Estudio de factibilidad para una subestación de conexión 33 Kv

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

1. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA
1.1. Antecedentes del Problema:
1.2. Descripcion del Problema:
1.3. Formulacion del problema
1.4. Variables del Problema:

2. JUSTIFICACIÓN

3. 3. OBJETIVOS
3.1. Objetivo General:
3.2. Objetivos Especificos:

4 MARCO REFERENCIAL
4.1. Antecedentes de la investigacion
4.2. Marco Teorico
4.2.1. Estudio de mercado
4.2.2. Estudio tecnico
4.2.3. Estudio Administrativo y Legal
4.2.4. Estudio Financiero
4.2.5. Evaluation social y ambiental
4.3. Marco conceptual
4.3.1. Subestacion electrica:
4.3.2. Subestacion transformadora elevadora
4.3.3. Subestaciones transformadoras reductoras
4.3.4. Marco legal

CAPÍTULO 5
5. MARCO METODOLOGICO
5.1. Diseno de la investigacion
5.2. Hipotesis de la Investigacion:
5.3. Poblacion y muestra
5.4. Variables y su operationalization
5.5. Proceso metodologico e instrumentos de recoleccion de la information
5.6. Tecnicas de procesamiento y analisis de datos

CAPÍTULO 5
5. RESULTADOS DE INVESTIGACION
5.1. Estudio de mercado
5.1.1. Demanda de Energia Electrica en el Departamento de Caldas
5.1.2. Demanda de Energia Electrica en el Municipio de Marquetalia
5.2. Estudio tecnico
5.2.1. Requerimientos Tecnicos Generales S/E EL EDEN
5.2.2. Sistema de control S/E EL EDEN:
5.2.3. Sistema de protecciones S/E EL EDEN:
5.2.4. Sistema de comunicaciones S/E EL EDEN:
5.2.5. Sistema de servicios auxiliares S/E EL EDEN:
5.2.6. Sistemas de seguridad S/E EL EDEN:
5.2.6. Componente de obras civiles
5.2.6.1. Levantamiento topografico
5.2.6.2. Estudio de suelos
5.2.6.3. Desmonte y limpieza
5.2.6.4. Movimiento de tierras
5.2.6.5. Diseno Edificio e Control Subestacion El Eden
5.2.6.6. Parametros de diseno
5.2.6.7. Disposiciones s^smicas y de viento
5.2.6.8. Metodo de analisis:
5.2.6.9. Calculo del sistema de puesta a tierra final
5.2.6.10. Diseno del Apantallamiento
5.2.6.11. Disposicion del sistema de apantallamiento
5.6.2.12. Resumen de Valores Calculados
5.2.6.13. Seleccion de Cables Aislados
5.2.6.14. Otros disenos realizados
5.3. Estudio Organizacional
5.3.1. Mision de GENSA S.A. ESP:
5.3.2. Vision de GENSA S.A. ESP:
5.4. Estudio de factibilidad legal
5.4.1. Tipo de sociedad:
5.4.2. Legislacion vigente:
5.5. Estudio Economico Financiero
5.6. Componentes de la Inversion:
5.7. Fuentes de financiacion:
5.8. Flujo de Caja del Proyecto:
5.9. Viabilidad Financiera del Proyecto:
5.10. Viabilidad Ambiental del Proyecto:
5.11. Viabilidad Legal:
5.12. Viabilidad tecnica:

CAPÍTULO 6
6. IMPLEMENT ACION DE LA GESTION DE ADQUISICIONES DE ACUERDO A LA METODOLOG^A DEL PROJECT MANAGEMENT
6.1. Areas del Conocimiento de la Gestion de Proyectos
6.1.1 Gestion del Alcance:
6..1.2. Gestion del Tiempo:
6.1.3 Gestion del Costo:
6.1.4. Gestion de la Calidad:
6.1.5. Gestion de Integracion:
6.1.6. Gestion de Recursos Humanos:
6.1.7. Gestion de Comunicaciones:
6.1.8. Gestion de Riesgos:
6.1.9. Gestion de Suministros:
6.2. Plan de Gestion de las Adquisiciones
6.2.1. Definicion de las compras. Analisis de comprar o hacer:
6.2.2. Proceso Planificacion de adquisiciones:
6.2.3. Proceso Efectuar adquisiciones:
6.2.4. Proceso Control de adquisiciones:
6.2.5. Proceso Cerrar Adquisiciones:
6.3. Convocatoria a proveedores
6.3.1. Conferencias de Oferentes:
6.4. Evaluacion de proveedores
6.4.1. Tecnicas de Evaluacion de Propuestas:
6.4.2. Estimaciones Independientes:
6.4.3. Publicidad:
6.5. Seleccion de proveedores
6.5.1. Juicio de Expertos:
6.5.2. Tecnicas analiticas:
6.5.3. Negociacion de Adquisiciones:
6.6. Tipo de contrato
6.6.1. Contrato de precio fijo a suma global:
6.6.2. Contrato a costos reembolsables:
6.6.3. Contrato a tiempos y Materiales (T&P)
6.7. Proyectos Publicos de Infraestructura
6.7.1. Proyectos EPC:
6.8. Cierre del contrato
6.8.1. Auditorias de la Adquisicion:
6.8.2. Negociacion de Adquisiciones:
6.8.3. Sistema de Gestion de Registros:
6.9. Descriptores por variable durante el ciclo de vida del proyecto para la elaboracion de Instrumentos
6.10. Manual de Funciones y Procedimientos Subestacion El Eden Marquetalia Caldas
6.10.1. Cargo: Ingeniero de operacion y mantenimiento
6.10.2. Cargo: profesional HSE
6.10.3. Cargo: secretaria general
6.10.4. Cargo: tecnico electricista

7. CONCLUSIONES

BIBLIOGRAEIA

ANEXO 1 SISTEMAS DE DRENAJE

ANEXO 2 CARCAMOS Y CAJAS DE INSPECCION

ANEXO 3 DISENO DE VIAS

ANEXO 4 CARGABILIDAD DE TRANSEORMADORES DE MEDIDA

ANEXO 5 COORDINACION DE AISLAMIENTO SISTEMA SOLIDO A TIERRA249 ANEXO 6 ESTUDIO DE LAS DISTANCIAS ELECTRICAS EN EL AIRE Y SEGURIDAD

