El documento presenta un informe sobre una gira técnica a la Subestación Mata de Nance. Describe los componentes principales de la subestación, incluyendo los patios de 230 kV, 115 kV y 34.5 kV, los transformadores, y el cuarto de control. Explica el funcionamiento de equipos como interruptores, cuchillas seccionadoras, transformadores de potencia e interruptores de corriente. La gira tuvo el objetivo de conocer e identificar los diferentes componentes y su operación para mantenimiento.

1. 1
Universidad Tecnológica de Panamá
Centro Regional de Chiriquí
Facultad de Ingeniería Eléctrica
Carrera
Licenciatura en Ingeniería Electromecánica
Informe
“Gira Técnica a la Subestación Mata de
Nance”
Profesor
Coord. Ing. Edwin Aparicio
Estudiante
Johan A. Pitty G.
4-286-149
Fecha de entrega
17/04/2022

2. 2
Tabla de contenido
Subestación Mata de Nance
 Unifilar de la S/E Mata de Nance
 Patio de 230 Kv
 Torre Pórtico llegada y salida
 Cuchillas seccionadoras (Tripolares o monopolares)
 Interruptor de corriente (CT)
 Interruptores de Tensión o Voltaje (PT)
 Patio de 115 Kv
 Torre Pórtico llegada y salida.
 Cuchillas seccionadoras (Tripolares o monopolares)
 Interruptor de corriente (CT)
 Interruptores de Tensión o Voltaje (PT)
 Patio de 34.5 Kv
 Torre Pórtico llegada y salida.
 Cuchillas seccionadoras (Tripolares o monopolares)
 Interruptor de corriente (CT)
 Interruptores de Tensión o Voltaje (PT)
 Transformadores
 Auto-Transformadores (230/115/34.5)
 Reactores
 Cuarto de control
 protecciones de Línea
 Protecciones de diferencial
 Medidores o Smec
 Rectificador 1 y 2
 Cuarto de Batería
 inversor
 Rack de Telecomunicaciones

3. 3
Índice
Página
Objetivos y Objetivos específicos..…………………...4
Introducción.……………………………………………..4
Unifilar del SIN…………………………………………..5-6
Patio 230 Kv……………………………………………..7-11
Patio 115 Kv……………………………………………..12-13
Patio 34.5 Kv…………………………………………….14
Transformadores………………………………………...15-17
Cuarto de Control………………………………………..18-21
Conclusión………………………………………………...22
Referencias………………………………………………..23

4. 4
Objetivo General y objetivos específicos
La presenta gira técnica tiene como finalidad el de conocer e identificar los
diferentes componentes que hay dentro de una sub-estación. Y de cómo es
su operación y su mantenimiento que hay que realizar a estos equipo
durante el tiempo de verano. Al igual que los peligros y las mitigaciones que
se pueden hacer al personal afectado que trabajo dentro de ellas.
Introducción
La red de transmisión del Sistema Interconectado Nacional (SIN) está
constituida por las líneas de transmisión de alta tensión, subestaciones,
transformadores y otros elementos eléctricos necesarios para recibir la
energía eléctrica producida por las plantas generadoras y transportarla a los
diferentes puntos de entrega.
En esta gira a la subestación Mata de Nance, se pretende conocer e
identificar cada componente esencial, como también el uso de los
transformadores que pueden ser elevadores o reductores, para auto-
consumo, como también podremos ver la expansión del transformador
nuevo que hasta ese día solo contaba con una conexión 230/115 y para
futuro se estará conectando a en la línea de 34.5 Kv.
Cabe señalar que al momento de la gira personal contratista por parte de
ETESA estaban haciendo cambios en CT que son de núcleo a CT tipo don
o de Toroide para brindar una mayor confiabilidad al sistema integrado y asi
evitar incidentes como ha pasado años atrás.

5. 5
Unifilar de la Sub-Estación Mata de Nance
Antes de la gira a la subestación Mata de Nance, el profesor nos ha de explicar
con ayuda del unifilar que hay en el CND, de lo que vamos a ver el día de la gira,
nos explica de que esta subestación consta de tres patios 230, 115 y 34.5 Kv.
Fuera de esto nos dice que esta es una S/E de interruptor y medio, que dentro del
patio hay interruptores, Transformador de Potencia, medidores de tensión y de
corriente.
Ilustración 1. Unifilar del SIN [1]
Observando el unifilar arriba mostrado, vemos que a esta subestación llegan tres
líneas de 230 Kv dos de ellas de Fortuna y la otra que viene de la S/E Boquerón,
que podemos ver en color mangueta o Fucsia. A esta Subestación le llega o se
alimenta de otras dos líneas que viene de la S/E Caldera en 115 KV color azul y
sale una línea de la S/E Mata de Nance hacia la S/E San Cristóbal, también de la
S/E MN salen tres líneas hacia los transformadores elevadores de 230 Kv, una de

