ESCUELA P O L I T É C N I C A N A C I O N A L

FACULTAD DE INGENIERÍA E L É C T R I C A

PLAN DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO ELÉCTRICO

DE "CERVECERÍA ANDINA s. A."

EN DOS V O L Ú M E N E S

TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE

INGENIERO E L É C T R I C O EN LA ES PECIALIZ ACIÓN

DE POTENCIA.

ENRIQUE P O R T A L U P P I C A S T R O .

CERTIFICO QUE EL PRESENTE TRABAJO

DE TESIS HA SIDO REALIZADO EN SU

TOTALIDAD POR EL SENOS ENRIQUE

PORTALUPPÍ C,

! ENRIQUE y

'IMG, ALFREDO MENA

DIRECTOR DE TESIS

PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO ELÉCTRICO DE

CERVECERÍA ANDINA S,A.

CAPITULO I:

DEFINICIONES

l.i

1.2

INTRODUCCIÓN

PROPOSITO Y DEFINICIONES

CLASES DE MANTENIMIENTO

CAPITULO II:

2.1

2.1.1 ''

2.1.2

2.1.3

2.2

2.2,1

2.2.2

2., 3

2.4

PLANIFICACIÓN Y DESARROLLO GENERAL

PARTES P R I N C I P A L E S DE UN PROGRAMA DE MANTEN_I

M I E N T O . P R E V E N T I V O ELÉCTRICO. (PMPE).

GENERALIDADES

PLANIFICACIÓN DE UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO

P R E V E N T I V O ELÉCTRICO (PMPE)

DESARROLLO DE LAS PARTES PINCIPALES DE UN

PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO ELECTR^

CO

EXAMEN DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA INDUSTRIAL

INTRODUCCIÓN

RECOLECCrON DE DATOS

IDENTIFICACIÓN DEL EQUIPO CRITICO

PROCEDIMIENTOS A .UTILIZARSE

CAPÍTULO I I I

3. i

3.1.1

3.1.2

3.2

3.3

3.4

•3.5

3.6

3.7

3.8

RECOLECCIÓN DE DATOS

ROTULACIÓN DE LA M A Q U I N A R I A

CÓDIGO DE LAS SECCIONES

CÓDIGO DE MAQUINAS Y EQUIPO DE CADA SECCIÓN

ROTULACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE CONTROL Y SE_

ÑALIZACION

ESTABLECIMIENTO DE LOS FICHEROS DE CADA MA-

QUIN A INSTALADA

ELABORACIÓN DE LOS DIAGRAMAS ELÉCTRICOS DE

TODOS LOS TABLEROS Y SECCIONES

ELABORACIÓN DE LOS DIAGRAMAS DE ILUMINACIÓN

'INVENTARIOS DE LA M A Q U I N A R I A Y EQUIPO ELÉC-

TRICO INSTALADOS

ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO

C O O R D I N A C I Ó N DE LAS PROTECCIONES

CAPITULO iV:

4.1.1

4 . 1 . 2

4.1.3

SUGERENECIAS DE MEJORAS TÉCNICAS -

INSTALACIÓN D-E EQUIPOS Y ELEMENTOS ADECUADOS

EN LUGARES CON PELIGROS DE EXPLOSIÓN CON CON

CENTRACIONES PELIGROSAS EN"EL AMBIENTE DE

POLVO DE GRANOS

PRINCIPIOS GENERALES

FUENTE DE IGNICIÓN

PROBLEMA CONCRETO DE LAS INSTALACIONES ACTÚA

LES

4.2 INSTALACIÓN DE CONDENSADORES PARA MEJORAR EL

FACTOR DE POTENCIA

4..2.1 INSTALACIÓN DE CAPACITORES

4.2.2 INSTALACIÓN DE CONDENSADORES PARA MEJORAR EL

. FACTOR DE POTENCIA DE MALTERIA

4.3 INSTALACIÓN DE APARATOS DE MEDICIÓN EN LOS

TABLEROS PRINCIPALES DE CADA SECCIÓN

4.4 INSTALACIÓN DE LUMINARIAS FLUORESCENTES DE

ALTA EFICIENCIA

4.4.1 ENERGÍA UTILIZADA EN ILUMINACIÓN

4.4.2 COSTO ACTUAL DEL KWH Y COSTO FUTURO

4.4.3 CARACTERÍSTICAS DE LOS•FLUORESCENTES DE ALTA

EFICIENCIA

4.5 INSTALACIÓN DE MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

4.5.1 SELECCIÓN ECONÓMICA'EN/ BASE- AL PUNTO DE EQUJ.

LIBRIO

4.5.2 HORAS USO DE E Q U I L I B R I O

CAPITULO V: MANTENIMIENTO PREVENTIVO ELÉCTRICO

5.1 CONSIDERACIONES PRACTICAS PARA' LA ELABORACIÓN

DE PLANES DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO ELEC-_

TRICO

5.2 MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE LA MAQUINARIA

ELÉCTRICA

5.2.1 GENERADORES

5.2.2 MOTORES

5.2.3 TRANSFORMADORES DE POTENCIA CON AISLAMIENTO

BARO DE ACEITE

5.3 f MANTENIMIENTO P R E V E N T I V O DE EQUIPOS ELÉCTRI-

COS

5.3.1 EQUIPOS DE ALTA TENSIÓN

5.3.2 EQUIPOS DE BAJA TENSIÓN

5.3.3 HOJAS DE REPORTES

5.3.4 HOJA DE ARCHIVO DE INSPECCIONES Y TRABAJOS

REALIZADOS

CAPITULO VI: MANTENIMIENTO DE ROTURAS ELÉCTRICO

6.1 CUADROS DE LOCALIZACION DE FALLAS, CAUSAS

PROBABLES Y SOLUCIONES DE.EMERGENCIA EN -

A R R A N Q U E S DE MOTORES

6.1.1 ' GUIA DE PROBLEMAS Y SOLUCIONES DE E M E R G E N C I A

....^ PARA UN DIAGRAMA DE CONTROL DE UN A R R A N Q U E

' DIRECTO DE UN MOTOR, CON MANDO A DISTANCIA

USANDO PULSADORES

6.2 CUADRO DE LOCALIZACION DE FALLAS Y SOLUCIONES

DE EMERGENCIA DE POTENCIA FRACCIONAL

6.2.1 PROBLEMA.- FALLA AL ARRANCAR

6.2.2 PROBLEMA.- RUIDO

6.2.3 • PROBLEMA.- SOBRECALENTAMIENTO DE RODAMIENTOS

6.2.4 PROBLEMA.- SOBRECALENTAMIENTO DEL MOTOR

6.2.5 PROBLEMA.- ESTATOR O ROTOR QUEMADO

6.2.6 PROBLEMA.- VELOCIDAD DEMASIADO BAJA

6.2.7 PROBLEMA.- VELOCIDAD DEMASIADO ALTA

6.2.8 PROBLEMA.- CHISPORRETEO DE LAS ESCOBILLAS

6/3 CUADRO "DE L O C A L I Z A C I O N•RAPIDA DE FALLAS, CAU-

' SAS PROBABLES Y SOLUCIONES DE EMERGENCIA PARA

MOTORES DE INDUCC ION .TRIFAS ICOS CON ROTOR EN

JAULA DE ARDILLA

6.4 ' GUIA DE PROBLEMAS EN INSTALACIONES CON LAMPA-

RAS DE.DESCARGA DE ALTA INTENSIDAD

6.5 'PROCEDIMIENTOS DE EMERGENCIA

CAPITULO VII; INDICACIONES COMPLEMENTARIAS

7.1 CUADRO DE REPORTE DIARIO DE ANORMALIDADES

ELÉCTRICAS

7.2 ELABORACIÓN DE. LAS TARJETAS DE OPERACIÓN Y

DE ARCHIVO DE LA I N F O R M A C I Ó N DEL PMPE

7.2.1 LAS TARJETAS DE OPERACIÓN ADEMAS DE LOS

CUADROS GENERALES DEL PROGRAMA DE MANTENIMIE_N

TO PREVENTIVO ELÉCTRICO (PMPE) SON LAS ORDE -

NES PE INSPECCIÓN Y DE TRABAJO QUE SE ENCUA -

DRAN A LO SEÑALADO EN EL CAPITULO V.

ORDEN DE INSPECCIÓN (VER CUADRO 2)

ORDEN DE TRABAJO (VER CUADRO 3)

7.2.2 LAS TARJETAS DE REPORTES Y ARCHIVO DE LA

INFORMACIÓN SON LAS SIGUIENTES:

VER CAPÍTULOS: 3.6; 5.3.3; y 5.3.4.

7.3 DESCRIPCIÓN DE LAS PRUEBAS' AL EQUIPO Y MAQU¿

ÑAS ELÉCTRICAS

7 ..3.1 PRUEBA A...MOTQRES ELÉCTRICOS UTILIZANDO UN

VOLTIMETRO-AMPERIMETRO DE GANCHO

7.3.2 PRUEBAS UTILIZANDO UN MEGGER

7.3.3 PRUEBAS- UTILIZANDO UN AUTOTRANSFORMADOR

7.3.4 - P R U E B A S DE DISPARO DE RELÉS TÉRMICOS Y DIS-

YUNTORES

7.3.5 PRUEBA DE RESISTENCIA DE CONTACTOS

7.3.6 PRUEBAS A ELEMENTOS ELECTRÓNICOS MAS USADOS

7.3.7 PRUEBAS A TRANSFORMADORES

CAPITULO VIIIj SUMINISTRO DE PARTES DE REPUESTO

8.1 FINALIDAD Y ORGANIZACIÓN GENERAL DEL SERVICIO

DE SUMINISTROS DE PARTES DE REPUESTO

8.1.1 . FINALIDAD

8.1.2 ORGANIZACIÓN GENERAL

8.2 ORGANIZACIÓN INTERNA DEL ALMACÉN DE REPUESTOS

8.2.1 CONTROL DE PRODUCTOS

8.2.2 CÓDIGO DE PRODUCTOS

8.3 ORGANIZACIÓN DE SUMINISTRO DE REPUESTOS Y MA-

TERIALES POR PARTE DEL ALMACÉN

C A P I T U L O I

1.1 PROPOSITO Y 'DEFINICIONES

Las instalaciones, máquinas y equipos necesarios para

la producción de "CERVECERÍA ANDINA" engloban una serie de unidades y

funciones, en las cuales las fallas, en un sólo eslabón de la cadena, -

representan la paralización total de la producción.

Hay contadas máquinas y equipos, desde la provisión de

agua hasta la carga y despacho de las paletas, cuyas fallas no pongan -

en peligro la continuidad de la producción.

Una hora, de paralización total de la producción, pue-

de representar pérdidas de venta por S/. 500.000 aproximadamente.

El mantenimiento de las instalaciones, máquinas y equj_

pos, serTa excesivamente costoso, si se haría los trabajos de reparación

o reposición de elementos, recién al producirse la descompostura.

El mantenimiento también resultaría muy costoso, s1 se -

estableciera un programa de mantenimiento preventivo, con periodos de,

revisión, pruebas y mantenimiento, excesivamente largos y con almacena-

je de repuestos innecesarios o para un consumo de muchos años.

