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Facultad de Ingeniería
Carrera de Ingeniería Eléctrica y de Potencia
TRABAJO DE INVESTIGACION PARA OPTAR POR EL GRADO ACADEMICO DE BACHIILLER EN INGENIERIA
ELECTRICA Y DE POTENCIA
Reingeniería de mantenimiento en la subestación eléctrica tipo convencional 2.5 MVA del edificio Bloom Tower ubicado en
Magdalena
Autores
Castillo Flores, Diego Petter - 1420500 Chiclla Jara, Wilber - 1420485
Asesor
García Cuadros, Rubén Darío
Lima, Perú
Julio del 2019
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Resumen
Este trabajo de investigación está orientado en la Reingeniería de mantenimiento en la
subestación eléctrica tipo convencional 2.5 MVA del edificio Bloom Tower ubicado en
Magdalena y así obtener un diagnóstico más acertado de las diversas anomalías del
sistema eléctrico principalmente. Que originan pérdidas económicas considerables, y
malestar a los usuarios y visitantes recurrentes al edificio.
Por lo tanto, esta investigación lograra la mejora en el sistema eléctrico en 220 VAC para
las oficinas del Edificio Bloom Tower; siendo esto necesario para poder darle solución a
los problemas existentes, minimizando fallas eléctricas y aumentando la fiabilidad del
sistema eléctrico.
Como resultado de una adecuada gestión y solución, utilizando como referencia las buenas
prácticas de reingeniería. Con la aplicación de la metodología se obtuvo la optimización;
hoy existe mayor control y mejor seguimiento haciendo al departamento mucho más ágil
para responder a las incidencias u ocurrencias.
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DEDICATORIA
Dedico este trabajo de investigación a mis padres y hermanos, quienes fueron
un gran apoyo emocional durante el tiempo en que realizaba esta
investigación. Asimismo, a todas las amistades que gracias a sus buenas acciones aportaron con algo para la
realización de este trabajo de investigación.
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AGRADECIMIENTO
En primer lugar, agradecer a Dios por lograr darme la fuerza y valentía para
culminar esta etapa de mi carrera. Agradezco también, el amor, la
confianza y el apoyo brindado por parte de mi familia, que sin duda me han
demostrado su cariño corrigiéndome en mis faltas y celebrando mis triunfos.
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ÍNDICE
Resumen………………………………………………………………………………4
Dedicatoria……………………………………………………………………………5
Agradecimiento…………………………………………………………………….…6
Introducción…………………………………………………………………………...9
1.- Capítulo I:
1.1.- Antecedentes de la Investigación……………………………………….11
1.1.1.- Estado del arte…………………………………………………...11
1.1.2.- Descripción del problema………………………..………………12
1.2.- Planteamiento del problema……………………………………………14
1.3.- Definición de Objetivos………………………………………..…....….15
1.3.1.- Pregunta general……………………………………………........16
1.3.2.- Objetivo general…………………………………………………16
1.3.3.- Hipótesis principal…………………………………….………... 17
1.4.- Alcance de la investigación ……………………………………………17
1.4.1.- Justificación…………………………………………………….. 17
2.- Capítulo II:
2.1.- Marco Teórico………………………………………………………….18
2.1.1.- Reingeniería……..…………………..………………..………...18
2.1.1.1.- Definición………………………….....…………….…...18
2.1.1.2.- Metodología de la reingeniería……………………….… 18
2.1.2.- Mantenimiento…………………………………….……............19
2.1.2.1.- Definición……………………………………………..…19
2.1.2.2.- Tipos de mantenimiento…………………………….........19
2.1.2.3.- Mantenimiento correctivo……………………………......20
2.1.2.4.- Mantenimientos preventivo………………………….…..20
2.1.2.5.- Mantenimientos predictivo………………………….…...20
2.1.3.- Perturbaciones eléctricas…………………………………..........21
2.1.3.1.- Definición……………………………………….…..........21
2.1.3.2.- Tipos de perturbaciones………………………….…….....21
2.1.3.3.- Huecos de tensión……………………………….……......22
2.1.4.- Causas…………………………………………………………...22
2.1.5.- Efectos……………………………………………………...…...22
2.2.- Problemas similares y análisis de soluciones empleadas………………24
2.3.- Tecnologías/técnicas de sustento…………………………………..…25
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3.- Capítulo III:
3.1.- Planteamiento de la Solución…………………………………………...28
3.2.- Soluciones a evaluar………………………………………………….... 29
3.3.- Criterios de selección…………………………………………………...30
3.4.- Recursos necesarios………………………………………………….....32
3.5.- Estudio de viabilidad técnica…………………………………………...33
4.- Capitulo IV:
4.1.- Análisis de los resultados de la Investigación …………………………...33
4.2.- Tecnologías / técnicas de sustento……………….……………………..33
5.- Conclusiones y recomendaciones……………………………………………..…34
6.- Bibliografía……………………………………………………………………....35
ÍNDICE DE FIGURAS
1.- Figura 1: Procesos de la reingeniería………………………….…………19
2.- Figura 2: Gráfica de huecos de tensión……………………….………….23
3.- Figura 3: Reingeniería de procesos………………………….…………...24
4.- Figura 4: Instrumentos de medición………………………….………….26
5.- Figura 5: Formato de inspección 1………………………….…………...27
6.- Figura 6: Formato de inspección 2………………………….……….…..27
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Introducción
Debido a la creciente industrialización global, y al aumento de la demanda de energía
eléctrica lo que representa el crecimiento económico en una nación; cada vez se requiere
tener mayor cuidado con la operatividad del sistema eléctrico.
En el Perú, el sistema eléctrico se encuentra interconectado mediante líneas de transmisión
y subestaciones eléctricas; lo que brinda confiabilidad al último eslabón de la cadena “el
cliente”. El cliente o consumidor está representado por diversos sectores (industrial,
comercial y poblacional), los cuales trabajan con diferentes niveles de tensión; sea alta,
media o baja tensión.
