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Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”. Vicerrectorado Puerto Ordaz Departamento de Ingeniería Eléctrica Ante-Proyecto de Práctica Profesional

ELABORACIÓN DEL MANUAL DE OPERACIONES PARA LA INSTALACIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE VARIADORES DE FRECUENCIA LEROY SOMER MD2R, EN EL GRUPO EMPRESARIAL INMASERCA.

Autor: Ricardo Fermín C.I. 25.124.013

Ciudad Guayana, octubre de 2016

ELABORACIÓN DEL MANUAL DE OPERACIONES PARA LA INSTALACIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE VARIADORES DE FRECUENCIA LEROY SOMER MD2R, EN EL GRUPO EMPRESARIAL INMASERCA.

Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”. Vicerrectorado Puerto Ordaz Departamento de Ingeniería Eléctrica Ante-Proyecto de Práctica Profesional

ELABORACIÓN DEL MANUAL DE OPERACIONES PARA LA INSTALACIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE VARIADORES DE FRECUENCIA LEROY SOMER MD2R, EN EL GRUPO EMPRESARIAL INMASERCA.

Tutor Académico:

Autor:

Ing. Rodrigo G. Gaete A.

Ricardo Fermín C.I. 25.124.013

Tutor Industrial: Ing. Cesar Vellorín

Ciudad Guayana, octubre de 2016

Fermín Cuffaro Ricardo Javier “ELABORACIÓN DEL MANUAL DE OPERACIONES PARA LA INSTALACIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE VARIADORES DE FRECUENCIA LEROY SOMER MD2R, EN EL GRUPO EMPRESARIAL INMASERCA” Páginas 52. Informe de Práctica Profesional Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”. Vice-Rectorado Puerto Ordaz. Departamento de Ingeniería Eléctrica. Departamento de Entrenamiento Industrial. Tutor Industrial: Ing. Cesar Vellorín. Tutor Académico: Ing. Rodrigo G. Gaete A. Bibliografía pág. 59. Anexos pág. 60. Ciudad Guayana, octubre de 2016

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA PRÁCTICA PROFESIONAL

ACTA DE APROBACIÓN

Quienes suscriben, tutores académico e industrial, designados para evaluar el Informe de Práctica Profesional presentado por el ciudadano: RICARDO JAVIER FERMIN CUFFARO portador de la Cédula de Identidad No V-25.124.013, titulado: ELABORACIÓN DEL MANUAL DE OPERACIONES PARA LA INSTALACIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE VARIADORES DE FRECUENCIA LEROY SOMER MD2R, EN EL GRUPO EMPRESARIAL INMASERCA, UBICADA EN LA CIUDAD DE PARIAGÁN, EDO. ANZOÁTEGUI, consideramos que este cumple con los requisitos exigidos para tal efecto y por lo tanto lo declaramos APROBADO.

Ing. Rodrigo G. Gaete A.

Ing. Cesar Vellorín

Tutor Académico

Tutor Industrial

Ciudad Guayana, octubre de 2016

V

DEDICATORIA

A mi primo-hermano, Adelkys José. Pronto te recuperarás e iremos por Unas cervezas para celebrar.

A mis familiares y amigos, para todos Los que creyeron en mí... Es por ustedes.

VI

AGRADECIMIENTO

Primeramente a Dios Padre Todopoderoso y al Universo quienes han conspirado siendo los intermediarios para alcanzar lo que hasta ahora he logrado, y lo serán para todo lo que está por venir. Gracias.

A mi madre, por su amor incondicional, paciencia, apoyo, consejos y la infinidad de cosas que me has dados... Por ser simplemente tú.

A mi padre, mi modelo, mi ejemplo, que con su mano y dureza ha esculpido en mi la persona que soy hoy.

A mis hermanas Claudia y Avril, quienes son mis fortalezas, mi felicidad y mi vida, mis dos eterno amores, siempre juntos los tres. A las dos: LAS AMO.

A mis abuelos, por todos esos consejos y conversaciones con un cafecito bien dulce por la mañana para transmitirme su sabiduría, apoyo y cariño.

A mis amigos, quienes siempre han estado conmigo en los malos y buenos momentos, y me han brindado todo su apoyo a lo largo de este arduo recorrido.

Al señor Cesar Vellorín, por brindarme la oportunidad de formar parte de un equipo de trabajo y asistir como mi mentor y tutor industrial.

VII

ÍNDICES

Pág.

DEDICATORIA ..................................................................................................... VI AGRADECIMIENTO ............................................................................................ VII RESUMEN .......................................................................................................... XIII INTRODUCCIÓN ................................................................................................ XIV CAPITULO I ......................................................................................................... 16 EL PROBLEMA ................................................................................................ 16 1.1 Planteamiento del Problema .................................................................... 16 1.2 Objetivos ................................................................................................. 18 1.2.1 Objetivo General................................................................................ 18 1.2.2 Objetivo especifico ............................................................................ 18 1.3 Justificación ............................................................................................. 18 1.4 Alcance.................................................................................................... 19 CAPITULO II ........................................................................................................ 21 MARCO DE REFERENCIA .............................................................................. 21 2.1 Descripción de la empresa ...................................................................... 21 2.2 Objetivo de la empresa ............................................................................ 22 2.3 Estructura organizativa ............................................................................ 22 2.4 Descripción del área de pasantías y trabajo asignado ............................. 23 2.5 Ubicación geográfica ............................................................................... 24 2.6 Descripción del proceso .......................................................................... 25 

Dedicados a la Asesoría Técnica y Servicios en Operación .................... 26



Servicios de Elaboración de Proyectos e Ingeniería:............................... 26



Servicios de mantenimiento: ................................................................... 26

2.7 Glosario de términos................................................................................ 26 

Variador de frecuencia: ........................................................................ 26



Back-spin: ............................................................................................ 27



Puesta en marcha: ............................................................................... 27



Protección eléctrica:............................................................................. 27

VIII



Normas IP: ........................................................................................... 27



Microcorte: ........................................................................................... 28



Auto reset: ........................................................................................... 28



Rampa: ................................................................................................ 28

CAPÍTULO III ....................................................................................................... 29 ASPECTOS PROCEDIMENTALES .................................................................. 29 3.1 Actividades ejecutadas ............................................................................ 29 3.2 Técnicas e instrumentos para la recolección de datos ............................. 30 3.3 Procesamiento de información ................................................................ 31 3.4 Análisis de la información ........................................................................ 32 CAPITULO IV....................................................................................................... 33 RESULTADOS ................................................................................................. 33 4.1 instrucciones de seguridad y uso para los variadores de velocidad ........ 33 4.1.1 Generalidades ................................................................................... 33 4.1.2 Utilización .......................................................................................... 33 4.1.3 Transporte, almacenamiento ............................................................. 34 4.1.4 Instalación ......................................................................................... 34 4.1.5 Conexión eléctrica ............................................................................. 35 4.1.6 Funcionamiento ................................................................................. 35 4.1.7 Mantenimiento ................................................................................... 36 4.2 Acciones para la recepción del equipo en la base de operaciones. ......... 36 4.2.1 Comprobaciones al recibir el producto............................................... 36 4.2.2 Placa de características..................................................................... 36 4.2.3 Denominación del producto ............................................................... 37 4.2.4 Características de entorno ................................................................. 37 4.2.5 Elevación y manipulación .................................................................. 39 4.2.6 Procedimiento de montaje y desmontaje del techo ............................ 40 4.2.7 Precauciones durante la instalación .................................................. 41 4.3 Protocolo de recepción: revisión e inspección del equipo ........................ 41 4.3.1 Mecánica ........................................................................................... 41 4.3.2 Eléctrica (desenergizado) .................................................................. 41 4.3.3 Eléctrica (energizado) ........................................................................ 42

IX

4.4 Pruebas en sitio (SAT) ............................................................................. 42 4.4.1 Conexiones ....................................................................................... 42 4.4.2 Ubicación de bornes .......................................................................... 43 4.4.3 Protocolo de pruebas de funciones ................................................... 46 Grafica de la curva de carga del bus DC .................................................... 50 Medida del suministro de energía ............................................................... 51 Medida del Bus DC .................................................................................... 51 Medida de la salida del inversor ................................................................. 51 Pruebas de las funciones del equipo .......................................................... 52 4.5 Tablas de resumen de Pruebas en Sitio realizadas a otros equipos ....... 55 CONCLUSIONES ................................................................................................ 57 RECOMENDACIONES ........................................................................................ 58 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 59 ANEXO ................................................................................................................ 60

X

INDICE DE TABLAS

Pág.