El Programa de Mantenimiento Preventivo Eléctrico, PMPE,

tiene como propósito el establecimiento de un sistema, de revisiones, -

pruebas, tareas de mantenimiento, almacenaje de repuestos y recopilación

de información a un costo mínimo, pero con una alta seguridad que no se

produzcan interrupciones en la producción por causas de defectos y daños

en las instalaciones, máquinas y equipos eléctricos correspondientes.

El "Programa de Mantenimiento Preventivo Eléctrico"

(PMPE), deberá estar intimamente asociado, con el programa de manteni -

miento preventivo .mecánico y éstos a su vez muy relacionados con la or-

ganización de la producción global de la planta.

No podría ser jamás, un objetivo final en sí mismo, el

cumplimiento, del Programa de Mantenimiento Preventivo Eléctrico, más

b i e n deberá ser un m e d i o ¿ mediante el cual es p o s i b l e cum -

plir lo planificado en producción.

En definitiva, para que el mantenimiento cumpla su ve_r

dadera misión la meta perseguida no.es la conservación en si misma, si-

no el coincidir con las demás actividades de la Industria en la obten-

ción de la más alta productividad.

La más alta productividad se consigue con el empleo

eficaz y económico de la Planta Industrial y del personal'.

Un programa de mantenimiento designa al sistema planj_

ficado de .técnicas varias que aseguren la correcta utilización y el COJT_

tínuo funcionamiento de 1.a Planta Industrial y su objetivo es lograr -

con el. mínimo costo el mayor tiempo de servicio de las instalaciones y

maquinaria. Además debe garantizar que todos los cambios e intervenci_o

nes que deben efectuarse en las máquinas e instalaciones se van a realj_

zar en el momento necesario de tal forma que afecte al mínimo, el ritmo

de producción y que los riesgos de averías imprevistas sean mínimas.

Todos estos conceptos hasta aquí emitidos, son aplica_

ción general en cualquier actividad industrial.

_ 4 -

Se puede sacar adicionalniente algunas conclusiones:

a) El mantenimiento debe-ser considerado como un fac-

tor económico de la Empresa.

b) El mantenimiento debe ser planificado eliminando

la improvisación. Debe existir un exacto y a la -

vez flexible programa anual de mantenimiento.

c) Debe existir un equipo de-mantenimiento especializa^

do, con funciones claramente definidas dentro del -

propio organigrama de la Sección de Ingeniería Eléc_

trica.

d) La calidad de la reparación no debe estar sujeto a-

urgencias, salvo con.ciente decisión de los responsjj_

bles del servicio de mantenimiento, en casos excep-

cional es.

e) Debe existir una información técnica completa en re

lación con los trabajos de mantenimiento de cada nía

quina o equipo instalado.

f) Las actividades y costos de mantenimiento deben tra_

ducirse en índices de referencia y comparación, pu-

diendo de esta forma seguir los pasos de la gestión,

del servicio de mantenimiento.

g) El mantenimiento debe basarse por igual en:

g.l Elección y distribución del personal especialj_

zado.

g.? Creación y.control de un taller propio y espe-

cializado para atender las reparaciones.

g.3 Equipos de revisiones y pruebas de alta cali -

dad.

g.4 Orden y control de existencias del almacén.

g.5 Programación Técnico-Económica, incluyendo la-

recogida de datos estadísticos y técnicos.

CLASES DE MANTENIMIENTO

Lo que desea la Industria es la continuidad de la pro-

ducción y ésta se consigue reparando antes de que los desgastes puedan

producir averías, realizando las reparaciones en forma planeada y en

horas determinadas. Este es el llamado "MANTENIMIENTO PREVENTIVO".

Ahora bien, a pesar de aplicarse éste, no se podrán

evitar averías imprevistas, producidas por deficiencias no aparantes y

por tanto no detectadas en las inspecciones preventivas o bien por posj_

bles errores o negligencias del personal, poca preparación, etc. Cuan -

do esto ocurre, el servicio de mantenimiento ha de intervenir en una re-

paración de emergencia, llamándose a este tipo de actividad "MANTEN! -

MIENTO DE ROTURA", el cual no puede ser planificado.

- 6 -

Tanto si se trata de una actuación preventiva, como de

rotura, la reparación puede efectuarse conservando, la máquina o el

equipo, sus características originales o bien a la vista de anomalías -

encontradas se efectúan unas determinadas modificaciones con el fin de

aumentar la "calidad" de la maquinaria o equipo obteniendo de ellos una

vida más prolongada. Así mismo la modificación, puede referirse a la s_e

.guridad, o a la automatización de la máquina o instalación para lograr

una mayor rentabilidad, ésto constituye un tercer tipo de actividad 1 l_a

mado "MANTENIMIENTO DE MEJORAS".

- 7 -

C A P I T U L O I I

PLANIFICACIÓN Y DESARROLLO GENERAL DE UN PROGRAMA DE MANTE-

NIMIENTO PREVENTIVO ELÉCTRICO

2 . 1 P A R T E S P R I N C I P A L E S DE ''UN P R O G R A M A DE M A N T E N I -

M I E N T O P R E V E N T I V O E L É C T R I C O

2.1.1 ' GENERALIDADES

Un efectivo programa de mantenimiento preventivo eléc -

trico (PMPE) , es aquel .que mejora la seguridad del persona] y de la

planta, que reduce al mínimo^las fallas de las maquinarias y equipos -

con el objetivo de mantener una producción sin interrupciones y a bajo

costo.

Ingrediente básico dentro de tal programa es la ca1ifi_

cación técnica del personal que lo va a llevar adelante y el cumpl Tniiejí

to, lo más exacto posible, del cronograma de Inspecciones, pruebas y re

paraciones de las maquinas'y equipos; Igualmente importante dentro -

del programa es la aplicación de un juicio técnico único, aceptado por

todo el personal, en la evaluación e interpretación de los resultados

de las inspecciones y pruebas y el registro conciso, pero completo de

las tareas realizadas a la maquinaria y equipos eléctricos.

2.1.2 PLANIFICACIÓN DE UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PREVEN-

TIVO ELÉCTRICO (PMPE)

Las siguientes preguntas básicas deben ser considera-

das cuando se planifica un Programa de mantenimiento preventivo eléc-

trico (PMPE).

a) En seguridad del personal: ¿Podrá un equipo en pelj_

gro de fallar, amenazar la seguridad del personal?

y ¿Qué podemos hacer para asegurarnos que el perso-

nal no corra peligro?

b) En el propósito de alargar la vida útil de la maquj_

naria y equipos. ¿COMO HACERLO?

c) En el propósito de lograr una producción económica.

Cuando se repara una falla de la maquinaria y equi-

pos, o cuando se reemplaza un equipo inservible,

'que ha estado hasta ese momento en producción;

- 9 -

¿Qué valioso tiempo de producción se ha utilizado?

¿Cuantos sucres se perdieron en ese evento?

¿Cuales son las maquinarias y equipos vitales en la

producción?

2.1.3 DESARROLLO DE LAS PARTES PRINCIPALES DE UN PROGRAMA DE

MANTENIMIENTO PREVENTIVO ELÉCTRICO'(PMPE)

a) Responsabilidad y calificación técnica del personal

Los asignados a la inspección y las pruebas deben ~

ser seleccionados entre los mejores.

b) Inspección y análisis del equipo y sistema eléctrico

Determinación de los requerimientos de mantenimiento

y prioridades.

Todos los equipos y maquinaria eléctrica, motores,

transformadores, breakers, controles, etc. deben re-

cibir la inspección y evaluación, esto permitirá al

jefe de mantenimiento eléctrico, calificar, como, -

donde y cuando cada pieza del equipo o maquinaria -

debe ser fijado dentro del programa.

c) Programar 'las ' inspecciones ' de' rutina y las pruebas

necesarias. En el curso de cada inspección programa_

da, es imperativo que la condición en que.se encuen

- 10 -

tran las protecciones eléctricas sean cheque^_

• das con prolijidad. Esto significa que fusi-

bles, breakers, micros de fin de carrera, re-

lés de protección y los relés de sobrecarga -

de los motores deben ser minuciosamente examj_

nados. Estos aparatos son las válculas de s_e_

guridad de un sistema eléctrico y deben estar

en óptimas condiciones de operación para segu_

ridad del personal, protección del equipo y -

reducción de pérdidas económicas.

d) Cuidadoso análisis de las inspecciones y sus

'respectivos reportes. Así como de las pruebas

realizadas de tal manera que se pueda concluir

en apropiadas medidas correctivas que se de -

ben llevar a efecto. Básicamente se trata de

determinar la condición actual del equipo o

maquinaria. La condición en que se encuentra

revela los trabajos de reparación que deben -

hacerse, así como la naturaleza y frecuencia

de las próximas inspecciones y pruebas reque-

ridas.

e) Ejecución de los trabajos necesarios. Al aná-

lisis de la inspección y las pruebas reporta-

das, debe seguir la implementación de las aprp_

piadas medidas correctivas.

Las necesarias reparaciones , reemplazos,

- 11 -

calibraciones, ajustes, etc. . son de hecho el obje

tivo-central dentro del programa de •mantenimiento -

preventivo eléctrico y hay entonces que elaborar -

( las con destrezay agilidad en el tiempo que están

planificadas, con el propósito de no interrumpir -

la producción.

f) Supervisión de los trabajos realizados-? El perso -

nal que ha realizado los trabajos de acuerdo con'-

la orden recibida, de reportar lo efectuado, ade -

más de otras anormalidades que hayan encontrado en '

.el equipo o maquinaria. Recibido el reporte, el - .

supervisor de turno del Programa de Mantenimiento

Eléctrico,Preventivo (PMPE) debe fiscalizar el tra_

bajo y aprobarlo.

g) Fichero de reportes, completo, pero'conciso. Los

reportes deben ser archivados de manera completa y

concisa, ya que contienen vital información. Exce^

siva información, detalles intrascendentes, no de-

ben ser archivados, ya que lo más probable es que

entorpezcan el Programa de mantenimiento preventivo

eléctrico.(PMPE). Los reportes se los debe mante-

ner en un lugar seguro y al alcance del Jefe de -

Mantenimiento Eléctrico y sus supervisores.

Además en las partes descritas, podríamos desarro-

llar otras tres complementarias pero de imp'ortan -

- 12 -

h) Centro de trabajo. Herramientas"e instrumentos.

El r.entro de trabajo de cada grupo de mantenj_

miento , sea este zonal o central de "la planta,

debe ser convenientemente localizado. Debe te-

ner todo para las inspecciones y pruebas de -

los equipos de esa zona, copias de reportes -

previos, tarjetas nuevas para reportes, diagra_

mas unifilares, coordinación de protecciones ,

archivos completos de datos'de placa, cátalo -

gos del vendedor, catálogos de los repuestos -

de existencia en almacén, etc.

Herramientas e instrumentos apropiados son im-

portantes dentro del Programa de .mantenimiento

preventivo eléctrico (PMPE), ya que garantizan

un máximo de seguridad y productividad a todo

el personal de mantenimiento.

i) Agencias de servicios en el exterior de la

planta. Algún mantenimiento y pruebas de opera_

ción, requieren de habilidades especiales o de

equipos especializados. Ejemplo: pruebas de

corriente-vs. tiempo de disparo de relés de s_o_

brecarga y breakers.