“La industria eléctrica es una pieza clave para el desarrollo económico y social de
un país, debido a que la electricidad es un insumo esencial para la producción de
la mayor parte de los bienes y servicios de una economía. Asimismo, es un
componente básico en la creación de bienestar y calidad de vida de los ciudadanos
del país. Como tal, es necesario que el suministro de electricidad sea suficiente,
confiable, seguro y competitivo ahora y en el futuro, para lo cual se requiere que
todos los segmentos de la industria crezcan en forma articulada y con claros
incentivos para que la oferta y la demanda sean sostenibles en el tiempo”.
(Osinergmin, 2016, p.14).
De esta manera, los centros comerciales y/o empresariales requieren que sus procesos de
producción y ventas sean confiables y sostenibles en el tiempo. Es el caso del Edificio
Bloom Tower, el cual ha sufrido diversas anomalías en su sistema eléctrico
principalmente; que originan pérdidas económicas considerables, y malestar por parte de
los usuarios y visitas recurrentes al edificio.
Ante lo expuesto, se ve reflejada la necesidad de implementar o establecer métodos de
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evaluación de fallas, aplicar conceptos de reingeniería y adecuar planes de mantenimiento,
los cuales permitan anticipar fallas y evitar futuras pérdidas.
Gracias a esta investigación, se logrará la implantación de reingeniería en el sistema
eléctrico en 220 VAC para las oficinas del Edificio Bloom Tower; siendo esto necesario
para poder darle solución a los problemas existentes, minimizándolos y, aumentando la
fiabilidad y disponibilidad del sistema eléctrico. Además, este método de mejora se podría
aplicar a diferentes sectores que presenten similares problemas al sistema eléctrico
estudiado.
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CAPÍTULO I
1.1.- Antecedentes de la investigación
El propósito de este estudio es de enfoque experimental - cuasi experimental, es evaluar
la implantación de la reingeniería en el sistema eléctrico en 220 VAC para las oficinas del
Edificio Bloom Tower. Esto evitará el corte de energía o colapso de tensión en el Edificio
ubicado en Magdalena. El estudio se llevará a cabo principalmente en la subestación
eléctrica, seleccionando los equipos eléctricos más críticos del sistema (transformador de
potencia, celdas de remonte y llegada, y tableros eléctricos de distribución). El método de
recolección de datos se hará mediante inspecciones visuales periódicas y el llenado de
reportes diarios del estado de equipos.
En el Perú, el sector eléctrico ha ido renovándose, y a su vez tratando de optimizarse
durante estos últimos años. Esto debido a que las grandes industrias, empresas y centros
comerciales han ido implementándose en el territorio peruano.
1.1.1 Estado del arte
Del mismo modo, para proceder con la lectura es indispensable que conozca la definición
de diferentes términos, tales como:
Sub estación eléctrica: son las instalaciones encargadas de realizar las transformaciones
para los niveles de tensión, asimismo cuenta con equipamiento indispensable para su
funcionamiento, como son: transformadores de potencia, interruptores y seccionares de
potencia, entre otros.
En los últimos años ha aumentado el número de mantenimiento de las subestaciones
eléctricas y transformadores de potencia.
El manual instrucciones de operación y mantenimiento de transformadores nos sirve para
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poder realizar la energización al transformador de potencia con las recomendaciones
según la norma IEC así mismo, el manual de mantenimiento nos ayuda a la revisión
periódica de cada equipo instalado en los transformadores de potencia, mediante una
inspección visual a cada uno de los accesorios que se encuentran instalados
mensualmente, para realizar un mantenimiento preventivo.
“Las instrucciones de operación y mantenimiento. Nuestra intención es prestar la
asistencia necesaria al personal de mantenimiento para facilitarle una inspección
periódica del transformador e indicarle los pasos que se deben seguir para efectuar
un examen más detallado de la parte activa en caso de que se requiera”. (ABB,
2004, p3)
Así mismo, en consecuencia, ante una falla no detectada en los mantenimientos de los
transformadores de potencia la falla ya no se puede suprimir, lo cual desencadena una
serie de problemas entre los cuáles se encuentra el daño, costos elevados de reparación de
los transformadores y equipo fuera de servicio, largos periodos de espera al reparar la
falla, etc. El mantenimiento de los transformadores de potencia tiene como finalidad
mantener la operatividad, disponibilidad, y alargar la vida útil del mismo.
El mantenimiento preventivo y predictivo es necesario para los transformadores de
potencia, para extender la vida útil en el tiempo; además plantear los costos involucrados
de producirse una falla en los equipos, la cual requiera acciones correctivas, frente a los
costos involucrados de implementar un sistema programado del mantenimiento
preventivo, donde se demuestran los beneficios del segundo aspecto. Así mismo, el
mantenimiento comprende una estructura organizacional, dividida y trabajada por
jerarquías, de las cuales se presentan el estudio del área eléctrica, que además abarca
diferentes especialidades.
Como también nos presenta el cuadro organizacional para llevar a cabo o implementar un
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plan de mantenimiento óptimo para nuestro sistema eléctrico.
Identificar las partes que constituyen el transformador para el mantenimiento.
Conocer las diferentes partes del transformador, conocer las averías más comunes que
pueden afectar al transformador como, por ejemplo: Relé Buchholz (detecta los gases),
válvula de seguridad (presión psi) Indicador de nivel (sensor de nivel) Termómetro
(sensor de temperatura) Aislantes dieléctricos (aceite). Para realizar un cuadro de
mantenimiento preventivo y alargar la vida útil del transformador.
Así mismo, el sistema de diagnóstico de fallas para transformador en termoeléctrica
cubana considera que el tiempo de evolución de una falla es variable, pues depende de un
conjunto de factores para detectar la falla. Aparecen indicios que puedan ser detectados
con claridad realizando un mantenimiento, realizando un seguimiento para conocer el
estado de los equipos instalados.