ANEXO 7 SELECCION DESCARGADORES DE SOBRETENSION SISTEMA SOLIDO A TIERRA

ANEXO 8 CALCULO AIRE ACONDICIONADO

ANEXO 9 INSTALACIONES ELECTRICAS E ILUMINACION

ANEXO 10 SERVICIOS AUXILIARES

ANEXO 11 -DECRETO 2041 DEL 15 DE OCTUBRE DE 2014 LICENCIA AMBIENTAL

ANEXO 12 PLANOS DISENOS CIVILES Y ELECTRICOS SUBESTACION EL EDEN 33 KV MARQUETALIA-CALDAS

ANEXO 13 FLUJO DE CAJA DEL PROYECTO

ANEXO 14 PROYECCION FLUJO DE CAJA DEL PROYECTO

ANEXO 15 PRESUPUESTO DEL PROYECTO

PRESUPUESTO CONSTRUCCION SUBESTACION EL EDEN 33/13.2 KV MARQUETALA-CALDAS

RESUMEN

Para lograr el objetivo de suministrar el servicio publico de ene^a electrica a la mayor parte del territorio, es necesario generar redes de distribucion, teniendo en cuenta para ello criterios como la dinamica en la expansion del territorio y la necesidad de entregar un servicio con calidad y oportunidad a los usuarios. Debido a esto el proyecto tiene como objetivo realizar un estudio de factibilidad para una Subestacion de Conexion 33 Kv en Marquetalia Caldas que permita beneficiar a la poblacion del sector urbano y rural y contribuir a la generacion de energia renovable disminuyendo la mitigacion ambiental generada por otras energias contaminantes. La metodologia empleada corresponde a una Investigacion es Experimental con enfoque empirico anabtico, caracter descriptivo y corte transversal.

El resultado esperado es la puesta en funcionamiento de la subestacion de conexion para 33Kv a partir de los disenos, calculos y planos realizados.

Palabras clave: Gestion de Proyectos, Factibilidad, Distribucion, Energia Electrica, Subestacion Electrica.

ABSTRACT

To achieve the objective of supplying the public electric power service to most of the territory, it is necessary to generate distribution networks, taking into account for this purpose criteria such as the dynamics in the expansion of the territory and the need to deliver a service with quality and Opportunity to users. Due to this the project has as objective to carry out a feasibility study for a Substation of Connection 33 Kv in Marquetalia Caldas that allows to benefit the population of the urban and rural sector and to contribute to the generation of renewable energy diminishing the environmental mitigation generated by other energies Contaminants. The methodology used corresponds to an Experimental Investigation with analytical empirical approach, descriptive character and transversal section.

The expected result is the commissioning of the connection substation for 33Kv from the designs, calculations and plans made.

Keywords: Project Management, Feasibility, Distribution, Electric Power, Electrical Substation.

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 Sistema Electrico de Potencia

Figura 2 Area de Cubrimiento de la CHEC

Figura 3 Municipio de Marquetalia (Caldas)

Figura 4 Distribucion porcentual de la capacidad de generation electrica en Colombia

Figura 5 Capacidad de generacion de energia electrica en Colombia en Kw/100 habitantes

Figura 6 Correlation demanda de ene^a electrica vs PIB Total, Poblacion y Temperatura media

Figura 7 Correlacion demanda de potencia maxima vs PIB total, poblacion y temperatura media

Figura 8 Arbol de Problemas Proyecto Estudio de Pre-Factibilidad para una Subestacion de Conexion 33 Kv en Marquetalia Caldas. (Fuente: Autor, 2017)

Figura 9 Barra Sencilla

Figura 10 Barra principal y barra de transferencia

Figura 11 Doble Barra

Figura 12 Doble Barra mas seccionador

Figura 13 Doble Barra mas seccionador de transferencia

Figura 14 Doble Barra mas seccionador de barra de transferencia

Figura 15 Anillo

Figura 16 Interruptor y medio

Figura 17 Doble barra con doble interruptor

Figura 18 Demanda de Electricidad Departamento de Caldas

Figura 19 Lote Ubicacion de la Subestacion El Eden, Marquetalia (Caldas)

Figura 20 Arquitectura de control Subestacion el Eden

Figura 21 Tipos de Arquitecturas de Comunicaciones doble estrella - anillo

Figura 22 Diagrama Unifilar area de influencia Subestacion el Eden

Figura 23 Sistema General de Protecciones Subestacion El Eden

Figura 24 Esquema Unifilar de Protecciones Subestacion El Eden

Figura 25 Esquema de Disparos Celdas Eden- Eden Generacion

Figura 26 Sistema de medida Frontera Comercial El Eden

Figura 27 Sistema de comunicaciones subestacion El Eden

Figura 28 Diagrama unifilar servicios auxiliares subestacion El Eden

Figura 29 Servicios auxiliares subestacion El Eden

Figura 30 Servicios auxiliares no esenciales subestacion El Eden

Figura 31 Tablero 125Vcc servicios auxiliares esenciales 1 y 2 subestacion El Eden

Figura 32 Tablero Cargas Ininterrumpibles servicios auxiliares subestacion El Eden

Figura 33 Espectro Elastico de diseno

Figura 34 Coeficiente de disipacion de energia

Figura 35 Diseno Estructural del edificio de Control en 3D

Figura 36 Diseno Estructura metalica del edificio de Control en 3D

Figura 37 Determination Sf mediante metodo grafico

Figura 38 Malla de puesta a tierra, Subestacion El Eden, Marquetalia-Caldas

Figura 39 Calculo altura efectiva de apantallamiento Subestacion El Eden, Marquetalia- Caldas

Figura 40 Disposicion final de las terminales captadoras Subestacion El Eden, Marquetalia- Caldas

Figura 41 Superficie de apantallamiento Subestacion El Eden, Marquetalia-Caldas

Figura 42 Visualizacion de tramos de cableado

Figura 43 Diagrama unifilar celdas 33Kv El Eden

Figura 44 Nomograma de diseno

Figura 45 Vista en planta Rejilla de drenaje

Figura 46 Perfil Registro de drenaje Tipo 1

Figura 47 Perfil Registro de drenaje Tipo 2

Figura 48 Guia para la seleccion de Ue2 para sobretensiones de frente lento por eventos de energizacion y reenergizacion de lineas

Figura 49 Relacion entre las sobretensiones de frente lento en el rango del 2 % de los valores

Figura 50 Relacion entre Ups y Ue2, con el factor de coordinacion deterministico

Figura 51 Relacion del exponente “m” respecto de la tension de soportabilidad de coordinacion al impulso tipo maniobra

Figura 52 Representation del sistema ante una falla monofasica a tierra

Figura 53 Valores de Tension (p.u.) vs Tiempo obtenida en el punto de falla

Figura 54 Limites de aproximacion

Figura 55 Energia especifica en kJ/kV en funcion de Ures/Ur

Figura 56 Calculo de cargas de refrigeration debido a las ventanas

Figura 57 Calculo de cargas de refrigeracion debido a las paredes externas

Figura 58 Calculo de cargas de refrigeracion debido a las puertas

Figura 59 Calculo de cargas de refrigeracion debido al techo

Figura 60 Calculo de cargas de refrigeracion debido a la iluminacion

Figura 61 Verification de discrimination de protecciones - Tablero +NE1 a TD-CCTV.