En organizaciones pequeñas es impráctico adquj_

rir los instrumentos necesarios para esas prue

bas, en tales casos hay que contratar, esos, ser

- 13 -

vicios con firmas especializadas,

j) -Servicio ágil'dé partes de repuesto. Un alma-

cén de repuestos en la propia'fábrica es una

solución útil para el suministro oportuno de

partes, accesorios y equipos de reposición.

En nuestro país, no existe aún, distribuido -

res de las diversas marcas y equipos eléctri-

cos, o si existen no tienen toda la gama de -

productos que una fábrica necesita para su -

mantenimiento o.sí los- hay en existencia están

a costos exhorbitantes, todo esto obliga a la

Cervecería a tener un almacén propio con exi_s_

tencias amplias de materiales, repuestos,

equipos y maquinarias necesarias para el man-

tenimiento. El almacén se provee en los fun-

damental por importación directa con -los fa -

bricantes de la maquinaria y equipos. De •• -

allí que la organización ágil y económica del

almacén se convierta en parte importante del

Programa de Mantenimiento Preventivo eléctri-

co. (PMPE).

2.2 EXAMEN DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA INDUSTRIAL

2.2.1 INTRODUCCIÓN

Un examen puede ser definido como la recolección cuid_a.

dosa de datos en la planta sobre el sistema eléctrico y anexos y la eva_

luación de estos datos para obtener la necesaria información para el d_e_

sarrollo.del Programa de Mantenimiento Preventivo Eléctrico (PMPE).

Los esquemas del proceso general de la planta y de la distribución gene_

ral de la energía eléctrica son lo pHmciro. Pero, el sistema, las má -

quinas y equipos eléctricos para ser analizados en detalle deben basar-

se en una división lógica de toda la planta.

2.2.2 RECOLECCIÓN DE DATOS

2.2.2.1 Generalidades

El primer paso en la organización del examen es cono -

cer en general la distribución de la producción de la planta

- 15 -

(Ve** anexo l)

Se inicia el proceso con la recepción de granos en los

silos. Luego continúa con pesada de granos, molienda, cocimiento y fij_

tración del mosto caliente (edificio cocimiento). Continua con el en -

friamiento del mosto, su fermentación y filtración y el mantenimiento

de la cerveza elaborada en tanques de reposo a bajas temperaturas (edi-

ficio frío y filtración). De allí es bombeada la cerveza a las lineas

de embotellamiento, pasteurización, y-encajonado (edificio embotella -

miento 4.2.3). De las líneas de embotellamiento pasa a la bodega de -

despacho, donde esta lista para la venta.

El procedo de producción de cerveza descrito, requiere

de:

a) Agua en abundancia y de diversas características .

para:

Elaborar el mosto

Producción de vapor en calderos

Enfriamiento de equipos

ANEXO 2 - Condensación de refrigerantes

Uso del personal en general

Lavado de equipos y secciones

- 16 -

Esta agua se la extrae de dos pozos y una ver t ien-

te natural y se la procesa, según su uso en la

p lan ta -de tratamiento .

b) Vapor, refrigeración, •!íneas de aire comprimido,

C02, etc. que es s u m i n i s t r a d o por los equipos de -

la sala de fuerza.

c) Energía e léc t r ica , para fuerza mot r i z , controles ,

m a n d o s , i l u m i n a c i ó n . De este sumin i s t ro h a b l a r e -

mos en el próximo sub t í tu lo y la recolección de

estos datos es objetivo del Capí tu lo III de esta -

tes is .

2.2.2.2 Suministro general de energía eléctrica.

La cervecería compra energía a la Empresa Eléct r ica

Qui to ( E E Q ) , é s t a . l a sumin i s t ra med ian te un a l imen tador t r i fás ico a

22 K v , s in neu t ro , con h i l o de g u a r d i a .

(Ver Anexo 3)

- 17 -

Se reduce el voltaje en dos subestaciones para alimen-

tar cargas a 460 voltios para fuerza y a 220/127 voltios para ilumina-

ción.

(Ver Anexo 4 y 4A)

En el capitulo III, nos extenderemos al cumplimiento

amplio de la tarea de recoleccion.de datos, ahora necesitamos aclarar

algunos aspectos previos que orienten la recolección de datos:

a) La sustentación de un Programa de«;Mantenimiento

Preventivo Eléctrico, está en el cuidado inicial

de tener todos los diagramas completos del siste-

ma eléctrico instalado. Ningún Programa de mante-

nimiento preventivo eléctrico puede operar sin

ellos. Los siguientes diagramas son los más nece-

sarios:

b) LOS DIAGRAMAS'UNIFILIARES: es básico que el volta-

je, frecuencia, numero de fases, la potencia que -

consumen las cargas, sean explícitos. No es menos

importante, pero quizás menos obviot que Ítems ta-

les como la impedancia.de transformadores, capaci-

dades de corriente de cortocircuitos y rangos' de

- 18 -

Interrupción, de cortocircuitos sean adjuntados.

ANEXOS . 5

c) Estudios de cortocircuitos y coordinación de protec-

ciones son muy importantes. Numerosos factores pue-

den afectar las capacidades de corrientes de corto -

circuitos en un sistema eléctrico industrial; revis_e

mos algunos:

c.l cambios en la capacidad de suministro de la

EEQ.

c.2 cambios en el tamaño o porcentaje de impedancia

de los transformadores

c.3 cambios en la sección del conductor

c.4 cambios de material del conductor

c.5 adición de motores

c.6 cambios en las condiciones de operación de la

planta.

Los siguientes diagramas son complementarios, pero üti -

les:

d) Diagramas de ruta de los circuitos, que muestren la

distribución física de los conductores. Además del

- 19 -

número y tamaño de los conductores y su tipo de

aislamiento.

e) Diagramas layout.- Transformadores, equipos de cor-

te, paneles de control principales y alImentadores

deben ser Identificados. Voltaje y corrientes nomj_

nales deben ser colocados.

f) Diagramas de los sistemas de iluminación, normal y

de emergencia, localización de paneles, que fases -

alimentan las diversas ramas del circuito, tipo y -

tamaño de la lámpara para cada área, diseño de niv_e_

les de iluminación.

2.2.2.3 Procedimientos de emergencia

Deben estar listados, paso a pa.so, las acciones que de -

ben ser tomadas en caso de emergencia. La producción de tales diagra -

mas en anticipación de una emergencia es esencial para completar un Pro_

grama de Mantenimiento Preventivo Eléctrico (PMPE).

Debe entrenarse al personal en su utilización y deben

estar ubicados en lugares estratégicos de la planta.

- 20

2.3 IDENTIFICACIÓN DEL EQUIPO CRITICO

Equipos críticos son .considerados aquellos, que en caso

de fallar en su operación normal, causarían graves daños a la gente, a

la planta o al producto.

También podríamos considerar críticos a aquellos equipos

que, en caso de falla, pueden paralizar integramente la producción.

Ejemplo: el suministro de energía eléctrica, de vapor, -

de aire, y de agua. Existen condiciones y/o circunstancias en la que

ciertos equipos pueden considerarse críticos; generación de emergencia,

iluminación -de emergencia, sistemas de alarmas de incendio, etc.

Dentro del sistema eléctrico, hay partes que pueden con-

siderarse críticos, porque ellos reducen la extensión del efecto de una

falla en el equipo eléctrico. Entre otras cosas que caen en esta cate-

goría son:

a) Algunos diseños de protección contra sobrecorrientes

y cortocircuitos, tales como, relés, breakers o fu-

- 21 -

s ib les . Aquí se I nc luye la c o o r d i n a c i ó n de disparos

de las protecciones.

b) Disparos de sobrevelocidad, de sobretorque, ciertos

microswitenes de fin de carrera, d i sparos por baja

o alta temperatura, presión . f l u j o , o n i v e l ; disparos

por bajo nivel de presión de aceite, las vá lvu las de

desfogue de pres ión , d isparos por bajo y a l to volta-

je, d i sparos de sobrecarga de los transformadores y

generadores de emergencia.

La de t e rminac ión del e q u i p o cr í t ico y su m a n t e n i m i e n t o -

debe ser rea l i zada por el responsable p r inc ipa l del Proyecto de Mantenj_

mien to Prevent ivo Eléct r ico ( P M P E ) , y supervisores, pero todo el perso-

nal de man ten imien to eléctrico debe i den t i f i c a r lo y conocerlo al deta -

He , debe elaborarse un cod igo .de colores, especial para estos equ ipos .

2 .4 ' P R O C E D I M I E N T O S ^ ' UTILIZARSE

El procedimiento de manten imiento en su esencia es:

a) Organ iza r las inspecciones y su f recuencia .

b) Organizar las pruebas necesarias para cada t ipo de

equ ipo y su f recuencia .

- 22 -

c) Organizar las tareas de reparación,

d) Organizar el tipo de reportes y de archivo de la i_n_

formación.

Estos literales no son fijos para cada tipo de equipo ,

son función del tiempo de operación del equipo, del tipo de trabajo que

realicen, de las condiciones de carga a las que se hallen sujetos y del

ambiente de trabajo.

Por ejemplo, podemos.decir que un motor, tiene sus idea-

les condiciones de trabajo por ambiente, cuando:

El aire es limpio, libre de polvo, de vapores noci-

vos, de excesiva humedad, etc.

La temperatura es mantenida en un rango entre 15 .y

30 grados Celcius.

La humedad es mantenida en un rango del 40 al 70%.

Bajo estas condiciones el mantenimiento se minimfniza.

.Es decir que un motor de la sección silos, tendrá un mantenimiento dife_

rente (hablando solo del ambiente) que un motor de filtración o embote-

llamiento.

- 23 -

Además para cada tipo de equipo o maquinaria se debe te-

ner un 1istado de:

e) Todas las herramientas especiales, materiales y equj_

pos necesarios para el trabajo.

f) Estimado o promedio actual del tiempo en que se rea-

liza el trabajo de inspección, de pruebas y de repa-

ración.

g) Apropiadas referencias de manuales técnicos,

h) Trabajos previos realizados al equipo.

i) Que otros equipos han sido afectados y en que forma.

PRIMERA CONCLUSIÓN;

"CADA TIPO DE EQUIPO O MAQUINARIA TIENE SU PROPIA FRE -

CUENCIA DE INSPECCIÓN, PRUEBAS Y REPARACIONES".

HABLANDO DE UN MISMO TIPO DE EQUIPO O MAQUINA, LA FRE -

CUENCIA DE SUS INSPECCIONES VARIA DE ACUERDO CON:

a) EL TIEMPO DE VIDA DEL EQUIPO

b) TIEMPO DE UTILIZACIÓN ANUAL

c) CONDICIONES DE CARGA A QUE SE HALLEN SUJETOS

d) AMBIENTE DE TRABAJO

Otro factor que es muy importante tomar en cuenta, es la

procedencia y marca de equipos similares.

Ejemplo: un contactor de marca Suiza, Norteamericana o

Canadiense y el .de un contactor Danés, Alemán, Japonés, Español, etc.

