INTRODUCCION
Es de conocimiento general que hoy en
día, la energía eléctrica es necesaria para muchos aspectos de la
vida diaria, ninguna persona está exenta del uso de la energía eléctrica,
de una forma u otra, ya sea en su domicilio o en el trabajo, equipos
en funcionamiento, talleres, televisores, oficinas, quirófanos,
etc. Esto nos lleva a la conclusión de que el servicio eléctrico
debe ser continuo.
Hay que tomar en cuenta también que este
servicio debe ser prestado en las mejores condiciones de calidad,
y hoy en día, existen leyes y sistemas reguladores que velan por
el cumplimiento de tales reglamentos por parte de las empresas del
sector eléctrico, tanto en lo referido a la continuidad del servicio
como a la calidad del mismo.
Los Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP),
tienen varios componentes y cada uno con características singulares,
y éstos forman parte importante de todo el sistema, cumpliendo cada
uno con sus funciones específicas, diferentes de los demás componentes,
pero importantes para el buen funcionamiento del sistema, tanto
en condiciones de calidad como de continuidad de servicio. Uno de
estos componentes son las subestaciones, cuya función es la de interconectar
circuitos entre sí, con las mismas características de potencia,
aunque con características diferentes en algunos casos (voltaje
y corriente).
Las subestaciones pueden ser de transmisión
o de distribución, de alta o de media tensión, y sus componentes,
y la disposición de estos, pueden variar de una subestación a otra,
pero las características de los componentes siempre serán las mismas,
y cada uno tendrá también dentro de la subestación, funciones específicas
e importantes a la vez.
Existen en una subestación, interruptores,
encargados de unir o abrir circuitos entre sí, transformadores de
potencia, encargados de transmitir la potencia de un sistema a otro
con las características deseadas de voltaje y corriente, transformadores
de medida, que se encargan de medir las características de la señal
eléctrica para fines de protección y registro, seccionadores, que
unen o separan circuitos, bancos de capacitores, que sirven para
compensar la caída de tensión al final de la línea de transmisión,
los pararrayos que protegen contra descargas; sólo para mencionar
algunos.
Tomando en cuenta que las subestaciones
son un componente importante de los sistemas de potencia, además
de ser los de mayor costo económico, y que la continuidad del servicio
depende en gran parte de ellas; es necesario aplicar a estos sistemas
(subestaciones) una adecuada Gestión de Mantenimiento. Esta gestión
deberá observar al mantenimiento preventivo, englobando al mantenimiento
predictivo, para revisar con cierta frecuencia el estado de los
equipos, al mantenimiento correctivo para reparaciones o reemplazos
preventivos, el cual deberá tener cierta planificación para intervenciones
de emergencia, y al mantenimiento proactivo, para el análisis y
revisión periódica de la gestión, y para la evolución del mantenimiento
y sus procedimientos. Todo esto interrelacionado entre sí, conformando
así al Mantenimiento Integrado.
OBJETIVOS DEL MANTENIMIENTO
El objetivo principal que tiene la realización
del mantenimiento, es lograr la máxima vida económica de los equipos
e instalaciones, manteniendo el equilibrio de los factores de la
producción como son:
-Equipo y herramienta
-Medio ambiente
-Recurso Humano
Otros objetivos que también son importantes,
se describen en los puntos siguientes:
-Prevenir o disminuir el riesgo de una
falla.
Se busca bajar la frecuencia de fallas
y/o disminuir sus consecuencias. Esta es una de las visiones más
básicas del mantenimiento.
-Recuperar el desempeño.
Con el uso se ve deteriorado el desempeño
por dos factores principales:
La pérdida de capacidad de producción
y el aumento de los costos de operación. Grandes ahorros se han
logrado gracias al mantenimiento.
-Aumentar la vida útil de los equipos
y maquinas eléctricas.
La vida útil de algunos activos se ve
afectada seriamente por la frecuencia del mantenimiento.
Por otra parte se pueden diferir grandes
inversiones, como por ejemplo la reparación de equipos mayores.
Es de suma importancia encontrar el punto exacto de máximo beneficio
económico.
-Seguridad, ambiente y aspectos legales
Muchas tareas de mantenimiento van dirigidas
a disminuir eventos que puedan acarrear responsabilidades legales
relativas al medio ambiente y seguridad.
ORIENTACIÓN DEL MANTENIMIENTO
Al buscar una filosofía aplicable al
mantenimiento en subestaciones eléctricas, se puede encontrar que
orientar el mantenimiento hacia la disponibilidad de equipos es
la más ajustable a los requerimientos y características de este
componente de sistemas de potencia.
