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• Renzo Nonajulca Hurtado

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• Uso eficiente de la energía
• Energía solar
• Cantidades físicas
• Electromagnetismo
• Energía eléctrica

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ISBN 978-612-4072-35-2

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Reynaldo Villanueva Ure

Auditoría de sistemas

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electromecánicos

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Universidad Nacional de Ingeniería Editorial Univer;itaria

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41

índice Rector: Primer Vicerrector: Segundo Vicerrector:

Dr.Ing. Aurelio Padilla Rros Geol, José S. Martínez Talledo

MSc. Ing.Walter ZaldívarÁlvarez

Primera edición, diciembre de 2012

Prólogo Agradecimientos Introducción

Auditoría de sistemas electromecánicos

Capítulo 1

Impreso en el Perú / Printed in Peru

SITUACIÓN DEL SECTOR ELÉCTRICO PERUANO

© ReynaldoVlllanueva Ure Derechos reservados

Situación actual

© Derechos de edición

Universidad Nacional de Ingeniería Editorial Universitaria

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Av.TupacAmaru 210, Rimac- Lima Pabellón Central/Sótano Telf.:481-4196/481-1070 anexo 215 Correo-E:[email protected] Jefe EDUNI:Prof.Álvaro Montaña Freire Coordinador Editorial:Nilton Zelada Minaya

Impreso en la imprenta de la Editorial unlversltarta de la Universidad Nacional de Ingeniería ISBN:978-612-4072-3S-2 Hecho el Depósito Legalen la Biblioteca Nacional del Perú N"2012-16902 Prohibida la reproducción de este libro por cualquier medio, total o parcialmente, sin permiso expreso de los autores.

Sistema eléctrico interconectado nacional Generación eléctrica Transmisión eléctrica Energía renovable Evolución de la demanda Balance oferta - demanda Premisas para el balance oferta - demanda Proyección de la demanda Energía Potencia . Principales cargas Proyectos en generación y transmisión Generación Proyectos con centrales RER Transmisión Mercado eléctrico peruano Ley de Concesiones Eléctricas Diagnóstico de poder de mercado el caso peruano El rol de OSINERG en las actividades del subsector eléctrico Funciones de organismos reguladores Función supervisora Función reguladora Precio básico de potencia Tarifa de transmisión

25 27 29

31 31 32 32 32 33 35 35 36 36 36 37 38 38 39 39 39 41

42 43 45 45 45 45 46

•• •• •• •• •• •

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•• •• •• •• •

Auditoríade SistemasElectromecánicos

ReynaldoVilIanueva Ure

Tecnología y costos Centrales convencionales a) Centrales hidráulicas Situación actual del uso de la energía hidráulica Componentes de una central hidroeléctrica

Aspectos básicos Costos de transmisión

46 47 47

Sistema de precios Precio de barra Componentes del precio de barra

48 48 48

Precios de distribución . ., Estimación del valor agregado de distrlbuclOn

48 49

Sectores típicos Estructura de precios

49 49

Tipos de clientes

49

Libre Regulado ., Clientes en media (MT) Ybaja (BT) tensión Horas pun t a (HP) Y horas fuera de punta (HFP)

49 50 50 50

Periodo de facturación

50

Opciones tarifarias Función normativa Función fiscalizadora y sancionadora Función de solución de controversias

51 51 51 51

Función de solución de reclamos Función supervisora específica

51 51

Aportes por regulación Régimen laboral Campo específico de acción de OSINERGMIN

52 52 52

b) Centrales térmicas c) Centrales nucleares Centrales no convencionales a) Centrales eólicas b) Centrales solares Energía solar Situación actual del uso de la energía solar c) Centrales geotérmicas d) Centrales a biomasa e) Centrales mareo motrices f) Minicentrales hidráulicas Energía geotérmica Biomasa Energía mareomotriz El Estado pierde peso en el sector eléctrico En cifras ¿Qué hacer? Nuevas opciones Conclusiones

La energía ¿Porqué electricidad? Abastecimiento individual Servicio público de electricidad

53 53 53 53

Principa~s actividades

54

Situación en 1992 Causas frecuentes de interrupciones

54 54

MOdel~~:::~~~:~~:n

eléctrica en el Perú (actividades desintegradas)

Regulación tarifaria

Capítulo II MARCO LEGAL ELÉCTRICO PERUANO

~! 56

Electricidad ., . , y co stos de operaclOn Costos de ínversíon

-

y

58 60 60 61 62 62 66 68 68 69 74 74 75 75 75 75 75 76 77 78 79 80 81 81

57

83 83 83 84 84 86 86 87 88

Ley de Concesiones Eléctricas (Decreto ley N° 25844) I. Disposiciones generales Concesiones Autorización Il, Comisión de tarifas de energía lII. Concesiones y autorizaciones Obligaciones de los concesionarios Caducidad de la concesión IV. Comité de operación económica del sistema

5

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---------

ReynaldoVilJanueva Ure

V.

Sistema de precios de la electricidad Fijación de precios en barra Precios máximos de transmisión Precios máximos de distribución

VI. Prestación del servicio público de electricidad VII. Fiscalización VIII. IX. X. XI.

Garantías y medidas de promoción a la inversión Uso de bienes públicos y de terceros Disposiciones complementarias Disposiciones transitorias

I.

Reglamento de la Ley de Concesiones Eléctricas (DS N° 009-93-EM) Disposiciones generales

n. III.