Las normas que deben cumplir cada uno de ellos para ser puestos en vejT_

ta son diferentes, dependiendo del pafs de origen, las normas U.L., -

CSA, por ejemplo, son más exigentes en cuanto a contactores que las no_r

mas VDE o D. Por lo que un contactor de procedencia canadiense, reque_

rirá, bajo idénticas condiciones de carga y operación, menor manteni -

miento que uno de procedencia danesa.

Este es otro aspecto que complica el trabajo de decidir

la frecuencia del mantenimiento -de equipos y máquinas eléctricas.

- 25 -

C A P I T U L O I I I

3.1

Cuan d o se realiza el mantenimiento p r e v e n t i v o , es

muy posible que se tenga que movilizar los motores, transformadores y

accesorios, al taller central o a los talleres de cada sección. Algu-

nas veces se da el caso, que por no existir piezas de repuesto, el man-

tenimiento de máquinas no tan importantes puede demorarse una y más se-

manas, luego de ese tiempo a veces es difícil identificar el lugar de -

donde proviene la máquina.

Por esta razón es conveniente la rotulación de la maquina-

ria en base a un código simple, que permita su fácil identificación.

Otro problema práctico que justifica la existencia de un

código de identificación, es la existencia de un número alto de motores

de idénticas características, como sucede en los transportadores de ja-

bas, que se hace mantenimiento en un fin de semana de unos doce motores

y luego no se sabe donde colocarlos, o en que hojas de reportes de man-

¿829*

- 26 -

tenimiento cargar las tareas realizadas.

Proponemos un código de seis dígitos, donde los dos prime-

ros dígitos identifiquen la sección, los dos siguientes la maquinaria -

en su conjunto, y los dos últimos dígitos al motor en particular.

CÓDIGO:SECCIÓN MAQUINARIA EN MOTOR #

CONJUNTO

3.1.1 CÓDIGO DE LAS SECCIONES

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA 00

SILOS 01

COCIMIENTO 02

FILTRACIÓN 03

PLANTA SUBPRODUCTOS 04

EMBOTELLAMIENTO N* 1 05

EMBOTELLAMIENTO N* 2 06

EMBOTELLAMIENTO N^ 3 07

SALA DE FUERZA 08

GENERADORES 09

SUBESTACIONES 10

TALLERES 11

- 28 -

3.1.2 CÓDIGO DE MAQUINAS Y EQUIPOS DE CADA'SECCION

3.1.2.1 Planta de tratamiento de agua •

Equipos de pozos y vertientes 01

Equipos de cisternas 02

Equi pos de tanques 03

Equipos de ablandadores - 04

Equipos de clorificadores 05

Equipos de bombas de agua 06

Equipos de control y medición 07

Equipos de los filtros 08

3.1.2.2 Silos

Equipos eléctricos a prueba de explosión 01

Equipos eléctricos - repuestos tablero MIAG .... 03

Repuestos balanzas 04

Repuestos transportadores y elevadores 05

Equipos de válvulas 06

3.1.2.3 'Cocimiento

- 29 -

Equi pos de auto-clave 01

Equipos de macerador .." 02

Equipos de filtro Lauter 03

Equipos de palla de hervir 04

Equipos de transportador de afrecho 05

Equipos de balanzas 06

Equipos de molino húmedo 07

Equipos de elevador de personal 08

Equi pos de zarandas 09

Equipos de ciclón 10

Equipo eléctrico (Exclusivo) 11

Equipo de medición y control 12

3.1.2.4 Sala de frió

Equipos del Whirpool 01

Equipos del separador de Trub 02

Equipos del enfriador de agua 03

Equipos del enfriador de Glycel 04

Equipos del enfriador de cerveza - 05

Equipos del filtro Niágara 06

Equipos del filtro Filtrox 07

Equipos del Carbonatador , 08

Equi pos del mezclador Foxboro 09

- 30 -

Equipos de medidores de flujo Foxboro 10

Equipos de medición y control 11

Equipos del separador levadura 12

Equipos del tanque de autólisis 13

Equipos de tanques de fermentación 14

Equipos de tanques de reposo 15

Equipos de difusores 16

Equipos de bombas de cerveza 17

Equipos de levadura 18

Equipos de uso genera1- 19

Equipos del sistema de refrigeración 20

Equipo eléctrico (Exclusivo) 21

Equipos de tanques de levadura 22

Equipos de lurbidímetro , 23

3.1.2.5 . ''Plañtq'de'subproductos

Equipos del secador de afrecho „ 09

Equipos del secador de levadura 02

Equipos de los silos de subproductos 03

Equipo eléctrico (Exclusivo) 04

Equipo de medición y control 05

31 -

3.1.2.6 Enbotellamiento

Equipos del sistema hidráulico 01

Equipos del paletizador 02

Equipos del depalatizador 03

Equipos del desencajonador • 04

Equipos del lavador de cajas .' 05

Equipos del lavador de botellas 06

Equipos de" inspectores botellas vacías 07

Equipos del llenador .. 08

Equipos del capsulador 09

Equipos del tapa-coronador 10

Equipos del pasteurizador 11

Equipos del inspector botellas llenas 12

Equipos del etiquetador 13

Equipos del encajonador -...• .14

Equipos de transportadores jabas 15

Equipos de"! transportadores jabas 16

Equipos de control y medición 17

Equipos de válvulas 18

Equipos eléctricos.(Exclusivo) 19

3.1.2.7 ' Sala de fuerza

Equipos de comprensores NH3 01

- 32 -

Equi pos de compresores ai re 02

Equipos de compresores C02 03

Equi pos de cal deros 04

Equipo eléctrico (Exclusivo) 05

Equipo eléctrico de medición y control 06

Equipo de condensadores evaporativos 07

Equipo de tanques de .combustible 08

3.1.2.8 Generadores

Equipos de generador H- 1 ' 01

Equipos de generador Ns 2 02

E q u i p o s de generador [\~ 3 03

3.1.2.9 'Subestaciones

Equipos de medición y control . .. 01

Equipos de alarmas 02

Equipos de transformadores 03

Equipos de aceite dieléctrico 04

Equipos de bancos de capacitores 05

- 33

3.1.2.10 Talleres

Equipos de tornos 01

Equi pos de si erra-metales 02

Equipos de prensa hidráulica 03

Equipos de sierra-carpinteria 04

Equi pos de sol dadoras 05

Herrami entas 06

3.2 ROTULACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE CONTROL Y SEÑALIZACIÓN

Igual que en el caso de las máquinas,'conviene Identificar

con exactitud los elementos eléctricos de los tableros, de la maquina -

ría, etc. Aquí el propósito adicional a los ya nombrados es la de agi-

litar la labor de reposición de los elementos defectuosos. El código

además de los dígitos de sección (2) y maquinaria (2) (que convienen

que tengan rel.ación directa con los códigos de almacén de repuestos, p_a_

ra facilitar su búsqueda y de esta manera agilitar el mantenimiento pre

ventivo como el de averías) debe tener los dígitos (2) de propia identj_

ficación.

CÓDIGO:

SECCIÓN MAQUINARIA EN CONJUN NUMERO DEL ELE-

TO MENTÓ

- 34 -

3.3 . ESTABLECIMIENTO DE LOS FICHEROS DE CADA MAQUINARIA

'•INSTALADA

Toda maquinarla instalada en la fábrica debe tener una ca_r

peta de información que contenga:

3.3.1 - Copias de las órdenes de compra.- Los fabricantes y vende-

dores de la maquinaria siempre serán fuente útil de infor-

mación y repuestos

3.3.2 Instrucciones de instalación

3.3.3 Manuales de operación y mantenimiento

3.3.4 Especificaciones de equipos1 en particular

3.3.5 Copias de las órdenes de compra de repuestos

3.3.6 ' Historial de mantenimiento

- 35 -

3.3.7 Lista .de"repuestos en almacén.- Actualizadas por año

Como ejemplo se anexa una carpeta modelo del "SEPARADOR DE

TRUB.

ANEXO 6.

3.4 'ELABORACIÓN DE LOS DIAGRAMAS ELÉCTRICOS DE TODOS LOS TA-

BLEROS Y SECCIONES

Se utilizará simbología de las normas DIN.

Se anexa, diagramas de control y fuerza de la línea embo-

tellamiento #1.

ANEXO 7.

- 36 -

3.5 ELABORACIÓN DE LOS DIAGRAMAS'DE ILUMINACIÓN

Se anexan varios planos de iluminación normal y de

cía de diversas secciones de Cervecería Andina S.A.

ANEXO 8.

3.6 INVENTARIOS DE LA MAQUINARIA Y EQUIPO ELÉCTRICO INSTALADO

Es importante, para iniciar un programa de mantenimiento

preventivo, tener'un conocimiento clasificado y lo más exacto posible

de la maquinaria, aparatos y elementos eléctricos utilizados en la in-

dustria bajo estudio.

Los siguientes cuadros deben ser llenados con exactitud

para lograr este propósito.

CERVECERÍA ANDINA S. A.REGISTRO DE MAQUINARLA ELÉCTRICA

MOTORES

Fecha de instalación: Código:

Ubicación:

Denominacidnj_

Marca;

Modelo:

Serie N° :

Normas de ejecución

Potencia:

Factor de servicio;

R.P.M.a plena carga^

Vol ta jes;

Fases:

Amperios a plena carga;

Estructura [Frorne]^

Diseño:

Conexiones:

Clase de aislamiento:

Máxima temperatura ambiente:

Rodamiento del eje motriz:

Rodamiento del venterol;

Accesorios:

Observaciones:

Responsable

CERVECERÍA ANDINA S. A.REGISTRO DE MAQUINARIA ELÉCTRICA

.TRANSFORMADORES DE POTENCIA

hecho de instalación

Ubicación:

Denominación^

Marca:

Modelo:_

Serie:

Normas de ejecución^

Potencia nominal;

Fases:

Frecuencia:

Altitud de servicio:

Relación de transformación en vacio:__

Esquema del lado de. A.T.

Esquema del lado de B.T.

Grupo de conexiones:

Pe'rdidas en el hierro;

Perdidas en el cobre:

Tensío'n decortoci rcui to:

Temperatura de operación^

Temperatura amb¡ente[mdx.

Sobrecarga admisible;

Peso del aceite^

Peso t o t a l :

Accesor ios :

Observac iones :

Respo nsable

CERVECERÍA ANDINA S. AREGISTRO DE MAQUINARÍA ELÉCTRICA

GENERADORES

Fecho de instalación^

Ubicación:

.Código:

Denominación:

Marca generador : _ _ Marca motor:

Modelogenerador : Modelo motor:_

Serie generador_: Serie motor:___

Normas de ejecucíon:__

Potenc ia n o m i n a l :

Fases : • . ^

F recuenc ia : _____

R.R M. ___ __

Altitud deservicio:

Vol ta je nominal; ____

Corriente nominal; : _

Grupo de conexionesj :

Sobrecarga admisible: _ _ _ _ _ _ _

Temperatura ambiente [rndx.3 ;

Cont ro l de sobrevelocidadj

Contro l de baja presión de acei te_;

Control de alta temperatura del agua; ^ _ _ _

V o l t a j e de campo : _ _

Corriente de campo: _„.._

Protecc iones adicionales:^

Accesorios:

Obse rvac iones :

Responsable

-í,g-

.CERVECERÍA ANDINA S. A.• REGISTRO DE EQUIPOS ELÉCTRICOS

. A N T A ; SECCIÓN;

ÍUIPO:

IDIGO: ,

ALEROS:

M. a r c a :

N° de cata 1 o go :

V o. [ t a j e ( m á x i m o )

C o r r i e n t e (máx ima)

F a s e s :

F r e c u e n c i a :

C o n e x i o n e s :

O B S E R V A C I O N E S

FECHA DE INSTALACIÓN:

UBICACIÓN:

MAQUINARIA :

D A T O S T É C N I C O S

!