FFigura 62 Verificacion de discriminacion de protecciones - Tablero +NE1 a TD-AL-TM

Figura 63 Verificacion de discriminacion de protecciones - Tablero +NE1 a TD-AL-PT

Figura 64 Maxima corriente de corto circuito para conductores aislados de Cobre

Figura 65 Diagrama de energia: Comparacion de las curva del breaker con el cable (Aire acondicionado de 10 Ton)

Figura 66 Diagrama de energia: Comparacion de las curva del breaker con el cable (Aire acondicionado de 0,5 Ton)

Figura 67 Diagrama de energia: Comparacion de las curva del breaker con el cable (Cargador de baterias)

Figura 68 Costo economico de conductores (representacion en columnas)

Figura 69 Costo economico de conductores (representacion en lineas)

Figura 70 Plano util/Isolmeas - Subestacion El Eden

Figura 71 Situation de la superficie de la Subestacion El Eden

Figura 72 Representacion en colores falsos, superficie de la subestacion

Figura 73 Renderizado Subestacion El Eden

Figura 74 Plano util/Isolmeas - Cuarto de Celdas

Figura 75 Situacion de la superficie del cuarto de Celdas

Figura 76 Representacion en colores falsos, superficie del cuarto de Celdas

Figura 77 Renderizado cuarto de Celdas

Figura 78 Plano util/Isolmeas - Cuarto de comunicaciones

Figura 79 Situacion de la superficie del cuarto de comunicaciones

Figura 80 Representacion en colores falsos, superficie del cuarto de comunicaciones

Figura 81 Renderizado cuarto de comunicaciones

Figura 82 Plano util/Isolmeas - Bano

Figura 83 Situacion de la superficie del bano

Figura 84 Representacion en colores falsos, superficie del bano

Figura 85 Renderizado del Bano

Figura 86 Plano util/Isolmeas - Cuarto de aire acondicionado

Figura 87 Situacion de la superficie del cuarto de aire acondicionado

Figura 88 Representacion en colores falsos, superficie cuarto de aire acondicionado

Figura 89 Renderizado Cuarto de aire acondicionado

Figura 90 Plano util/Isolmeas - Cuarto planta de emergencia

Figura 91 Situacion de la superficie del Cuarto de planta de emergencia

Figura 92 Representacion en colores falsos, superficie Cuarto planta de emergencia

Figura 93 Renderizado, Cuarto planta de emergencia

Figura 94 Plano util/Isolmeas - Cuarto de baterias

Figura 95 Situacion de la superficie del cuarto de baterias

Figura 96 Representacion en colores falsos, superficie cuarto de baterias

Figura 97 Renderizado cuarto de baterias

Figura 98 Plano util/Isolmeas - Alumbrado de emergencia

Figura 99 Secciones del ciclo de trabajo

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Niveles de tension segun el RETIE

Tabla 2 Clasificacion de las subestaciones

Tabla 3 Componentes de una Subestacion

Tabla 4 Caracteristicas de los Equipos de la Subestacion

Tabla 5 Tipos de Interruptores

Tabla 6 Tipos de Seleccionadores

Tabla 7 Clasificacion de los Pararrayos segun IEC 60099-4(2001)

Tabla 8 Tipo de configuraciones de Subestaciones

Tabla 9 Indicadores del proyecto

Tabla 10 Demanda Total en la Zona de Influencia del Proyecto

Tabla 11 Parametros basicos de diseno de la subestacion

Tabla 12 Parametros basicos de diseno de la subestacion

Tabla 13 Corrientes de cortocircuito

Tabla 14 Resumen valores calculados sistema puesta a tierra

Tabla 15 Resumen valores calculados

Tabla 16 Condiciones de operacion de los cables aislados

Tabla 17 Calibres de cables estandarizados

Tabla 18 Desagregacion Item 1 Diseno

Tabla 19 Desagregacion Item 2 Suministros

Tabla 20 Desagregacion Rem 3 Obras Civiles

Tabla 21 Desagregacion Rem 4 Montaje

Tabla 22 Desagregacion Item 5 Pruebas y puesta en servicio

Tabla 23 Flujo de Caja Costos del proyecto

Tabla 24 Costos Anuales AOM y ANE Activos de Conexion para la Subestacion El Eden Marquetalia-Caldas

Tabla 25 Costos Anuales consolidados e Ingresos AOM y ANE Activos de Conexion para la Subestacion El Eden Marquetalia-Caldas

Tabla 26 Flujo de Caja Ingresos del proyecto

Tabla 27 Flujo de Caja Proyectado del proyecto

Tabla 28 Nivel de contaminacion

Tabla 29 Parametros ambientales Subestacion el Eden

Tabla 30 Niveles de alistamiento

Tabla 31 Caracteristicas Celdas de media Tension

Tabla 32 Nivel de aislamiento a frecuencia industrial

Tabla 33 Areas del Conocimiento

Tabla 34 Planificar la Gestion del Alcance

Tabla 35 Definir el alcance

Tabla 36 Crear EDT

Tabla 37 Validar alcance

Tabla 38 Controlar Alcance

Tabla 39 Gestion del Cronograma

Tabla 40 Definir las actividades

Tabla 41 Secuenciar las actividades

Tabla 42 Estimar Recursos

Tabla 43 Estimar la duracion

Tabla 44 Desarrollar Cronograma

Tabla 45 Desarrollar Cronograma

Tabla 46 Planificar la gestion del costo

Tabla 47 Estimar Costos

Tabla 48 Determinar Presupuesto

Tabla 49 Controlar Costos

Tabla 50 Planificar Calidad

Tabla 51 Asegurar la Calidad

Tabla 52 Controlar Calidad

Tabla 53 Caracteristicas habitualmente presentes en las PPP

Tabla 54 Descriptores para Medicion de Variables del Proyecto

INTRODUCCIÓN

Ante la crisis energetica existe la necesidad de implementar este tipo de proyectos en varios municipios del Eje Cafetero en Colombia y es una oportunidad potencial el contar con un procedimiento documentado, ya que, la information existente es muy dispersa.