Comisión de tarifas eléctricas Concesiones y autorizaciones Concesión temporal Solicitud de concesión definitiva Trámite de concurrencia de solicitudes Trámite de oposiciones Otorgamiento y contrato de la concesión definitiva Obligaciones de titulares de concesiones y autorizaciones Au torizaciones

IV.

Renuncia y caducidad de concesiones Comité de operación económica del sistema Aspectos generales Organización Procedimientos para la optimización de la operación Transferencias de potencia y energía

G

V.

Mantenimiento mayor de las unidades Información que elabora el COES Sistema de precios de la electricidad Precios máximos de generador a distribuidor de servicio público Precios máximos de transmisión Precios máximos de distribución Disposiciones diversas sobre tarifas

VI. Prestación del servicio público de electricidad VII. Fiscalización

88 89 90 90 91 92 92 93 94 95 95 95 96 97 98 98 98 99 99 100 101 101 102 102 102 104 105 106 106 108 108 110 111 111 112 114

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...

-

--

117 117 119

Capítulo III

,..

ASPECTOS A AUDITAR EN LAS EMPRESAS ELÉCTRICAS L

Objetivos de la auditoría

11, III.

Legislación y normatividad Metas de la auditoría

IV.

Metodología de la auditoría Aspectos a fiscalizar Operación Mantenimiento Conservación Seguridad

V.

aplicable

Medio Ambiente

121 121 122 122 123 123 125 125 126 127

Capítulo IV OPERACIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS INTERCONECTADOS Definiciones Condiciones generales Trabajos con circuitos energizados Reglas de trabajo en líneas y equipos energizados Conexión a tierra permanente Conexión a tierra temporal Diagramas de puesta a tierra Servidumbre de las instalaciones eléctricas Zonas de servidumbre para líneas de transmisión Distancias mínimas de seguridad Puertas y separadoras de celdas de alta y media tensión Instalación de barreras de cerco Tensión de paso Tensión de toque Secuencias de maniobras

-.

•

Auditoríade SistemasElectromecánicos VIII. Garantías y medidas de promoción a la inversión IX, Uso de bienes públicos)' de terceros X. Disposiciones complementarias

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129 130 132 132 133 133 135 137 137 138 139 139 140 142 143'

6 7

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z· ,-ReynaldoVillanueva Ure

Auditoría de Sistemas Electromecánicos

v,. 145 145 145 145 146 147 14'P 149 149 149 149 149 150

Secuencias lógicas para maniobras de sistemas eléctricos Secuencias lógicas para apertura de un circuito Secuencias lógicas para cierre de un circuito Las cinco reglas de oro de seguridad Prueba de tensión gradual Secuencia de eventos Cambio de sistemas de barras Protección de un sistema de potencia Generadores Transformadores Barra Líneas de transmisión Interruptor de acoplamiento

166

Cambio de unidades de alumbrado a) Lámparas fluorescentes compactas b) Lámparas de vapor de sodio de alta presión

166 166

c) Equipos fluorescentes eficientes

167

Ejemplo ¿Qué equipos se utilizan? Compensación en baja tensión Condensadores fijos Baterías de condensadores automáticos Principios y motivos del uso de la compensación automática El regulador Los contactares Los condensadores Elección entre compensación fija o automática Normas aplicadas habitualmente

-

151 152 154 157 158 .160 160 160 160 161 162 162 162 162

e) Obsolescencia del motor existente Elementos de análisis para definir cuando hay que introducir un motor nuevo eficiente Motor EFF1 Motor EFF2 Motor EFF3 Desarrollo de las auditorías energéticas Complementos a la auditoría energética Procedimiento para realizar una auditoría

169 169 169 170 170 170 17'0

~ .fj-

171 171 171 171 172 172 172 173 174

energética

Metodología a realizar la auditoría energética Definición de los objetivos Establecimiento de las tareas de ia audito-la energética Confección del banco de problemas energéticos de la empresa

163 163 164 165 166

Compensación global Compensación por grupos Compensación individual

169

d) Costos de operación y mantención Elementos de análisis para definir cuando hay que sustituir un motor en operación a) Frecuencia de las fallas del motor b) Nivel de reparación a realizar

Mejora del factor de potencia

168

Elementos de base para la evaluación de las distintas opciones contempladas a) Horas de uso del motor b) Eficiencias relativas e) Precio de los motores y costo medio de rebobinado

Capítulo V , EFICIENCIA ENERGÉTICA Y AHORRO DE ENERGIA Función y ubicación Verificación y calibración Selección para cada aplicación Asignación de clases mediante los índices de calificación energética

168

Fuentes luminosas La eficacia depende de varios factores Aplicación de la metodología de evaluación a los motores eléctricos

175 175 175 176

Evaluación económica de los potenciales de recuperación energética

176

Selección de prioridades y clasificación de las soluciones Establecimiento de compromisos

177 177

Planificación

177

Entrenamiento

177 177

Ejecución

9 8

1:

-- ------------

Auditoría de Sistemas Electromecánicos

Reynaldo Villanueva Ure

Evaluación técnica' y económica de las soluciones concluidas Impacto real Programa de ahorro de energía ETAPA 1: Acuerdo para ahorro de energía ETAPA 2: Estudio sobre uso de energía en la empresa ETAPA 3: Programa de gestión y ahorro energéticos ETAPA 4: Evaluación del plan propuesto Programa de eficiencia energética Barreras que se oponen al éxito de los equipos de mejoramiento Mejorando el uso de nuestra energía eléctrica Nuevo ahorro

Accidentes de trabajo

177 177 178 179 180 180

Factores y causas del accidente de trabajo Enfermedad profesional Factores y causas de los accidentes Accidentes Factores de los accidentes Factor humano Factor técnico Lesiones e índices de seguridad Lesiones Clasificación de las lesiones