Esta orientación debe estar basada, tal
vez, en los argumentos más utilizables de la filosofía del Mantenimient
o Productivo Total (TPM) y del Mantenimiento basado en la Confiabilidad
(RCM).
Antes de hablar de los argumentos más
aplicables al mantenimiento en subestaciones, tal vez sea necesario
mencionar por qué ambos tipos de mantenimiento, no son directamente
aplicables a subestaciones, es decir cada uno por sí solo y completamente
aplicado a subestaciones.
El TPM, es una filoso fía de mantenimiento
que exige calidad t otal en el trabajo de mantenimiento, lo cual
no es difícil de obtener, pero en consecuencia exige que en los
sistemas en los que se aplica esta filosofía, llegar al nivel de
“cero fallas”; sabiendo que en sistemas de potencia la mayor parte
de las fallas se deben a factores externos, muchas veces que escapan
al control (condiciones climáticas, por ejemplo), no será posible
llegar al nivel de “cero fallas”, sin elevar considerablemente los
costos de operación, y por ende el precio de la unidad de energía
eléctrica.
Por otro lado, el RCM es un sistema de
mantenimiento que se basa en la confiabilidad, es decir que el sistema
en el que se aplica el RCM debe continuar con su trabajo normal
a pesar del surgimiento de alguna falla y de la falencia de algún
componente del sistema, y esto se logra mediante el reemplazo de
dicho componente en el sistema productivo, sin importar si este
reemplazo es similar o no, el punto es que el sistema mantenga su
ritmo de producción.
Se sabe que una subestación tiene la
función de transmitir la energía eléctrica de un sistema a otro,
y que cada componente de la misma cumple funciones únicas relativas
a ese equipo, por tanto, en caso de ausencia de uno de estos, sin
importar la causa, no será posible reemplazar u obviar tal componente
para que la transmisión de energía continúe porque esto podría llevar
a fallas mayores, o paradas del
sistema, que pudieron haberse evitado
si el componente en cuestión hubiera estado cumpliendo sus funciones.
Pero esto no descarta a los tipos de
mantenimiento mencionados para su aplicación en subestaciones, cabe
mencionar que el RCM puede formar parte del TPM aplicado a un sistema
productivo; si se analiza, el TPM es una filosofía que se refiere
más al recurso humano del mantenimiento, y su comportamiento en
el desarrollo de dicha función, que al sistema productivo en sí,
y el RCM se inclina más al sistema
productivo y su confiabilidad.
Por tanto, estos argumentos pueden ser
aplicables a cualquier sistema incluyendo subestaciones.
Esto lleva a buscar la confiabilidad
de una subestación, y según lo antes mencionado, para lograr esto
deberá buscarse la disponibilidad de los equipos de la misma, ya
que equipos disponibles cumplen su función, y por tanto el sistema
será confiable.
Para que los equipos estén disponibles,
el mantenimiento preventivo jugará un papel importante, dejando
de ese modo, la posibilidad de fallas debidas principalmente a factores
externos, es donde el mantenimiento correctivo deberá jugar su papel,
y para el buen desempeño de estos mantenimientos, el personal deberá
comportarse con seguridad, orden y disciplina necesarios, y es donde
el TPM se aplica.
PLANEACION DEL MANTENIMIENTO
La planeación moderna de los mantenimientos
exige la revisión permanente de los objetivos, métodos y procedimientos
de trabajo de tal manera que nos permita ajustar las estrategias
para alcanzar mejores metas en el ejercicio del mismo, sin perder
la vista de la rentabilidad del equipo en función de su fiabilidad.
La fiabilidad debe ser la que guíe el
ejercicio del mantenimiento, tomando en cuenta la vida útil y económica
del equipo en base al tiempo de servicio y la probabilidad de falla.
La cantidad adecuada de mantenimiento, debe ser aquella que resulte
más económica.
A) Un mantenimiento exagerado no es económico
por los costos indirectos y administración involucrados; además,
los paros del equipo son tan frecuentes que operan el flujo de la
operación. La fiabilidad se mantiene más o menos alta y la vida
útil se prolonga. El aumento de fiabilidad y vida compensa con dificultad
los costos por un mantenimiento exagerado, además, es probable que
la vida económica sea mas corta que la vida útil, habiéndose desperdiciado
esfuerzos en el mantenimiento de un equipo que se retira de operación
por otras razones.