Para la futura implementación de un plan de mantenimiento, ya sea predictivo o
preventivo se toman en cuenta los elementos necesarios. Entonces, debemos proponer
técnicas que vinculen las actividades de mantenimiento, con la operación continua del
caso estudiado. Brinda la mejor gestión para implementar un programa de mantenimiento,
dando alternativas y a la vez, vista de un punto estratégico el cual beneficie las labores del
área.
Como menciona García (2009): La implantación de reingeniería en procesos
empresariales como los de mantenimiento parten de la conocida expresión “borrón y
cuenta nueva”.
Lo que nos da a entender que debemos conocer a detalle los procesos establecidos
actualmente, para luego poder eliminarlos o mejorarlos en el mejor de los casos.
Después de haber expuesto o desarrollado el tema se aprecia que en muchos aspectos se
puede trabajar o programar independientemente los diversos componentes que conforman
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una Sub estación eléctrica, sin embargo, esto se englobará para poder implantar la
reingeniería en el sistema eléctrico. Del mismo modo, se utilizarán herramientas de
gestión para poder alcanzar los estándares necesarios y permitidos a nivel corporativo en
el Edificio Bloom Tower.
La investigación plantea como hipótesis de que manera beneficiará la implantación de
reingeniería en el sistema eléctrico en 220 VAC en el Edificio Bloom Tower.
Sí es claro que al implantar la reingeniería, beneficiará el funcionamiento del sistema
eléctrico del Edificio Bloom Tower, mediante la aplicación de la teoría y los conceptos
básicos de mantenimiento predictivo de subestaciones eléctricas e instalaciones en general
, garantizando soluciones de calidad y efectividad del mismo, mejorando las situaciones
internas del plan de mantenimiento mejorando la vida útil de los equipos (fallos continuos,
paradas imprevistas de los equipos eléctricos, interrupción de las ventas, colapso de
tensión en oficinas).
1.1.2.- Descripción del problema
Siendo el caso del edificio Bloom Tower en Magdalena, la cual posee una subestación
eléctrica propia para obtener la tensión de utilización adecuada y la potencia demandada por
los locatarios del edificio. Sin embargo, existen diferentes variables que no se proyectaron en
el diseño de esta subestación y operaciones que no se realizaron después de la construcción e
implementación; lo cual ha empezado a generar diversos problemas en las instalaciones
eléctricas del local y, además, el malestar de los usuarios, clientes y visitas del edificio.
Entre las fallas más comunes se han detectado las siguientes: la apertura de interruptores
termo magnéticos por recalentamiento debido a sobrecargas y la apertura de interruptores
diferenciales por posibles equipos con fuga a tierra. Por otro lado, hay fallas que todavía no se
reflejan hacia los clientes, ya que se observan dentro de la subestación; como la elevada
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temperatura de funcionamiento del transformador de distribución y los altos niveles de
polución dentro de las celdas de media tensión.
De seguir presentándose estas situaciones es muy probable que el sistema eléctrico colapse
en el corto plazo, generando altos costos de reparación y puesta en servicio, grandes pérdidas
económicas por el cierre del edificio debido a la falta del suministro eléctrico, además que los
usuarios carecerán de motivación para continuar con sus labores diarias.
Además, una falla no solucionada en el sistema eléctrico también puede ocasionar
incidentes o accidentes que con lleven a la pérdida de la vida humana. Es evidente que, con las
premisas descritas, el edificio se verá afectada en gran medida.
1.2- Planteamiento del problema
Es indispensable describir cómo ha crecido en el ámbito poblacional el edificio Bloom
Tower, ante ello también se ha visto reflejado el aumento en lo que respecta a demanda
eléctrica del edificio, siendo esto corroborado por la facturación mensual realizada por la
empresa concesionaria de energía eléctrica del distrito.
En ese sentido, es necesario proyectar el aumento de demanda con el edificio poblado al
100%. Pará ello, se tendrá que hacer uso del analizador de redes, e ir llevando a cabo el
estudio debido. Sin embargo, también se tendrá que tener en cuenta el consumo de los
equipos de uso común, como es el chiller (equipo de aire acondicionado), que tiene mayor
uso y, por tanto, mayor consumo energético durante el período de verano.
En base a ello, se podrá establecer días y horarios de funcionamiento de equipos, evitando así
la gran congestión de demanda eléctrica que se forma durante algunos horarios,
específicamente al ingreso del personal de oficina.
1.3.- Definición de Objetivos
1.3.1.- Pregunta general
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• ¿En qué medida la aplicación de reingeniería de mantenimiento en la subestación eléctrica
en 220 VAC evitará las constantes caídas de tensión para las oficinas del Edificio Bloom
Tower?
Pregunta Específicos.
• ¿En qué medida la aplicación de un nuevo plan de mantenimiento para la subestación
eléctrica aumentará la fiabilidad del sistema eléctrico del edificio Bloom Tower?
• ¿En qué medida la aplicación de un nuevo plan de mantenimiento para la subestación
eléctrica evitará molestias por los usuarios de las oficinas del edificio Bloom Tower?
1.3.2.- Objetivo General
• Aplicar procesos de reingeniería de mantenimiento en la subestación eléctrica en 220 VAC,
para evitar las constantes caídas de tensión para las oficinas del Edificio Bloom Tower
Objetivos Específicos.
• Implementar un nuevo plan de mantenimiento para la subestación eléctrica, para aumentar
la fiabilidad del sistema eléctrico del edificio Bloom Tower
• Implementar un nuevo plan de mantenimiento para la subestación eléctrica, para evitar
molestias por los usuarios de las oficinas del edificio Bloom Tower.
