ing. Juan Carlos Alaniz

El diseño de una Estación Transformadora es una tarea multidisciplinaria, que implica desarrollar las acciones necesarias para definir, por medio de documentación técnica adecuada, todas las etapas a cumplir a partir de la decisión de construirla, hasta su puesta en servicio.

Esta decisión, tomada generalmente en áreas de Planeamiento y Estudio, involucra también la definición de otros parámetros básicos, como son los Niveles de Tensión, las Potencias de Transformación, los Niveles de Cortocircuito, la Coordinación de los Niveles de Aislación, los Limites de Estabilidad del Sistema, etc., y que junto con la información sobre la evolución prevista de la demanda y la zona de ubicación tentativa de las instalaciones, son los datos de partida para la tarea de diseño.

Las etapas de diseño pueden subdividirse de acuerdo al orden cronológico natural, que surge del desarrollo de la idea básica, hasta la definición de todos los detalles de ejecución.

Evidentemente, esta subdivisión así como el grado de detalle hasta el que se llegue en cada etapa, dependen de las modalidades y particularidades de cada empresa o grupo, que deba acometer la tarea de diseñar una Estación Transformadora.

Así por ejemplo, el diseño podría consistir solamente en la definición de la Ingeniería Básica o bien extenderse hasta la definición de los mínimos detalles del equipamiento y la obra, digamos exagerando prácticamente hasta "el último tornillo".

En el primer caso se deja para el grupo que ejecuta las obras, la definición de aspectos muy amplios, referidos al equipamiento, la instalación o el conexionado; en el segundo, prácticamente solo se requerirá mano de obra.

Entre ambos extremos existe una amplia gama de posibilidades. En nuestro medio se los conoce con los nombres de "Gestión Externa" o "Llave en Mano" y "Gestión Interna Completa" o "Por Administración".

La experiencia recogida en nuestro medio, donde ambas modalidades se han empleado, apunta últimamente hacia un modelo intermedio, que podríamos denominar de "Gestión Interna Incompleta" donde el grado de definición suele llegar hasta los detalles generales del equipamiento y la instalación, quedando a cargo de los grupos de ejecución, solo los detalles constructivos menores, que de todos modos están sujetos a la supervisión del grupo de diseño.

Para finalizar diremos que la tarea de diseño no se agota con la entrega de la documentación técnica necesaria para construir físicamente la Estación Transformadora, sino que comprende la asistencia técnica a las etapas de adquisición de equipamiento, obras, pruebas y puesta en servicio y aún suele prolongarse hasta la explotación y mantenimiento de las instalaciones.

Cada una de esas etapas supone partir de ciertos datos de entrada, resolver los problemas planteados (aplicando las reglas del arte y los conceptos técnicos correspondientes), adoptar una serie de decisiones y elaborar finalmente la documentación técnica, que servirá de base o punto de partida para una etapa posterior.

Datos de Entrada:

- Niveles de tensión.

- Potencia y cantidad de transformadores

- Cantidad de entradas y salidas, (líneas o cables) y potencia a transmitir por cada una de ellas y para cada tensión.

- Evolución prevista del sistema para cada nivel de tensión (para prever las reservas y futuras ampliaciones).

- Potencia y cantidad de equipos de compensación (Reactores, capacitores, etc.)

Problemas a Resolver:

Elegir para cada nivel de tensión un esquema unifilar básico que contemple las necesidades del servicio, con la confiabilidad adecuada. Es decir resolver un problema técnico - económico: Confiabilidad versus Economía.

Datos de Salida:

Esquema unifilar básico indicando valores nominales de:

- Barras

- Seccionadores

- Interruptores

y ubicación de transformadores de medición, descargadores, equipos de Onda Portadora, etc.

Comentario:

El esquema eléctrico básico muchas veces esta predeterminado por las etapas de planeamiento y estudio.

Datos de Entrada:

- Esquema Eléctrico Básico.

