1. Sistema de Medición de Parámetros de
Arranque en Unidad Generadora de Energía
Eléctrica
Autor: JESUS RAFAELCONTRERAS LARA
Director: M.Sc. Antonio Gan Acosta

2. AGRADECIMIENTOS
Génesis:
 ROCIÓ ROMERO OLARTE, Ing. Electricista
 JORGE ARMANDO PINTO MEDINA, Ing. Electricista
 MARCO JEHISON ROJAS CAMARGO, Ing. Electricista
Trabajos de Grado:
 CARLOS MARIO PINILLA BOHÓRQUEZ, Ing. Electricista
 JULIÁN ACOSTA, Ing. Electricista
 JAIRO NAVARRO, Ing. Electricista

3. JUSTIFICACIÓN
Objeto: Utilizar un sistema de medición de parámetros de
arranque en unidad generadora de energía eléctrica para el
transformador de arranque de la unidad II de
GENSA.SA., dentro de la subestación Paipa propiedad de la
Empresa de Energía de Boyacá.
Necesidades: Implementar el diseño y el montaje de una
celda de medida para media tensión a 13.8kV, con el fin de
censar la cantidad de corriente y tensión, se requiere que los
aparatos de medida puedan conducir magnitudes
proporcionales a las originales pero con valores más manejables
para transmitirlas a un relé o un medidor en el centro de
control.
Problemas: Es conducir tensiones y corrientes elevadas
hasta aquellos aparatos destinados a medir ciertas
magnitudes, por motivos de seguridad.

4. OBJETIVO GENERAL
Diseñar y montar una celda de medida para media
tensión a 13.8kV, para el transformador de arranque
de la unidad II de GENSA, dentro de la subestación
Paipa propiedad de la Empresa de Energía de
Boyacá (Paipa-Tunja).

5. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
 Diseñar el sistema eléctrico y tablas de cableado para la
celda de medida para media tensión a 13.8kV.
 Implementar el proyecto del sistema eléctrico y tablas de
cableado para la celda de medida para media tensión a
13.8kV.
 Supervisar el montaje de los elementos de medida y de
protección para la celda de medida para media tensión.
 Realizar las pruebas de puesta en servicio para la celda de
medida.

6. Metodología desarrollada
La metodología desarrollada para llevar a cabo el diseño y montaje una
celda de medida para media tensión a 13.8kV, para el transformador de
arranque de la unidad II de GENSA se baso fundamentalmente en las
siguientes partes:
 Realización de visitas para el reconocimiento de la subestación Paipa.
 Recopilación de información de la celda de medida y
transformadores de medida.
 Adquisición de información para la selección de los tipos de
transformadores de medida, para la celda de medida para media
tensión de 13.8 Kv.
 Realización del diseño del sistema eléctrico y tablas de cableado para
la celda de medida para media tensión a 13.8kV, para su correcto
funcionamiento.
 Implementar y puesta en marcha de la celda de medida.
 Realización de las pruebas funcionales a los transformadores de
medida instalados.

7. Descripción de la subestación Paipa.
La subestación Paipa propiedad de la EBSA S.A., esta ubicado en el municipio de
Paipa (Boyacá), en la vía que comunica de Paipa a Tunja; los parámetros
ambientales aplicables a la subestación Paipa, son:
Altura sobre el nivel del mar 2525m
Temperatura promedio anual 14ºC.
Humedad media relativa 58%.
Nivel de contaminación ambiental Pesada.
Tiene un esquema de disposición de barraje que corresponde al tipo de barra
principal y de transferencia ; además en el anexo E, encontramos el diagrama
unifilar de la subestación Paipa, donde podemos ver la celda de medida.

8. Adquisición de la información para la selección de los tipos
de transformadores de medida.
De acuerdo a la requerimientos exigidos por la empresa de
energía, la información recopilada sobre el tipo de celda de
medida para 13.8 KV y teniendo en cuenta la ubicación de la
celda de medida y las características de las conexión de los
transformadores de corriente y potencial, se decidió adquirir
los transformadores de corriente HBK 10 y transformadores
de potencial VSR 15 fabricados por la empresa HOFF & CIA.
S.R.L., de marca HOWEST, de la ciudad de Buenos Aires –
Argentina. A continuación se nombra algunas especificaciones
de los transformadores de corriente y transformadores de
potencial para su selección.