El objetivo general del proyecto es realizar un estudio de factibilidad para una subestacion de conexion 33 Kv en Marquetalia Caldas

El proyecto de Maestria consistira en una investigation Experimental con enfoque empirico anabtico, caracter descriptivo y corte transversal

El desarrollo del proyecto beneficiara a los habitantes de la zona urbana y rural del Municipio de Marquetalia

En la subestacion se deberan implementar otros Sistemas tales como el Sistema para detection de incendios, el Sistema de Control de Accesos a la subestacion, el sistema de vigilancia con camaras incorporadas a la Red corporativa con direction IP, el sistema de iluminacion exterior y el Sistema de ventilation el cual dependiendo del respectivo estudio podra ser natural, forzado con ventiladores controlados por senal de temperatura o si es del caso aire acondicionado. Para el caso de las senales de seguridad y de las camaras esta seran llevadas bien sea a la subestacion Manzanares o al Centro de Control de la CHEC, a traves de los mismos medios de comunicacion principal y respaldo y debe hacerse en paquetes separados a la senales de control, proteccion y automatization para lo cual se podran utilizar equipos de multiplexacion para llevar todas las senales por los mismos medios de comunicacion. Las camaras se configuraran a 512 Kbp/s con el fin de optimizar el consumo de ancho de banda.

1. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA

1.1. Antecedentes del Problema:

1.1.1. Antecedentes Historicos

Segun (Harper, 1992) con la invencion de la lampara electrica en 1879 por Thomas Alva Edison, la industria electrica ha tenido un desarrollo importante hasta la aparicion de las computadoras en los anos 50's. En 1882 inicio la conformacion de los sistemas electricos, cuando Edison puso en servicio la primera central electrica en Lower Manhattan, en ese mismo ano en Londres Inglaterra se comenzo el servicio del primer sistema de suministro de energia electrica publico (los sistemas operaban con corriente directa por tanto las centrales generadoras debian estar cerca de la carga).

Hacia 1888 bajo la direccion de George Westinghouse empezo la aplicacion de la corriente alterna resolviendo el problema del paralelismo en las maquinas, promoviendo la fabrication de transformadores Stanley como principio de los sistemas de transmision y distribution de energia electrica y la aparicion de las subestaciones. Segun (CARRETERO, 2007), la tecnologia electrica y sus avances han permitido que la naturaleza de las subestaciones haya evolucionado a lo largo de los anos. El aumento de la poblacion, la mayor dependencia de la electricidad como vector energetico y el aumento del consumo energetico individual en los paises desarrollados, han impulsado la necesidad de suministrar mayor energia en las viviendas y en la industria y para ello, una mayor generacion de electricidad.

Durante el Siglo XIX y principios del Siglo XX la fuente de energia mas empleada fue el carbon debido a su bajo precio, luego este fue desplazado por el petroleo y la energia nuclear. Para la generation de energia electrica a gran escala de forma viable y con rendimientos de funcionamiento aceptables se requiere de plantas de gran escala.

A partir del ano 1920 fue posible la construccion de subestaciones de tipo interior integradas en el casco urbano de las ciudades, sin embargo los equipos empleados en estas, no lograron mayores reducciones con respecto a las instalaciones convencionales. Hacia 1950 se desarrollaron tecnologias para la construccion de barras aisladas que permitieron una cierta reduccion del tamano de las instalaciones, condicionadas aun a la utilizacion de equipos de interior, aunque estaba especialmente disenada para este tipo de subestaciones, no hacia posible una reduccion significativa de las dimensiones.

El sistema electrico de potencia (S.E.P.) tiene como finalidad garantizar el suministro continuo de la energia dentro de su area de aplicacion y lo debe hacer garantizando el abastecimiento al minimo costo y con el mejor aprovechamiento de los recursos energeticos, al mismo tiempo, debe cumplir con los niveles de calidad establecidos.

De acuerdo con (GERS, 2001) citado por (Patino, 2012) los procedimientos de diseno para cada etapa de desarrollo de una subestacion, se clasifican asi:

Diseno preliminar: Se define un marco conceptual del proyecto con el fin de hacer recomendaciones al cliente y presupuestar opciones. El diseno o Ingenieria preliminar abarca solamente aspectos fundamentals que inciden sobre la viabilidad del proyecto, ofreciendo como resultado aspectos tecnicos y economicos para el desarrollo del Diseno Basico, se maneja un margen de error del 30%.

Diseno basico: Define una filosofia y generalidades de los requerimientos de equipos incluyendo especificaciones tecnicas y memorias de calculo. Incluye conceptos, criterios y metodologia para llevar a cabo el proyecto. Como resultado se obtienen los pliegos y planos para licitar la obra, se maneja un margen de error del 10%.

Diseno de detalle: Es el diseno que sirve de base para la construccion y montaje de la obra. Incluye la definicion de los siguientes aspectos:

- Caracteristicas tecnicas de los equipos a utilizar.
-Ubicacion detallada de los equipos.
- Número definido de equipos.
- Conexionado externo y alambrado en el interior de los tableros de los equipos.

El Sistema Electrico de Potencia esta constituido por el conjunto de centrales generadoras, lineas de transmision y sistemas de distribucion esenciales para el consumo de la energia electrica. Las subestaciones electricas son una parte fundamental de los Sistemas Electricos de Potencia ya que son las encargadas de unir sus distintas partes. A continuacion se muestran las diferentes partes que unen dichas subestaciones (Ver Figura 1). (Pinela, 2011).

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Figura 1 Sistema Electrico de Potencia

(Fuente: Pinela, 2011).

A nivel del Departamento de Caldas (Colombia), el operador de la red electrica es la Central Hidroelectrica de Caldas CHEC, empresa de Servicios publicos Domiciliarios de economia mixta, cuya propiedad es en un 56% de Empresas Publicas de Medellm. El sistema de Transmision Regional esta compuesto por redes regionales de transmision, con lineas y subestaciones en el nivel de tension 4, que en el caso de CHEC es de 115 kV.

El sistema de transmision regional de la CHEC tiene un cubrimiento de los departamentos de Caldas, Quindio y Risaralda, denominada Area CQR. Esta compuesto por 17 subestaciones de 115 kV con una transformacion de 720 MVA y 471 km de lineas. Ver figura 2. Se tiene impactada una poblacion de 1470 304 habitantes (dato tomado de proyecciones DANE para 2015) en los departamentos de Caldas y Risaralda (exceptuando Pereira). Area de cobertura de CHEC: 10 412,8 km2. (Ver Figura 2)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Figura 2 Area de Cubrimiento de la CHEC

(Fuente: CHEC, 2016).