Tabla N° 1 característica de entorno para el variador de frecuencia........................37 Tabla N° 2 Medida de la salida del inversor y Bus DC..............................................55 Tabla N° 3 Pruebas de las funciones del equipo......................................................56

XI

INDICE DE FIGURAS

Pág.

Figura N° 1 Estructura organizativa del Grupo Empresarial INMASERCA...............23 Figura N° 2 Mapa de la región de Pariaguán............................................................24 Figura N° 3 Faja petrolífera del Orinoco y las diferentes empresas mixtas...............25 Figura N° 4 Ejemplo de placa de características....................................................36 Figura N° 5 Ejemplo de la denominación del producto.............................................37 Figura N° 6 Elevacion del equipo.............................................................................39 Figura N° 7 Montaje y desmontaje del techo del equipo...........................................40 Figura N° 8 Variador de frecuencia LEROY SOMER MD2R....................................43 Figura N° 9 Caja de bornes de entrada....................................................................44 Figura N° 10 Placa características del generador usado para las pruebas.............44 Figura N° 11 Caja de bornes de salida.....................................................................45 Figura N° 12 Placa características del motor usado para las pruebas.....................45 Figura N° 13 Terminal de anillo................................................................................46 Figura N° 14 Interfaz de MDX-Soft..........................................................................47 Figura N° 15 Función de grafica en MDX-Soft.........................................................47 Figura N° 16 Panel de mando..................................................................................48 Figura N° 17 Interfaz HMI........................................................................................49 Figura N° 18 Funciones del variador de frecuencia LEROY SOMER MD2R............50 Figura N° 19 Carga del Bus DC...............................................................................51 Figura N° 20 Función Microcorte.............................................................................53 Figura N° 21 Doble Rampa......................................................................................54

XII

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL PRÁCTICA PROFESIONAL

ELABORACIÓN DEL MANUAL DE OPERACIONES PARA LA INSTALACIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE VARIADORES DE FRECUENCIA LEROY SOMER MD2R, EN EL GRUPO EMPRESARIAL INMASERCA

Autor: Fermín Cuffaro Ricardo Javier. Tutor Académico: Ing. Rodrigo G. Gaete A. Tutor Industrial: Ing. Cesar Vellorín. Fecha: Octubre de 2016 RESUMEN La presente investigación consistió en la elaboración del manual de operaciones para la instalación y puesta en marcha de variadores de frecuencia LEROY SOMER MD2R. Dicho estudio fue realizado en el Grupo Empresarial INMASERCA y estuvo fundamentado en una investigación de tipo lógico, con un diseño no experimental de campo y documental. La recolección de la información se realizó a través de revisión documental, observación directa y entrevistas; en función de las cuales se procedió a realizar el manual de operaciones para la instalación y puesta en marcha de variadores de frecuencia LEROY SOMER MD2R usados en el sistema de levantamiento artificial de crudo, basado en las normativas pertinentes, cumpliendo de manera segura con todos los parámetros exigidos. Como resultado se obtiene un manual que sirve como referencia y guía para las instalaciones futuras que pueda realizar un cliente final de forma segura. PALABRAS CLAVE: Variador de frecuencia, manual, HMI, protecciones, Pruebas en Sitio, Bornera, POWERDRIVER.

XIII

INTRODUCCIÓN

La industria petrolera en Venezuela se cataloga como la de mayor envergadura, esta se encuentra bajo la administración de la empresa PDVSA, quien es la encargada de dirigir cada una de las operaciones que se llevan a cabo en los procesos de detección, extracción, almacenaje y tratado de crudo. En el oriente del país se encuentra una de las mayores reservas de hidrocarburos del país, como lo es la Faja petrolífera del Orinoco, su hallazgo ha generado una fuerte inversión por parte de PDVSA en la edificación de instalaciones que hagan posible la obtención de los hidrocarburos contenidos en el sub-suelo. En la zona Sur del Estado Anzoátegui se llevan a cabo operaciones relacionadas a la industria petrolera desde hace décadas representando esta la principal actividad de la región y del país en general. La implementación de los variadores de frecuencia en las industrias ha ido aumentando progresivamente en los últimos años debido a la gran cantidad de aplicaciones que tienen y sus ventajas en cuanto a ahorro energético. El desarrollo de nuevas tecnologías para la extracción del petróleo ha dado paso a nuevos modelos y sistemas, obligando a la industria petrolera a través de los departamentos de optimización de producción a optimizar la producción de sus pozos buscando las diferentes alternativas posibles. Un Variador cumple las mismas funciones de un arrancador, pero tiene la facilidad de manejar frecuencias variables. El controlador de velocidad variable usa componentes electrónicos para variar la frecuencia de entrada. Esto permite operar las bombas a diferentes velocidades y producciones, manteniendo una eficiencia alta en el sistema. Los variadores de frecuencia son equipos de gran importancia en eficiencia energética y mejora de proceso. La economía es típicamente uno de los factores más importantes implicados en la selección del equipamiento industrial. La correcta instalación y arranque del variador, así como también la configuración de sus parámetros y estándares exigidos por el cliente garantizaran un funcionamiento óptimo del pozo, mayor eficiencia de extracción del crudo, mayor vida útil de los XIV

equipos, tanto motor-bomba como variador, mayor tiempo de operación sin fallas y confiabilidad. En el siguiente Proyecto se plantean elaborar un manual de operaciones para la instalación y puesta en marcha de los variadores de frecuencia LEROY SOMER MD2R. Este manual proporcionará métodos seguros y probados por personal cualificado para el manejo de los variadores. El contenido del mismo se estructura en cuatro (4) capítulos, de la siguiente manera: Capítulo I - Planteamiento del Problema: En este se expone de forma clara y concisa el problema a solucionar, además de esto se encuentran los objetivos planteados para este estudio, así como la justificación y delimitación para el mismo. Capítulo II - Marco de Referencia: Alberga la información técnica y referencial de la empresa y el departamento en el que se desarrolló la práctica profesional, describiendo sus características, estructura y funcionamiento general, además del glosario de términos. Capítulo III - Aspectos Procedimentales: Describe el tipo de investigación, el método de análisis y los procedimientos empleados para la obtención y desarrollo de la información. Capítulo IV – Resultados: Presenta los resultados obtenidos durante el desarrollo de las distintas actividades en el proceso de investigación, incluyendo los análisis del cumplimiento de cada objetivo planteados. En último lugar se encuentran las Conclusiones, Recomendaciones, Referencias Bibliográficas y Anexos.