9. Adquisición de la información para la selección de los
tipos de transformadores de medida.
Transformadores de corriente
Máxima tensión de servicio (Um) 17,5kV
Frecuencia nominal 60 Hz
Corriente térmica nominal de cortocircuito (Iter) Iter = 80 x 175 A = ≈ 14 kA
Corriente primaria (In) 5 hasta 600A; In =175A
Corriente secundaria nominal (I2) = 5A
I NUCLE DE MEDICION.
Clase de exactitud 0,5
Potencia de exactitud ≤ 15
Factor de seguridad < 5
II NUCLEO DE PROTECCION.
Clase de exactitud 0,5
Potencia de exactitud ≤ 30
Factor de sobre intensidad ≥ 10

10. Adquisición de la información para la selección de los
tipos de transformadores de medida.
Transformadores de potencial
Tensión nominal primaria UN 2,2; 6,6; 10,4; 13,2; 13,8; kV
Tensión nominal secundaria US 100; 110; 220; V
Prestación Simple secundario cl 0,5 máx 60VA
Factor de tensión Ft 1,3 X Un 8 horas
Ft = 1,3 X 13,8 kV 8 horas = 143,52 kV.h

11. NORMAS
ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN
• IEC - La Comisión Electrotécnica Internacional.
TC 13 Medidores de Energía
TC 38 Transformadores de Medida
• ANSI/IEEE – Organismos Nacionales USA
• ICONTEC – Organismo Nacional Colombia (Normas NTC)
• RETIE

12. Diseño de planos del sistema eléctrico
NORMAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS CELDAS DE MEDIDA EN MT ET-916
ASTMB117-1997 Standard Practice for Operating Salt Spray (fog) Apparatus
NTC 3279 Grado de protección dado a los encerramientos. (Código IP).
ASTM D1400 Espesor mínimo de pintura
ASTM D4541 Standard Test Method for Pull-Off Strength of Coatings Using
Portable Adhesion Testers
ANSI/IEEE Transformadores de medida.
C57.13
NORMAS PARA TRANSFORMADORES DE MEDIDA SERIE IEC 60044
IEC 60044-1 (NTC 2205) Transformadores de corriente
IEC 60044-2 (NTC 2207) Transformadores de tensión inductivos

13. Diseño de planos del sistema eléctrico
 Para el diseño de los planos del sistema eléctricos, se tuvo en cuenta los
esquemas de los transformadores de corriente modelo HBK 10 y
transformadores de potencial modelo WSR 15 para el correcto y seguro
funcionamiento de la celda de medida para media tensión a 13.8 KV.

14. Diseño de planos del sistema eléctrico

15. Diseño de planos del sistema eléctrico

16. Diseño de planos del sistema eléctrico

17. Diseño de planos del sistema eléctrico

18. Diseño de la tabla de cableados
Se realizo una tabla
teniendo en cuenta el
tipo de conductores que
se utilizaron en la celda
de medida, el área de
cada sección y la longitud
máxima que se utilizo
para cada una de las
conexiones, tanto en los
cables de potencia y los
cables que llevan las
señales de corrientes y
tensión.

19. Implementación y Puesta en servicio de la celda de
medida.
En la implementación se cumplieron con las especificaciones técnicas desde la
parte civil hasta la construcción de la celda de medida y la instalación de los
transformadores de medida. En la puesta en servicio de la celda de medida se
tomaron fotografías como evidencias de la instalación de la celda de medida,
transformadores de corriente, transformadores de potencial y su estado final.

20. Implementación y puesta en servicio de la celda de
medida.
En la celda de medida se superviso que se cumplieran con las especificación técnicas,
acrílico de 3 mm de espesor, la ventilación para la celda de medida, tipo de protecciones
para baja tensión, regulador de temperatura de la resistencia y un tomacorriente
auxiliar.

21. Lista de chequeo de recepción de la celda de medida.
En la implementación de la
celda de medida se creo una
lista de chequeo de
recepción para el
mantenimiento preventivo de
los transformadores de
corriente y los
transformadores de
potencial.

22. Realización de las pruebas funcionales a los transformadores
de corriente y transformadores de potencial.
1. TRANSFORMADORES DE CORRIENTE. (Ver anexo E)
 RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN.
 RESISTENCIA DE DEVANADOS.
 RESISTENCIA DE AISLAMIENTO.
 TENSIÓN APLICADA.
2. TRANSFORMADORES DE POTENCIAL. (Ver anexo E)
 RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN.
 RESISTENCIA DE DEVANADOS.
 RESISTENCIA DE AISLAMIENTO.
 TENSIÓN APLICADA.