El Sistema de Distribucion Local esta compuesto por subestaciones y redes que operan con tensiones en los niveles 1, 2 y 3, conformado asi:

Número de subestaciones con transformation 33/13,2 kV: 61

La red electrica de la CHEC en nivel de tension 4 posee 24 lineas con una longitud total de 471 km, las cuales cubren los departamentos de Caldas, Quindio y Risaralda y se enlazan con los sistemas de la Compania Energetica del Tolima, Empresa de Ene^a de Cundinamarca, Empresa de Energia del Pacifico, Empresa de Energia de Quindio, la Empresa de Energia de Pereira y el Sistema de Transmision Nacional a traves de 4 autotransformadores ubicados en las subestaciones Esmeralda (2x90MVA), La Enea (150MVA) y Hermosa (150MVA). Adicionalmente CHEC posee 16 subestaciones de transformacion en el nivel de tension de 115kV con una capacidad de transformacion de 720 MVA.

La demanda de electricidad de CHEC de enero de 2015 a diciembre de 2015 fue de 1 495,08GWh, el cual presento crecimiento con respecto al ano anterior, en el cual la demanda de energia fue de 1422,26GWh. La demanda en promedio diario para el ano 2015 fue de 4095 842MWh/Dia con un crecimiento de 5,1% respecto a 2014.

Se plantea la construction de la Subestacion el Eden en Marquetalia, Municipio del Oriente del Departamento de Caldas, fundado en 1903 y con una poblacion aproximada de 16.618 habitantes (ver Figura 3).

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Figura 3 Municipio de Marquetalia (Caldas)

(Fuente: CHEC, 2016).

1.2. Descripcion del Problema:

A principios de los anos noventa, el sector de electrico colombiano estaba conformado exclusivamente por empresas estatales que en su mayoria se caracterizaban por tener elevadas perdidas, altos costos operativos y deficiente gestion administrativa y comercial, expresada esta ultima en tarifas inferiores a los costos, subsidios indiscriminados, bajo recaudo y elevada cartera. Por ello, la generation interna de recursos resultaba insuficiente para financiar la expansion, servir la deuda y, en muchos casos, cubrir la operation. El sector dependia crecientemente del presupuesto nacional y esta dependencia comprometia la estabilidad macroeconomica del pa^s. Hacia 1990, la deuda del sector electrico representara el 30% de la deuda publica externa, sus inversiones absorbian el 24% de la inversion publica y era responsable del 33% del deficit fiscal de la Nacionl. El retraso en la ejecucion de los proyectos de generacion y el deficiente mantenimiento del parque termico, hicieron que el sector electrico fuese incapaz de afrontar la extrema sequia del fenomeno del Nino de 1991-1992, y el 2 de marzo de este ultimo ano el Pais entro en un racionamiento de electricidad, de 9 horas diarias, que habria de durar hasta el 3 de febrero de 1993. Esta crisis energetica seria el catalizador de las reformas impulsadas por las leyes 142 y 143 de 1994.

A finales de 2013 la capacidad instalada del Sistema Interconectado Nacional (SIN) fue de 14.559 MW, hidraulicos el 67,8% y termicos el 31,5%. El restante 0,7% corresponde a cogeneration y generacion eolica. De los 9.875 MW hidraulicos, 661 MW son plantas menores, es decir, con una capacidad inferior a los 20 MW. Las plantas menores permiten el aprovechamiento del potencial hidroelectrico de Pais con desarrollos que son amigables desde el punto de vista ambiental. La Figura 4 muestra la distribucion porcentual del tipo de generacion. (Alvarez, L. G., 2015).

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Figura 4 Distribucion porcentual de la capacidad de generacion electrica en Colombia

(Fuente: Alvarez, L. G., 2015).

En Colombia es necesario incentivar la generacion de Energia mediante las pequenas Centrales Hidroelectricas o PCH, dadas las multiples ventajas que estas representan, pues a pesar de que la generacion en el pais ha crecido sustancialmente en las dos ultimas decadas, tanto en terminos absolutos como en terminos relativos, en el contexto latinoamericano, en el indicador de capacidad instalada por cada 100 habitantes, Colombia esta por debajo de economias de Brasil, Mexico, Argentina y Chile entre otros. En ese orden de ideas, se planean Proyectos Hidroelectricos como el de la PCH el Eden en el Oriente del Departamento de Caldas, donde se generaran 19,9 Mw, con la respectiva Subestacion de Conexion y que servira para suplir la creciente demanda de la region y del pais.

La mayor fortaleza del sector electrico colombiano es su potencial hidroelectrico que le permite una produccion de ene^a de bajo costo y ambientalmente sostenible.

La capacidad de generacion del Pa^s ha crecido sustancialmente en las dos ultimas decadas, tanto en terminos absolutos como en terminos relativos. En 1993, la capacidad de generacion era de 6.785 MW para 35,26 millones de habitantes. En 2003, con una poblacion de 41,87 millones el Pais contaba con 10.989 MW. Finalmente, en 2013, las cifras respectivas eran de 48,23 millones y 14.559 MW. Dicho en otros terminos: en 1993 Colombia tenia 19 KW de capacidad por 100 habitantes; en 2013 ascendian a 30 KW. A continuacion, se muestra la capacidad de generacion en Kw por cada 100 habitantes. (Ver Figura 5)

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Figura 5 Capacidad de generacion de ene^a electrica en Colombia en Kw/100 habitantes

(Fuente: UPME, 2016).

La Unidad de Planeacion Minero Energetica UPME revela un crecimiento anual, en los ultimos 5 anos (2011 - 2015) para demanda de energia electrica en Colombia, presentando un crecimiento promedio de 3,3% y para la demanda de potencia maxima y un crecimiento promedio de 2,1 %.

En las figuras 6 y 7, se relacionan la Demanda, demanda maxima, poblacion, PIB, en el Pais evidenciando que el Consumo electrico en todos los sectores viene en alza en los ultimos anos y sera una tendencia que se mantendra en los anos venideros, segun proyecciones realizadas por la UPME.

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Figura 6 Correlation demanda de ene^a electrica vs PIB Total, Poblacion y Temperatura media

(Fuente: UPME, 2016).