- Niveles de Cortocircuito.

- Destino o procedencia de las líneas o cables.

- Límites de estabilidad del sistema.

- Coordinación de los Niveles de aislación.

Problemas a Resolver:

- Definir el resto de las características nominales de todos los aparatos.

- Definir el esquema de protecciones

- Definir el esquema de maniobra

- Definir el esquema de sincronización y enclavamiento

- Definir el esquema de medición y telecontrol

- Definir la potencia y cantidad de los Servicios Auxiliares

Datos de Salida:

Esquema Unifilar detallado y completo con toda la información necesaria para definir el equipamiento

Datos de Entrada:

- Esquema Eléctrico Básico

- Zona de ubicación de las instalaciones

Problemas a resolver:

Elegir para cada nivel de tensión aquella disposición constructiva que más se adapte a la zona donde se ubicarán las instalaciones y a las condiciones de servicio que deberá prestar. Se definirá por ejemplo si las instalaciones serán a la intemperie o interiores, las barras coplanares o superpuestas etc.

Datos de salida:

Disposición general de las partes de la instalación con la ubicación relativa del equipamiento en base a distribuciones típicas.

Datos de Entrada:

- Esquema Unifilar Completo

- Disposición Constructiva Básica

Problemas a Resolver:

Distribuir las partes de la instalación de forma tal que la solución global obtenida optimice las soluciones particulares adoptadas, para cada problema específico, por ejemplo: ubicación relativa de las playas de alta tensión, caminos de acceso y mantenimiento, edificios de maniobra, auxiliares, dependencias, etc.

Datos de Salida:

Distribución general de las instalaciones, (Lay- Out), con dimensiones máximas.

Este equipamiento es el que debe fabricarse especialmente y generalmente tiene plazos de entrega del orden de uno o dos años, (Transformadores de Potencia, Reactores, Interruptores, Seccionadores, Sistemas de Protecciones, Comando y Medición, etc.)

Datos de Entrada:

- Esquema Unifilar Completo

- Datos del Sistema

- Anteproyecto Básico

Problemas a Resolver:

- Definir tipo de equipamiento a adquirir (seccionadores rotativos o pantógrafo, Transformadores monofásicos o trifásicos, etc.)

- Características de los aparatos (Régimen de carga de los transformadores, medios de extinción del arco, etc.)

- Tensión de maniobra (auxiliar)

- Formas de accionamiento

- Cantidad y Prestaciones de los núcleos de los TV y TI

- Límites de la provisión

- Plazos de fabricación y entrega

- Garantías de los proveedores

- Repuestos - Supervisión de montaje

Datos de Salida:

Todas las definiciones tomadas se volcarán en las Especificaciones Técnicas, que junto a las condiciones económicas - legales (Pliegos), que regirán los contratos con los proveedores, forman la documentación necesaria para la adquisición del equipamiento.

Datos de Entrada:

- Pliegos de Condiciones y Especificaciones Técnicas

- Ofertas de los proveedores

Problemas a Resolver:

- Verificar que lo propuesto por los oferentes, responde a lo solicitado.

- Analizar y comparar técnica y económicamente las ofertas, introducir las modificaciones que fueren necesarias, (previo a la adjudicación), para compatibilizar los materiales de distintos proveedores.

Datos de Salida:

Informe Técnico con la calificación y elencamiento de los proponentes.

Datos de Entrada:

- Anteproyecto Básico

- Zona de ubicación

Problemas a Resolver:

Con las dimensiones del Anteproyecto Básico se inicia la búsqueda del terreno necesario para implantar la Estación Transformadora.

Normalmente se presentan varias alternativas de ubicación, de ellas se analizarán aquellas que presenten las mejores soluciones con respecto al ingreso de electroductos, (actuales y futuros), caminos de acceso, tipo de terreno, escurrimiento de aguas pluviales, existencia de servicios (agua potable, energía eléctrica en B.T., etc.)