XV

CAPITULO I

EL PROBLEMA En el siguiente capítulo se estudiará las distintas razones por las cuales se ha determinado la necesidad de la evaluación de este proyecto en el Grupo Empresarial INMASERCA, ubicada en la ciudad de Pariaguán, Estado Anzoátegui. A continuación se describirá el problema, los objetivos, la justificación y el alcance para la realización de este proyecto de investigación.

1.1 Planteamiento del Problema El petróleo ha sido la fuente de energía más importante en todo el mundo, por tal motivo, uno de los grandes retos enfrentado por la industria petrolera en el ámbito mundial es incrementar las reservas existentes de crudo. La implementación de los variadores de frecuencia ha ido aumentando progresivamente en los últimos años debido a su gran utilidad en los métodos de levantamiento artificial, este es un equipo diseñado para variar la velocidad de los motores de corriente alterna a través de la frecuencia con lo cual se puede cambiar el caudal, la altura de columna dinámica o ambas dependiendo de las aplicaciones sin modificar el equipo en el fondo del pozo. A su vez, puede ser programado para situaciones especiales tales como fluctuaciones extremas de la carga del motor, arranque suave, entre otras. Entre los sistemas de bombeo usados para la extracción del crudo pesado y extrapesado es el de cavidad progresiva, el cual debe tener la posibilidad de variar su velocidad debido a las condiciones presentes en el pozo durante su funcionamiento. Es aquí cuando el variador de frecuencia LEROY SOMER MD2R entra en juego; ya que, conectado a la bomba de cavidad progresiva, permite la operación del pozo a diferentes velocidades de extracción, aumentando la 16

producción, manteniendo una alta eficiencia y confiabilidad, además de que su diseño es adecuado para trabajar en un entorno pesado, siendo ideal su aplicación en la industria petrolera. Por consiguiente, PDVSA ha decidido afrontar su necesidad de producción con equipos estáticos nuevos o re-manufacturados, los cuales reemplazarían aquellos con vida útil al límite o formarían parte de unidades nuevas para incrementar la producción y, a su vez, atender las demandas de las diferentes empresas petroleras que actualmente se encuentran funcionando alrededor de la Faja Petrolífera del Orino. Para tal fin, PDVSA cuenta con una base de operación ubicada en la zona sur del Estado Anzoátegui, específicamente en la localidad de Pariaguán contrata empresas como INMASERCA, considerada una de las mejores proveedoras de personal técnico, ingenieros, equipos, vehículos y herramientas para desarrollar proyectos empleados en las operaciones de producción petrolera a nivel mundial. INMASERCA provee variadores LEROY SOMER

MD2R estos equipos

permiten que el pozo sea más seguro, integrando funciones que corrigen el backspin en las bombas cuando son apagadas, protecciones por alto y bajo torque, capacidad de soportar micro-cortes, capacidad de hacer un arranque o re-arranque con la función de doble rampa; razón por la cual ninguna instalación que maneje este tipo de equipos debe carecer de manuales de operación que permita instalar, poner en marcha y prevenir accidentes o fallas. Partiendo de la situación anteriormente expuesta se generan las siguientes interrogantes: ¿Qué pasaría si no se cuenta con un manual práctico para la instalación de estos variadores?, ¿Qué problemas se pueden presentar si estos equipos no son instalados correctamente, bajo un procedimiento y normas de seguridad?, ¿Cómo se pueden disminuir los riesgos de instalación y aumentar la seguridad del usuario?, ¿Cuán eficiente es la aplicación de estos variadores en un área de producción petrolera?, ¿Mejorará la vida útil de los equipos, variador y pozo si se implementa un manual de operaciones?, ¿Cuáles son las premisas de instalación?, ¿Quién puede manipular estos equipos y bajo qué condiciones? 17

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo General Elaborar un manual de operaciones que abarque la instalación y puesta en marcha de variadores de frecuencia LEROY SOMER MD2R, en el Grupo Empresarial INMASERCA.

1.2.2 Objetivo especifico 

Realizar la lectura del manual técnico y guía de instalación para conocer el funcionamiento del equipo, el área dónde puede ser instalado y sus capacidades.



Establecer las acciones para la recepción del equipo en la base de operaciones de la empresa.



Establecer un formato de revisión e inspección del equipo.



Establecer un formato donde se comparen los resultados de las pruebas de cada equipo.



Instalar y realizar las pruebas en sitio del equipo en la base de operación para verificar su funcionamiento y almacenar los resultados.



Elaborar el

manual de operaciones del variador de frecuencia LEROY

SOMER MD2R

1.3 Justificación El Grupo empresarial INMASERCA está encargado recibir y comprobar la integridad del equipo, una vez hecho esto, procede a realizar las pruebas necesarias para verificar el correcto funcionamiento del mismo y, finalmente, ser entregado a un usuario o cliente final. El variador de frecuencia objeto del presente documento es un componente diseñado para ser incorporado en una instalación o una máquina

18

eléctrica y en ningún caso debe considerarse como un dispositivo de seguridad. Por tanto, es la responsabilidad del fabricante de la máquina, del diseñador de la instalación o del usuario el tomar las medidas necesarias respecto a las normativas en vigor y el programar los dispositivos que fuesen necesarios para garantizar la seguridad de los bienes y de las personas. El desarrollo del presente proyecto de investigación permitirá elaborar un manual de operaciones que abarque la instalación y puesta en marcha de variadores de frecuencia LEROY SOMER MD2R, con miras a satisfacer las necesidades que posee la empresa por establecer un método seguro y fácil de entender para que el usuario o cliente final se encuentre fuera de riesgo y cumpla con las normativas de seguridad. La correcta instalación y arranque del variador, así como también la configuración de sus parámetros y estándares exigidos por el cliente garantizaran un funcionamiento óptimo dentro del área que se emplee: Petrolera, industrial, eléctrica, entre otros. Como también mayor vida útil de los equipos, tanto motorbomba como variador, mayor tiempo de operación sin fallas y confiabilidad. El presente trabajo de pasantías busca beneficiar tanto a la empresa, como al usuario final. En el primer caso, evita que la empresa realice visitas técnicas para la instalación, puesta en marcha o posibles fallas; y en el segundo caso, es una guía directa al usuario que le sirve como herramienta principal para que, por sí mismo, pueda instalar y poner en marcha el equipo, evitando para ambos casos: costos adicionales, transporte de personal, esfuerzo hombre y horas de trabajo.

1.4 Alcance El presente proyecto se realiza en el Grupo Empresarial INMASERCA. La realización del mismo se verá limitada por el tiempo de duración del periodo de práctica profesional; el cual es de cuatro (4) meses iniciando el 21/06/2016 y culminando el 21/10/2016. Durante este periodo se tiene planteado realizar 19

instalaciones de variadores de frecuencia LEROY SOMER MD2R, realizar pruebas de aceptación en sitio que luego serán tabuladas en un formato, elaborar informes diarios de trabajo, estudiar y recolectar información necesaria para la elaboración del trabajo de pasantías.

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CAPITULO II

MARCO DE REFERENCIA Este capítulo abarca todo lo relacionado a las generalidades del Grupo Empresarial INMASERCA, en la cual se realiza este trabajo de pasantía, además, las bases teóricas donde se definen todos los conceptos aplicados para esta investigación.