6. 6
ellas a la nave 1, barra A de 115 Kv, y las otras dos líneas que van T1 y al T2 se
pegan directamente a la barra A y B, que es una configuración un poco vieja ya
que para hacer cualquiera intervención en estos transformadores hay que sacar
los de línea lo que involucra una logística muy grande porque tienen que afectar al
sistema lo menos posible, por eso se están haciendo actualizaciones en estos
sistemas que viene de los años 70 y tratar de colocar los en las naves y no en las
barras, para afectar lo menos posible al sistema integrado nacional.
E igualmente se ve en el unifilar que desde la planta Itakos vienen dos líneas en
34.5 Kv que llegan a las nave 4 y se conectan a las barras A y B, para luego salir
hacia los transformadores elevadores T1, T2 y T3 y dependiendo hacia donde se
necesite se elevara o se reducirá, en este patio también tenemos reactores de 20
MVAR y se reducirá el voltaje 34.5 a 13.8 donde luego se reducirá por medio de
transformadores a 208/120 V para un auto consumo de la S/E.

7. 7
Patio de 230 Kv
Una vez en el patio de 230 Kv, el personal nos habla de los transformadores de
corriente de núcleo que están siendo cambiados por personal contratista por unos
de tipo dona o tipo toroide, estos se diferencian por tener la parte superior más
grande y ocupan más área, y son para protección de las barras A y B, también nos
explican sobre los interruptores de tanque vivos que están en la nave 1 que son de
tanque vivo y su medio de extinción del arco cuando se abre es por medio del gas
SF6 y son monopolares debido a que si se hace su operación manual estos solo
pueden actuar individualmente cada fase, contrario a los interruptores de la nave 2
que actúan las tres fases manualmente de forma tripolar y su modo de extinguir el
arco cuando ellos abren es por medio de aire comprimido, ya que estos están
conectados a una caseta donde hay un compresor de aire [2]. Cabe resaltar que
tantos los CT´s para protecciones como los interruptores están sobre unos
aisladores y estos sobre unas estructuras metálicas.
Foto #1. Vista de los CT`s protecciones que están viendo la barra A

8. 8
Foto #2. Vista de los Interruptores nave 1, Tanque vivo.
Foto #3. Vista del interruptor 23B22
Para continuar la gira pasamos a la nave 3 donde el guía nos dice que los
interruptores de tanque vivo ellos ellos pueden ser operados desde el mismo patio
pero tiene que haber una coordinación con centro de despacho si fuese necesario
hacer alguna maniobra por alguna eventualidad, también estos cuentan con un
cubículo donde se muestra cuando el interruptor está cerrado o abierto, para esto

9. 9
hay un mecanismo donde se carga un resorte para cuando es necesario operarlo
y otro resorte para volver a cargar el resorte cuando este se quiera cerrar.
Foto #4, cubículo de accionamiento manual de los interruptores monopolares [2]
Otra parte fundamental del patio del patio son las cuchillas seccionadoras que
estas son tripolar en todas las naves, ya que estas deben de abrir a la misma ves
y estas pueden ser de manejo manual o operación remoto desde el cuarto de
control, las cuales están montadas en una estructura de metal y aislada por medio
de aisladores cerámicos.
Foto #5, cuchillas seccionadoras y mecanismo de actuación.

10. 10
También tenemos las torres pórticos es donde llegan las líneas de las diferentes
generadoras o subestaciones que conectan a estas donde se produce la energía
eléctrica y de ahí los cables bajantes que llegan a los equipos para su medición y
que continúe su camino hacia donde se necesite. La que se muestra abajo es un
tipo en especial de torre pórtico una de las ventajas es que es compacta y su
desventaja es que a la hora de dar mantenimiento tanto la línea de arriba como la
de abajo tienen que estar fuera de servicio des-energizadas y código rojo. Y
también vemos el hilo de guarda que debe de haber para proteger a las líneas si
de caer un relámpago por donde fluirá debería de ser por el hilo de guarda y llevar
la a tierra.
Foto #6, torre pórtico, salida de las líneas, una línea arriba y la otra abajo.
También en las subestaciones se cuentan con otro equipo esencial para la
medición del voltaje que son los PT´s, estos están conectados a la barra
directamente y nos indica o se encarga de ver si la barra está muy bajo en su
voltaje debido a que hay mucho reactivo o muy poco y este valor debe de estar
más o menos un 5% por debajo o por arriba, nunca más o menos de este valor.