B) Un mantenimiento pobre tampoco es
económico, ya que la perdida de fiabilidad es muy grande y por lo
tanto se incurre en riesgos considerables. Las tareas de mantenimiento
resultan muy caras ya que el deterioro de las partes va más allá
del calculado en diseño, llegándose a sustituir componentes a las
cuales de haberles proporcionado mantenimiento antes, solo hubiera
requerido un reajuste.
Es muy probable que las partes de refacción
no estén disponibles; así, lo común es que las tareas se retrasen
días enteros en su espera.
C) El mantenimiento adecuado o económico
considera el estudio probabilidad de Falla, riesgo por falla, necesidad
de continuidad de operación, oportunidad de licencias para efectuar
las tareas, factores políticos o de imagen, costo o disponibilidad
de refacciones, etc. Toda planeación real del mantenimiento al equipo
electromecánico, se debe fundamentar en el seguimiento a la tendencia
de deterioro de las características nominales de operación apoyándose
en las siguientes técnicas y recursos de trabajo.
-Experiencias adquiridas en el lugar.
-Recomendaciones del fabricante.
-Pruebas sintomáticas de rutina
-Inspecciones planeadas.
Observaciones planeadas del trabajo.
-Investigación de accidentes e incidentes.
De aquí se obtendrán las actividades
prioritarias del equipo, los recursos humanos, materiales, así como
las herramientas y equipos necesarios para realizar el mantenimiento.
En el plan general de mantenimiento, cada equipo en el universo
de ellos es un individuo, por lo tanto su trato debe ser como tal,
desde el establecimiento del plan y ejercicio de mantenimiento,
hasta el control del mismo.
El éxito de una buena planeación del
mantenimiento radica en la veracidad de la información obtenida
de las necesidades que exige cada uno de los equipos para conservar
su vida útil y económica. La planeación debe estar preparada para
aceptar ajustes por concepto de actividades que surjan en el ejercicio
de las inspecciones rutinarias y pruebas sintomáticas.
La planeación del mantenimiento incluye
la detección de necesidades y elaboración de los programas de mantenimiento
llevadas a cabo por los jefes de departamento técnico, tomando en
cuenta:
Los procedimientos documentados establecidos
por cada especialidad que definen la manera de realizar y controlar
las actividades de la ejecución del proceso del mantenimiento.
PROGRAMAS DE MANTENIMIENTO
Los programas de mantenimiento deben
ser dinámicos, se elaboran con base en las experiencias previas
en el lugar, conocimiento del ingeniero, catálogos de quipos, recomendaciones
del fabricante, asesoría de expertos en el equipo, libros sobre
mantenimiento, artículos de revistas especializadas, etc. Durante
la misma planeación de los programas de mantenimiento, se requieren
preparar:
-Programa de abasto de herramientas y
equipo.
-Formación de los grupos de trabajo
-Programa de libranzas.
-Programa de inspecciones.
-Programa de seguridad
-Programa de reportes
-Programa de inversiones
-Programa de análisis y procedimientos
de trabajos
Es sabido que en el ejercicio real de
los programas de mantenimiento, los Imprevistos directos o indirectos
causan fuertes desviaciones de recursos humanos, que bien pueden
reducirse estando preparados con una planeación anticipada que nos
permita bajo condiciones imprevistas ejecutar otras actividades
comprometidas con la planeación, sin llegar al ejercicio de actividades
improvisadas que no cubren las prioridades establecidas en la misma
ELEMENTOS DE SEGURIDAD A CONSIDERAR EN
EL MANTENIMIENTO
En la ejecución de la actividad de mantenimiento
de la subestación eléctrica, los trabajadores se encuentran expuestos
de forma directa o indirectamente con partes energizadas, existiendo
la posibilidad de la circulación de una corriente eléctrica a
través del cuerpo humano con las consabidas
consecuencias.
Dado el riesgo originado por la energía
eléctrica es necesario implantar normativas y procedimientos de
trabajo seguro para preservar la integridad de los trabajadores
del área eléctrica.
Accidentes Eléctricos
Riesgo eléctrico:
El riesgo eléctrico se define como la
posibilidad de circulación de la corriente eléctrica a través del
cuerpo humano, siendo para
ello necesario que el cuerpo sea conductor,
que pueda formar parte del circuito y que exista una diferencia
de tensiones entre
dos puntos de contacto.
Debido a que la electricidad es el tipo
de energía más utilizada, a veces caemos en la despreocupación olvidándonos
de las mínimas medidas de prevención en su uso. El riesgo eléctrico
puede producir daños sobre las personas (paro cardiaco, respiratorio,
quemaduras, etc.) y sobre los bienes, debido al riesgo asociado
de incendios y explosiones.