2.1 Descripción de la empresa Fundada en el 2002 en Doral, Florida, INMASERCA es un grupo empresarial con personal técnico, ingenieros, equipos, vehículos y herramientas para desarrollar proyectos, abarcando desde la Ingeniería básica y obras civiles hasta la Implementación total y puesta en marcha de sistemas, analizando las distintas licitaciones para presentar una adecuada oferta comercial. Su sede principal está ubicada en centro empresarial de la ciudad de Maracaibo, Estado Zulia. Después de más de 16 años de arduo trabajo, hoy posee la experiencia necesaria, el personal altamente calificado y la representación de las marcas reconocidas alrededor del mundo. Compra y venta de toda clase de bienes, maquinarias, materiales y equipos para Instrumentación, temperatura, presión, fluidos, control, seguridad, mantenimiento, energía tradicional y alterna, electrónica, electricidad, válvulas, tuberías, conexiones, entre otros, conforman la amplia oferta de productos ofrece que INMASERCA ofrece con calidad certificada. Desarrolla nuevos negocios en un área tan importante y delicada como el sector salud, ofreciendo un catálogo amplio de productos, instrumentos y equipos

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médico-quirúrgicos, de protección médica y a pacientes, equipos respiratorios, nutrición, dietética y material médico descartable. Estas diversas líneas de trabajo traen consigo diferentes expectativas por parte de clientes y relacionados, asegurado mediante la Certificación de Calidad los procesos bajo normas internacionales ISO-9001:2008 por parte del órgano oficial venezolano FONDONORMA y avalada internacionalmente a través de IQNET. Además de consolidar posiciones en EE.UU y Venezuela, INMASERCA ha generado acciones para tener presencia en otros países, estableciendo oficinas en Panamá, Colombia y Perú.

2.2 Objetivo de la empresa Ofrecer al sector Industrial, Minero, Eléctrico, Petrolero y Gasífero, soluciones eficientes y oportunas a precios razonables, con criterio de negocios del tipo Ganar - Ganar.

2.3 Estructura organizativa INMASERCA posee una estructura básica de línea de mando constituida por Presidentes, Gerencias, Direcciones, Divisiones, Departamentos y Secciones. En la siguiente figura (Fig.1) muestra la estructura organizativa.

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Presidencia

Ingeniero QA/QC

Gerencia de Planificación y Control de Proyectos

Gerencia Administrativa

Contador (a)

Inspector SIHO-A

Coordinacion de RRHH y Relaciones Laborales

Cordinacion Tecnica Y Operativa

Ingeniero de Proyectos

Asistente Administrativo

Ingeniero de Procesos

Ingeniero Electronico

Figura N° 1 Estructura organizativa del Grupo Empresarial INMASERCA Fuente: Grupo Empresarial INMASERCA

2.4 Descripción del área de pasantías y trabajo asignado El área donde se aplicó el desarrollo de la investigación, se encuentra bajo la supervisión del Departamento de Proyectos, la cual, está conformado

por

profesionales encargados del desarrollo y sistematización de los mismos, por ende, las diferentes actividades van dirigidas de acuerdo, a los objetivos de la empresa, con el fin de brindar al cliente, comunidad y en general, los productos y servicios 23

de ingeniería, de tal forma, que el uso de sus recursos tanto el talento humano, materiales, y tecnológicos garantice un producto confiable y de calidad. El trabajo asignado para la investigación de pasantías consiste en recepción, pruebas de aceptación en sitio, puesta en marcha y soporte técnico de variadores de frecuencia Leroy Somer MD2R, en el cual, se evalúa las condiciones en las que opera el variador una vez instalado, tomando en cuenta las normas de Compatibilidad Electromagnética, Calidad de Energía IEEE-509, además, de las normas de licitaciones para las ofertas comerciales de PDVSA, entre otras, y de esta forma gestionar adecuadamente el mantenimiento, soporte técnico, incluyendo todos los recursos hacia estos equipos, pudiendo determinar de esta manera las posibles fallas o errores de funcionamiento en el mismo. 2.5 Ubicación geográfica INMASERCA cuenta con una base de operación ubicada en la ciudad de Pariaguán (Fig. 2) en donde se reciben los equipos y se realizan las pruebas en sitio, y así, atender las demandas de las diferentes empresas petroleras que actualmente se encuentran funcionando alrededor de la Faja Petrolífera del Orinoco (Fig.3).

Figura N° 2 Mapa de la región de Pariaguán. Fuente: Internet

24

Figura N° 3 Faja petrolífera del Orinoco y las diferentes empresas mixtas. Fuente: Internet

2.6 Descripción del proceso INMASERCA posee una logística de alto nivel, contando con equipos propios y personal altamente calificado, estudios conceptuales detallados acorde con las nuevas tendencias de la ingeniería moderna , instalación/desinstalación o adaptación de equipos de última generación, obras civiles asociadas a cada proyecto, instalación y suministro de equipos informáticos, redes y comunicaciones necesarios para el desarrollo de proyectos, generación de especificaciones de ingeniería, instalación y mantenimiento de los sistemas y equipos suministrados, optimización de consumos energéticos respetando estrictamente las normas medioambientales, energéticas y de seguridad establecidas. Dentro de los diferentes puntos de trabajo de esta empresa esta:

25

 Dedicados a la Asesoría Técnica y Servicios en Operación Este servicio contempla tanto las visitas a las instalaciones de producción como manejo de ciertos equipos del proceso. Conlleva el uso de equipos de medición tales como pinza amperimétrica, ohnmímetro, multímetro, megóhmetro, y herramientas mecánicas necesarias para los casos en que se ameriten como llaves, destornillador, ratchet (matraca), entre otros.

 Servicios de Elaboración de Proyectos e Ingeniería: Contempla el equipo de ingenieros de proceso, civiles, mecánicos, electricista e instrumentistas que desarrollan en oficina tareas de ingeniería. Eventualmente se realizan tareas de relevamiento de campo donde se programan visitas de inspección y mediciones de ciertos y determinados equipos.

 Servicios de mantenimiento: Integra, consolida y optimiza las prácticas de operación y mantenimiento de los equipos, sistemas e instalaciones. En los mantenimientos de equipos las herramientas son instrumentos de pruebas eléctricas, laptop, equipos electrónicos, grúas, brazos hidráulicos, personal con herramientas menores y conocimientos técnicos. 2.7 Glosario de términos 

Variador de frecuencia: Es un sistema para el control de la velocidad rotacional de un motor de

corriente alterna (AC) por medio del control de la frecuencia de alimentación suministrada al motor. Los variadores de frecuencia son también conocidos como drivers de frecuencia ajustable (AFD), drivers de CA, microdrivers o inversores.

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

Back-spin:

Es un fenómeno que ocurre en el pozo cuando el motor se detiene, ya sea por falla o por decisión del operador, produciendo una descarga en la columna de fluido de la cabilla, la cual inicia un giro en sentido contrario. Su traducción literal es giro en reversa.



Puesta en marcha:

Es un proceso que sirve para asegurar que las distintas partes de un sistema involucradas en el proyecto se desenvuelvan según las especificaciones del cliente.



Protección eléctrica: Se utilizan en los sistemas eléctricos de potencia para evitar la destrucción

de equipos o instalaciones por causa de una falla que podría iniciarse de manera simple y después extenderse sin control en forma encadenada. Los sistemas de protección deben aislar la parte donde se ha producido la falla buscando perturbar lo menos posible la red, limitar el daño al equipo fallado, minimizar la posibilidad de un incendio, minimizar el peligro para las personas, minimizar el riesgo de daños de equipos eléctricos adyacentes. 

Normas IP: El grado de protección IP hace referencia a la norma internacional IEC 60529

Degrees of Protection utilizado con mucha frecuencia en los datos técnicos de equipamiento eléctrico o electrónico, en general de uso industrial como sensores, medidores, controladores, etc. Especifica un efectivo sistema para clasificar los diferentes grados de protección aportados a los mismos por los contenedores que resguardan los componentes que constituyen el equipo.

