemplaza a:
Documento De Fecha:
Emisión Original 31-08-05
CADAFE Fecha emisión: Siemens S/E LOS BORDONES 115/13,8 kV 30.08.2005
Elaboró D. Chigne Código Documento:
Revisó R. Torres
Aprobó J. Castaño
CÁLCULO DE LA CARGABILIDAD DE LOS TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Y
TENSIÓN. (4)G65017-T1000-S202
E-202
Formato base: K:\FORMULAR\F0500905.004 Página 1 de 51
CÁLCULO DE LA CARGABILIDAD DE LOS TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Y TENSIÓN
1. OBJETO 2 2. ALCANCE 2 3. DEFINICIONES 2 4. CONTENIDO 2 5. CRITERIOS GENERALES PARA LA VERIFICACION DE LOS TRANSFORMADORES DE CORRIENTE DE LOS EXTREMOS REMOTOS. 3 6. DOCUMENTOS DE REFERENCIA 4 7. ANEXOS 4 7.1 CT-Core Dimensioning for Cumana II 5 7.2 CT-Core Dimensioning for Guanta. 8 7.3 CT-Core Dimensioning for Transformador Nº1 11 7.4 CT-Core Dimensioning for Transformador Nº4 17 7.5 CT-Core Dimensioning for D-130 23 7.6 CT-Core Dimensioning for D-105 26 7.7 CT-Core Dimensioning for D-205 29 7.8 CT-Core Dimensioning for D-305 32 7.9 CT-Core Dimensioning for D-405 35 7.10 CT-Core Dimensioning for D-505 38 7.11 CT-Core Dimensioning for D-180 41 7.12 CT-Core Dimensioning for D-280 44 7.13 CT-Core Dimensioning for D-120 47
Código Documento: (4)G65017-T1000-S202 Página 2 de 51
1. OBJETO Establecer la carga total sobre los núcleos de los transformadores de medida en las subestación Los Bordones 115/13,8Kv, comprobando si estas se ajustan a los estándares nacionales e internacionales.
2. ALCANCE Esta memoria tiene únicamente fines de soporte en la documentación técnica para la subestación Los Bordones 115/13,8Kv que pertenece a CADAFE.
3. DEFINICIONES • TC: Transformador de Corriente • TP: Transformador de Tensión • Carga (Burden) Nominal (Pn): Es la carga máxima del circuito secundario de un
TC o un TT, en VA y a un factor de potencia determinado. • Carga (Burden) Interna (Pi): Es la carga del transformador sobre el circuito
secundario del mismo. Esta carga es utilizada para hallar matemáticamente el Koalf del núcleo de protección en el TC.
• Carga Total Efectiva sobre el Núcleo (Ptotal): Carga real sobre el secundario del transformador. Es la suma de la potencia de los elementos que están conectados sobre el secundario (ejemplo: cables, transformadores de acople, equipos de protección, etc). No se considera la carga interna.
• Factor Limite de Precisión (Kalf): Factor que especifica para cuantas veces la corriente nominal del primario se empieza a presentar saturación en el núcleo de protección de los TC; o hasta cuantas veces la corriente nominal el error es menor a 5% (para clase 5P) o menor a 10% (para clase 10P), calculado con la Pn.
• Factor Límite de Precisión Operativo (Koalf): Factor Limite de Precisión calculado con la Ptotal.
4. CONTENIDO En este documento se describen en forma detallada las consideraciones, criterios y procesos de cálculo de la cargabilidad de los TC y los TP de la subestación Los Bordones 115/13,8kV. TC Núcleo de Medida: • Se cuantifican las cargas conectadas al núcleo con su potencia de consumo en
VA, incluyendo contadores, equipos de medida y cable (dada por su sección, resistividad y longitud).
• Se halla la carga total efectiva sobre el núcleo (Ptotal). • Se verifica que la Ptotal sea mayor al 25% de la Pn, para garantizar la precisión.
Código Documento: (4)G65017-T1000-S202 Página 3 de 51
TI Núcleo de Protección: • Se cuantifican las cargas conectadas al núcleo con su potencia de consumo en
VA, incluyendo protecciones y cable (dada por su sección, resistividad y longitud).
• Se halla la carga total efectiva sobre el núcleo (Ptotal). • Se encuentra el factor operativo para verificar que el núcleo no se satura. • Se compara el factor operativo del núcleo con los requerimientos de la
protección. TP Núcleo de Medida: • Se cuantifican las cargas conectadas al núcleo con su potencia de consumo en
VA, incluyendo contadores, equipos de medida y cable (dada por su sección, resistividad y longitud)
• Se halla la carga total efectiva sobre el núcleo (Ptotal). • Se verifica que la Ptotal sea mayor al 25% de la Pn, para garantizar la precisión. • Se verifica que la caída de tensión sobre el cable no sea mayor a 0.1% de la
tensión del secundario TU Núcleo de Protección: • Se cuantifican las cargas conectadas al núcleo con su potencia de consumo en
VA, incluyendo protecciones y cable (dada por su sección, resistividad y longitud).
• Se halla la carga total efectiva sobre el núcleo (Ptotal).