1.3.3.- Hipótesis principal
• La aplicación de reingeniería de mantenimiento en la subestación eléctrica en 220 VAC
evitará las constantes caídas de tensión para las oficinas del Edificio Bloom Tower
Hipótesis Secundarias
• La aplicación de un nuevo plan de mantenimiento para la subestación eléctrica aumentará
la fiabilidad del sistema eléctrico del edificio Bloom Tower.
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• La aplicación de un nuevo plan de mantenimiento para la subestación eléctrica
evitará molestias por los usuarios de las oficinas del edificio Bloom Tower.
1.4.- Alcances de la investigación
La Sub Estación eléctrica del edificio Bloom Tower ubicada en el distrito de
Magdalena, consta de 02 de transformadores de Distribución en 440VAC y 220
VAC, actualmente se ven reflejados problemas en el funcionamiento del sistema
eléctrico en 220 VAC.
El proyecto de investigación a realizar, Se rediseñará el plan de mantenimiento
actual con la finalidad de obtener mejoras en el funcionamiento de la
subestación eléctrica, brindando alternativas de solución ante posibles problemas
o fallas que puedan suscitarse.
1.4.1.- Justificación:
Evaluar la aplicación de un plan de mantenimiento para la subestación eléctrica nos
permitirá evitar el corte de energía, cuantificando los principales indicadores de fallas de
los transformadores, lo que nos permitirá planear soluciones eficientes al problema.
Asimismo, podemos listar algunos beneficios que se pueden obtener luego de la
implementación de un nuevo plan de mantenimiento para la subestación eléctrica; como
son las siguientes:
❖ Prolongación de la vida útil de equipos y maquinas eléctricas.
❖ Reducción de fallas en el sistema, así como los daños en los equipos y maquinarias;
de tal modo se reducirán los costos de reparación.
❖ En caso de encontrarse equipos o componentes en mal estado, estas actividades
correctivas podrán realizarse de manera programada.
❖ Mejora durante la operación del equipamiento eléctrico.
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❖ Reducción considerable del deterioro o desgaste de equipos y máquinas.
❖ Se tendrá mejor identificado los desperfectos, en caso de producirse
Dado el caso, ello podría tener resultados benéficos para el edificio Bloom Tower; y a su
vez, plantearse estas soluciones para otras subestaciones eléctricas con características
similares sino iguales.
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CAPITULO II
2.1.- Marco teórico
2.1.1 Reingeniería
2.1.1.1 Definición
Los autores que dan nombre a la reingeniería la definen como: “Reingeniería es la
revisión fundamental y el rediseño radical de procesos para alcanzar mejoras
espectaculares en medidas críticas y contemporáneas de rendimiento, tales como costes,
calidad, servicio y rapidez” (Hammer y Champy, 1994, p.34).
Podemos entender como parte de esta metodología de reingeniería, el cambio total de
procesos que no generen beneficios para el producto final, siendo este producto final, el
confort de los usuarios.
Figura 1. Procesos de la reingeniería
2.1.1.2 Metodología de la reingeniería
Para este apartado, nos guiaremos de los siguientes autores Rodenes, Arango, Puig y Torralba
(2009) los cuales manifiestan que para reingeniar procesos se requieren de cinco etapas
principales, las cuales están divididas en dos partes:
Primera Parte:
- Preparación
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- Identificación
Segunda Parte
- Visión
- Diseño técnico
- Implantación
Esta división de etapas es muy útil para poder realizar cambios radicales en la empresa (p.23).
2.1.2 Mantenimiento
2.1.2.1 Definición
García (2003) asegura. “Como el conjunto de técnicas destinado a conservar equipos e
instalaciones en servicio durante el mayor tiempo posible (buscando la más alta disponibilidad)
y con el máximo rendimiento” (p.1)
Se puede interpretar como las actividades necesarias para el correcto funcionamiento de los
equipos, maquinarias y otros.
2.1.2.2 Tipos de mantenimiento
Según el mismo García (2003). Se han conocido tradicionalmente 5 tipos de mantenimiento,
los cuales se diferencian básicamente por las tareas que incluyen, y estos son los siguientes:
- Mantenimiento correctivo
- Mantenimiento preventivo
- Mantenimiento predictivo
- Mantenimiento hard time o cero horas.
- Mantenimiento en uso.
Para el presente, se enfocará básicamente los 3 primeros tipos de mantenimiento.
2.1.2.2.1 Mantenimiento correctivo.
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Según García (2003) nos indica que “Son el conjunto de tareas destinadas a corregir los
defectos que se van presentando en los distintos equipos y que son comunicados al
departamento de mantenimiento por los usuarios de estos” (p.17).
De forma resumida, se puede decir que es el tipo de mantenimiento donde se interviene el
equipo o la máquina después de la falla, el cual puede realizarse por una emergencia o de forma
programada.
2.1.2.2.2 Mantenimiento preventivo
García (2003) afirma “Es el mantenimiento que tiene por misión mantener un nivel de servicio
determinado en los equipos, programando las correcciones de sus puntos vulnerables en el
momento más oportuno” (p.17).
Ante lo expuesto, podemos concluir que es el tipo de mantenimiento donde se realizan
actividades básicas para las máquinas o equipos, sean: inspecciones visuales, lubricación, ajuste
y limpieza; con el fin de prevenir alguna posible falla futura.
2.1.2.2.3 Mantenimiento predictivo
“Es el que persigue conocer e informar permanentemente del estado y operatividad de las
instalaciones mediante el conocimiento de los valores de determinadas variables,
representativas de tal estado y operatividad. Para aplicar este mantenimiento es necesario
identificar variables físicas (temperatura, vibración, consumo de energía, etc.) cuya variación
sea indicativa de problemas que puedan estar apareciendo en el equipo. Es el tipo de
mantenimiento más tecnológico, pues requiere de medios técnicos avanzados, y de fuertes
conocimientos matemáticos, físicos y técnicos”. (García, 2003, p. 17,18).