27



Microcorte: Son disturbios en la onda de voltaje con una duración menor a medio ciclo

(0.5 ciclos). Su efecto incluye la perdida completa de voltaje en menos de un ciclo. Estos disturbios pueden ser periódicos ya que ocurren como resultado de la carga de algún banco de capacitores. 

Auto reset: Es una función que se programa en los variadores para que puedan arrancar

de manera automática ajustando sus parámetros. 

Rampa: La aceleración del motor se controla mediante una rampa de aceleración

línea. Es una función que permite elegir el tiempo de aceleración y desaceleración adecuado para la aplicación. Cuando se desconecta un motor, su desaceleración s debe únicamente al par resistente de la maquina (desaceleración natural). Los variadores permiten controlar la desaceleración mediante una rampa lineal.

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CAPÍTULO III

ASPECTOS PROCEDIMENTALES En este capítulo se presentan todas la actividades, métodos e instrumentos empleados para obtener la información necesaria

para poder desarrollar

exitosamente cada uno de los objetivos planteados para esta investigación. 3.1 Actividades ejecutadas Durante el período de pasantía se plantearon y siguieron una serie lógica de actividades las cuales ayudaron para desarrollar exitosamente los objetivos planteados al inicio de la investigación, estas son las siguientes: 1. Asistir a una inducción en la empresa de Seguridad e Higiene Industrial. 2. Incorporación al área de trabajo y lectura de los procedimientos de trabajos seguros, esto con la finalidad de familiarizarse con los contratistas y personal propio del Grupo Empresarial INMASERCA. 3. Visita a la base de operación con el tutor industrial y el resto de los miembros de la empresa, para familiarizarse con los equipos. 4. Revisión de Códigos, manuales y planos, para tener conocimiento claro de las actividades a desarrollar, referentes al diseño del equipo. 5. Búsqueda y recopilación de información acerca del equipo y sus elementos. 6. Visita a la base de operación, con el fin de inspeccionar el equipo a tratar para lograr saber las características y condiciones del equipo a realizar las pruebas de aceptación en sitio.

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7. Registro fotográfico del variador de frecuencia. 8. Formulación del anteproyecto para establecer el problema, objetivo general, objetivos específicos, justificación y alcance de la investigación. 9. Elaboración de plan de rediseño según diagnósticos de inspección. 10. Se ejecutaron cálculos de ingeniería con la finalidad de fijar la capacidad del equipo. 11. Formulación de conclusiones y recomendaciones. 3.2 Técnicas e instrumentos para la recolección de datos Para desarrollar esta investigación se utilizaran las siguientes técnicas: 

Observación: Sabino (1978) plantea que “la observación puede definirse como el uso sistemático de nuestros sentidos, en la búsqueda de los datos que necesitamos para resolver un problema de investigación” (p.105). Esta técnica permite familiarizarse con la empresa de estudio, lo cual permite definir los datos más importantes recolectados para mantener una relación directa con el problema de investigación.



Entrevista: Sabino (1978) plantea “la entrevista es una forma específica de interacción social en la cual mediante un dialogo peculiar, asimétrico, donde una de las partes busca recoger informaciones y la otra se nos presenta como fuente de estas informaciones” (p.112). Se realiza con la finalidad de recoger continuamente la información necesaria para el desarrollo de la investigación y mantener un contacto directo con el personal que opera en la empresa.



Revisión de documentación: Se llevó a cabo para tener información acerca de las diferentes características del equipo y de los conceptos y puntos clave a tomar en cuenta para desarrollar un buen diagnóstico del remolque. Se

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revisaron manuales, textos, informes técnicos, planos y artículos de internet entre otros. Para poder llevar a cabo las técnicas antes mencionadas fueron necesarios una serie de instrumentos a saber. Recursos físicos: 

Libreta de apuntes y lápiz.



Computador.



Cámara fotográfica.



Pinza amperimétrica.



Multímetro.

Recursos de protección personal: 

Lentes de seguridad.



Casco.



Botas de seguridad.



Guantes de seguridad



Braga de seguridad. 3.3 Procesamiento de información Se realizó observación visual con la finalidad de recopilar la información

requerida para evaluar las características de diseño del remolque, las cuales son de vital importancia para la presente investigación. La información fue manipulada y procesada de la siguiente manera: 1. Primero se obtuvo información del equipo a través de observación directa y apuntes tomados en la base de operación de las características presente en el variador de frecuencia.

31

2. Una vez aclarado cada componente del variador de frecuencia se elaboró un plan de evaluación y pruebas en sitio basado en las características del equipo. 3. Con todo esto finalizado, los resultados se pasaron a la empresa para hacer la presentación formal. Todo esto fue facilitado a través del uso de los programas de software tales como Microsoft Word, Microsoft Excel, Autodesk AutoCAD; al igual que Adobe Reader. 3.4 Análisis de la información Una vez aplicadas las técnicas e instrumentos para la recolección de información de datos se procederá a realizar un análisis de tipo lógico, dando respuesta al problema de investigación planteada.

32

CAPITULO IV

RESULTADOS

4.1 instrucciones de seguridad y uso para los variadores de velocidad 4.1.1 Generalidades Según el grado de protección, los variadores de velocidad pueden incluir, durante su funcionamiento, partes en movimiento y superficies calientes. La retirada injustificada de las protecciones, la utilización incorrecta, la instalación defectuosa o una maniobra no adecuada pueden conllevar graves riesgos para las personas y los bienes. Para información adicional, consulte la documentación. Todos los trabajos de transporte, instalación, puesta en marcha y mantenimiento deben ser llevados a cabo por personal cualificado y autorizado (consulte CEI 364 o CENELEC HD 384, o DIN VDE 0100, así como las prescripciones nacionales de instalación y de prevención de accidentes). En estas instrucciones de seguridad básicas, se entenderá por personal cualificado aquellas personas competentes en las áreas de instalación, montaje, puesta en marcha y operación del producto y que posean las cualificaciones correspondientes a sus actividades. 4.1.2 Utilización Los

variadores de velocidad

son

componentes

diseñados para ser

incorporados en instalaciones o máquinas eléctricas.

33

Si se incorporan en una máquina, queda prohibido ponerlos en marcha salvo que se haya verificado que la máquina cumpla las disposiciones de la Directiva 89/392/CEE (directiva máquina). Se debe respetar la norma EN 60204 que estipula que los actuadores eléctricos (de los cuales forman parte los variadores de velocidad) no pueden considerarse dispositivos de corte y menos aún de interrupción. No se permitirá su puesta en marcha salvo que se respeten las disposiciones de la Directiva sobre la compatibilidad electromagnética (89/336/CEE, modificación 92/31 /CEE). Los variadores de velocidad respetan las exigencias de la Directiva de Baja Tensión 73/23/CEE, modificación 93/68/CEE. Se les aplican las normas armonizadas de la serie DIN VDE 0160 en conexión con la norma VDE 0660, parte 500 y EN 60146/VDE 0558. Las características técnicas y las indicaciones con respecto a condiciones

de

conexión

según

la

placa

de identificación

las y

la

documentación suministrada deben respetarse obligatoriamente. 4.1.3 Transporte, almacenamiento Se deben respetar las indicaciones respecto al transporte, el almacenamiento y el correcto mantenimiento. Se deben respetar las condiciones climáticas especificadas en el manual técnico. 4.1.4 Instalación La instalación y la refrigeración de los aparatos deben corresponderse con las prescripciones de la documentación suministrada con el producto. Los variadores de velocidad deben ser protegidos contra cualquier carga excesiva. En especial, debe evitarse la deformación de piezas y/o la modificación de las distancias de aislamiento de los componentes durante el transporte y el mantenimiento. Evite tocar los componentes electrónicos y las piezas de contacto.