181

Algunos programas ¿Cómo ahorrar energía con los electrodomésticos? Impacto energético Actualización de costos y beneficios Indicadores de decisión Valor actual neto (VAN o VPN) Tasa interna' de retomo

181 183 184 185 185 186 187 188 189 189 190

Relación beneficio - costo VAN vsTIR

192 193

Índices de enumeración o medición de accidentes Cál~ulos de los índices de seguridad Indice de frecuencia Índice de severidad

Introducción Definición Factores que influyen en los accidentes eléctricos Factores de riesgos eléctricos Causas de los accidentes eléctricos Medidas de prevención para evitar accidentes La gravedad de una electrocución La fibrilación ventricular Por tetanización

SEGURIDAD E HIGIENE OCU:¡>ACIONAL EN EL SUBSECTOR ELECTRICIDAD

Conceptos generales Seguridad en el trabajo Higiene industrial Estudio de las condiciones de trabajo Evaluación del riesgo Aplicación de las medidas correctoras Dispositivos legales de seguridad en el Perú Implementación de un sistema de seguridad 1. Introducción n. Definiciones Accidentes y enfermedades profesionales

195 195 195 196 196 196 196 197 198 198 198 200

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10

Otros factores fisiopatológicos irEstad~fisiológico y características psicológicas de una persona ntensidad efectos fisiológicos Efectos físicos inmediatos Efectos físicos no inmediatos

.::;" }

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207 208 208 210 211

214 215 215 216 216 218 218 221 222

;t~~lt:r~~ehl~~~~:argas de corriente alterna y corriente continua en

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t.: I

200 201 201 202 202 202 202 202 203 203 203 204 204 204 205

Capítulo VII RIESGO ELÉCTRICO

Capítulo VI

Introducción

----_.--

Corriente alterna, efecto en el organismo Intensidad de la corriente Umbral de percepción

223 223 224 224

11

, Reynaldo Villanueva Ure

Umbral de reacción Umbral de no soltar Umbral de fibrilación ventricular Corriente continua Periodo vulnerable

•

Duración del contacto eléctrico Resistencia eléctrica del cuerpo humano Impedancia del cuerpo humano Tensión aplicada Frecuencia de la corriente alterna Recorrido de la corriente a través del cuerpo Seguridad personal con los accidentes eléctricos Clasificación del material de protección personal 1. La ropa de trabajo 2. Protección de la cabeza 3. Protección del aparato visual

I

4. Protección del aparato auditivo 5. Protección de extremidades superiores 6. Protección de extremidades inferiores 7. Protección del aparato respiratorio 8. Cinturones de seguridad Aplicación práctica N° :]. Tensiones peligrosas Ejemplo: Efectos de la electricidad Recomendaciones generales

Auditoría de Sistemas Electromecánicos

224 224 224 224 225 226 226 226 229 230 231 232 232 232 233 234 234 235 236 236 237 237 239 240 241

Incidente Accidente Administración

del riesgo

Identificar el riesgo Evaluación del riesgo Aplicación de medidas de control (terminar, tolerar, tratar y transferir) Causas y consecuencias de los incidentes-accidentes 1. Puntos clave en la definición de accidentes 2. Fuentes de accidentes Acto subestandar Condición subestandar Clasificación de los tipos de accidentes Iluminación Visibilidad I1uminancia Distribución de la luz Reflejo Color Ruido Medición Dosis de ruido Control de ruido Temperatura Tensión por calor TGBH

243 244 244

.244 244

244 244

245 245 246 248 250 250 251 252 253 254 256 ''" «,. 256 .... 259 260 ~ 260 261 263 264 265 266 267 268 270 271 275 275 275 276 276 276 276 ~d~~

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Ejemplo cálculo de la TGBH y el nivel de tensión por calor Tensión de frío Vibración Radiación Energía ionizante y salud' Campos electromagnéticos Energía electromagnética División del campo electromagnético Fuentes de campos electromagnéticos Fuentes naturales Fuentes antropogénícas Generalidades

Capítulo VIIl RIESGOS INDUSTRIALES Seguridad industrial Higiene industrial Enfermedad profesional Programa de control total de pérdidas Peligro Daño Riesgo laboral

244 245 245 245 245

12

13

Reynaldo Villa nueva Ure

Diferencias entre campos eléctricos y magnéticos (60Hz) Límites permisibles de campos electromagnéticos Campos Campos Niveles Rangos

magnéticos eléctricos decampos magnéticos en aparatos domésticos (Mg) de campos eléctricos y magnéticos en conductores de alta tensión

Incendios Combustión Reacción en cadena Fases de un incendio Formas de propagación,\ Irradiación Convección Conducción Gases de la combustión Características de los líquidos inflamables Clasificación de los fuegos Estrategia de lucha contra el fuego Prevención de fuego Extirición de un fuego Medios materiales Teorías del fuego El triángulo del fuego Métodos de extinción Etapas del fuego Etapa latente Humo visible Llamas Calor Prevención de incendios

1,

I ! i

I

276 277 277 277 277 278 278 278 279 279 280 280 280 280 280 280 281 281 281 281 282 282 282 283 '285 285 285 285 285 285

Capítulo IX INSPECCIONES PLANEADAS 1. Introducción 2. Análisis del problema

287

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~ .:.: ' ': '~. r~ORA) . . ~u;

\ ÚNEA DE ';AlIDA

LÍNEA o CABLE ------"1)

Figura 47. Puesta a tierra de un interruptor con transformadores de corriente pasarnuros

SERVIDUMBRE

DE LAS INST ALACIONES

Zonas de servidumbre

'Se

ELÉCTRICAS

para líneas de transmisión

Toda línea' de transmisión con tensión nominal igualo mayor a 57,5 kV, debe tener una zona de servidumbre, también cor.ocida como zona de seguridad o derecho de vía. La zona de servidumbre de una línea de alta y extra alta tensión, es una franja de terreno que se debe dejar a lo largo de la línea para garantizar que bajo nin­ guna circunstancia se presenten accidentes con personas o animales, en cuanto a contactos directos e indirectos; además alrededor de una línea que transporta energía eléctrica se forma un campo electromagnético que depende del nivel de tensión, el cual no debe causar perturbaciones al medio ambiente circundante y menos a quienes lo habitan en la cercanía.