Este tipo de mantenimiento se basa principalmente en el diagnóstico, pudiendo realizar esta
actividad con personal especializado o con equipos especiales para la actividad, que pueden ser:
termómetros, analizadores, equipos de vibración, termografía, entre otros; estos equipos de
diagnóstico se pueden categorizar en 2 tipos: online u offline.
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Los equipos online, son los que vienen incorporados a la máquina; mientras que los equipos
offline, son aquellos que se instalan de forma externa y no pertenecen a la máquina o línea de
producción.
2.1.3 Perturbaciones eléctricas
2.1.3.1 Definición
“Son fenómenos que se presentan en cualquier sistema eléctrico, los cuales no necesariamente
reflejan la ausencia de tensión, sino que se manifiestan como variaciones en la forma de onda
de la tensión y que afectan el funcionamiento de los diversos tipos de equipos conectados al
sistema, o en otras palabras, cualquier perturbación en los sistemas de energía eléctrica, que se
manifiesta en desviaciones de las condiciones adecuadas de tensión, corriente o frecuencia, lo
cual puede resultar en una falla o una mala operación de equipos”. (UNAM, 2016, p. 10).
2.1.3.2 Tipos de perturbaciones
Según la UNE-EN-50160, podemos clasificar las perturbaciones de la siguiente manera:
- Hueco de tensión.
- Interrupción de alimentación.
- Sobretensiones.
- Desequilibrio de tensión.
- Tensiones armónicas.
- Tensión Interarmónica.
- Fluctuaciones de tensión.
Podemos explicar a detalle cada tipo de perturbación, pero para el presente estudio se tomará en
cuenta las perturbaciones por hueco de tensión.
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2.1.3.3 Huecos de tensión
Melendez, Herraiz y Colomer (2005) nos brindan la definición concerniente al apartado.
“Disminución brusca de la tensión de la alimentación a un valor situado entre el 90% y el 1%
de la tensión declarada, seguida del restablecimiento de la tensión después de un corto lapso”
(p.94).
Figura 2. Gráfica de huecos de tensión
2.1.3.4 Causas
Melendez, Herraiz y Colomer (2005) explican “Los fenómenos de un hueco en la red son
varios y diversos, pero de forma general podemos decir que estos se inician por sobrecarga o
cortocircuito (total o parcial)” (p.97).
2.1.3.5 Efectos
Melendez, Herraiz y Colomer (2005) manifiestan que “Los efectos de las variaciones de
tensión producidas por huecos pueden analizarse bajo el concepto de tolerancia de los equipos
(…) de forma más representativa se pueden citar como efectos de una disminución de la
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tensión los que afectan a: contactores, lámparas de mercurio, PLC, electrónica de consumo”
(p.97 y 98).
2.2.- Problemas similares y análisis de soluciones empleadas
Como nos plantean Melendez, Herraiz y Colomer (2005): “Con el fin de reducir o eliminar las
causas que producen los huecos de tensión, se puede implementar protecciones en las
subestaciones eléctricas los cuales mitiguen estos huecos de tensión, pero no lo eliminarán al
100%. Por tanto, es conveniente la utilización de conductores eléctricos con diferentes
características eléctricas, así como aumentar la frecuencia de inspección y los mantenimientos
programados. Sin embargo, desde la perspectiva del usuario final, se obtienen mayores
posibilidades de solución, ya sea desde la implementación de equipos principales que mitiguen
o compensen los huecos de tensión; como la obtención de equipos o máquinas aptos para
trabajar en rangos más drásticos de tensión, de acuerdo con la variación reflejada”. (p.98).
Figura 3. Reingeniería de procesos
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2.3.- Tecnologías/técnicas de sustento
Para este trabajo de investigación se utilizará las técnicas siguientes:
❖ Inspecciones visuales periódicas.
❖ Lista de verificación de equipos en subestación (check list).
❖ Reporte diario de ocurrencias.
Dentro del instrumental técnico para la evaluación de los equipos eléctricos tenemos los
siguientes:
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Figura 4: Instrumentos de medición
Equipo Marca Modelo Cantidad
Megohmetro Peak Meter MS5205 1
Telurómetro Peak Meter MS2302 1
Cámara termográfica portáti l Fluke Ti450 1
Anal izador de redes Fluke 435 1
Fluke 373 1
Multímetro Digi ta l
Pinza Amperimétrica
Fluke 87 III 1
Imagen
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Figura 5: Formato de inspección 1
Figura 6: Formato de inspección 2
Técnicos
responsables:
Hora de
Inspección:
Equipos
eléctricos
Contador KWh
Posición TAP
Nivel máximo TAP
Nivel mínimo TAP
Nivel de aceite
T° Aceite
T° Devanado
Presión Aceite
Color Silicagel
Estado de
aisladores
Relé Buckholz
Indicadores de
tensión
Nivel de polución
Temperatura
Temperatura en
ITM
Nivel de polución
Equipos de
climatización
Observaciones:
Tableros eléctricos
FORMATO SEMANAL DE INSPECCION DE EQUIPOS ELECTRICOS EN SUBESTACION ELECTRICA
Fecha de inspección
Transformador de potencia
Celda de remonte y llegada
Estado de relé de
protección
H3 H4 H3 H4 H3 H4 H3 H4 H3 H4 H3 H4 H3 H4
1 CONMUTADOR BAJO CARGA
1.1
1.2
1.3
1.4
1.4
2 MONITOR DE TEMPERATURA QUALITROL
2.1 (C°)
2.2 (C°)
2.3 (C°)
2.4 (C°)
2.5 (%)
2.6 (%)
2.7
Nivel de Aceite del Conmutador
**Estado silicagel (color)
Temperatura Ambiente
Temperatura Aceite
Temperatura devanado en Alta Tension
Temperatura devanado en Media Tension
Nivel de Aceite del Transformador
Hora
Posicion
Contador Maniobra
Contador Maniobra(Minimo-Maximo)
*Presion Filtro de aceite
REGISTRO DE PARAMETROS Y EVENTOS TRANSFORMADOR
SEMANA 1
1/05/2019 2/05/2019 3/05/2019 4/05/2019 5/05/2019 6/05/2019 7/05/2019
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CAPITULO III
3.1.- Planteamiento de la Solución
Según lo indicado por Meléndez, Herraiz y Colomer (2005): “Con el fin de reducir o eliminar
las causas que producen los huecos de tensión, (…) aumentar la frecuencia de inspección y los
mantenimientos programados”. (p.98).