34

Los variadores de velocidad contienen partes sensibles a cargas electrostáticas que pueden dañarse fácilmente por un manejo inadecuado. Los componentes eléctricos no deben dañarse o destruirse mecánicamente (posibles riesgos para la salud). 4.1.5 Conexión eléctrica Cuando se lleven a cabo trabajos en el variador de velocidad cuando está en tensión, se debe respetar la legislación nacional respecto a la prevención de accidentes. La instalación eléctrica debe llevarse a cabo de acuerdo con las normativas en vigor (por ejemplo, sección de los cables, protección contra cortocircuitos mediante fusibles, conexión del cable de protección). Puede hallarse información más detallada en la documentación. Las indicaciones referentes a una instalación conforme a las exigencias de compatibilidad electromagnética, como el blindaje, toma de tierra, presencia de filtros y colocación adecuada de cables y conductores, figuran en la documentación que acompaña a los variadores de velocidad. Es preciso respetar siempre estas indicaciones, incluso cuando el variador de velocidad lleve la etiqueta CE. El respeto de los valores límites impuestos por la legislación sobre la CEM es responsabilidad del fabricante de la instalación o de la máquina. 4.1.6 Funcionamiento Las instalaciones que incorporen componentes variadores de velocidad deben disponer de los dispositivos de protección y de control adicionales requeridos por las normativas de seguridad aplicable, tales como la ley sobre el material técnico, las normativas para la prevención de accidentes, etc. Se admiten modificaciones. Después de desconectar el variador de velocidad, no deben tocarse inmediatamente las partes activas del aparato ni las conexiones de alimentación, ya que algunos de sus condensadores pueden estar cargados. Con tal fin, deben respetarse las advertencias que figuran en los variadores de velocidad.

35

Durante el funcionamiento, todos los accesos y

protecciones deben

mantenerse cerrados. 4.1.7 Mantenimiento Se debe seguir la documentación del fabricante.

4.2 Acciones para la recepción del equipo en la base de operaciones. 4.2.1 Comprobaciones al recibir el producto Comprobar que el armario haya sido trasportado verticalmente, pues, de lo contrario, corre el riesgo de estar dañando. Antes de proceder a la instalación del equipo, comprobar que: 

El variador no haya sido dañado durante el transporte.



Las indicaciones en la placa de características sean compatibles con la red de alimentación.

4.2.2 Placa de características

Figura N° 4 Ejemplo de placa de características. Fuente: Manual de instalación POWERDRIVER Variador de velocidad - LEROYSOMER

36

4.2.3 Denominación del producto

Figura N° 5 Ejemplo de la denominación del producto. Fuente: Manual de instalación POWERDRIVER Variador de velocidad – LEROYSOMER

4.2.4 Características de entorno

Tabla N° 1 característica de entorno para el variador de frecuencia. Características Protección

Nivel IP21 (IP54 opcional) -25°C a +60°C

Temperatura de

12 meses como máximo, para más tiempo es

almacenamiento y

necesario poner el variador (potencia y electrónica)

transporte

bajo tensión durante 24 horas, cada 6 meses

Temperatura de

-10*C a +40°C, hasta +50°C con desclasificación

funcionamiento

37

Según la CEI 60721-3-3: Clasificación de las condiciones medioambientales

Clasificación biológica según el tipo 3B1. Clasificación de las sustancias activas químicamente según el tipo 3C2. Clasificación de las sustancias activas mecánicamente según 3S2.

Humedad relativa

Según norma CEI 60068-2-56. < 90% sin condensación ≤ 1000 m sin desclasificación > 1000 m desclasificación de la temperatura de funcionamiento de 0,6°C cada 100m.

Altitud

Ej.: Para una altitud de 1300 m, deben tornarse en cuenta las características eléctricas para una temperatura ambiente de [40°- (3 x 0.6°)] = 38,2°C. Según norma CEI 60068-2-6

Vibraciones

Producto no embalado : 2m/s2 (9-200Hz), 0,6mm (29Hz) Producto embalado : 10m/s2 (9-200Hz), 3mm (2-9Hz)

Golpes

Producto embalado: según la norma CEI 60068-2-29.

Presión atmosférica

700 a 1060 hPa

Ciclo de temperatura

Según la norma CEI 60068-2-14 -10°C a +40° C, 5 ciclos

Fuente: Manual de instalación POWERDRIVER Variador de velocidad – LEROYSOMER

38

4.2.5 Elevación y manipulación 

El centro de gravedad puede situarse en altura y/o estar excentrado, pero hay que tener cuidado con el riesgo de vuelco del armario.



Compruebe que los medios de manipulación se adapten a la masa que se va a manejar.



Los accesorios de elevación suministrados se destinan únicamente a la manipulación

del

armario.

Si

se

realizan

otras

manipulaciones

posteriormente, es necesario verificar el estado de conservación de estos accesorios de elevación. 

La elevación debe efectuarse sin techo. Los equipos de Tipo IP54 se entregan con los raíles o anillos de elevación

montados. Para la elevación del armario, seguir las instrucciones siguientes. Luego, se realiza el montaje del techo.

Figura N° 6 Elevación del equipo. Fuente: Manual de instalación POWERDRIVER Variador de velocidad - LEROYSOMER

39

4.2.6 Procedimiento de montaje y desmontaje del techo 

Desmontaje

1 - Desmontar los 4 anillos o los 2 raíles de elevación. 2- Presentar el cajón de techo según los esquemas siguientes. Las caras laterales sin deflectores se montan frente a frente y la cara posterior del variador non tendrá deflectores. 3 - Atornillar a través del cajón de techo los tornillos M12 entregados con tal fin. 4 - Ajustar el cajón de techo para optimizar la estanqueidad. 5 - Apretar de manera definitiva los tornillos de fijación (par de apriete: 20 N.m). 

Remontaje

Seguir el procedimiento inverso.

Figura N° 7 Montaje y desmontaje del techo del equipo. Fuente: Manual de instalación POWERDRIVER Variador de velocidad – LEROYSOMER

40

4.2.7 Precauciones durante la instalación 

Los variadores se deben instalar protegidos contra los polvos conductores, los gases corrosivos, las caídas de agua y cualquier fuente de condensación. Prohibir el acceso al personal no habilitado.



Después de conectar la potencia, vuelva a situar las placas pasacables que pueden estar situadas en el fondo del armario, para evitar la introducción de cuerpos extraños.

4.3 Protocolo de recepción: revisión e inspección del equipo 4.3.1 Mecánica 

Revisar la integridad de la caja externa. Verificar: Golpes, rasguños.



Verificar que las llaves de seguridad estén presentes.



Revisar la integridad de la caja interna. Verificar: Componentes fijos, cables desordenados.



Revisar documentos del equipo: gráficos, manuales.



Verificar que las etiquetas de riesgo eléctrico estén presenten.



Verificar que las etiquetas de clasificación de componentes estén presente.



Comprobar que este la conexión equipotencial a tierra.



Verificar que la distribución interna esté según lo indiquen los gráficos.

4.3.2 Eléctrica (desenergizado) 

Comprobar que las etiquetas de seguridad eléctricas sean las aprobadas actualmente.



Revisar la integridad del cableado y conexiones.



Revisar la integridad de la caja de empalme y bornera de conexiones.



Verificar el interruptor principal de mando telescópico.

41



Verificar los fusibles de control.



Posición de los fusibles según los planos. 4.3.3 Eléctrica (energizado)



Comprobar que todos los interruptores de control estén en posición off.