Electrocución:
La electrocución se define como el contacto
de forma directa o indirecta con un conductor que se encuentra energizado.
Caídas por contacto eléctrico
Este se presenta cuando el contacto eléctrico
sorprende al trabajador sin su cinturón de seguridad anclado.
Quemaduras /Laceraciones
Se producen por las altas temperaturas
y la onda expansiva que son generadas a causa del arco eléctrico
Factores técnicos que intervienen en
el riesgo de lesiones por electricidad.
Intensidad de la corriente
Se ha demostrado experimentalmente que
es la intensidad que atraviesa el cuerpo humano y no la tensión
la que puede ocasionar lesiones debido al accidente eléctrico.
En este sentido se dice que a partir
de 1 mA de corriente alterna ya se comienzan a percibir hormigueos,
y que hasta intensidades de 10 mA del mismo tipo de corriente, la
persona aún es capaz de soltar un conductor.
Nivel de exposición al riesgo
No se puede hablar de valores de intensidad
sin relacionarlos con el tiempo de circulación por el cuerpo humano.
De esta forma, para cada intensidad de corriente se establecen,
según el tiempo de contacto, tres niveles:
Nivel de seguridad:
Abarca desde la mínima percepción de
corriente hasta el momento en que no es posible soltarse voluntariamente
del conductor. En dicho periodo no se produce afectación cardiaca
ni nerviosa.
Nivel de intensidad soportable:
Se produce aumento de la presión sanguínea
y alteraciones del ritmo cardiaco, pudiéndose llegar a un paro cardiaco
reversible. Además, el nivel de consciencia va disminuyendo llegándose
al coma por encima de 50 mA.
Nivel de intensidad insoportable:
Estado de coma persistente y paro cardiaco.
Recorrido de la corriente eléctrica:
Las consecuencias del contacto dependerán
de los órganos del cuerpo humano que atraviese la corriente.
Las mayores lesiones se producen cuando
la corriente circula en las siguientes direcciones:
-Mano izquierda-pie derecho.
-Mano derecha-pie izquierdo.
-Manos-cabeza.
-Mano derecha-tórax (corazón)
-Pie derecho-pie izquierdo.
DESARROLLO Y ALCANCE DEL PROGRAMA DE
MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE SUBESTACIONES
El mantenimiento integral de Subestaciones
de Distribución (34.5/13.8 KV) se cumple regularmente apoyado en
una metodología previamente establecida que incluye el seguimiento
de procedimientos y normas a través de formas o planillas diseñadas
para ellos.
La necesidad del mantenimiento dependerá
de dos (2) factores:
-Que le corresponda porque el Programa
Anual así lo establece.
-Porque el promedio o frecuencia de fallas
tienda a alterar el nivel o rango establecido.
EJECUCION DEL MANTENIMIENTO
Determinada la necesidad del mantenimiento
a la Subestación, debe señalarse que la metodología establece como
mínimo el mantenimiento a:
-El transformador de potencia.
-Los equipos de maniobra y protección
de la Subestación (Disyuntor, Seccionador, Reconectador, Cuchilla
Aterramiento, Cortacorriente)
-El tablero de control.
-Los pórticos y estructuras.
-El equipo rectificador.
-El equipo de medición.
-El sistema de alumbrado público.
-El sistema de tierra.
-La cerca de protección.
-La vía de acceso.
A continuación se indicarán los detalles
y procedimientos más importantes que tienen lugar en cada mantenimiento.
Mantenimiento del transformador de potencia.
Por ser el equipo más importante de
la S/E, en él está centrada la atención del técnico especialista
en su mantenimiento.
Las actividades a cumplir son:
-Pruebas de aislamiento.
-Prueba de humedad del aceite (acidez).
-Prueba de rigidez dieléctrica del aceite.
-Inspección del nivel de aceite del
tanque de expansión. Esto determinará la necesidad de completar
su volumen y la posible presencia de filtraciones o escape.
-Inspección del indicador de “Temperatura”
e “Imagen térmica”.
-Inspección y mantenimiento del grupo
motor-ventilador y bombas.
-Inspección de radiadores.
Localización de posibles escapes de
aceite.
-Inspección del estado de la Silica
Gel.
-Limpieza y ajuste de conexiones.
-Ajuste de empacaduras.
-Pruebas de presencia de Gases (Bucholz).
-Limpieza de Bushings.
-Limpieza general.