R e s p o n s o bI e

- 41 -

3.7 ESTUDIO'DE CORTOCIRCUITO

En las Instalaciones industriales se deben terminar las co

rrientes de cortocircuito en distintos puntos para seleccionar el equi-

po de protección y efectuar en coordinación.

Se entenderá por cortocircuito a una falla que se presenta

en una instalación y que demanda una corriente excesiva denominada co- -

rriente de cortocircuito en el punto de ocurrencia.

La falla puede ser de los tipos siguientes:

a) De línea a tierra

b) De 1Tnea a ITnea

c) De dos líneas a tierra

d) Tri fás ica

De estos tipos de falla, la más probable de ocurrir es la

denominada fa l la .de línea a tierra.

Para cálculos preliminares se puede suponer que la falla

- 42 -

es trifásica y entonces se simplifican mucho los cálculos ya que la red

se trata en condiciones de simetría y con una sola red, en la que se

representan las fuentes de cortocircuito y los elementos limitadores.

Este método de cálculo con estas condiciones da buenos resultados en

sistemas de distribución e.instalaciones industriales, y se le conoce

como método aproximado, método de barra infinita, o.de los MVA. (1)

En el estudio de cortocircuito se consideran básicamente

dos tipos.de elementos en la red.

a) Las fuentes de cortocircuito (elementos activos) que

suministran corriente al punto de falla, que en gene-

ral se puede decir que son las máquinas rotatorias.

b) 'Los limitadores de corriente (elementos pasivos) que

son las impedancias de los elementos del sistema bajo

estudio, incluyendo las impedancias de las propias má_

quinas rotativas.

El paso inicial para un estudio de cortocircuito es dispo-

ner de un diagrama unifilar en donde se representen todos los elementos

de la instalación'que interesen para este estudio, como son: generado -

res, motores, transformadores, líneas, cables alimentadores y tableros.

- 43 -

En estos elementos se debe indicar sobre el diagrama o bien en una ta-

bla separada sus características más Importantes como son:

a) Potencia en MVA

b) Tensión de operación

c) Impedancia en por unidad.

El método de los MVA se usa separando el circuito en sus

componentes y calculando cada componente con su propia barra infinita,

para lo cual se pasa -del diagrama unifilar del sistema en estudio a un

diagrama de impedancia y al diagrama de los MVA.

El primer componente del sistema normalmente es la capaci-

dad interruptiva del sistema bajo estudio en MVA (100MVA es la capaci -

dad interruptiva del disyuntor inicial del alimentados primario que-alj_

menta a Cervecería Andina S.A., desde la Subestación "La Viña" en Tumba_

co). Y el resto de los componentes del diagrama en MVA se obtiene divj_

diendo la potencia del elemento expresada en MVA entre su impedancia

expresada-en por unidad.

M U AMVA ce =

X en p.u.

Obsérvese que a diferencia de otros métodos, hasta este

punto, el método de los MVA no requiere una base común en MVA o KVA

tampoco es necesario cambiar las impedancias de base.

Para combinar los MVA que aparecen en lo que se ha llamado

el diagrama de los MVA se siguen las reglas que se indican:

a) Elementos en serie se combinan como si fueran resisten^

cias en paralelo.

MVA2

b) Elementos en paralelo se combinan como sí se tratara de

resistencias en serie.

MVA12 = MVAí + MVA

Sí se desea calcular la corriente de cortocircuito en el -

punto de falla, se aplica la expresión:

T. _ ' ' M V A x 1000ice —/r x KV

- 45 -

Donde MVA representan "los HVA equivalentes en el punto de

falla y KV es la tensión en kilovoltios en ese mismo punto {tensión -

previa a l a falla).

Se ha considerado además en este estudio:

a) Que la falla no ocurre normalmente cuando la onda de

voltaje pasa por cero, y como necesitamos considerar

el caso más critico, debemos tener en cuenta el efec-

to de asimetría. Para incluir la asimetría se multi-

plica por un factor F que varía de 1,1 a 1.5.

b) Que se quiere buscar el nivel de cortocircuito más

crítico en cada barra del sistema, por lo que se han

tornado para el cálculo.las impedancias subtransisto-

rias.

- 4 6 -

46KV.

15 K

8,26 MVA

100 MVA

LT

Xa =0,66 5Xd;Ü, ]33Xa»Xd=0,79B A/milla

íi millas de distancia.

MVA V3'x23x230 - 9MVA

Z base:: 23^/9 58;78>i

Zpu.= 4 / 5 8 , 7 3 x 6 , 8 1 V.

15 K

500 K V A

X = 5,2 V.

800 A

15 K

7/2 MVA 7,34 MVA

OOOOOOO OOOOOOO OOOOOOO

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALQUITO - ECUADOR

DISEÑADO

DIBUJADO

REVISADO

FECHA

RECOMENDADO

APROBADO__ „

- 4 7 -

100 MVA

46 KV15/20 MVA

A B

46 KV.

f V V ' 2 3 KV

V0 = 230 Amp.

Aprox imadamente 75 V. de capacidad.

1 = 1 7 2 , 5 Amp.

Xa = 0,665 / m i l l a

Xd = 0,1333 /mil laXa* Xd = 0,79B

Dis tanc ia : 8 Km,=

Z b a s e = Eb Z /Sb

V^rv

•

500 KVA22 K

Uo»,, o WJ

T"iA~ " or0/;5KV

:1

'

500 KVA22KV

X ~ 5 2 ° /

0/6 Kv

: 2 :

1

80 KVA22 KV

L>~/ OJ

0,22Kv .

= ©

'

500 KVA22 Kv'

t-^-í ... uupo ' * rv-i

0/SKv

:. 3 • - :

i

100 KVA22 KV

^K**V*^

0,2ZKv

:©

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALOUITO-ECUADOR

DISEÑADO

DIBUJADO

REVISADO

FECHA

RECOMENDADO

APROBADO

REF.

100

MV

AD

ISY

UN

TO

R

100x

148

ICO

.'¿

8~

6

0

60

13 Z

-60

132

= ¿

1,25

148

MV

A

132

MV

A

TR

AN

SF

OR

MA

DO

R

KV

ALT

=2

3

9 M

VA

LT

12,5

M

VA

8,26

M

VA

9,62

M

VA

7,42

M

VA

CD

10,6

4 M

VA

3;-

3

7,34

M

VA

.

3'

ES

CU

ELA

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OLÍ

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er

12

.59.

6210

,64

lcc.

s¡m.=

1-

8,26

49

,78

12

,5 >; 1

8,2

6 '

= 1

8.26

M

VA

= 2

2.91

8 A

mp

.

7/2

50

, 5

6

9,6

2

7,4

2

....

.M

VA

2=

50,5

6x9,

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50,5

fc*

9,62

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19.4

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Tx

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7,3

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CA

DG

AP

RO

S A

CO

-

- 51 -

3.Í1 COORDINACIÓN Df .AS PROlTCCIÜNrS

El valor de la corriente de falla, en cualquier punto de

un sistema, está limitado por la impedancla de los circuitos y del

po que se encuentra conectado entre la fuente .o.fuentes de corriente de

falla y el punto de la falla mismo, Y ES INDEPENDIENTE DE LA CARGA DEL

SISTEMA.-

Coordinar las protecciones de cortocircuito significa que,

el primer grupo de protecciones cubre la protección primaria, o sea, son

aquel grupo de dispositivos que deben operar primero, para .aislar del

sistema al equipo en el cual se presenta la falla, y el segundo grupo de

protecciones cubre la protección de respaldo y que funciona únicamente

cuando la protección primaria falla.

La selección y calibración adecuada de los .dispositivos de

protección contra cortocircuitos debe lograr una coordinación de tal fo_r

ma que suministre seguridad y continuidad de servicio.

Para circuitos trifásicos, en la industria normalmente se -

selecciona el disyuntor o los fusibles para la protección de cortocircui_

- 52 -

to de la siguiente manera: (2

a) Si se trata de la protección de la acometida a un motor.

Corriente nominal del disyuntor = Corriente nominal del

rnotor X 2 .5.

I Dísyunto.r =

I Nominal Motor

- 53 -

b) Si se trata de la protección de la acometida a .un grupo

de motores.

I Disyuntor =

o

1 •

II

o/ e/h

Corriente nominal del disyuntor = Corriente nominal del

motor más grande

x 2.5+

Sumatorio de las corrí e_n_

tes nominales de los de-

más motores.

Luego se pasa a buscar cual es la marca más barata que

- 54

ofrezca disyuntores de esos valores calculados, ese se compra y se in¿

tala. Ya, que con ese. simple cálculo se da por satisfecho, en cuanto

a'selección adecuada del disyuntos y a la coordinación de protección

de los mismos.

.Es muy improbable que el instalador y el disenador, busque

datos para conocer el nivel de cortocircuito :en la barra que esta traba

jando y utilice esos datos para seleccionar el disyuntar o los fusibles

por sus respectivas capacidades de interrupción de corrientes y coordi-

ne las protecciones teniendo*en consideración estos-factores.

PARA LOGRAR UNA COORDINACIÓN DE PROTECCIONES-DE CORTOCIR-

CUITO SE REQUIERE/ (3)

a) Hacer un estudio de cortocircuito .para determinar las

corrientes de falla máxima en las diferentes barras -

del sistema.

b) Preparar una gráfica utilizados en el sistema. Todas

las corrientes estarán referidas a una base de volta-

je común.,

c) Indicar sobre el eje de corriente en la gráfica ante-

rior, los valores de cortocircuito simétrico y asimé-

trico de las diversas barras.

- 55 -

d) El desarrollo de la coordinación se prosigue por el

método de ensayos progresivos "aguas arriba" a partir

de la curva tiempo-corriente de los dispositivos de

protección colocados en serie, comparándose por trans-

parencias unos con otros.

Preferiblemente hay que realizar un estudio de coordj^

nación para cada ramal que alimente un centro de'con-

trol de motores.

e) La coordinación selectiva-se obtiene cuando las curvas

dejen un espacio franco entre ellas, en otras palabras

no debe existir zonas de superposición.en una coordina^

ción selectiva.

La recomendación mínima para interruptores de ocho ci-

clos de apertura es dejar un margen de 0.4 segundos.

f) Se debe seleccionar los .dispositivos de protección de

respaldo para corresponder a las necesidades actuales

y futuras del sistema.

-56- F-600C(600AJ

F-50KC40A)

F-IOOF(20*)

F-10CFC t O O A )

H-400B(400 Ai

F-10 OFIS-225CÍ7SA) \ ( I28A)

BREAKERS HITACHI LTü

31-EO42R".