Para realizar la solución brindada por los autores antes mencionados, se tendrá que realizar un
rediseño radical del plan de mantenimiento existente para la subestación eléctrica del edificio,
apoyándonos de las etapas de la reingeniería mencionadas dentro del marco teórico, y que se
tendrán que poner en práctica para evitar futuras fallas dentro de sistema eléctrico, causadas por
el mal funcionamiento de la subestación eléctrica.
Siguiendo por las etapas de la reingeniería, en este caso enfocada al cambio total del plan de
mantenimiento, la preparación y la identificación de los procesos; siendo estas etapas las dos
primeras dentro de la aplicación de la reingeniería. Para nuestro caso en particular se trabajarán
como una, esto debido a que al realizar el cambio total del plan de mantenimiento esto no se
subdividirá en procesos tan específicos.
Luego de haberse realizado el seguimiento y estudio debido del plan de mantenimiento
anterior, se obtuvieron los siguientes procesos dentro del mantenimiento existente a la
subestación eléctrica:
• Frecuencia anual para el Mantenimiento preventivo (el cual consta de tareas muy
básicas como ajustes de tornillerías y limpieza)
• No cuenta con un plan de mantenimiento predictivo.
• Se asumen altos costos por trabajos correctivos.
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3.2.- Soluciones a evaluar
Dentro de las posibles soluciones que puedan minimizar o eliminar los huecos de tensión
producidos por las sobrecargas eléctricas en el edificio Bloom Tower, podemos considerar dos
perspectivas.
La primera perspectiva, tendría estudio dentro del centro de transformación y distribución del
edificio (subestación eléctrica), para ello habría que aumentar la frecuencia de mantenimiento de
esta, así como implementar algunas técnicas utilizadas para los mantenimientos predictivos; que
nos permita conocer el estado de los equipos y su posible desenlace de trabajar bajo las mismas
condiciones.
La segunda perspectiva, tiene el punto de vista desde el usuario final, para nuestro caso en
particular serán los usuarios y propietarios del edificio; siendo solución inmediata la
implementación de equipos de respaldo o compensadores, como son los equipos UPS (Sistema
de (alimentación ininterrumpida), grupos electrógenos o banco de baterías. Sin embargo, la
implementación y utilización de los equipos de respaldo antes mencionados, conlleva grandes
inversiones económicas, debido a la gran cantidad de potencia eléctrica que debería soportar para
poder garantizar la continuidad de la operación en cada oficina. Asimismo, los usuarios del
edificio presentan manifestaciones directas del desconocimiento del tema, por ende, la operación
y/o manipulación de estos equipos, implicaría una mayor demanda de personal técnico
capacitado, lo que aumentaría aún más el costo de mantenimiento.
Ante ello, como primera alternativa se establecerá el plan de mantenimiento especializado para
la subestación eléctrica. Luego del estudio de la problemática, se podrá tener una vista puntual
de la causa de los huecos de tensión, y nos permitirá utilizar la mejor solución.
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3.3.- Criterios de selección
Para establecer los criterios de selección del nuevo plan de mantenimiento, en primer lugar, se
deberá tener bien definido que actividades estarán involucradas dentro del mantenimiento. Es
por ello, que a continuación detallamos las actividades que se tendrán en cuenta para el primer
mantenimiento, sea preventivo y predictivo:
Mantenimiento preventivo de interruptores de potencia
• Verificación de equipo de monitoreo de gas, revisión del nivel de presión.
• Verificación de hermeticidad del sistema de extinción de arco eléctrico.
• Prueba de operación mecanismo de accionamiento.
• Verificación de disparos por protecciones.
• Verificación de los terminales de puesta a tierra y ajuste respectivos.
• Reemplazo de tornillería, mantenimiento a conectores o terminales de media tensión y
aplicar grasa conductora.
• Limpieza manual de aisladores con trapos y solvente dieléctrico.
• Limpieza de celdas (estructura) parte interna y externa.
Mantenimiento preventivo de transformadores de potencia
• Verificación de bornes, conexiones de media y baja tensión.
• Verificación de los terminales de puesta a tierra y ajuste respectivos.
• Verificación de la placa de características.
• Verificación e inspección de bobinados, limpieza de estos con solvente dieléctrico.
• Reemplazo de tornillería, mantenimiento a conectores o terminales de media tensión y
aplicar grasa conductora.
31
• Limpieza manual de aisladores con trapos y solvente dieléctrico.
• Limpieza de celdas parte interna y externa.
Mantenimiento predictivo
• Análisis termográfico en puntos calientes.
• Nivel de aislamiento en transformadores.
• Estudio de curva de carga diaria.
• Resistividad de sistema puesta a tierra.
Luego de haberse definido las actividades, fijaremos la frecuencia de mantenimiento;
cambiando la anterior frecuencia anual por una cuatrimestral, siendo esto establecido para el
primer año, como prueba piloto del nuevo plan de mantenimiento.
Asimismo, se establecerá algunas actividades de mantenimiento no incluidas dentro de las
primeras, sino que estas se utilizarán con mayor frecuencia en las instalaciones, evitando el
corte de energía eléctrica para el servicio.