5. CRITERIOS GENERALES PARA LA VERIFICACION DE LOS
TRANSFORMADORES DE CORRIENTE DE LOS EXTREMOS REMOTOS.
• La carga interna de los transformadores de corriente es suministrada por el fabricante. En la mayoría de los casos está entre el 10% y el 20% del valor de la carga nominal.
Para todos los casos en donde este dato no sea indicado por los fabricantes de los transformadores de corrientes en la placa de características técnica, se asumirá el 10% de la carga nominal del transformador de corriente.
• Se utilizaran las secciones en calibres americanos AWG. • Para los transformadores de corriente con clase de presición C200 (Norma
ANSI), se utilizará para el estudio su equivalente en las normas IEC. (Ver anexos).
Código Documento: (4)G65017-T1000-S202 Página 4 de 51
6. DOCUMENTOS DE REFERENCIA
Código
Nombre del Documento
[1] SIPROTEC - Numerical protection Relays. Protection systems. Catalog SIP. Siemens, 2004.
[2] Norma IEC 60044-1. Transformadores de Corriente
[3] Norma IEC 60186. Transformadores de Tensión
[4] Norma CADAFE
[5] Código Eléctrico Nacional.
7. ANEXOS
Código Documento: (4)G65017-T1000-S202 Página 5 de 51
7.1 CT-Core Dimensioning for Cumana II
GENERAL PROJECT DATA: Customer: CADAFE Project: S/E LOS BORDONES 115/13.8kV Station: Salida de línea Cumana II Feeder: +H105 Issued by: G. Calderon Our reference: Date: 31/08/2005 Remark:
GENERAL SYSTEM AND SUBSTATION DATA: Nominal voltage: 115 kV Nominal frequency: 60 Hz Power system time constant: 100 ms Rated short-circuit current of station:
25 kA
Código Documento: (4)G65017-T1000-S202 Página 6 de 51
CT-Core Dimensioning for Protection Relay 7SA522
DATA OF CT ON SIDE 1 ACCORDING TO IEC: CT type: IEC Class 5P Transformation ratio: 600 A/5 A nominal accuracy limiting factor Knalf :
20
CT nominal burden Pn: 20 VA Internal burden Pct: 2 VA Remark:
RELAY DATA: Manufacturer: SIEMENS Type: 7SA522 Nominal Current: 5 A Relay burden: 0.3 VA Remark:
CT REQUIREMENTS FOR 7SA522:
To ensure correct operation of the connected relay in case of close-up faults, the CT must be able to transform the set I>> (high set) symmetrical short-circuit current of 4 times Ipn without saturation.
Koalf ≥ I>> (high set), at least 20 (Requirement)
where:
Koalf: operating accuracy limiting factor I>>: set or settable maximum trip current
CALCULATION OF TOTAL CT CONNECTED BURDENS:
The performance of the current transformer depends on the connected burdens at the secondary terminals. The total burden includes the relay burden and additional burdens, the burden of cables and the burden of an eventually connected matching transformer.
CT SIDE 1: Burden Transformation ratio Relay burden: Prelay = 0.3 VA --- --- Additional relay burdens: Padd = 0 VA --- --- Burden of matching transformer 1:
Pmat,1 = 0 VA trmat,1 = 1
Burden of matching transformer 2:
Pmat,2 = 0 VA trmat,2 = 1
The cable burden is calculated by the single length, the cross section, the specific resistivity for copper and an effective factor for the wire length.
This factor kwire is 2 if the return wire is to be considered.
Cable burden:
Length: lwire = 40 m Cross section: Awire = 5.26 mm2 Spec. resisitivity (Cu): ρCu = 0.018 Ω mm2/m at 20 °C Sec. wire current: Isn,wire = 5 A Eff. wire length in p.u.: kwire = 2
Código Documento: (4)G65017-T1000-S202 Página 7 de 51
2,wiresn
wire
wireCuwirewire I
alk
P ⋅⋅⋅
=ρ
= 6.791 VA
The total effective burden is given by the sum of all connected burdens:
Total burden: Ptotal= Prelay + Padd + Pwire + Pmat,1 + Pmat,2 = 7.091 VA
CHECK OF CT REQUIREMENTS:
Operating accuracy limiting factor Koalf :
The CT behaviour acc. to IEC-P will be described by the operating accuracy limiting factor Koalf. It depends on the nominal accuracy limiting factor Knalf, the nominal burden Pn, the internal CT burden Pct and the total effective connected burden Ptotal.
CT SIDE 1:
cttotal
ctnalfnalfo PP
PPKK++
=
= 48.4
where
Knalf: operating accuracy limiting factor = 20 Pn: nominal burden = 20 VA Pct: internal CT burden = 2 VA Ptotal: total effective connected burden = 7.091 VA
CT-DIMENSIONING CHECK:
For the protection relay 7SJ64 the requirements for close-up faults have to be fulfilled.
Check of requirement 1: Koalf ≥ I>>(high set), at least 20 (Requirement) Koalf = 48.4 I>> (high set) = 20 Meets requirement
The current transformer is correctly dimensioned!