23. Presupuestos económicos y recursos empleados
Presupuesto medios básicos.
DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS
NOMBRE Cant Costo Costo Total ($) Proveed Observación
. Unitario($) or
Multímetro digital 1 ± 50.000 50.000 ------ A.T.I.
(Tester).
Radioteléfonos. 2 ±90.000 180.000 ----- A.T.I.
TOTAL 230.000
DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS
NOMBRE Cant. Costo Unitario Costo Total Proveedor Observación
($) ($)
Ponchadora. 1 ± 90.000 ± 90.000 ------ A.T.I.
Pelacables y 1 ± 75.000 ± 75.000 ------ A.T.I.
cortafrío.
Taladro 1 ± 250.000 ± 250.000 ------ A.T.I.
Cortadora 1 ± 365.000 ± 365.000 ------ A.T.I.
TOTAL 780.000

24. Presupuestos económicos y recursos empleados
Presupuesto de medios de rotación.
DESCRIPCIÓN DE MATERIA PRIMA A UTILIAZADA
NOMBRE Cant. Costo Unitario ($) Costo Total ($) Proveedor
Transformadores de 3 2.525.969 7.577.907 HOWEST
corriente
Transformadores de 3 2.093.823 6.281.469 HOWEST
potencia o tensión
Cable (m) 1000 5.000 5.000.000 PROCABLES
Obras civiles menores (GL) 1 2.000.000 2.000.000 A.T.I.
Accesorios en general 2.000.000 2.000.000 F.E.M.
Otros X 2.000.000 2.000.000 -----
TOTAL $ 24.859.376

25. Presupuestos económicos y recursos empleados
Presupuesto para gastos Personales.
DESCRIPCIÓN DE SERVICIOS
NOMBRE Cant. Costo Unitario ($) Costo Total ($) Proveedor Observación
Internet (mes) 4 35.000 140.000 TIGO
Otros X 100.000 100.000 ----- Varios por
imprevistos
TOTAL 240.000
DESCRIPCIÓN DE GASTOS DE SOSTENIMIENTO
(Mensual)
NOMBRE Cant. Costo Unitario ($) Costo Total ($) Proveedor Observación
Transporte diario 80 1.500 120.000 ------
Alimentación 20 6.500 130.000
TOTAL 250.000

26. Presupuestos económicos y recursos empleados
Presupuesto total del proyecto.
DESCRIPCIÓN TOTAL DEL PRESUPUESTO
NOMBRE Costo Total ($)
Presupuesto medios básicos. $ 1.010.000
Presupuesto de medios de rotación. $ 25.099.376
Presupuesto para gastos Personales. $ 250.000
TOTAL $ 26.359.376
Los gastos de vivienda y alimentación fueron asumidos por la madre de Jesús Rafael
Contreras Lara.
Los gastos de transporte y estadía a las sustentaciones en la ciudad de Pamplona fueron
asumidos por la madre de Jesús Contreras Lara.
La empresa A.T.I. ASISTENCIA TECNICA INDUSTRIAL, se hicieron a cargo de los gastos de
inversión para el desarrollo de la parte tecnológica.
Los costos de elaboración del anteproyecto e informe final fueron asumidos por Jesús
Rafael Contreras Lara.

27. INFLUENCIA AMBIENTAL
Los resultados del trabajo no tienen ningún efecto
negativo sobre el medio ambiente.
Efectos positivos:
• Son construidos con aislamiento en aire o resina
sintética para media tensión.
• Todos los componentes que se utilizan en la
fabricación de transformadores de medida son
reciclables y producen el menor impacto
ambiental posible.
• Los transformadores de medida requieren un
mantenimiento mínimo, y tienen una vida útil
económica media de más de 30 años.

28. CONCLUSIONES
 La selección de los transformadores de medida se hizo de acuerdo a la
información recopilada sobre los tipos de transformadores de corriente y
potencial de 13.8 KV requeridos en la subestación Paipa.
 Otros factores relevantes en la sección de la celda de medida están
relacionados con el tipo de material del gabinete (resistencia a la intemperie),
la fiabilidad (indurancia mecánica) y la flexibilidad (adaptables a diferentes
marcas y tipos de transformadores).
 Para el diseño de los planos del sistema eléctrico y tabla de cableado se
analizo y verifico, la configuración de los transformadores de medida.
 La resistencia de los conductores utilizados, son despreciables por que los
tramos son muy cortos y las unidades de las resistencias son en Ohm/km y las
distancias no superan los 150m.
 Para la realización de las pruebas de puesta en servicio se creo un formato de
verificación aplicado a cada uno de los transformadores de corriente y
potencial.
 Se diseño la celda de medida con una tapa de evacuación de gases, en caso de
explosión.
 Se calculo la corriente de cortocircuito y su valor fue aproximadamente 14 kV.

29. RECOMENDACIONES
 Verificar el estado de todos los transformadores de medida, antes de
hacer el montaje, para garantizar su correcto funcionamiento.
 Es aconsejable que todos los conductores de un solo circuito, vayan
por un solo cable multiconductor.
 Realizar una inspección visual de los equipos de medida al menos una
vez al mes; esta tiene la finalidad de revisar si hay presencia de
humedad o polvo.
 Se debe utilizar cable apantallado, debido a la cercanía de los
transformadores de medida a equipos de alta tensión, estos para
evitar la interferencia electromagnética.
 La puesta a tierra del cable apantallado se debe hacer en ambos
extremos, y debe tener la menor impedancia posible.

30. PREGUNTAS ?