JARAN.

100 .OOO IO.OOO CORRIENTECorritníe Rupturt

-57-

Nivel de Cortocircuito = 4.146 Amps.

COORDiNACÍON CON EL BREAKER F-60OC de 6OO A.

F-225F de 175 Amp.

F-IOOF de 100 Amp.

F-IOOF de 50 Anip.

F-IOOF de 3O Amp.

F-IOOF de 20 Amp.

F-50K de • 40 Amp.

F-IOOF de 75 Amp.

S- 225C ae 125 Amp,

COORDINACIÓN CON

F-60OC de 600 Amp.

9,6 seg.- 0,028 seg. = 9,572 ^ O,4

9,6 sao- 0,022 s eg = 9,576 > 0,4

9,6 seg - OtO2 seg = 9,58 ^- 0,4

9,6569.- 0,01 -seg = 9,59 > 0,4

9,6 seg- 0,01 seg = 9,59 > 0,4

9,6 seg - 0,015 seg = 9^85 > 0,4

9,6 seg -~ O.OIS seg = 9,582 ^ 0,4

9,6 seg- ~ 0,022 seg = 9,578 > 0,4

Por tonto sí coordina

EL 'BREAKER

250 seg - 9,6 seg = 240,4

Nivel de Cortocircuito = 4.1 46 Amp.

H-400B de 400 A.

0,4

Esta Coordinación se la hace suponiendo el cambio- de los Breakers F-50E por los •

F-IOOF los cuales tienen mayor capacidad de corriení* de ruptura en función de

Corriente de Cortocircuito calculada (4.146 Amp).

Igualmente consideramos los posos recomendables para la Coordinación de Protecciones

entra las cuales dice: " La recomendación mínima para irrteruptores de 8 ciclos de

apertura . «s dejar un margen de 0,4 segundos."

- 59 -

C A P I T U L O I V

SUGERENCIAS DE MEJORAS TÉCNICAS EN LAS INSTALACIONES

ELÉCTRICAS DE CERVECERÍA ANDINA S, A. . .

Se elabora en detalle algunas sugerencias para mejorar las

actual es-Instalaciones eléctricas, con el objeto de Iniciar un Programa

de Mantenimiento Preventivo Eléctrico, partiendo de una instalación op-

timizada.

4.1 INSTALACIÓN DE EQUIPOS Y ELEMENTOS ADECUADOS EN LUGARES

CON PELIGROS DE EXPLOSIÓN POR CONCENTRACIONES PELIGROSAS

EN EL AMBIENTE DE POLVO EN GRANOS. (4)

Se considera adecuado comenzar este numeral, con un resu

men de recomendaciones generales, sobre las instalaciones eléctricas

adecuadas, en lugares donde existe concentración de polvo de granos.

- 60 -

4.1.1 PRINCIPIOS GENERALES:

1. Se necesita satisfacer tres condiciones básicas para

que pueda ocurrir una explosión:

- Debe haber presente, en cantidad suficiente, polvo

combustible.

- Debe haber presente, aire u oxígeno, en las propo_r_

ciones suficientes para producir una mezcla explo-

siva.

- A la mezcla explosiva debe aplicársele una fuente

de energía.

Para aplicar estos principios deben considerarse las ca-

racterísticas físicas del polvo que existe en el ambiente.

EL NATIONAL ELECTRICAL CODE, que es usado extensamente pa_

ra principios de clasificación, divide las atmosferas que ofrezcan p_e_

ligros de explosión en tres grandes clases:

CLASE I : ATMOSFERAS PELIGROSAS

Grupo A : Acetileno

- 61 -

Grupo B • Hidrógeno^ gases d vapores de peligrosidad

similar.

Grupo C : Etileno, ether, ciclopropano.

Grupo D ; Gasolina, nafta, bencina, alcohol, acetona,

vapores solventes de laca, gas natural, etc

CLASE II: ATMOSFERAS DE POLVOS COMBUSTIBLES

Grupo E : Polvo metálico, incluso de aluminio o magne

sio y otras aleaciones comerciales.

Grupo F : Carbón negro, antracita o polvo de coque.

Grupo G : Harina, almidones, polvo de granos.

CLASE III: FIBRAS INFLAMABLES

Los de la clase.II, se dividen además de los tres grupos

anunciados, en otras dos divisiones. La división 1 compre^

de a los locales donde pueda existir polvo inflamables du-

rante condiciones normales de operación, y la división 2.

comprende los locales donde se evitan normalmente las con-

centraciones peligrosas por medios mecánicos o dispositi -

vos de ventilación.

- 62 -

Es de notar que para decidir en que grado, un área contie-

ne concentraciones que pudieran ser peligrosas se requiere de hábil i -

dad y buen juicio. Hay muchos factores que entran en esta decisión,

incluyendo temperatura, presión barométrica, humedad y ventilación.

Por ejemplo sobre los 40 grados de temperatura, el polvo es mucho más

explosivo; existe mayor peligro de explosión en atmósferas ricas en oxj[

geno .y donde no haya ventilación; la humedad reduce el peligro de expl_o

sión, etc.; por lo que concluímos que un clima, con temperaturas no ma-

yores de 25 grados centígrados, con una atmósfera enrareceida por la aj_

tura sobre el nivel del mar y fuertes vientos, ayuda grandemente a pre-

venir la explosión de polvo de granos.

4,1.2 FUENTES DE IGNICIÓN

Todo lo que se necesita para producir una explosión cuando

existen polvos combustibles en la proporción adecuada en el aire, es -

una fuente de energía. Una fuente de energía es la electricidad, equi-

pos tales como interruptores, arrancadores, botoneras, enchufes y toma-

corrientes, pueden producir arcos o chispas en operación normal cuando

el contacto se abre o cuando-se cierra. Esto fácilmente puede causar T-

1a ignición.

Los que siguen en grado de peligrosidad son los dispositi-

- 63 -

vos que producen calor, tales como candiles y motores. . En ellos, la -

temperatura de su superficie puede exceder los límites de seguridad de

muchas atmósferas Inflamables.

Ejemplo: Un foco flojo en el socket presenta un peligro

doble, ya. que puede combinar un arco eléctrico con la producción de ca-

lor.

Además muchas partes del sistema eléctrico pueden conver -

tlrsé en fuentes potenciales de Ignición» en el caso de fallas de aisl_a_

mientos. Este grupo Incluiría alambrados (particularmente los empalmes)

transformadores, bobinas de impedancia, solenoides y otros dispositivos

de baja temperatura que no tengan contactos de cerrar o abrir..

En el 'lado de los peligros no eléctricos, chispas de metal

pueden 'fácilmente causar la ignición. Un martillo, una lima u otra he-

rramienta que es lanzada sobre superficie metálica o manipostería constj_

tuye un peligro, a no ser que la herramienta sea hecha de materiales -

que no chispeen. Por esta razón el equipo eléctrico portátil esta he-

cho usualmente de aluminio u otro material que no produzca chispa si

la herramienta se cae.

- 64 -

Flamas abiertas de sopletes, hornos a gas, descargadores -

estáticos, soldadoras» etc., constituyen otras fuentes posibles de ignj_

ción.

MÁXIMAS TEMPERATURAS EN SUPERFICIES

- Equipo que no esta sujeto a sobrecargas:

Clase II y grupo -S: 165 grados centígrados

- Equipos que pueden estar sujetos a sobrecargas (ta-

les- como motores, transformadores de potencia)

Operación 'normal: 120 grados centígrados

Operación con sobrecarga: 165 grados centígrados.

4.1.3 PROBLEMA CONCRETO DE LAS INSTALACIONES ACTUALES-

Los dos numerales anteriores a manera de introducción, tve

nen el propósito de mostrar panorámicamente el problema, ya que para -

disminuir los peligros de explosión deben tomarse medidas no solamente

en el campo de la electricidad sino también generales. La sección de -

secado de granos, tiene doble puerta metálica para impedir que aquella

sección con altas temperaturas pueda tener contacto con acumulaciones -

de polvo de otras salas, esas puertas deben estar en todo momento cerra,

das y no abiertas la mayoría de las veces como sucede actualmente.

- 65 -

La sección de maltería, en cuanto a sus instalaciones ori-

ginales,"ha tenido un buen diseño para prevenir al máximo, las posibil_i_

dades de explosión por acumulación de polvo de granos. Todos los moto-

res, sus arrancadores y controles, botoneras, luces piloto, métodos de

cableado, cajas de paso y distribución, etc., cumplen con holgura las

normas actuales-más exigentes para prevenir peligros de explosión.

Pero, con el paso del tiempo, en las nuevas adecuaciones ,

las reparaciones, la sustitución de equipos, etc., no ha existido simi-

lar cuidado.

En cuanto a motores y sus accesorios de control y energiz_a

ción, no se han operado mayores cambios, pero en el aspecto iluminación,

se ha cambiado completamente su diseño e instalación, convirtiéndose hoy

por hoy en la parte crítica en cuanto a las instalaciones eléctricas.

ANÁLISIS DEL PROBLEMA DE LA: ILUMINACIÓN

Existen instaladas 23 luminarias adecuadas para lugares -

con peligro de explosión de 2 x 40 W del tipo "DUST IGNITIOM PROOF".

- 66 -

2 Luminarias en vestidores y bodega adyacente (sótano)

2 Luminarias en ensacado de residuos (sótano)

7 Luminarias debajo de los silos (sótano)

12 -Luminarias en la parte alta de los silos (quinto piso)

Conviene retirar las 2 luminarias de vestidores y bodega -

adyacente, las demás están correctamente instaladas.

EN EL SÓTANO FALTARÍAN:

4 Luminarias del tipo incandescente, para el pasillo de

la escalera, en el vestidor, en la bodega y en el baño

Tipo Moferco IMB/EV. (Mof).

3 Luminarias "dust ignition proof" (DIP) para la zona de

embolsamiento de residuos.

5 Luminarias tipo Mof.

100 Metros de cable bipolar H~ 14 4 en 1 aislamiento mi-

nara! .

5 Cajas de. derivación tipo cruz blindadas,

1 Interruptor en caja a prueba de explosión.

pnnnr una.

SEGUNDO PISO:

Pasi l lo. Faltan dos protectores de vidrio para luminarias

tipo Mof.

Sala de secado, anexa y sala de remoja O.K.

Sala anexa a la remoja. Una luminaria del tipo general.

Hace falta camb'lar 4 luminarias al tipo DIP, Se pueden'SU-

prlmir dos.

TERCER PISO:

Pasillo. Falta protector de vidrio a una luminaria del ti_

po Mof.

Secado. Faltan 2 lámparas del tipo DIP.

Remoja. O.K.

Sala anexa a la remoja. Falta una luminaria tipo indust.

general.

Hacen falta 4 luminarias tipo DIP. Se pueden suprimir dos.

- 69

CUARTO PISO:

Pasillos. O.K.

Sala compresor. Falta un protector de vidrio Mof.

Laboratorio. -Faltan 3 luminarias industrial normales.

Hace falta cambiar 4 luminarias al tipo DTP. Se pueden

suprimir tres.

QUINTO PISO:

Pasillo. Faltan 2 protectores de vidrio para luminaria

tipo Mof.