Mantenimiento de los equipos de maniobra
y protección.
En el caso de los equipos de protección
(reconectadores y disyuntores etc) son muchas las actividades de
rutina que se ejecutan. Las más significativas son:
-Pruebas de aislamiento.
-Pruebas de aceite (humedad y rigidez
dieléctrica).
-Pruebas de apertura y cierre eléctrico
y manual.
-Pruebas de inyección de corriente.
-Inspección, limpieza y ajuste de contactos.
-Inspección y limpieza de Bushings.
-Inspección del nivel de aceite.
-Limpieza y ajuste de conexiones.
-Limpieza general.
En el caso de los equipos de maniobra
(seccionadores, cortacorriente, baypass, etc) se ejecutan dos actividades
fundamentales.
-Inspección minuciosa y detallada de
conexiones, vástagos, barras, porcelana, etc.
-Prueba de cierre y apertura.
Mantenimiento del tablero de control.
Este equipo conocido también como “Tablero
de Mando” contiene principalmente los equipos que permiten la operación
y protección de la S/E. (Dispositivos para cierre y apertura, mando
del regulador, relés de protección, tensión DC y AC etc.) su mantenimiento
requiere de pocas actividades y está fundamentalmente orientado
a la “Prueba y ajuste de los diferentes relés de protección”, a
través de la Prueba de “Inyección de corriente”.
Mantenimiento de
los pórticos y estructuras.
En este caso las actividades a cumplir
son:
-Inspección y limpieza de aisladores
de paso y suspensión.
-Inspección de puentes.
-Inspección de barras de conexión de
A y BT.
-Inspección de Pararrayos.
-Inspección de crucetas, platinas, postes
y estructuras metálicas.
-Pintura general.
Mantenimiento del equipo rectificador.
En las Subestaciones que tienen incorporado
este importante elemento se cumple las siguientes actividades.
-Inspección del equipo rectificador.
-Limpieza bornes de conexión banco de
batería.
-Pruebas de batería.
-Inspección del Nivel de agua de las
baterías.
-Pruebas del grupo rectificador.
-Inspección luces de emergencia.
Mantenimiento del equipo de medición.
En este caso las actividades cumplidas
se fundamentan principalmente en la inspección general del equipo
y el reporte de cualquier anormalidad encontrada.
-Inspección del medidor de KWH.
-Inspección del medidor de KVARH.
-Inspección del medidor de Demanda.
-Inspección y ajuste de las conexiones
del lado de A.T. de los transformadores de Tensión y Corriente.
-Inspección del gabinete de medición.
Mantenimiento del sistema de alumbrado
público.
Las actividades cumplidas en este caso
son:
-Inspección del transformador de servicios
auxiliares.
-Prueba del equipo de control de A.P.
-Reposición de luminaria y/o bombillos.
Mantenimiento del sistema de tierra.
La actividad fundamental en el mantenimiento
del sistema de tierra está determinada en la revisión y ajuste de
cada una de los puntos de conexión del sistema de tierra con los
equipos y estructuras de la subestación. Eventualmente se ejecuta
la prueba de medición de tierra.
Mantenimiento de
la cerca de protección.
Las actividades a cumplir en este caso
son:
-Inspección de la malla de alambre.
-Inspección de los soportes.
-Inspección del portón de entrada.
-Limpieza interna y exterior de la maleza
existente.
-Pintura general de la cerca de los
avisos de Peligro y del aviso de identificación de la S/E.
ACTUALIZACION DE LA INFORMACION
El mantenimiento
integral preventivo de S/E de distribución prevé en nuestro caso,
una vez ejecutado: la actualización de datos y características que
servirán en el futuro, de información valiosa para el estudio de
demanda necesidades de ampliación, ajuste de los programas de mantenimiento,
adquisición de equipos etc.
EQUIPOS PARA EL MANTENIMIENTO
Es conveniente
señalar el recurso material básico con que debe contarse para el
cumplimiento del Programa de Mantenimiento antes descrito.
-Caja de herramientas equipada.
-Voltiamperimetro tipo pinza.
-Medidor de aislamiento (Megger) con
capacidad hasta 5.000 voltios.
-Chispometro o equipo para rigidez dieléctrica
del aceite.
-Equipo detector de humedad y acidez.
-Kilovoltimetro.
-Inyector secundario.
-Inyector primario.
-Equipo Oxiacetileno.
-Equipo medidor de tierra.
-Equipo de transporte (Camioneta Pick-up).
Tomado Higinio Martinez Tino. Universidad veracruzana. Monografia 2011.