Comprobar que la posición F8 en el tablero de fusibles tenga 480V.



Verificar el interruptor principal.



Identificar Q2 y comprobar 230Vac en el circuito de tensión de control.



Identificar Q3 y comprobar 120Vac en el circuito de tensión de control.



Graficar la curva de carga del Bus DC.



Introducir datos del motor.



Verificar todos los interruptores de control.



Arrancar el motor y anotar los valores: Medida de suministro de energía, medida del Bus DC, medida de la salida del inversor. 4.4 Pruebas en sitio (SAT) 4.4.1 Conexiones



Todas las operaciones de conexión deben llevarse a cabo respetando la legislación vigente del país donde se instale. Esto incluye la toma de tierra o masa con el fin de asegurarse que ninguna parte del variador que queda accesible directamente pueda estar a la tensión de la red o a cualquier otra tensión, lo cuál podría ser peligroso.



Las tensiones de los cables o de las conexiones a la red, del motor, de la resistencia de frenado o del filtro pueden provocar descargas eléctricas mortales. Evitar siempre el contacto físico.



El variador debe alimentarse a través de un dispositivo cortacircuitos para poder cortar la tensión de manera segura.



La alimentación del variador debe estar protegida contra sobrecargas y cortocircuitos.



La función de parada del variador no proporciona protección contra tensiones elevadas en los bornes. 42



Asegúrese que la tensión del bus continuo es inferior a 40V antes de intervenir (el LED de indicación de puesta en tensión de la placa de control tiene que estar apagado).



Verificar la compatibilidad en cuanto a tensión y a corriente entre el variador, el motor y la red.



Después de funcionar, puede ser que el radiador esté muy caliente, limitar el contacto físico (70°C).

4.4.2 Ubicación de bornes

On/Off

Caja de bornes de entrada.

Parada de emergencia

Caja de bornes de salida.

Figura N° 8 Variador de frecuencia LEROY SOMER MD2R. Fuente: Elaboración propia.

43

Instrumento de medición de tensión y corriente

Puesta a tierra Tres fases: R, S, T

Figura N° 9 Caja de bornes de entrada. Fuente: Elaboración propia.

Figura N° 10 Placa características del generador usado para las pruebas. Fuente: Elaboración propia.

44

Barra de tierra común Módulo de control T/C 110Vac

Aislante galvánico Salida de motor 1

Salida de motor 2

Figura N° 11 Caja de bornes de salida. Fuente: Elaboración propia.

Figura N° 12 Placa características del motor usado para las pruebas. Fuente: Elaboración propia.

45

Figura N° 13 Terminal de anillo. Fuente: Elaboración propia.

Las borneras usan terminales de anillos, estos son colocados y ajustados con tuercas. Para la bornera de entrada se usan tuercas de 11/16 pulgas y para la salida se usa de 1/2 pulgadas.

4.4.3 Protocolo de pruebas de funciones Para realizar las pruebas de las funciones y guardar el registro de todos los equipos probados se usó el programa facilitado por el fabricante MDX-Soft; el cual, puede ser instalado en un computador con sistema operativo Windows, lo siguientes es conectar a través del puerto de comunicación o aislante galvánico del variador de frecuencia el computador. Igualmente se usaron herramientas de Windows como Excel, Word, Adobe Acrobat, Recortes.

La herramienta MDX-Soft, permite varias opciones para el usuario, desde crear o abrir un archivo con datos del equipo, hasta entrar en modo supervisión sin modificar los valores que tenga por defecto o que hayan sido modificado por otro usuario. En las siguientes figuras se presenta la interfaz de usuario (Fig.14), de igual manera, para fines de pruebas se utilizó el modo solo supervisión, con la función de gráficos (Fig.15).

46

Opciones de usuario

Funciones Idiomas

Figura N° 14 Interfaz de MDX-Soft. Fuente: MDX-Soft

La función grafico permite visualizar hasta cuatro (4) funciones del equipo, así como también modificar el intervalo de tiempo y guardar la imagen de la curva.

Entrada de función para graficar Nombre de la función

Resultado

Graficar Opciones rápidas

Intervalo de tiempo Registro y guardar imagen curva

Figura N° 15 Función de grafica en MDX-Soft. Fuente: MDX-Soft

47

En el panel de mando se encuentra los botones físicos para poner en marcha o parada el motor, reiniciar el equipo, un indicador luminoso para fallas y el dispositivo HMI, donde se puede acceder a las funcionalidades del variador.

Indicador de fallas

Reset Parada / Marcha

HMI Potenciómetro

Figura N° 16 Panel de mando. Fuente: Elaboración propia.

Una vez arrancado el variador de frecuencia, en la HMI se presenta una interfaz de usuario donde se puede acceder a diferentes opciones (Fig.17); Estas funciones son: 

Parámetros: Puede configurar las características del motor conectado al equipo,



Accesorios: En ella se puede visualizar los historiales de arranque, parada y protecciones,



Funciones: Permite configuran las diferentes funciones del variador (Fig.18).

48

Figura N° 17 Interfaz HMI. Fuente: Elaboración propia.

Igualmente, esta interfaz permite visualizar las configuraciones realizadas, ver en tiempo real la velocidad en rpm del motor y su referencia, cambiar el tipo de unidades por defecto a unidades del cliente, torque del motor, relación de polea, frecuencia, tensión de la red, fallas, entre otros.

Cuando ocurre una falla en el variador se muestra en pantalla una barra roja con el nombre de la falla, el equipo puede ser reiniciado automáticamente (si fue configurado) o tocando el botón rojo en la interfaz de la HMI.

49

Figura N° 18 Funciones del variador de frecuencia LEROY SOMER MD2R. Fuente: Elaboración propia.

Antes de iniciar, hay que verificar que el botón de para de emergencia se encuentre en off, luego, girar la manilla de encendido hasta llegar a la posición On.

A continuación se muestra el protocolo de pruebas realizado al variador de frecuencia LEROY SOMER MD2R, número de serial 215420002031:

Grafica de la curva de carga del bus DC Luego de ser instalado y conectado al generador se procede a encender el equipo para cargar el Bus DC. La grafica se obtiene usando la función: 05.05 – Azul: Tensión del Bus DC (738V)

50

Figura N° 19 Carga del Bus DC. Fuente: MDX-Soft

Medida del suministro de energía L1-L2: 480.8 V

L2-L3: 481.3 V

L1-L3: 480.6 V

L1-PE: 277.3 V

L2-PE: 277.8 V

L3-PE: 278.1 V

Medida del Bus DC UDC: 738 v Medida de la salida del inversor En esta parte de la prueba se registra una velocidad de referencia que deberá alcanzar el variador con el motor conectado; esta velocidad de referencia puede ser introducida en la HMI del equipo o a través del software MDX-Soft. U-V: 238.0 V Nref: 602 rpm

V-W: 238.4 V Nmotor: 602 rpm

U-W: 237.9 V f: 30.10 Hz

I: 34 A

51

Pruebas de las funciones del equipo

Protección por alto torque: Se configura una corriente que al ser sobrepasada causa la activación de la protección de alto torque, también pueden ser configuradas los intervalos de rearranque. Para este caso se usó un intervalo de 10 segundos y 5 rearranques.

N: 600 rpm

Is: 20 A

I: 34 A

La corriente Is es la corriente que se configura para que la protección sea activada. Como se puede observar Is es menor a I de entrada por lo que la protección se deberá activar de manera correcta. Esto es para pruebas; cuando se trata de una carga de trabajo por lo general esta corriente Is está entre los 100 – 120A.