Desgerminadora. Falta cambiar 4 luminarias al tipo DIP

Se pueden suprimir tres.

Silos. O.K.

RECOMENDACIONES A SEGUIRSE PARA UVS INSTALACIONES ELÉCTRICAS DONDE

EXISTEN CONCEhíTRAC IONES PELIGROSAS DE POLVO DE GRANOS

MÉTODOS DE CABLEADO: Se debe usar conduit rígido y cajas

- 70 -

condulet. Alternativa cable tipo aislamiento mineral (MI) hasta 85 gr_a

dos centígrados.

CONEXIONES FLEXIBLES: Es necesario usar tubo BX impermea-

ble, con terminales y conectores ajustables.

CAJAS^ Deben estar provistas de protuberancias (copas) p_a_

ra la conexión terminal del cable MI» o tener rosca para el tubo conduit

rígido. No deben tener más aperturas que el sellado con empaque af el p_a_

do.

SWITCHES, DISYUNTORES, CONTROL DE MOTORES Y FUSIBLES;

Además de botoneras y relays, etc., que interrumpan corrientes durante

una operación normal, deben estar colocados en cajas de tipo DUST IGNI-

TION PROOF.

TRANSFORMADORES DE CONTROL, SOLENOIDES, RESISTORES Y OTROS

DISEÑOS:

a) Bobinas y devanados: donde este ploqueada la vent.ila -

ción exterior, ya que en el exterior hay polvo

vo.

- 71 -

b) Resistores:

- Cuando la temperatura superficial no exceda de 120

grados centígrados en lugares donde no exista venti-

lación exterior.

- Cuando la temperatura exceda de 120 grados en cajas

DIP.

MOTORES Y GENERADORES; Deben instalarse con ventilación -

exterior,(TEFC, introduciendo las temperaturas de limitación ya señala-

das, deben usar ventiladores plásticos).

LAMPARAS DE SEÑALIZACIÓN, ALARMAS, CONTROL REMOTOS,

SISTEMAS DE COMUNICACIÓN,-MEDIDORES E INSTRUMENTOS:

a) Donde una accidental destrucción o rompimiento del ai_s_

1 amiento pueda producir arcos, chispas o altas tempera_

turas en el cableado; deben estar en cajas blindadas -

con protección exterior.

b)• Donde los contactos que rompen la corriente están inmej^

sos en aceite o similar o donde la interrupción de co-

rriente ocurre sin que sea posible la entrada de polvo,

está permitido usar cajas tipo NEMA 1.

c) Resistencias, bobinas dé choque, rectificadores, tubos

- 72 -

termoíonicos u otro equipo generador de calor:

c.l Donde la temperatura no exceda de 120 grados ce_n_

tígrados, en cajas NEMA 1.

c.2 Donde la temperatura exceda de 120 grados centí-

grados en cajas DIP.

LAMPARAS DE ILUMINACIÓN;

a) Las luminarias deben estar.protegidas contra destruc-

ción física, por reja de protección metálica o por su

ubicación.

b) La acometida de .las lámparas deben cumplir con los re-

quisitos generales de cableado, cajas, interruptores, etc

c) Las luminarias deben tener un diseño especial, para mi_

nimizar el depósito de polvo, en la lámpara y en el po_r_

talampa.ra y para preveer el escape de chispas, astillas

de metal caliente, etc.

d) Como el polvo es más denso que el aire y tiende a dep_p_

sitarse, las lámparas deben estar lo más altas posibles.

e) El máximo vatiaje de las lámparas tanto fluorescentes

(40 W) como incandescentes (60 W) debe cumplirse en

los lugares con concentración peligrosa de polvo.

f) El arranque y equipo de control para las lámparas de-

ben estar en cajas DIP.

- 73 •-

4.2 INSTALACIÓN DE CONDENSADORES PARA MEJORAR EL FACTOR DE

POTENCIA.

Los motores de Inducción, al igual que otros aparatos que

operan bajo el principio de inducción electromagnética, requieren de

una corriente de magnetización en sus circuitos, esta corriente de ma_g_

netización se encuentra 90 grados atrasada con respecto a la corriente

activa que demanda el motor y que se la considera en fase con el volta_

je-

Dado que estas dos corrientes son cantidades fasoriales ,

la resultante se la conoce como corriente de línea que demanda el mo -

tor y que forma un ángulo ' (J con respecto al voltaje. El coseno de -

éste ángulo es lo que se conoce como el FACTOR DE POTENCIA.

En un motor de inducción, su factor de potencia varía con

la carga, siendo menor cuando'la carga disminuye.

Los capacitores producen un efecto contrario al efecto -

reactivo inductivo de la magnetización del motor, o sea una corriente

adelantada 90 grados con respecto al voltaje, por lo que sT se conec-

- 74 -

ta junto al motor, un condensador de capacidad adecuada de tal forma

que contrarreste el efecto de la reactancia del motor, el ángulo

se puede variar de tal forma que se ajuste a un valor conveniente.

- 75 -

VALORES NOMINALES Y NORMAS DE CAPACITORES

Valor nominal en KVAR = E2 2ir f C (10~9)

E = KV rms.

C - yF

f = frecuencia en Hz

VALORES NORMALIZADOS EN BAJO VOLTAJE:

VOLTAJE

N2 Fases

KVAR

TOLERANCIA:

PERDIDAS:

Max Volt operación:

Voltajes admisibles

en condiciones de

emergencia:

220 240 480 600

1-3 1 1-3 ' 1-3

— 5, 7 ,5 , 10, 15, 20, 25 -

+ 15% - Q%

= 0.0033 KW/KVAR

- 1.10 p.u.

= 1.10 p.u. entre doscientas y tres-

cientas veces durante la vida útil

del capacitor.

TIEMPO

0.5 ciclos

1

615

60

1 Minuto30

SOBREVOLTAJE

4.8 p.u.

4.2 p.u.

3.0 p.u.

2.6 p.u.

2.2 p.u.

1.7 p.u.

1.35p.u.

- 76 -

4.2.1 INSTALACIÓN DE CAPACITORES:

En las instalaciones de fuerza, existen distintas formas

de instalar los capacitores:

4.2.1.1 £°]]£?ÍÍ9IJliLJ?ñJI?9. cle capacitores sn_el lado .de._a_1ta ten-

sión: (1).

-o o-

M

Con este método se corrige el factor de potencia global de

toda una planta.

VENTAJAS;

1) El .costo del banco de capacitores es menor, debido a

que es mucho más barato comprar capacitores para alta

tensión.

- 77 -

2) El mantenimlt.' ;to es menor. •

DESVENTAJAS: . .

1) Requiere de mayores técnicas para su instalación, pro-

tección y operación.

2} No se tiene un ahorro por reducción en el calibre de

. los conductores en alimentadores y circuitos derivados

de motores instalados a partir del secundario del

transformador.

3) No se tiene una utilización a plena carga de potencia

activa del transformador.

4.2.1,2 Conexión de los capacitores a los terminales del motor: (1)

La demanda de potencia reactiva de un motor de inducción

varía con las condiciones de carga. Cuando se compensa individualmente

a los motores, el capacitor instalado no debe ajustarse a las condicio-

nes de plena carga, ya que este podría originar un exceso de potencia

reactiva, cuando se opere al motor en marcha en vacio o en baja carga.

Por otra parte, el tamaño del banco de capacitores resulta limitado por

el fenómeno de autoexcitación del motor, que se puede originar en el mp_

mentó de la desconexión. Cuando se desconecta un motor de inducción al

que se le han instalado capacitores de potencia, la tensión entre bor -

- 78 -

nes no baja rápidamente a cero, como sucede en un motor sin capacitores;

ésto es debido a que la corriente de descarga de los capacitores manti^e

ne un cierto campo magnético en las bobinas del motor, induciéndose una

tensión de autoexcitación mientras el motor sigue girando por.su propia

inercia.' Si los capacitores están excedidos en potencia reactiva, la'

tensión puede alcanzar valores considerablemente mas altos que la ten -

sión nominal del motor, poniendo' en peligro tanto el aislamiento del

motor como a los capacitores mismos.

Para evitar estos problemas, debe procurarse que la poten-

cia del banco de capacitores no exceda a la potencia reactiva requerida

en el momento de la marcha en vacio. Corrigiendo el factor de potencia

en vacío en un valor próximo al 95/ás puede obtenerse un factor de pote_n_

cia a plena'carga del orden del 901, sfn que se exceda en ningún momen-

to la potencia reactiva demandada por el motor.

Se ha elaborado tablas, que dan una valiosa información -

sobre la potencia reactiva máxima del banco de capacitores, que se pue-

de instalar para compensar individualmente un motor trifásico de induc-

ción, en función de su potencia en HP y de la velocidad de sincronismo.

Po tenc ia reac t iva máxima del banco de capac i to res , para compensar moto-

res tr i fásicos de inducción. Potencia reactiva en K V A R .

[1 ]

Pote nci a

del m o t o r

HP

10

15-

20

25

30

¿0

. 50

60

75

100 '

125

150

200

Veloc idad de s íncro nis mo del m'otor en RPM

3600 1800 1200 900 720 600

. 2 , 5 - 4 4 5 5 7 , 5 •

2,5. - ' 5 - 5 7,5 7,5 10

5 5 5 7,5 10 12,5'

5 - 7,5 7,5 10 10 15

. 7 , 5 . 1 0 1 0 1 0 12,5 , 1 5

10 . 10 10 12,5 15 17,5

12,5 , 12,5 12,5 - 15 20 22,5

15' 15 15 > • : ; • 17,5 2 2 , 5 25

17,5 17,5 17,5 ;"-".' 20 .27,5 30

22,5 22,5 22 ,5 25 • 35 37,5

.25 27,-5 27,5 30 40 47,5

32,5 35 • 35 37,5 47,5 55

. 42,5 42 42,5 ., - ^ 45 60 67,5

- 80 -

Desde un punto de vista de la seguridad industrial, es con_

veniente tenter-en cuenta la existencia de las'tensiones de autoexcita-

ción en el motor, para tomar las medidas convenientes para evitar acci-

dentes; ya que el personal puede creer que no existe tensión, una vez

que ha sido desconectado el motor y se corre el riesgo de que ocurran -

accidentes.

Cuando se pretende compensar individualmente un motor tri-

fásico de inducción, cuya operación se efectúa por medio de un.contrac-

tor tripolar, la conexión del capacitor o del banco de capacitores, pue_

de efectuarse tal como.se indica en la figura siguiente:

A B C

Capacitortrifásico

Con este tipo de conexión, los capacitores quedan protegí'

dos con los mismos fusibles del motor.

- 81 -

Además no es necesario contar con las resistencias de des-

carga, ya que los capacitores se descargan a través de los devanados -

del motor.

Cuando el motor está protegido con elementos térmicos, es

conveniente tener la precaución de cambiarlos, ajustándolos a la nueva

corriente que toma el motor con los capacitores, la cual debe ser más

baja que la del motor sin los capacitores.

Cuando se usan arrancadores estrella-delta, puede ocurrir

que al cambiar de conexión en el< arrancador,'la pérdida de sincronismo

entre la tensión residual de los capacitores y la tensión de la red, prp_

duzca una fuerte autoexcitación del motor en el momento de reestablecej^

se el contacto, originándose sobretensiones excesivas que puedan dañar

las bobinas del motor.