Figura 45. Puesta a tierra de una línea o cable de A.T.

SISTEMA DE BARRAS

reductores .,;.

1 II

/

Dentro de la zona de servidumbre se debe impedir la siembra de árboles o arbus­ tos que con el transcurrir del tiempo alcancen a las líneas y se constituyan en un peligro para ellas. Bajo ninguna circunstancia se debe permitir la construcción de edificaciones o estructuras en la' zona de servidumbre, puesto que se genera un alto riesgo para la edificación y para quienes la ocupan. En los planes de ordenamiento territorial se debe tener en cuenta esta limitación en el uso del suelo. Las autoridades en­ cargadas de su vigilancia, deben denunciar las violaciones a estas prohibiciones.

INTERRUPTOR

'Figura 46. Puesta a tierra de un sistema de barras a través del acoplamiento 137 136

Reynaldo Villanueva Ure

Auditoría de Sistemas Electromecánicos

Una en;¡p;esa ?ist.ribuidora local puede negar el servicio público domiciliario de energia eléctrica a una construcción que esté invadiendo 'una zona de servidumbre, por considerarse como zona de alto riesgo.

Tabla 4.2: Distancias de seguridad para el personal no calificado

Para ef,ec~osdel ~resente reglamento y de acuerdo con las tensiones normalizadas, en el código nacional de :Iectricidad se fijan los valores mínimos requeridos en el ancho de la zona de servidumbre, cuyo centro es el eje de la línea. -

Tensión en la instalación

Distancia en metros

Instalaciones aisladas menores a 1000 V

0,4

Entre 1000 y 57 500 V

3

Entre 57 5000 V Y 11 000 V

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Zona de Servidumbre

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Figura 48. Ancho de la zona de servidumbre

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Distancias mínimas de seguridad Para trabajos en tensión, se deben acatar las distancias mínimas de acercamiento mostradas en la siguiente tabla:

Figura 49. Distancias mínimas de seguridad

PUERTAS Y SEPARADORAS Tabla 4.1: Distancias mínimas de acercamiento Tensión nominal kV entre fases

Distancia mínima (m)

Hasta 1

0,80

7,6 / 11,4 / 13,2 / 13,8

0,95

Perso,naí no calificado o que desconozca los riesgos en instalaciones eléctricas, no podra acercarse a elementos energizados a distancias menores de:

138

DE CELDAS DE ALTA Y MEDIA TENSIÓN

Instalación de barreras de cerco Se d.eberá de. instalar barreras no conductivas alrededor del perímetro del tapete de tierra, a fin de prevenir que el personal no se aparte del tapete excepto a un ,lu~ar con~ro~ado. Est~ lugar controlado es una abertura de 0,9 m para la entrada/ salida. Asn:rusmo, el sistema de.barreras advierte al personal que no deberá pasar las ~erramlentas ~anuales hacia adentro y hacia fuera de la zona cuando se esté realizando el tendido. Aproxima~amente de 0.9 a 1.2 m fuera de esta barrera, se instalará otra barrera (cuerdas, cintas, barricadas, etc.) alrededor del recinto de protección. Se deberá de colgar letreros sobre esta barrera indicando "Peligro aparato con corriente".

ReynaldoVillanuevaUre

Auditoríade SistemasElectromecánicos

En el punto de entrada-salida, se colocará una pieza de madera contraplacad~ de 0,9m x 1,8 m x 1,3 cm, cubierta con un tapete plástico o de caucho no conductivo, de modo que un extremo esté sobre el tapete de tierra y el otro a la altura de la barrera alrededor del recinto de protección. Esto es para proteger al personal contra tensiones de paso cuando ingresen o salgan del recinto. Ningún personal deberá de ingresar o salir del recinto de protección cuando se esté llevando a cabo el tendido.

Plancha contrachapada cubierta con tapete de caucho; via de ingreso o salida del área cercada.

r-- Primera

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--

I

¡---. Segunda barrera física ¡- Tapete de tierra

, Equipment requiring

t-

ground mal

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protectlon

barra física

I

II

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Área de trabajo dentro de segunda barra física

Figura 51. Diferencia de tensión de paso en animales y personas

Conductor de enlace cobre 1/0cableado, enhebrado alrededor de perímetro del tapete y coneclado al neutro del

La definición clásica de potencial de paso es la diferencia de potencial que a~arece entre dos puntos situados en el plano y distanciados a 1,0 m (para personas), debido al paso de una corriente de falla por la tierra.

sistema

Z (Sistema)

Figura 50. Instalación de barreras de cerco

Tensión de paso Las tensiones de paso ocurren cuando entre los miembros de apoyo (pies) apare­ cen diferencias de potencial, por encontrarse sobre línea equipotenciales difer.en­ tes que se forman sobre el suelo, debido a una corriente de falla. E~ clar~ que SI e~ un breve espacio de tiempo los miembros estuvieran sobn; una m1sr:'~ línea eqllJ­ potencial o si fuese un único miembro de apoyo, no habra una tensión de paso. En la siguiente figura, se nota que para animales la tensión de paso podrá ser siempre más peligrosa que para las personas.