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Figura 7 Correlation demanda de potencia maxima vs PIB total, poblacion y temperatura media

(Fuente: UPME, 2016).

La propuesta de proyecto final PF pretende realizar un Estudio de Pre-Factibilidad para una Subestacion de Conexion 33 Kv en Marquetalia Caldas.

Construccion y puesta en operation de la subestacion el Eden, la cual estara localizada en el municipio de Marquetalia (Caldas) a 500 mts de la subestacion Marquetalia de propiedad del Operador de Red (CHEC), a dicha subestacion entraran dos nuevas lmeas Manzanares - El Eden y El Eden - Marquetalia a 33 kv, resultantes de la apertura de la linea Manzanares - Marquetalia en el punto de ubicacion de la nueva subestacion, a la cual tambien se conectara una linea a 33 kv, proveniente de la Planta de Generation el Eden (EdenGen), actualmente en construccion y a traves de la cual se evacuara la energia generada en dicha planta con una potencia asignada de 20 MW, hacia el Operador de Red CHEC. Con este proyecto se potenciara energeticamente el Oriente del Departamento de Caldas, mejorando notablemente los aspectos tecnicos y de regulacion de las redes de dicho territorio. Si se tiene la subestacion, se podra tener el proyecto de generacion y tendremos energia disponible para aproximadamente 60 mil habitantes de la Zona.

El proyecto de la nueva subestacion inicialmente sera una subestacion de maniobra, interconexion o de paso, sin embargo por solicitud de CHEC, que es el Operador de Red de la region, se considera expandir a mediano plazo sus circuitos, para convertirla en una subestacion de distribucion que sustituira la actual subestacion Marquetalia, para lo cual se requiere dejar las instalaciones e infraestructura disenadas, en cuanto a capacidad de los sistemas y espacios, para la instalacion en un futuro de los nuevos equipos tales como una celda de transformador tipo Metalclad 33 kv, un Transformador de Potencia 33/13.2 kv de 6 MVA, una celda de Transformador 13,2 kv y 4 celdas de linea a 13.2 kv.

Lo anterior significa que inicialmente los equipos de potencia a suministrar consisten en tres (3) celdas de linea, con voltaje de trabajo nominal a 33 kV, dotada cada una de su interruptor, transformadores de corriente, transformadores de tension con fusibles de proteccion, cuchilla de puesta a tierra y DPS estos equipos del lado de la linea y los equipos de control - proteccion, las celdas deben ser compartimentadas.

A continuacion se presenta el arbol de problemas del proyecto (Figura 8)

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Figura 8 Arbol de Problemas Proyecto Estudio de Pre-Factibilidad para una Subestacion de Conexion 33 Kv en Marquetalia Caldas. (Fuente: Autor, 2017)

1.3. Formulation del problema

El servicio de ene^a electrica en el Municipio de Marquetalia y la Zona Oriente Oriente del Departamento de Caldas, requiere cumplir con estandares establecidos en la legislation Vigente, lo cual conlleva a la siguiente pregunta de investigation:

^Como realizar el estudio de pre factibilidad para una Subestacion de Conexion 33 Kv en Marquetalia que amplie el acceso al servicio de Energia Electrica para 60 mil habitantes de los Municipios del Oriente de Caldas?

1.4. Variables del Problema:

El producto es la energia en forma de electricidad, considerada un bien basico y necesario para el consumo domestico, publico e industrial, cuya unidad es el kilovatio hora (kWh).

Las variables que se requieren analizar para el proyecto son:

Demanda energetica en kWh (Cuantitativa)

Capacidad efectiva hidraulica en kWh (Cuantitativa)

Componentes de Inversion: Obras civiles y equipos electromecanicos (Cuantitativa)

VPN (Valor Presente Neto) (Cuantitativa)

TIR (Tasa Interna de Retorno) (Cuantitativa)

C/B (Costo Beneficio) (Cuantitativa)

Impactos ambientales: Agua (Cualitativa Esta se evaluara a traves de Lista de Chequeo en escalas Alto, Medio y Bajo): Aumento de solidos en suspension, Modification de mecanica fluvial del rio, Riesgo de deterioro de la calidad del agua, Intervention en red de drenaje y/o quebradas, Alteration del nivel estatico en acuiferos cercanos.

2. JUSTIFICACIÓN

Ante la crisis energetica existe necesidad de implementar este tipo de proyectos en varios municipios del Eje Cafetero en Colombia y es una oportunidad potencial el contar con un procedimiento documentado, ya que, la informacion existente es muy dispersa.

A pesar de que en Colombia, se vienen desarrollando proyectos electricos de pequena, mediana y gran capacidad, son insuficientes para la creciente demanda nacional. La Subestacion el Eden, quedara localizada en el Municipio de Marquetalia, Departamento de Caldas, donde la Central Hidroelectrica de Caldas CHEC S.A E.S.P es la empresa encargada del suministro de Energia Electrica. La Subestacion sera construida por empresas privadas, la Administracion, Operacion y Mantenimiento de la misma, debe hacerse por parte del Operador de Red, pues los activos de dicha Subestacion en un 90% son de Uso y solo el 10% seran activos de Conexion, segun la legislacion Colombiana. Para esto debe suscribirse el respectivo contrato entre las partes, respetando la normatividad vigente.

El realizar un Estudio de Factibilidad para una Subestacion de Conexion 33 Kv en Marquetalia Caldas permitira al auto optar al titulo de Maestria y beneficiara a los habitantes de la zona urbana y rural del Municipio de Marquetalia mediante la construccion de la Subestacion de conexion El Eden a 33 KV, la cual permitira la conexion y entrega al Sistema de Interconexion Nacional SIN de la Energia generada en la Pequena Central Hidroelectrica PCH El Eden, donde no se alterara el cauce ni caudal del rio la Miel, con generacion de energia limpia sin construccion de presa. Por lo tanto el Proyecto busca solucionar en parte, las necesidades energeticas nacionales generadas por el crecimiento de la demanda en distintas regiones del Pais, entre ellas el Departamento de Caldas. El alcance de la Subestacion de Conexion de 33 KV a la que se le analiza la factibilidad desde los puntos de vista tecnico y financiero, contempla la Construccion y puesta en operacion de la Subestacion El Eden 33 KV, que estara localizada en el municipio de Marquetalia (Caldas) a 500 mts de la subestacion Marquetalia de propiedad del Operador de Red (CHEC); a dicha subestacion entraran dos nuevas lmeas Manzanares - El Eden y El Eden - Marquetalia a 33 kv, resultantes de la apertura de la linea Manzanares - Marquetalia en el punto de ubicacion de la nueva subestacion, a la cual tambien se conectara una linea a 33 kv, proveniente de la Planta de Generation el Eden (EdenGen), actualmente en construction y a traves de la cual se evacuara la ene^a generada en dicha planta con una potencia asignada de 20 MW, hacia el Operador de Red CHEC.