RECOMENDACIONES:

1. En motores de potencia nominal inferior a 7.5 HP, el

problema no es grave y puede efectuarse la conexión i_

dicada en la figura siguiente:

- 82 -

Arra ncadorest re l la-del ta

Cap.acitor trifásico

De esta manera cada fase del capacitor o capacitores insta-

lados, queda en vacío en el momento del cambio de.conexión, manteniendo'

un cierto potencial en las bobinas del motor.

Al desconectarse el motor, las fases de los capacitores vuel_

ven a quedar en vacío y en serie con los devanados del motor, por lo que

se requieren resistencias de descarga.

2. En motores cuya potencia nominal está comprendida entre

- 83 -

7.5 y 25 HP se pueden instalar capacitores monofásicos

como se indica en la figura siguiente:

A

w

Motor

w

Y A

oU

•oZ

-o 5

•oV

^W

I

^ A r r a n c a d o ri

es t re l l a -de l ta

Capac i to r e sm o n o f á s i c o s

En este caso, cada capacitor queda conectado permanenteme_n_

te, en para le lo con un devanado del motor, de esta forma se produce una

descarga rápida, a través de dicho devanado, por lo que no es necesario

contar con resistencias de descarga.

VENTAJAS;

1. Se tiene un ahorro en conductores por reducción de ca-

libre y se tiene un ahorro en pérdidas por efecto Jou-

le. ' -

2. Se reduce la potencia que se demanda a la subestación

3. Se mejora la regulación en los motores eléctricos.

DESVENTAJAS:

Su alto costo incial, ya que se tiene que instalar un ban-

co de capacitores por cada motor.

Este método se lo recomienda para la compensación indivi -

dual de algunosmotores, cuando no todos los usados en una

instalación lo requieran.

4.2.1.3 Conexión del banco de capacitores en las barras de distri-

bución de baja tensión con instalación automática de com -

pensación. (1)

Para una industria con elevado número de motores con pote_n_

cia inferiores a los 10 HP,-con un uso alternativo de ellos, no se jus-

tifica una compensación individual de ellos. La solución económica más

aceptable puede ser la compensación por grupos, y -una forma común de -

conexión es directamente a las barras de distribución en la subestación

La potencia reactiva total necesaria, se la divide en un

número de pasos de igual capacidad. Para cubril la carga reactiva cau-

sada por el funcionamiento en vacío de la maquinaria, se coloca un esca_

Ion base, el. que está conectado permanentemente. Los demás escalones

serán operados por medio de un regulador de potencia reactiva, el cual

controla en forma automática el factor de potencia para que se manten-

ga dentro de un marco de ajuste previamente señalado. .

El regulador mantiene un sistema de "on-off delay" para

que en la conexión y desconexión de los escalones haya un retardo supe:

rior a los 15 segundos, tiempo necesario para evitar una conección y

desconexión continua por variaciones bruscas del factor de potencia.

El regulador ademas está provisto de un relé de tensión mí-

nima para que en bajo voltaje o suspensión de energía, los aparatos re-

gresen a su posición original.

Se obtiene las siguientes ventajas:

1. Como la corriente disminuye, bajan las caídas y mejora

el voltaje en barras.

2. Los KVA requeridos al transformador son menores.

4.2.2 . INSTALACIÓN DE CONDENSADORES PARA MEJORAR EL FACTOR DE PO-

TENCIA EN LA MALTERIA.

En la maltería, el factor de potencia actual es de 0.67.

La demanda máxima del transformador de fuerza es 270 KW; y el Sistema

Eléctrico Latacunga del INECEL exige un factor de potencia (promedio

mensual) de 0.90 o superior.

- 87 -

Cos $ 1 = 0:67

Cos ( 2 - 0.91 2 -

53.26 grados

27.22 grados

El triángulo de potencias seria:

Se neces i ta genera r 299KVARtotales de demanda.

Se necesita entonces 176 KVAR t 180 KVAR, divididos en

seis pasos iguales de 30 KVAR. c/u.

Se debe instalar un regulador de potencia reactiva de los

siguientes datos técnicos:

ELEMENTO DE MEDIDA: Sistema monofásico para conexión a -

red trifásica de 380/220 v, 60 Hz, consumo 4 VA.

(Como el sistema es 440/254 v, 60 Hz, se necesita un

transformador de adaptación 440/220 V. - 0.250 KVA y los

contactores utilizarán bobinas de 220 V. - 60 Hz.).

La bobina de corriente debe estar prevista para un trans-

formador 400/5 amp. El consumo de la bobina de corriente

será de 3 VA.

PROGRAMA DE REGULACIÓN: 6 condensadores de 30 KVAR c/u.

VALORES DEL COS 0 ' 0.86 - 0.92 - 0.96 (inductivo) regulables

CORRIENTE DE ARRANQUE: ¿e 0.1 a 1.0 en 11 escalones regulables.

LA CONEXIÓN SERA:

F U E R Z A

uov220V

R K CT 400/5

C O N T R O L

R

R

C¡

- 90 -

Cada capacitor de 30 KVAR, tiene una corriente nominal de

39.37 amp. Se usará contactores (normas VDE) tamaño 3(45amp. 500V.)

y disyuntores tripolares de 100 amp. con una capacidad de ruptura de

10 Kamp. . '

4.3 . INSTALACIÓN DE APARATOS DE MEDICIÓN EN TABLEROS PRINCIPA-

LES DE CADA-SECCIQN.

La persona responsable del mantenimiento eléctrico de una

industria, debe tener un conocimiento exacto de las condiciones de ope-

ración del sistema.

Se debe llevar un registro diario de las cargas, máxima,

normal» mínima de las diversas secciones de la planta y la global. De

esta forma se puede controlar y optimizar la demanda máxima de 'la indus^

tria, lo que significa ahorro en las planillas de la EEQ. Además sirve

para planificar de mejor manera las ampliaciones y la utilización de -

los transformadores de potencia de la planta.

Además, es importante tener en cada tablero una medición

de voltaje para cada fase, con el objeto de conocer las fluctuaciones

- 91 -

de tensión que pueden afectar al sistema. Ej: los motores pueden fun-

cionar a un + 10% y - 5% de su voltaje nominal sin que peligre su vi-

da útil.

En Cervecería Andina S. A. es muy importante este regis-

tro por dos razones adicionales de coyuntura:

1. Los transformadores en la actualidad, trabajan a ple-

na, carga la mayor parte del día y con sobrecargas de

hasta el 25$ durante dos horas diarias.

2. En emergencia (al faltar el suministro de energía de

la EEQ) la planta sólo dispone de generadores de una

capacidad máxima de 730 KW, por lo que es imprescindi-

ble optimizar su aprovechamiento para mantener las

partes fundamentales de las secciones funcionando.

Como existe cerca de 400 KVAR en bancos de capacitores, y

la localización de éstos es junto a las barras de distribución de cada

transformador, operando también en emergencia, interesa únicamente -los

KVA que se consumen en cada sección.

LAS HOJAS DE REGISTRO DEBEN TENER ESTE FORMATO PARA LAS SECCIONES.

CERVECERÍA ANDINA S.A.

CUMBAYA

REGISTRO DE CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

SECCIÓN; ... , , . . . . . , , , , , . . , , , .

ANO

MES DEMANDA MÁXIMA AMP. DEMANDA MÍNIMA DE ENRG, AMP,

DÍA

MARTES

1

HORA DE

' 'LECTURA' '

7 a. ip.

1 3' p.nv ' ' '

1 11- p;m. • ' ' • • •

LECTURA DE MEDIDORES '

' Amp.

Amp.

Amp . ' •

CONSUMO

x̂ xO.46

KVA

KVA

KVA'

NOTAS

-93-CERVECERIA ANDINA S. A.

C U M B A Y A

REGISTRO DE CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

DEMANDA MÁXIMA: DEMANDA FACTURABLE;

. •

I AHORA DE

LECTURALECTURA DE MEDIDORES

,

CONSUMO

(X 2000,00)

i

FACTOR DE POTENC.

1 i

i

1 *

4.4 .' INSTALACIÓN DE LUMINARIAS FLUORESCENTES DE ALTA EFICIENCIA

4.4.1 ENERGÍA' UTILIZADA EN I L U M I N A C I Ó N

El 8,2% del total de energía eléctrica utilizada en la fá-

brica se 'usa en iluminación. '

Se tiene en iluminación:

1020 lámparas fluorescentes de 40 W

- ' 64 lámparas de vapor de Hg. de 250 W

10 lámparas de vapor de Hg. de 400 VI

6 lámparas de vapor de Hg. de 400 W

42 lámparas fluorescentes de 96 W

.4.4.2 COSTO ACTUAL DEL KWH Y COSTO FUTURO

El promedio del costo del KWH, en las tres últimas plani -

lias {Octubre, Noviembre y Diciembre/82) es de $2.17/KWH.

El incremento desde el año anterior fue de un 15%

Suponiendo un incremento de costo igual, el costo al final

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del año/83, será' $2 .50 /KWH.

C á l c u l o s menos optimistas estiman que el. costo al f i n a l

del año/83 será de aproximadamente $3 .00 /KWH.

El costo promedio del KWH para 1983 osci lará entre 1 y 2:

= $2.34

2.17

4.4.3 CARACTERÍSTICAS DE LAS FLUORESCENTES DE ALTA EFICIENCIA (5)

El vatiaje nominal de cada tubo fluorescente del tipo F40

es sólo 34 vatios, que es inferior en 6 vatios a los tubos normales que

reemplazarán.

El voltaje de arranque es de 116 voltios o mayor, su "Ion -

gitud es igual, el voltaje de operación es 84 voltios y su corriente de

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operación es de 0.450 amperios.

La vida útil del tubo fluorescente será de 20.000 horas, -

para arranques .cada tres horas y su vida útil para funcionamiento contí_

nuo se estima en 30.000 horas.

Los lúmenes iniciales que entrega el tubo fluorescente del

tipo "DAY LIGHT" son 2.350.

4.4.4 COSTOS ANUALES DE OPERACIÓN COMPARATIVOS ENTRE EL SISTEMA

ACTUAL Y EL DE FLUORESCENTES DE ALTA EFICIENCIA

4.4.4.1 Costo anual'de operación del'sistema actual

4.4.4.1.1 Costo anual de energía por par • de fluorescentes

(Luminaria)

Un par de fluorescentes mas ,el bal astro de arranque rápj_

do: '

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Consumen 90 W

Horas anuales de operación = 5000

KWH anuales consumidos por luminaria = 0.09 KW x 5000 horas

= 450 KWH/ Anuales

COSTO 1 =. 450 KWH/Anual x $2.34/KWH = $ 1053/Anual

COSTO 2 - 450 KWH/Anual x $2.59/KWH ' = $ 1165,50/Anual

4.4.4,1.2 Costo anual de mantenimiento por luminaria

$80 x 2 - $ 160 (Costo 2 tubos fluorescentes)

$30 - $ 30 (Mano de Obra).

$ 190 (Costo del cambio por luminaria)

$190 x 5000 horas-uso/Promedio - 950.000 ($ - Hora