If : Corriente de falla It : Corriente por tierra le: Corriente por el euerpo P: Pies V PI-1'2 : Tensión de paso

Malla de la SIE VI'l_Pl

Figura 52. Potencial de paso 140

141

ReynaldoVillanueva Ure

Auditoríade SistemasElectromecánicos

;'.,'

Tensión de toque

Secuencias de maniobras

La tensión de toque se define como la diferencia del potencial entre el punto donde está parada la persona y el punto que la persona podría normalmente alcanzar. Si una persona toca un conductor, equipo o sonda de tierra al mismo tiempo en que es energizado, dicha persona estará expuesta al potencial de toque debido a que se encuentra en una trayectoria paralela a través de la cual la corriente puede fluir.

PRIMERO: Corte efectivo de todas las fuentes de tensión. Esta regla implica abrir, con corte visible (que se pueda comprobar por inspección visual la apertura del circuito eléctrico), todas [as fuentes de tensión a través de interruptores, fusibles, puentes, uniones desarmables u otros dispositivos de corte, de tal manera que se impida el retorno de tensión.

Z (Síslema) --.

I

1-

Se debe considerar que [as fuentes de tensión no siempre se van a encontrar "aguas arriba" del punto donde se están realizando los trabajos, sino que estas pueden estar ubicadas "aguas abajo" (por ejemplo grupos electrógenos). SEGUNDO: Bloqueo de los aparatos de corte o seccionamiento e instalación de su respectiva señalización. Por enclavamiento o bloqueo se deberá entender el grupo de acciones tendientes a impedir el accionamiento accidental de los aparatos de corte, q~e puede deberse a diversas causas como un error humano, acción de terceros o un fallo técnico. Existen diferentes formas de realizar el bloqueo de los aparatos de corte:

Malla de la S/E

If: Corrienle de falla lt : Corríente por tierra le : Corriente por el cuerpo Re : Resistencia del cuerpo M: Manos P: Pies V...P: Tensión de toque

Figura 53. Tensión de toque

Parte cOlldllCtivlI J----ooooJ. accesible activa Uo:CPR Uc:Tcnsiánde contacto Ust: TeJlsión de! P"so Re: Resistencia a tierra

1m

Electrodo de tierra

•

Bloqueo mecánico que consiste e inmovilizar un mando de los aparatos a través de candados, cerraduras, cadenas etc.

•

Bloqueo físico que consiste en impedir el accionamiento del aparato de corte colocando un elemento de bloqueo entre las cuchillas del mismo, de modo que se imposibilite la unión de sus contactos.

•

Bloqueo eléctrico: consiste en imposibilitar la operación del aparato de corte abriendo su circuito de accionamiento.

•

Bloqueo neumático.

La señalización de los aparatos de corte deberá ubicarse en el respectivo man­ do de accionamiento, o en el propio aparato o en su vecindad, si es que este no dispone de tal dispositivo de mando. En el caso de aparatos que adicionalmente cuenten con accionamientos a distancia, la señalización se deberá instalar en am­ bos mandos. TERCERO: Comprobación' de ausencia de tensión.

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Esta regla implica medir la tensión usando equipo de medición y protección per­ sonal adecuados, hasta tener la completa certeza de que todas las posibles fuen­ tes de tensión han sido abiertas. "Hasta quese haya demostrado [a ausencia de tensión se deberá proceder como si las instalaciones estuvieran energizadas". La medición de tensión deberá ser efectuada en todos los conductores y equipos que se encuentren en la zona en que se realicen los trabajos. Para ello se utilizaran los equipos de medición adecuados a las características de los elementos a medir.

Figura 54. Diagrama

142

Previamente a la medición deberá verificarse el funcionamiento de los instru­ mentos de medición. Para ello se pulsara el botón de prueba en aquellos instru-

143

••

•• •• •• •• •• •• •

ReynaldoVillanueva Ure mentos de prueba luminosos o sonoros que dispongan del mismo (chicha ras). En caso contrario se deberá poner éste en contacto con un elemento para el cual se haya comprobado que se encuentra energizado. CUARTO: Puesta a tierra y en cortocircuito tensión.

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Auditoríade SistemasElectromecánicos

I

QUINTO: Señalización de la zona de trabajo. Deben colocarse señales de seguridad adecuadas, delimitando las zonas de trabajo. Se debe delimitar la zona de trabajo con cintas, vallas y cadenas, que se deben acompañar de banderolas y carteles.

¡

de todas las fuentes posibles de

Se deben utilizar cintas de delimitación de colores negro y amarillo para de­ marcar físicamente el paso a zonas energizadas donde el acceso a una distancia menor constituye un peligro para los trabajos que se realicen en vía pública, la correcta señalización y delimitación de la zona de trabajo tiene como fin, no solo proteger al trabajador de riesgo de electrocución, sino proteger al peatón del ries­ go de accidentes - electrocución o caídas a zanjas o choque con vehículos.

Se entenderá por puesta a tierra y en cortocircuito la acción de conectar parte de un equipo o circuito eléctrico a tierra, y luego unir entre si todas las fases mediante u elemento conductor de material y sección adecuada y con conectores normalizados.