11. 11
Foto #7, PT´s medición del voltaje en la barra.
Foto #8, al fondo se observa los pararrayos, son uno por fase.
Los pararrayos o puntas de descarga son dispositivos de protección para
la subestación y de toda la instalación en general contra descargas atmosféricas..
Estas se conectan a la malla que tiene la subestación lo cual gracias a esta se
drena la corriente a tierra.

12. 12
Patio 115 Kv
El patio 115 Kv no es diferente al patio de 230 Kv, lo único que lo puede
diferenciar seria la capacidad de trasmisión, la corriente que circula por ella y el
calibre mismo del conductor que deberá de ser menor a la de 230 Kv. Los tipos de
Ct´s tanto de lado de 230 Kv y 115 Kv, son de Clase C800, y una relación de
2000:5//5A.
Y de ahí en adelante todos los equipos son iguales a los descriptos como en el
patio de 230 Kv. como se ha dicho en la parte de unifilar a las barras A y B de 115
Kv llegan dos líneas que vienen de la S/E caldera y salen de ella una hacia la S/E
San Cristóbal, y se conectan a los autotransformadores T1, T2 y T3, lo que
dificulta un poco a la hora de hacer mantenimiento es como están conectados
estos transformadores T2 y T3 es que no se conectan a la naves si no que lo
hacen a las barras y esto hace que sea algo complicado una sincronización para
los trabajos ya que el cnd no puede liberar estos por mucho tiempo debido a las
carga picos al cual el sistema esta sometido.
Foto #9, nuevos interruptores fases A, B y C, tipo tanque muerto en la parte de abajo de buching están conectados los CTs
2000:5.

13. 13
Foto #10, Placa de datos de los interruptores de la nave 4.

14. 14
Patio 34.5 Kv
El patio de 34.5 Kv, parte de este patio son de las plantas solares que hay cerca
de esta subestación como lo es La planta solar Itakos IV, que salen dos líneas y
llegan a la S/E mata de Nance y se conectan a las barras A y B de la nave 4 y
salen de ella desde la nave 1 y 2, hacia la S/E Valbuena, Tijera, Chiriquí, el
Porvenir y también salen desde la nave 3 y desde la barra B hacia el T1, T2 y T3.
La gran diferencia de este patio es que los CTs y PTs son para este tipo de
potencia e igualmente los son los interruptores, este patio por su configuración es
más peligroso mucho más que los otros dos debido a que los equipos están a
menos distancia y si no se toman las medidas de seguridad puede causar daños y
hasta la muerte, por eso se debe de seguir al pie las indicaciones que se dieron
por parte de ETESA. Otra parte importante es que este patio tiene dos reactores
que nos ayudan a absorber reactivo durante la noche ya que ellos son de 20 Mvar
cada uno y tiene dos transformadores reductores de 208/120, que son con los que
se alimentan los servicios auxiliares de la subestación de Mata de Nance.
Foto #11, Reactor de 20 Mvar.

15. 15
Transformadores
Los transformadores que hay en la subestación de Mata de nance son como
elevadores como reductores por ejemplo el T2 y T3 sus voltajes de operación son
230Y/115Y/34.5Δ Kv y 70/60/50 MVA, el T1 el cual se ha cambiado
aproximadamente hace dos años solo tiene conectado 230Y/115Y/34.5Δ KV este
último devanado se está por conectar y su potencia aparente es de 100/100/100
MVA, que puede trabajar este último como hasta el 75% de su capacidad, una de
las ventajas de este transformador es que puede evacuar el aceite hacia la tina de
contención y entrar el sistema de extinción contra incendio para proteger lo y luego
habilitarlo y poner lo en funcionamiento, sin embargo el gerente de zona de
Chiriquí nos dice que es algo muy delicado ya que las aseguradoras luego de que
un equipo se ve afectado por cualquiera circunstancia no quieren volver los
asegurar y por eso se decide muchas veces en comprar uno nuevo.
También se nos informa que tanto el T3 y T2 ellos pueden estar operando entre un
50-60% de su capacidad, ya que estos se irán calentando y tienen tres maneras
de enfriamiento natural, ventilación forzada y por recirculación de aceite, algo muy
importante que se nos dice es sobre el relé Buchholz [3] que tiene dos maneras de
actuar uno si alguna una burbuja de gas esto pasa cuando hay una reacción
química con el papel aislante se va acumulando y pasa a través de él y activa una
alarma y manda a disparar el transformador, la otra manera es por bajo nivel de
aceite actúa mucho más rápido evitando que hayan problemas más serios en el
transformador.

16. 16
Foto 12, Autotransformador 230Y/115/34.5Δ Kv
Foto #13: canalización de los cables que se conectaran al lado de 34.5 Kv del T1.
Algo muy importante que se nos dice es que del transformador es uno de los
activos más costoso en una subestación ya que esta valorado por los $
5,000,000.00, y lo viene totalmente desarmado que hay que armar lo cuando está
en sitio por lo pesado y lo grande que es sería imposible traer lo armado.