Se efectuará para cada una de ellas un estudio económico que tendrá en cuenta básicamente el costo de las obras civiles, (movimiento de suelo, caminos de acceso, tipo de fundaciones, etc.) y los electroductos.

Datos de Salida:

Informe técnico - económico de cada una de las alternativas analizadas.

Datos de Entrada:

- Anteproyecto Básico

- Plano de relevamiento topográfico del terreno elegido y de la zona de ubicación.

Problemas a Resolver:

Remodelar el Anteproyecto básico para compatibilizar el ingreso de los electroductos actuales y futuros, los caminos de acceso, las ampliaciones futuras, etc.

Ubicar en forma definitiva los edificios de comando, auxiliares, dependencias, canales de cables, caminos de mantenimiento, cercas perimetrales, desagües, etc.

Datos de Salida:

Plano acotado con implantación general de la Estación Transformadora indicando:

- Dimensiones generales de las playas de A.T.

- Dimensiones generales de todos los edificios

- Recorrido de los canales de cables

- Traza de electroductos

- Ubicación de los pórticos de acometida de líneas

- Niveles y pendientes del terreno

- Numeración y orden de fases de barras y equipos

- Ubicación de los caminos de acceso y mantenimiento

- Ubicación de las cercas perimetrales, cañerías y canales de desagüe.

- Ubicación de la eventual antena de comunicaciones.

Datos de Entrada:

- Anteproyecto Definitivo

- Equipamiento Adquirido

Problemas a Resolver:

Incluir en el Anteproyecto Definitivo las características del equipamiento adquirido, produciendo las modificaciones que sean necesarias.

Datos de salida:

La diferencia con el Anteproyecto Definitivo estriba en el grado de detalle de la información que suministra. Además de los ya mencionados se agregan:

- Detalles de las bases de equipos (dimensiones, esfuerzos, agujeros de fijación, etc.)

- Detalle de los canales de cables (dimensiones, disposición de bandejas, etc.)

- Detalle de edificios (dimensiones interiores, canales, ubicación de tableros, etc.)

- Ubicación de armarios de mando o intermediarios en las playas.

- Desarrollo de la Red de Puesta a Tierra

- Ubicación de los dispersores de puesta a tierra.

Datos de Entrada:

- Pliegos de Condiciones y Especificaciones Técnicas

- Ordenes de Compra o contratos de fabricación

Problemas a Resolver:

- Conocer en todo momento el estado de fabricación del equipamiento.

- Obtener en tiempo y forma la documentación técnica necesaria para la continuidad de otras etapas de proyecto.

- Servir de nexo entre los proveedores y el equipo de proyecto para transmitir necesidades o definiciones.

- Intervenir en forma inmediata ante modificaciones de fabricación o de proyecto, para ponerlas en conocimiento del proveedor o el equipo de Proyecto

- Supervisar los ensayos de recepción

Datos de Salida:

- Documentación Conforme a Fabricación y Protocolos de Ensayo

Datos de Entrada:

- Anteproyecto Detallado

- Terreno adquirido

Problemas a Resolver:

En base al Anteproyecto Detallado y a las características del terreno donde se ubicarán las instalaciones deberá encontrar la solución más económica y que mejor se adapte a los requerimientos de la obra eléctrica, teniendo en cuenta el medio circundante.

Datos de Salida:

- Planos generales y de detalle de arquitectura y estructurales.

- Pliegos de Condiciones económico- legales y Especificaciones Técnicas para contratar la ejecución de las obras civiles.

Datos de Entrada:

- Pliegos de condiciones y Especificaciones Técnicas

- Ofertas de los Contratistas

Problemas a Resolver:

- Verificar que lo propuesto por los oferentes responda a lo solicitado

- Analizar y comparar técnica y económicamente las ofertas

- Tratar de incluir, previo a la adjudicación, aquellas modificaciones de proyecto que se hubieren produciendo desde la confección de las Especificaciones hasta el inicio de las obras.