En la noche se debe incluir la utilización de luces autónomas o intermitentes que indiquen precaución

Se debe considerar que aun cuando se hayan aplicado las anteriores reglas, aún existe riesgo de electrocución para el personal que vaya a efectuar los trabajos:

Al trabajar en elementos que deben ser energizados, cuando se encuentran dese­ nergizados se debe tener en cuenta los siguientes requisitos:

•

Por efectos capacitivos.

•

Pueden surgir tensiones inesperadas una vez comenzados los trabajos, los cuales pueden alcanzar valores muy diversos y tener diversos orígenes: ten­ siones por fenómenos de inducción magnética, caída de conductores en cru­ ces de línea, tensiones por fenómenos atmosféricos y por cierre intempestivo.

•

Un equipo de puesta a tierra debe constar esencialmente elementos: 1. Pinzas (conectores, mordazas, terminales)

• Antes de iniciar el trabajo se debe conectar a tierra y en cortocircuito .

•

...

de los siguientes

de conexión

Mientras los conductores o partes del circuito no se encuentren conectados a tierra, se consideran como energizados a su tensión nominal.

.,

Cuando dos o más trabajadores se encuentren ejecutando los trabajos conectados a una misma línea o equipo, serán responsables de la colocación y retiro de los equipos de puesta a tierra en lugares respectivos.

2. Grapas Secuencias lógicas para maniobras de sistemas eléctricos Las maniobras de apertura y cierre de un sistema de circuitos eléctricos se dan a distancia.

3. Conductores de puesta a tierra 4. Conductor de puesta en cortocircuito No se deben utilizar equipos de puesta a tierra "hechizos". Se deberán utilizar equipos normalizados y que cuenten con las debidas revisiones de mantenimiento preventivo al día.

Secuencias lógicas para apertura de un circuito 1. Interruptores 2. Seccionadores

Algunos aspectos que se deben considerar al realizar el proceso de conexión de la puesta a tierra son: •

Debe hacerse uso en todo momento de los implementos de seguridad: pérti­ ga, guantes aislantes del nivel de tensión que corresponda, casco y cinturón de seguridad

Secuencias lógicas para cierre de un circuito 1. Seccionadores 2. Interruptores

• Previo a la conexión se debe descartar la presencia' de tensión en el elemento

a ser conectado a tierra. Para ellos debe utilizarse un detector de tensión aco­ plado a la pértiga, siguiendo las recomendaciones dadas en la tercera regla.

Las cinco reglas de oro de seguridad 1. Apertura del circuito (eliminar a energía). 2. Bloquear los dispositivos de mando (uso de candados). 3. Comprobar la ausencia de tensión.

Las tierras de trabajo deberán ser instaladas lo más cerca posible de las insta­ laciones donde se ejecutara el trabajo y ubicada a la vista de los trabajadores. Se utilizara un número de ellas que permita aislar completamente la zona de trabajo de todas las fuentes posibles de tensión.

•

14S 144

Auditoríade SistemasElectromecánicos

ReynaldoVillanueva Ure 4. Poner a tierra y en cortocircuito el circuito eléctrico. 5. Delimitar la zona de trabajo.

Esta prueba de tensión gradual sirve para prever que si puede persistir la falla y podemos actuar de una manera muy rápida y efectiva.

Prueba de tensión gradual

Con esta forma podemos evitar una falla o salida de servicio de la barra de interconexión o del sistema interconectado, ya que puede causar una inestabilidad a todo el sistema. Luego de finalizar la prueba de tensión gradual y se comprueba que todo está en buenas condiciones, se puede confirmar que la línea 1 y 2 pueden entrar en servicio y con esto ya pueden operar con normalidad el segundo grupo generador de la central 2.

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Secuencia de eventos

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CENTRAL 1

BARRA DE INTERCONEXlÓN

CENTRAL2

Figura 55. Prueba de tensión gradual

•

Desconectar la línea 1 en ambos extremos .

•

Inspección de la línea 2.

•

Se desconecta de un grupo generador de la central 2 para poder realizar prueba de tensión gradual en la línea 1.

• Inicio de la prueba de tensión gradual en la línea 1. • Finalización de la prueba de tensión gradual en la línea 1 con resultado

Para poder analizar la importación de la prueba de tensión gradual veamos un caso donde y cuando se emplean la prueba de tensión gradual:

positivo.

• Entra en servicio la línea 1.

Supongamos que se produjo una falla monofásica a tierra en una de las fases de la línea 1 (centraI2-barra de conexión).

•

Luego de la inspección total de la línea y del análisis de las oscilografías y eventos de los relés.

Cambio de sistemas de barras (acoplamiento abierto)

Entra en servicio el segundo grupo generador de la central 2.

La falla monofásica a tierra de la línea 1 fue despejada por la actuación de la protección de distancia, que envió la orden de apertura de los interruptores en ambos extremos de la línea. ' Como consecuencia de la desconexión de las líneas 1, se interrumpió tro de una cierta cantidad de potencia a la barra de interconexión.

el suminis­

Si después de realizar la inspección visual de las líneas y no se logra determinar la causa de las desconexiones, se procede a desconectar de forma manual un grupo de la central 2 para poder realizar las pruebas de energización gradual en la línea 1. La prueba de energización gradual consiste inyectar tensión en forma progresivo a la línea, es decir ir subiendo la tensión poco a poco, para esta prueba se debe contar con un grupo de generador, en este caso sería un grupo de la central 2 y una barra que este fuera de servicio para no interrumpir en su totalidad el sumi­ nistro a la barra de interconexión.