Mantenimiento locativo de las instalaciones de la subestación eléctrica
Ya habiéndose establecido pautas o actividades específicas dentro del mantenimiento
preventivo y predictivo de las instalaciones, es necesario contar de forma adicional con otras
actividades que ayuden a la preservación de la subestación. Dentro de estas actividades
podemos diferenciar principalmente dos, como son el aseo y, la fumigación y desratización;
basándose esto en algunos estudios previos, monitoreos, problemas similares dentro del distrito.
Asimismo, debido a que el distrito de Magdalena es una zona de bastante humedad, esto hace
que haya un aumento considerable de roedores y plagas con respecto a otros distritos.
32
• Aseo
Dentro de la subestación eléctrica propiamente dicha, se debe establecer la actividad de
limpieza y desinfección por lo menos 1 vez por semana; la cual comprenderá tareas como
retirado de polución de mobiliarios existentes, extintores, gabinetes, puertas, entre otros. De
igual manera, consideraremos la limpieza de pisos, así como la desinfección de estos, de
forma que se pueda garantizar una estricta limpieza en la subestación.
• Fumigaciones y desratización
Como se mencionó anteriormente el distrito en el que planteamos nuestro caso de estudio,
posee como característica negativa la abundancia de roedores y plagas.
Ante ello, se deberá establecer convenios o contratos con empresas especializadas en el
control de plagas, siendo estas actividades programadas bajo criterio similares a otros
edificios empresariales, de esa manera se estableció realizar la actividad por lo menos 4
veces al año, lo que implica una frecuencia trimestral para la fumigación y desratización de
forma totalmente independiente. Para ello, se debe considerar estas actividades tanto dentro
de la subestación eléctrica, como la parte externa de la misma, específicamente pasillos,
techos, zonas aledañas, que puedan ser causa de la propagación de alguna plaga.
3.4.- Recursos necesarios
Dentro de los recursos necesarios, se deberán tomar en cuenta los instrumentos de medición
listados paginas anteriores.
Asimismo, se deberá contar con personal especializado; siendo el caso del edificio, realizando
contrataciones por servicios con terceros.
33
3.5.- Estudio de viabilidad técnica
La autonomía que posee el edificio frente a otra propiedad privada del mismo sector
permite obtener rápidas respuestas de aprobación y/o requerimientos necesarios para el buen
funcionamiento del inmueble en todos los aspectos.
Ante ello, la nueva propuesta del plan de mantenimiento y el aumento de frecuencia de este.
Se presentó ante la junta de propietarios del edificio, tomando respuestas positivas frente a ello.
Aunque el hecho de tomar estas medidas implica un mayor presupuesto para el edificio, se optó
por dar preferencia la fiabilidad del sistema eléctrico, así como la preservación de los equipos
dentro de la subestación eléctrica.
4.- Conclusiones y recomendaciones
Debido a los problemas a futuro que puedan presentarse y para poder darle una rápida
solución es necesario tomar medidas, acciones o establecer programas para que no se produzcan
tales eventos. Para ello, debemos buscar alternativas que nos diagnostiquen fallas antes de que se
susciten; y, por otro lado, minimizar el tiempo de respuesta y puesta en servicio ante una
eventualidad. Es por tal motivo que se realizará la aplicación de la reingeniería de mantenimiento
en subestación eléctrica del Edificio Bloom Tower, lo cual nos permitirá obtener los puntos
mencionados anteriormente.
Sin embargo, rediseñar e implementar este método de mejora también genera costos de
inversión ya sea: (mano de obra, equipos de monitoreo, entre otros), que se respaldan con el
correcto funcionamiento y la continuidad del sistema eléctrico.
Siendo de índole prioritaria atacar el problema de las constantes caídas de tensión, esto no
quiere decir que, no se verán reflejados otros resultados positivos para el sistema eléctrico,
específicamente la subestación eléctrica; ya que al implementar, aplicar y evaluar un nuevo plan
34
de mantenimiento (después de haberse obtenido las falencias del plan de mantenimiento anterior),
podemos mejorar drásticamente el comportamiento de la funcionabilidad de la subestación
eléctrica en el tiempo.
De esta manera, se puede deducir que implementar un nuevo plan de mantenimiento,
utilizando procesos de reingeniería, será beneficioso para el funcionamiento y operatividad del
edificio Bloom Tower, así como para los usuarios y clientes del edificio antes mencionado. De la
misma forma, este planteamiento se podría poner en práctica en otro edificio que presente las
mismas falencias con el sistema eléctrico, siempre y cuando pongan en práctica las reglas de
seguridad eléctrica, para trabajos en baja y media tensión; ya que de forma inesperada o repentina
podría presentarse algún incidente o accidente, lo que frustraría la continuación del estudio o
seguimiento de la subestación eléctrica.
35
5.- Bibliografía
• ABB, (2004) Operación y mantenimiento de transformadores de potencia. Recuperado
de https://library.e.abb.com/public/9b7a293c90c90788852573fa007b78dc/1ZCL000002EG-
ES_Manual%20del%20Usuario.pdf
• Castillo, R., Prieto, A., y Zambrano, E., (2013). Elementos de la gestión de
mantenimiento en las instituciones públicas de educación superior del municipio
Cabimas. Recuperado de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=78228410004
• Díaz. R, Cazañas. I, y Martínez E., (2015) Procedimiento para la planeación integrada
producción –mantenimiento a nivel táctico. Ingeniería industrial/ISSN 1815-5936/Vol.
XXXVII / No. 1/ pp. 36-48.
• Enríquez. G, (2004) Procedimiento normativo para efectuar el mantenimiento
preventivo a los transformadores. (Tesis de pregrado) Instituto Politécnico Nacional
• Guerrero. R, (2012) montaje y mantenimiento de transformadores. Recuperado de
https://www.tagusbooks.com/leer?isbn=9788415670568&idsource=3001&li=1
Montané, J., Dorrbercker, A., y Hernández, N. (2011) El mantenimiento a los
transformadores de potencia; su análisis en el caso de una central termoeléctrica cubana.