En la subestacion se deberan implementar otros Sistemas tales como el Sistema para detection de incendios, el Sistema de Control de Accesos a la subestacion, el sistema de vigilancia con camaras incorporadas a la Red corporativa con direction IP, el sistema de iluminacion exterior y el Sistema de ventilation el cual dependiendo del respectivo estudio podra ser natural, forzado con ventiladores controlados por senal de temperatura o si es del caso aire acondicionado. Para el caso de las senales de seguridad y de las camaras esta seran llevadas bien sea a la subestacion Manzanares o al Centro de Control de la CHEC, a traves de los mismos medios de comunicacion principal y respaldo y debe hacerse en paquetes separados a la senales de control, protection y automatizacion para lo cual se podran utilizar equipos de multiplexacion para llevar todas las senales por los mismos medios de comunicacion. Las camaras se configuraran a 512 Kbp/s con el fin de optimizar el consumo de ancho de banda.

3. 3. OBJETIVOS

3.1. Objetivo General:

Realizar un Estudio de Factibilidad para una Subestacion de Conexion 33 Kv en Marquetalia Caldas, que permita mejorar el Servicio de Ene^a Electrica en el area de influencia y la conexion de la PCH el Eden.

3.2. Objetivos Esperificos:

1. Analizar la demanda energetica en el sector urbano y rural del Municipio de Marquetalia Caldas
2. Identificar los requerimientos tecnicos que se requieren para satisfacer la demanda energetica del Municipio de Marquetalia Caldas.
3. Realizar el diseno y planos electricos con los respectivos calculos requeridos para el proyecto
4. Validar los disenos, planos y calculos realizados
5. Evaluar la factibilidad tecnica, operacional, legal, financiera y ambiental por la implementacion del proyecto.

4 MARCO REFERENCIAL

4.1. Antecedentes de la investigation

Segun Olovsson & Lejdeby (2008) hace cien anos se construyo la primera subestacion cuyas instalaciones conteman interruptores complejos de gran tamano que requerian de una constante supervision y mantenimiento. El desarrollo tecnologico del siglo XX facilito el incremento en capacidad y disponibilidad, permitiendo la reduction del mantenimiento en las subestaciones, de esta manera se logro solucionar aspectos como el tamano, la velocidad y la automatization. En la decada de los 60 se desarrollaron los interruptores aislados en gas (GIS porsus siglas en ingles) y equipos compactos (pequenos) reduciendo las dimensiones de una subestacion convencional aislada en aire (AIS) en casi un 90 %. Para los anos 70 se remplazo la protection electromecanica convencional por la proteccion estatica (amplificadores operativos). Las innovaciones posteriores dieron paso a los sistemas actuales de proteccion y control numerico, con un abanico amplio de funciones y tareas, permitiendo la comunicacion entre diferentes sistemas a traves de la tecnologia digital. Durante los ultimos anos las companias electricas manejan y controlan de forma remota sus subestaciones sin necesidad de mantener personal en las instalaciones. Hoy dia existen subestaciones predisenadas, prefabricadas y modulares en distintas configuraciones AIS y GIS que garantizan plazos de entrega cortos y alta calidad en la instalacion.

(Calderon & Relevo, 2010) citado por Quillahuaman & Pablo (2014) presentan un analisis detallado presentando la importancia de todos los procesos relacionados con la generation y distribution de la energia electrica. AlH destacan la importancia del sistema de distribucion, donde se incluyen las diferentes Subestaciones, tanto elevadoras como reductoras o de paso, y el hecho de que en el estado en que se encuentren dichos sistemas de Distribucion, dependera la operacion del Sistema y por ende la calidad de energia suministrada a los diferentes usuarios. En su trabajo (Calderon & Relevo, 2010) realizaron el levantamiento de los parametros tecnicos, electricos y estructurales de los alimentadores area Nor-Oriental de concesion de Emelnorte, con el fin de ingresar esta informacion en el programa Cymdist y realizar corrida de flujos a nivel de primarios, obteniendo de esta manera las perdidas tecnicas, ca^das de tension y el perfil de carga de cada uno de los alimentadores. Adicionalmente se midieron los puntos estrategicos de cada alimentador utilizando los equipos del Departamento de Calidad de Energia de EMELNORTE, los cuales registraron datos sobre voltajes, corrientes, Factor de potencia, entre otros, para cada punto. Luego se hizo el contraste entre los valores medidos y los resultados obtenidos en el programa para determinar la situacion actual del sistema. El analisis obtenido contribuyo a la realizacion de la proyeccion de demanda a futuro, identificando la necesidad de implementar una Subestacion en esta zona.

El estudio realizado por Calderon & Relevo (2010), para la factibilidad de la implementacion de una subestacion electrica de distribucion (en el area Nor-Oriental de concesion de Emelnorte), incluyo las tecnicas adecuadas para su ubicacion ideal, y optimizar la calidad de energia del servicio electrico en los diferentes sectores. Los autores sostienen que la importancia del sistema de distribucion radica en que de estos depende la calidad de energia suministrada a los diferentes abonados a partir de la puesta en operacion del Sistema.

Las conclusiones del estudio realizado por Calderon & Relevo (2010) fueron:

La construccion de las nuevas Subestaciones afecta de forma positiva sus areas de influencia, reduciendo los niveles de perdidas y aumentando la confiabilidad del Sistema.

Cuando los estudios previamente realizados confirman su viabilidad, se impacta directamente la calidad del servicio de energia electrica que los operadores ofrecen a los usuarios.

Ante la necesidad de obtener los datos de consumos en las zonas de influencia de las nuevas Subestaciones, se determina la cantidad de circuitos alimentadores apropiados.

Se recomienda realizar una proyeccion de demanda a futuro para la seleccion del tipo de Subestacion a implementar, ya que, esto permite conocer la Potencia el transformador que debe instalarse

4.2. Marco Teorico

4.2.1. Estudio de mercado

Segun la American Marketing Association un estudio de mercado “es la recopilacion sistematica, el registro y analisis de los datos acerca de lo problemas relacionados con el mercado de bienes y servicios” citado por Rico (2014).