Microcorte: Arrancar el motor a una velocidad deseada después de simular perdida de energía momentaria en la red de alimentación. Para obtener la gráfica se usaron las siguientes funciones: 18.08 – Marrón: Tensión de entrada (480V). 05.04 – Verde: Velocidad real del motor. 01.01 – Rojo: Velocidad de referencia (600 rpm). 05.05 – Azul: Tensión del Bus DC (738V)

52

Figura N° 20 Función Microcorte. Fuente: MDX-Soft

Como se puede observar en la gráfica, después de ocurrir una desconexión de la red de alimentación corta o un microcorte (segundo 56), el variador tiene la capacidad de realizar un rearranque una vez la energía es reestablecida (segundo 59).

Doble rampa: Se configura los parámetros de doble rampa, se arranca el equipo y luego se procede a verificar que el motor llegue a las velocidades de referencia programadas. Para obtener la gráfica se usaron las siguientes funciones: 05.04 – Verde: Velocidad real del motor. 01.01 – Rojo: Velocidad de referencia (vref1: 50 rpm y vref2: 600 rpm). 05.05 – Azul: Tensión del Bus DC (738V)

53

Figura N° 21 Doble Rampa. Fuente: MDX-Soft

Como es evidente, el variador cumple con la función doble rampa. Se configuró una velocidad inicial de 50 rpm que serían alcanzados por el motor en un intervalo de 20 segundos, se mantiene a esa velocidad durante 20 segundos más, luego aumenta su velocidad progresivamente hasta llegar a los 600 rpm en un intervalo de 20 segundos, por último se corta la energía de la red y se comprueba que el variador de la orden al motor de mantener la velocidad de referencia inicial. Todo esto con el fin de comprobar la función; estos valores de referencias de velocidad y tiempo pueden ser configurados para adaptarse a una carga deseada. Auto reset: Esto forzará al variador cuando presente sobrecarga, el equipo se reiniciará por sí mismo y sin problemas

54

4.5 Tablas de resumen de Pruebas en Sitio realizadas a otros equipos

Tabla N° 2 Medida de la salida del inversor y Bus DC. Medida de la salida del inversor

Bus Serial

Modelo

DC (V)

U-V

V-W

U-W

Nref

Nmotor

F

I

(V)

(V)

(V)

(rpm)

(rpm)

(Hz)

(A)

238.4 237.9

602

602

30.10

34

215420002031

MD2R

738

238

215420002032

MD2R

732

238.4 238.4 239.7

600

600

30

34

215420002033

MD2R

732

238.4 238.4 239.7

600

600

30

34

215420002034

MD2R

732

238.4 238.4 239.7

600

600

30

34

215420002035

MD2R

734

238.2 238.2 238.2

602

602

30.10

34

215420002036

MD2R

732

238.4 238.4 239.7

600

600

30

34

215440000557

MD2R

734

238.1 237.4

602

602

30.10

34

215440000558

MD2R

737

236.4 236.1

600

600

30

34

215440000559

MD2R

738

239.2 238.8 239.2

602

602

30.05

34

215440000560

MD2R

730

600

600

29.98

31

236

238

238

238.1 238.3

Fuente: Elaboración propia

55

Tabla N° 3 Pruebas de las funciones del equipo. Alto

Doble

Auto

rampa

reset

OK

OK

OK

OK

OK

OK

OK

MD2R

OK

OK

OK

OK

215420002034

MD2R

OK

OK

OK

OK

215420002035

MD2R

OK

OK

OK

OK

215420002036

MD2R

OK

OK

OK

OK

215440000557

MD2R

OK

OK

OK

OK

215440000558

MD2R

OK

OK

OK

OK

215440000559

MD2R

OK

OK

OK

OK

215440000560

MD2R

OK

OK

OK

OK

Serial

Modelo

215420002031

MD2R

OK

215420002032

MD2R

215420002033

torque

Microcorte

Fuente: Elaboración propia

56

CONCLUSIONES



Se establecieron las acciones de recepción del equipo donde se recibió el producto, verificó la integridad del empaque interno y externo al igual que la integridad del variador de frecuencia dentro de las instalaciones de la base de operaciones de la empresa.



Se estableció un formato y se llevó acabo un protocolo de revisión e inspección del equipo el cual se divide en tres partes: Mecánica, Eléctrica desenergizada y Eléctrica energizada.



Se estableció un formato de comparación de pruebas para los equipos probados en la base de operación, los cuales, fueron registrados en dos tablas comparativas que engloban tanto el protocolo de inspección y revisión como el protocolo de prueba de funciones del variador de frecuencia.



Se realizaron las pruebas en sitio (SAT) a los variadores de frecuencia, siguiendo los procedimientos de instalación y puesta en marcha establecidos por el fabricante asegurando la parametrización específica y de esta manera se verificó en el correcto funcionamiento del equipo.



Se tomó registro de cada prueba realizada en los equipo, luego se almacenaron los resultados obtenidos y verificados con la matriz técnica de la empresa.

57

RECOMENDACIONES



Todas las operaciones referentes a la instalación, la puesta en marcha y el mantenimiento deben llevarse a cabo por personal cualificado y autorizado.



Cuando un error detectado por el variador causa la desconexión del mismo, pueden persistir tensiones mortales residuales en los bornes de salida y en el variador, por tanto se recomienda evitar el contacto físico con el mismo hasta que se haga la desenergización del equipo.

 No realice ningún tipo de manipulación sin haber abierto y enclavado la alimentación del variador y sin que hayan transcurrido al menos 10 minutos para la descarga de los condensadores (Bus DC). 

Asegúrese de que la tensión del bus continuo es inferior a 40V antes de intervenir.

 Durante las operaciones de mantenimiento con el variador conectado, el operador debe situarse en una superficie aislante no conectado con la tierra.  Cuando se trabaje con un motor o con sus cables de potencia, asegurarse de que la alimentación del variador correspondiente está desconectada y enclavada.  Todas las cubiertas de protección deben estar en su sitio durante las pruebas.

58

BIBLIOGRAFÍA



Calos Sabino (1978). El Proceso de Investigación. Ed. Panapo, Caracas, 1992, 216 págs.



Diseño de instalaciones de levantamiento artificial por bombeo de cavidades progresivas (BCO). Universidad del Zulia (LUZ), Maracaibo, Venezuela.



BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE, ECONOM/CO Y EFECTIVO PARA LEVANTAR ALTOS VOLUMENES DE FLUIDOS. Gerencia General de Estudios integrados Occidente. Gerencia de Esquemas de Explotación. Métodos de Producción. Enero 2015.



LEROY-SOMER.

Manual

de

instalación.

3902

es

–

2009.01

/d.

POWERDRIVER variador de velocidad. MOTEURS LEROY-SOMER 16015 ANGOULÊME CEDEX – FRANCE. 

Installation guide POWERDRIVER MD2Rb60T to 1400T, 270 TH to 1500 TH. Active Front Eend high-power free-standing drive solution. 4948 en – 2015.06 /b. EMERSON Industrial Automation.



Commissioning manual POWERDRIVER MD2/FX. 4617 en – 2015.04 /d. EMERSON Industrial Automation.

59

ANEXO

60

Interior del Variador de frecuencias

Bus DC

LEROY SOMER MD2R

61

Motor usado para las pruebas

Control del Bus DC

62

Vista superior de BCP

Zona de instalación de variadores de frecuencia

63

Formato del protocolo de recepción de variadores de frecuencia establecido por la empresa (1/2)

64

Formato del protocolo de recepción de variadores de frecuencia establecido por la empresa (2/2)

65