146

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Barra de conexión

Figura 56. Cambio de sistemas de barras

147

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'~r; Reynaldo VillanuevaUre Procedimientos

para poder realizar un cambio de sistema

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19. El operador verifica la apertura del interruptor (señal abierta) y comprueba con el revelador de tensión, previamente probado, si hay tensión en las tres fases del sistema 1.

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de barras:

I

Estado:

Sistema 1en servicio

Auditoríade SistemasElectromecánicos

20. Pasar de posición remota a posición local el conmutador de telemando.

Sistema JI fuera de servicio

21. Abrir los seccionadores de acoplamiento de los sistemas I y

1. Comunicar al centro de control para coordinar la ejecución de las maniobras.

n.

22. Verificar en el lugar (patio de llaves) que los seccionadores de acoplamiento del sistema I y 11estén abiertos completamente.

2. Verificar en el lugar (patio de llaves) que el interruptor y el seccionador de acoplamiento estén abiertos y libres de tierra.

23. Pasar de posición local a posición remota el conmutador de telemando.

3. Verificar que el circuito esté en servicio en el sistema I y anotar.

24. Avisar al centro de control la finalización de maniobra.

4. Verificar que el sistema TItodos los seccionadores estén abiertos y libres de tierra. Protección de un sistema de potencia

5. Pasar de posición remoto a posición local el conmutador de telemando.

Las protecciones mínimas que deben presentar un sistema de potencia son las siguientes:

6. Cerrar los seccionadores de acoplamiento del sistema I y 11. 7. Verificar ocularmente en el lugar (patio de llaves) que los sistemas de acoplamiento del sistema 1 y 11estén cerrados completamente.

Generadores Protección diferencial

8. Pasar de posición local a posición remota el conmutador de telemando. 9.

"

Protección a tierra al estator

El centro de control cierra el interruptor de acoplamiento.

Protección a tierra al rotor

10. El operador verifica el cierre del interruptor (señal cerrada) y comprueba con el revelador de tensión, previamente probado, si hay tensión en las tres fases del sistema 11.

Protección a máxima tensión Protección a potencia inversa

11. Pasar de posición remota a posición local el conmutador de telemando.

Protección contra incendios

12. Cerrar los seccionadores del sistemaII de los circuitos que están en servicio,

•

verificando con lo anotado anteriormente, y realizando de manera secuen­ cial. Dejar en señal preventivo-abierto, los seccionadores correspondientes al sistema 1.

Transformadores Protección diferencial Protección a máxima tensión Protección a corriente máxima

13. Verificar el lugar (patio de llaves) el cierre perfecto de los seccionadores del sistema 11.

Protección contra incendios

14. Abrir los seccionadores de todos los circuitos del sistema 1, verificando con lo

Protección Buchholz

ariotad1 anteriormente y realizando de manera secuencial. 15. Verificar que no exista alarma en el relé de protección de barras, de ser así revisar el (los) circuito (s) con alarma para determinar la causa y coordinar con el centro de control las acciones a tomar.

•

Barra

•

Líneas de transmisión

Protección a mínima frecuencia

Protección a distancia

16. Verificar ocularmente en el lugar (patio de llaves) la apertura correcta de los seccionadores del sistema 1. 17. Pasar de posición local a posición remota el conmutador de telemando. 18. El centro de control abre el interruptor de acoplamiento.

149 148

ReynaldoVillanuevaUre Interruptor

de acoplamiento

En el esquema de un sistema interconectado, las barras se encuentran divididas en dos sistemas (1 y Il), se vinculan a través de un equipamiento de acoplamiento. Dicho equipamiento requiere un interruptor y dos seccionadores.

CAPíTULO V

~-I

Por lo que los interruptores y los seccionadores de acoplamiento cumplen un funcionamiento muy importante en un sistema interconectado, donde dichos interruptores y seccionadores son usados mayormente para hacer maniobras de cambio de barras. Como se puede observar en la imagen siguiente hay dos seccionadores de acoplamiento y un interruptor de acoplamiento.

FUNCIÓN I I

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Central 'hidráulica

Figura 57. Diagrama unifilar sistema Interconectado

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Secccionador 1

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Figura 58. Sistema de doble barra

Y UBICACIÓN

EI21 de octubre se celebró el Día Nacional del Ahorro de la Energía tal y como lo manda el reglamento de la Ley de Promoción de Uso eficiente de la Energía que en su artículo 5° define esta fecha con el objetivo de promover una cultura del uso eficiente de la energía. Asimismo, existe toda una normativa dictada al respecto.

En tiempos de calentamiento global, de crecimiento vertiginoso de grandes po­ tencias como China, India y Brasil, y de aparente escasez de recursos e infraes­ tructura energética en el país es importante recordar este día.

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Eficiencia energética y ahorro de energía