Ingeniería Energética, vol. XXXII, núm. 2, 56-64.
• Montane, J., Dorrbercker, A., y Hernandez, N., (2 al 5 de diciembre de 2013) congreso
internacional de alta tensión y asilamiento eléctrico. Recuperado de
https://www.researchgate.net/publication/322314828_sistema_de_diagnostico_de_fallas
_paratransformador_en_termoelectrica_cubana
36
• Rada, M. (2011). Organización de mantenimiento preventivo de los turbogeneradores
del sector eléctrico en la costa oriental del lago. coeptum, Revista Electrónica de
Gerencia Empresarial. depósito legal: 200902ZU3060 / ISSN: 1856-9706 Volumen 2
Edición No. 2 universidad Rafael Belloso Chacín. Tamare, Venezuela.
• García Garrido, S. (2003) Organización y gestión integral de mantenimiento. Madrid,
España: Ediciones Díaz de Santos
• Gonzales Fernández, F. J. (2009) Teoría y Práctica del Mantenimiento Industrial
Avanzado 3era edición. Madrid, España: Fundación Confemetal.
• Tamayo Jesús; Salvador Julio; Vásquez Arturo y Carlo Vilches (Editores) (2016). La
industria de la electricidad en el Perú: 25 años de aportes al crecimiento económico del
país. Osinergmin. Lima, Perú.
• Hammer, M. y Champy, J. (1994). Reingeniería. Colombia: Editorial Norma.
• Rodenes, M., Arango, D., Puig, J. y Torralba, José (2009). Reingeniería de procesos y
transformación organizativa. Colombia: Alfa omega.
• Melendez, J., Herraiz, S. y Colomer, J. (marzo del 2005). Causas y efectos de las
perturbaciones. Calidad de onda en el servicio eléctrico. Automática e instrumentación
(N° 360) 92-98.
• Universidad Nacional Autónoma de México (2016). Disturbios Eléctricos. Capítulo 1.
Recuperado: http://calidadenergetica2016.blogspot.com/2016/04/disturbios-electricos.html
37
ANEXOS
38
ANEXO 1:
39
ANEXO 2:
40
41
ANEXO 3:
Variables Definición Dimensiones Sub Dimensiones Indicadores
Horas/hombre
Planeamiento
Programación
Termografía
Ultrasonido
Análisis de redes
Horas de parada de tienda
Horas/hombre
Planeamiento
Horas de falla
Horas/hombre
Tableros eléctricos de control
Tableros eléctricos de fuerza
Iluminación
convencional
Iluminación LED
Motores de bombeo
Equipos de climatizado
Elevadores
Escalera eléctrica
Temperatura
Polución
Refrigeración
Tipo aislamiento
Polución
Nivel de tensión
MATRIZ OPERACIONAL
Mantenimiento Correctivo
por Emergencia
Rediseñar el conjunto de
técnicas destinadas a
conservar equipos e
instalaciones en servicio
durante el mayor tiempo
posible (buscando la
más alta disponibilidad)
y con el máximo
rendimiento.
Reingeniería de
Mantenimiento
Mantenimiento
Preventivo
Mantenimiento
Predictivo
Mantenimiento Correctivo
Programado
Subestación
Eléctrica
Mantenimiento
Correctivo
Tableros EléctricosConjunto de
instalaciones, incluyendo
las eventuales
edificaciones requeridas
para albergarlas,
destinado a la
transformación de la
tensión eléctrica y al
seccionamiento y
protección de circuitos o
sólo al seccionamiento y
protección de circuitos y
está bajo el control de
personas calificadas.
Red de Media
Tensión Eléctrica
Red de Baja Tensión
Eléctrica
Equipos de iluminación
Equipos motrices
Transformador de
potencia
Celdas de llegada y
remonte
42
Problema General Objetivo General Hipótesis General
¿En qué medida la aplicación
de reingeniería de
mantenimiento en la
subestación eléctrica en 220
VAC evitará las constantes
caídas de tensión para las
oficinas del Edificio Bloom
Tower?
Aplicar procesos de
reingeniería de
mantenimiento en la
subestación eléctrica en 220
VAC, para evitar las
constantes caídas de tensión
para las oficinas del Edificio
Bloom Tower
La aplicación de
reingeniería de
mantenimiento en la
subestación eléctrica en
220 VAC evitará las
constantes caídas de
tensión para las oficinas del
Edificio Bloom Tower
Problema específico 1 Objetivo específico 1 Hipótesis específica 1
¿En qué medida la aplicación
de un nuevo plan de
mantenimiento para la
subestación eléctrica
aumentará la fiabilidad del
sistema eléctrico del edificio
Bloom Tower?
Implementar un nuevo plan
de mantenimiento para la
subestación eléctrica, para
aumentar la fiabilidad del
sistema eléctrico del edificio
Bloom Tower
La aplicación de un nuevo
plan de mantenimiento para
la subestación eléctrica
aumentará la fiabilidad del
sistema eléctrico del
edificio Bloom Tower.
Objetivo específico 2 Objetivo específico 2 Hipótesis específica 2
¿En qué medida la aplicación
de un nuevo plan de
mantenimiento para la
subestación eléctrica evitará
molestias por los usuarios de
las oficinas del edificio Bloom
Tower?
Implementar un nuevo plan
de mantenimiento para la
subestación eléctrica, para
evitar molestias por los
usuarios de las oficinas del
edificio Bloom Tower.
La aplicación de un nuevo
plan de mantenimiento para
la subestación eléctrica
evitará molestias por los
usuarios de las oficinas del
edificio Bloom Tower.
MATRIZ DE CONSISTENCIA