Datos de Salida:

Informe Técnico con la calificación y elencamiento de los proponentes.

Datos de Entrada:

- Pliego de Condiciones y Especificaciones Técnicas

- Contrato de adjudicación de las obras

Problemas a Resolver:

- Conocer en todo momento el estado de avance de las obras

- Obtener en tiempo y forma la documentación técnica Conforme a Obra, necesaria para la continuidad del Proyecto Eléctrico.

- Servir de nexo entre el Jefe o Director de obra y el equipo de Proyecto para transmitir necesidades o definiciones

- Intervenir, ante modificaciones de obra o de proyecto, para ponerlas en conocimiento de los equipos de proyecto o de obras.

- Recepcionar las obras civiles.

Datos de Salida:

Planos civiles Conforme a Obra

Datos de Entrada:

- Esquema Unifilar Completo

- Anteproyecto Detallado

- Documentación Conforme a Fabricación del equipamiento adquirido.

Problemas a Resolver:

- Definir la forma de montaje de todo el equipamiento

- Definir los criterios de funcionamiento de la Estación Transformadora (sistemas de maniobra, señalización, alarma, enclavamientos, etc.)

- Compatibilizar los criterios de operación del sistema de protecciones con el de funcionamiento de la Estación Transformadora.

- Traducir todas las definiciones a documentación técnica adecuada para la ejecución de las tareas de montaje y conexionado.

- Definir y realizar el cómputo del resto de los materiales y aparatos necesarios para completar el equipamiento de la Estación (cables de maniobra, relés auxiliares, bornes de interconexión, morseteria, etc.)

- Definir el programa de las pruebas de recepción y puesta en marcha de la Estación Transformadora (en colaboración con las áreas de Obras y Explotación)

Datos de Salida:

- Planos de Montaje Electromecánicos

- Esquemas Unifilares y Trifilares

- Esquemas Funcionales y de Principio

- Planos de Conexionado

- Planillas de Borneras

- Lista de Cables

- Memorias Descriptivas

- Listas Varias (de planos, de relés auxiliares, de alarmas, etc.)

- Cómputo de Materiales

Datos de Entrada:

- Proyecto Eléctrico

Problemas a Resolver:

- Explicitar las tareas que debe realizar el contratista o equipo de obras para instalar, probar y poner en servicio la Estación Transformadora.

- Definir claramente los límites de la provisión de materiales y ejecución de trabajos.

- Establecer las garantías y recaudos que habrán de tomarse durante la obra (Seguros sobre equipos, personas, vigilancia y seguridad, limpieza de obra, etc.)

Datos de Salida:

- Pliegos de Condiciones económico - legales y Especificaciones Técnicas para contratar la ejecución de las obras eléctricas.

Datos de Entrada:

- Pliegos de Condiciones y Especificaciones Técnicas

- Ofertas de los contratistas

Problemas a Resolver:

- Verificar que lo propuesto por los oferentes responda a lo solicitado.

- Analizar y comparar técnica y económicamente las ofertas

- Analizar la capacidad técnica de los oferentes.

Datos de Salida:

- Informe Técnico con la calificación y elencamiento de los proponentes.

Datos de Entrada:

- Pliego de Condiciones y Especificaciones Técnicas

- Contrato de adjudicación de las obras

- Proyecto Eléctrico

Problemas a Resolver:

- Conocer en todo momento el estado de avance de las obras.

- Servir de nexo entre el Jefe o Director de obra y el equipo de Proyecto para transmitir necesidades o definiciones.

- Intervenir ante modificaciones de obra para adoptar las soluciones necesarias.

- Participar en la puesta en servicio para tomar nota de las modificaciones que se produzcan y asentarlas en la documentación técnica.

Datos de Salida:

- Proyecto Eléctrico Conforme a Obra.