17. 17
Foto #14, Placa de datos del T2
Algo que se nos dice de estos equipos es que anualmente hay que hacer le una
pruebas de aceite, lo que determinaran que tan bien está el aceite, el papel
aislante, humedad y las impurezas que tiene el aceite en sí. Dependiendo del
tamaño del transformador este pueden ser múltiples etapas su ventilación, en este
caso son de dos etapas y la otra manera de enfriar es usando una bomba de
aceite para recircular el aceite dentro de este. Importante saber en estos
transformadores es el Tap que pueden ser auto o fijo este último se puede
cambiar pero el transformador tiene que estar des energizado para evitar algún
accidente, para poder ser elevado o reducido por lo normal esta fijo y se deja que
el mismo se autorregulé.

18. 18
Entre las partes de los transformadores tenemos:
Figura 1, Ilustración con sus partes más importante de un transformador de potencia [4]

19. 19
Cuarto de Control
En sala de control en esta encontramos todos los equipos de protección, medición
y control. Como también están equipos que yacen de mucho tiempo y son de tipo
electromecánicos que poco a poco están siendo sustituidos por equipos con una
tecnología más reciente como los son los relé de SEL y PLC, y de medidores
análogos se están cambiando a relojes digitales.
Aquí dentro de la sala de control vemos los relé donde contiene toda la lógica de
supervisión de las protecciones que pueden ser 87B, 51, 46, o 87T, todo esto hace
una buena operación de todo el sistema que están viendo cualquiera contingencia
que pueda haber en el sistema integrado nacional y así brindar seguridad a sus
clientes.
Foto #15: relé de recierre 79 y de sobre tensión 59.

20. 20
Foto #16: Relé de protección instantáneo de sobrecorriente 50
Y relé de temporizado de sobrecorriente 51, que aun Etesa mantiene
En uso protecciones electromecánicas.
Foto #17: medidores tanto analógicos como digitales.

21. 21
Otra parte muy importante es el cuarto de baterías que consta de dos
bancos uno es redundante del otro en caso sí que fallase uno el otro
entraría como respaldo tiene una autonomía de 10 horas según nos dijeron,
y cada banco tiene un rectificador 1 y 2 y tiene un inversor para los equipos
que necesiten de Vac. También vemos que dentro del cuarto de baterías
hay una ducha y lava ojos en caso de alguna emergencia.
Foto #18: cuarto de batería, consta de dos bancos y dos rectificadores e un inversor.

22. 22
Foto #19: rectificador #1 del banco de batería #1.
También vemos dentro del cuarto de control el rack de telecomunicaciones,
los cual es de suma importancia ya que por medio de este se ven todas las
señales de los diferentes equipos como PT´s, CT´s, relés de protecciones,
interruptores que están cerrados, como las cuchillas seccionadoras,
comunicación telefónica del cnd con los agentes generadores y las
subestaciones que están monitorizadas.
Foto #20, Rack de comunicaciones por fibra óptica.

23. 23
Conclusión
Al finalizar esta gira fue de gran provecho ya que se nos permitió conocer todos
los equipos que hay en una subestación de este tipo, donde hay transformadores
elevadores, reductores, cuchillas seccionadoras, interruptores, y entre otros
equipos que son de ayuda para la trasmisión de energía hacia aquellos puntos
donde son requeridos.
Algo que siempre debemos de recordar cuando estemos en una subestación
siempre seguir los lineamientos que se nos dicen que es para nuestra seguridad y
la del grupo. Debemos de siempre estar en orden y no en desorden lo que puede
provocar algún tipo incidentes.
Al ver que esta subestación que se está modernizando también se está
expandiendo creciendo ya que cada vez en nuestra provincia hay más plantas
generadoras solares, necesitan de más equipos.

24. 24
Referencias
[1] CND, «ETESA,» [En línea]. Available: https://sitiopublico.cnd.com.pa/index.php/acerca/
documentos/librerias/42-diagrama-unifilar/370-diagrama-unifilar-sin. [Último acceso: abril 2022].
[2] ABB, 2020. [En línea]. Available:
https://library.e.abb.com/public/08de08aba00d4710c1257b130057b82e/Guia%20para%20el%
20comprador%20Interruptores%20de%20Tanque%20Vivo%20Ed4%20es.pdf.
[3] g. z. 3. Chiriqui, Compositor, [Grabación de sonido]. 2022.
[4] «https://maquinaselectricasblog.wordpress.com/partes-que-lo-conforman/,» [En línea].