2

Hace unos-meses como recordarán se llevó a cabo la campaña "La hora del planeta" que buscaba que todos tomemos conciencia de las consecuencias en el medio ambiente que tiene el ritmo de crecimiento de nuestro consumo de energía. Por el contrario, esta fecha tiene como intención recordar que el uso eficiente de energía forma parte de las políticas energéticas asumidas por el Estado mediante la Ley de Promoción de Uso Eficiente de la Energía y no solamente forma parte de una campaña coyuntural sino que debe convertirse el uso eficiente de la energía en un hábito y costumbre de todo ciudadano peruano. Para forjar un uso eficiente y racional de la energía en el hogar y el trabajo es necesario que el concepto de ahorro y uso eficiente se encuentre presente como parte de la cultura de cada ciudadano, también en los sectores de industrias, servicios, transporte y todos aquellos que hacen un uso intensivo de energéticos. Esta cultura debe iniciarse desde los primeros años de la educación escolar e ir afianzando y profundizando todos los hábitos a lo largo de la formación de todo ciudadano. Asimismo, el Estado debe promover el etiquetado de los productos más eficientes y hacer cumplir los estándares mínimos de eficiencia. Cuando se habla de ahorro de energía pueden surgir comentarios escépticos y cuestionamientos en cuanto a su utilidad. Algunos de los argumentos son que si la energía fuera de fuentes renovables, no necesitaríamos ahorrarla; o que los gobiernos deberían preocuparse más en crear nuevas formas de generación limpia que en pedir a las personas y empresas que ahorren. Pero tan solo con concientizar a las personas sobre la importancia de la eficiencia energética reduciríamos el impacto ambiental. Un nuevo informe del Concejo de Eficiencia Energética de Australia demuestra que el promover la eficiencia energética puede ser mucho más importante de lo que se pensaba.

150

Reynaldo VillanuevaUre

Auditoríade SistemasElectromecánicos .?

'I~··' Según, el informe cita cifras de la Agencia que la eficiencia puede ayudar a cubrir emisiones de carbono del sector energético

afectadas (B, C y D), una vez definido el límite C/D. Aunque existen diferentes posibilidades, se ha elegido la siguiente:

de Energía Internacional, que estima el 65% de los cortes necesarios de para 2020, y el 54% para 2030.

De acuerdo a este organismo, para 2020 la eficiencia energética podría tener el doble de impacto que la energía renovable, la nuclear y el carbón 'limpio' combinados. ¿Qué quiere decir esto? Que simplemente promoviendo la eficiencia energética, sobre todo en fábricas y grandes compañías, se podría tener un impacto mayor que construyendo centrales de producción de energía limpia. y ni hablar de los ahorros económicos.

y teniendo en cuenta que sólo 220 compañías utilizan el 40% de la energía de Australia, no es extraño que el Consejo de Eficiencia Energética del país vea un enorme potencial en este concepto.

Con esta premisa,

•

En las clases C y D estará el 90% de los edificios que cumplan estrictamente el CTEHE (35% en clase C y 55% en "clase D). Del 10% restante, el 5% que representa a los edificios más eficientes estará en la clase B, mientras que el 5% de los edificios menos eficientes estará en la clase E.

•

El ancho de la clase B se ha determinado sabiendo que a la clase A deben acceder aquellos edificios que estarían inicialmente en la clase B si hubieran cumplido estrictamente el CTE pero que han experimentado una mejora de su eficiencia energética similar a la que les supone a los edificios de clase C pasar a clase B. El indicador límite entre las clases A y B se ha obtenido suponiendo que el siguiente ratio es constante.

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Así, el organismo cree que el promover la eficiencia energética, especialmente en empresas, podría tener más impacto que el sacar todos los autos de las carreteras del país. Citan como ejemplo a una compañía que descubrió que podía ahorrar suficiente energía en su planta para proveer a 100 mil hogares.

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Finalmente, se ha demostrado que ambas mejoras (paso de C a B y paso d~B a A) se pueden realizar en un contexto de rentabilidad económica. ,'.

Si bien estas cifras aplican más bien a los grandes ahorros que pueden promoverse en empresas, son interesantes los datos para no subestimar el poder del uso racional de la energía.

VERIFICACIÓN

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La figuras 59 y 60 ilustran los pasos seguidos para establecer el ancho-de las clases para la demanda de calefacción de las viviendas unifamiliares en Madrid.

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Clases de eficiencia energética

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Nos referimos aquí únicamente a los anchos de las clases B, C y D. Entendemos que, de acuerdo con la propuesta del CEN, el valor del indicador asociado al límite inferior de la clase A debe ser el cero (O), lo cual significa, según el caso, demanda nula o cero emisiones de CO2•

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0.85

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Por otra parte, entendemos que el ancho de las clases E y F no posee de una definición precisa en el contexto del presente documento, ya que no se contempla que haya edificios nuevos que puedan entrar en la clase F.

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En la clase E entrarán fundamentalmente edificios existentes, que serán a su vez los únicos que se encuentren en las clases F y G; aunque esto no significa que todos los edificios existentes estén en estas tres clases, como se verá en el tema de (asignación de clases mediante los índices de calificación energética) de este documento.

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Obviamente, no es necesario definir en ningún caso el ancho de la zona G. Sobre cada escenario de comparación, el resultado de aplicar las directrices para elaborar la escala de calificación permite obtener el ancho de las tres clases

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Fig. 59: Ancho de las clases C y D

153

152

Auditoríade SistemasElectromecánicos

ReynaldoVillanuevaUre I ¡-_.'---"A'·¡--¡¡--r--¡;-----,.-·---ñ-.----r--E-¡ I . o.'" i '1 I I O.as E I I I 0.75 I I 1 1 1 1 1 c.ss ;

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Demanda

SELECCIÓN

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Figura 61. Demanda de calefacción para 6 localidades

PARA CADA APLICACIÓN

Normalización de los escenarios (indicadores de eficiencia energética e índices de calificación energética) y de los límites de la escala

... 1.0

·1'. "

Aunque con el procedimiento que se ha desarrollado hasta ahora es posible obtener los límites de las clases para todos los indicadores de cada escenario de calificación, en todas las capitales de provincia, la formalización de dichos límites en un texto legal sería extremadamente tediosa. Por otra parte, en aquellas localidades que no fueran capital de provincia no se podría implementar de manera automática la asignación de clases y habría que repetir para cada una de ellas todo el procedimiento.

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