Un estudio de mercado debe servir para tener una nocion clara de la cantidad de consumidores que habran de adquirir el bien o servicio que se piensa vender, dentro de un espacio definido, durante un periodo de mediano plazo y a que precio estan dispuestos a obtenerlo (Zuleta & Sanchez, 2011).

El estudio de mercado indica si las caracteristicas y especificaciones del producto o servicio corresponden a las que desea comprar el cliente. Nos dira igualmente que tipo de clientes son los interesados en nuestros bienes, lo cual servira para orientar la produccion del negocio (Grandes, 2013), brinda la informacion acerca del precio apropiado para asignarle al producto o servicio que pueda competir en el mercado, o imponer un nuevo precio debidamente justificado. Por otra parte, cuando el estudio se hace como paso inicial de un proposito de inversion, ayuda a conocer el tamano indicado del negocio por instalar, con las previsiones correspondientes para las ampliaciones posteriores, consecuentes del crecimiento esperado de la empresa (Soto Astudillo, 2015).

El estudio de mercado permite exponer los canales de distribution acostumbrados para el tipo de producto o servicio que se desea distribuir y conocer su funcionamiento. (West, 1991). Para la identification del Problema la decision gerencial requiere de la investigation de mercado para tomar decisiones apropiadas, el diseno del plan de investigation debe responder las siguientes preguntas: £Que preguntas deben ser respondidas?, £Como y cuando se recolectaran los datos?, £Como se analizaran los datos?, £Cual es el tamano del mercado?, £El mercado esta creciendo o decreciendo?, £Cuales son las fuerzas que influencian el mercado?, £Cual es la etapa de ciclo de vida en que se encuentra el producto o servicio?, £Quienes son los competidores y cual es su participation?, £ Cuales son las demandas, deseos, necesidades no satisfechas en el mercado?, £Tendra exito el nuevo producto o servicio?, £Cual es el precio que pagaria el consumidor por el producto o servicio?, £ que repercusion psitiva ha tenido la publicidad en el mercado?.

4.2.2. Estudio tecnico

El estudio tecnico analisa la funcion de produccion indicando como combinar los insumos y recursos utilizados por el proyecto para alcanzar el objetivo previsto de forma efectiva y eficiente. (Padilla, 2016).

El estudio tecnico es desarrollado por especialistas del campo de estudio del proyecto (ingenieros, educadores, tecnicos, entre otros), identifica las alternativas tecnicas que contribuyen al cumplimiento de los objetivos y las normas tecnicas (ambientales, agronomas, sectoriales, de seguridad, ...). Ademas propone disenos de proyectos de "tecnologias apropiadas", compatibles con la disponibilidad de recursos e insumos en el area donde se realiza el proyecto. (Miranda, 2005).

Un estudio tecnico define las especificaciones tecnicas de los insumos necesarios para ejecutar el proyecto: el tipo y la cantidad de materias primas e insumos materiales; el nivel de calificacion de la mano de obra; la maquinaria y los equipos requeridos; la programacion de inversiones iniciales y de reposicion y los calendarios de mantenimiento. Esta informacion jugara dos papeles en el ciclo del proyecto: primero, dentro de la misma etapa de preparacion, proveera la informacion indispensable para realizar las evaluaciones financiera, economica y social asi posteriormente constituira las bases de la normativa tecnica para la ejecucion del proyecto. (MORA & QUINTERO, 2015).

A continuacion se presentan definiciones de terminos tecnicos a tener en cuenta en el proyecto segun el Reglamento Tecnico de Instalaciones Electricas RETIE 2013

- Acometida: Derivacion de la red local del servicio respectivo, que llega hasta el registro de corte del inmueble. En edificios de propiedad horizontal o condominios, la acometida llega hasta el registro de corte general.
- Acto inseguro: Violacion de una norma de seguridad ya definida.
- Aislamiento funcional: Es el necesario para el funcionamiento normal de un aparato y la proteccion contra contactos directos.
- Arco electrico: Canal conductivo ocasionado por el paso de una gran carga electrica, que produce gas caliente de baja resistencia electrica y un haz luminoso.
- Aviso de seguridad: Advertencia de prevencion o actuacion, facilmente visible, utilizada con el proposito de informar, exigir, restringir o prohibir una actuacion.
- Condenacion: Bloqueo de un aparato de corte por medio de un candado o de una tarjeta.
- Condicion insegura: Circunstancia potencialmente riesgosa que esta presente en el ambiente de trabajo.
- Consignacion: Conjunto de operaciones destinadas a abrir, bloquear y formalizar la intervencion sobre un circuito.
- Contacto directo: Es el contacto de personas o animales con conductores activos de una instalacion electrica.
- Contacto indirecto: Es el contacto de personas o animales con elementos puestos
- accidentalmente bajo tension o el contacto con cualquier parte activa a traves de un medio conductor.
- Contacto electrico: Accion de union de dos elementos con el fin de cerrar un circuito. Puede ser de frotamiento, de rodillo, liquido o de presion.
- Corriente de contacto: Corriente que circula a traves del cuerpo humano, cuando esta sometido a una tension.
- Cortocircuito: Fenomeno electrico ocasionado por una union accidental o intencional de muy baja resistencia entre dos o mas puntos de diferente potencial de un mismo circuito.
- Descargador de sobretensiones: Dispositivos para proteccion de equipos electricos, el cual limita el nivel de la sobretension, mediante la absorcion de la mayor parte de la energia
- Transitoria, minimizando la transmitida a los equipos y reflejando la otra parte hacia la red. No es correcto llamarlo pararrayos.'
- Distancia de seguridad: Es la minima distancia entre una linea energizada y una zona donde se garantiza que no habra un accidente por acercamiento.
- DPS: Sigla del dispositivo de proteccion contra sobretensiones transitorias o descargador de sobretensiones.
- Electrodo de puesta a tierra: Conductor o conjunto de conductores enterrados que sirven para establecer una conexion con el suelo, inalterables a la humedad y a la accion quimica del terreno.
- Equipotencializar: Es el proceso, practica o accion de conectar partes conductivas de las Instalaciones, equipos o sistemas entre si o a un sistema de puesta a tierra, mediante una baja impedancia, para que la diferencia de potencial sea minima entre los puntos interconectados.
- Frente muerto: Parte de un equipo accesible a las personas y sin partes activas.
- Instalacion indisponible: Es una instalacion que esta fuera de servicio por dano o por cualquier otra circunstancia y no se puede poner en servicio sin orden formal del Ingeniero Jefe de la instalacion o del jefe de mantenimiento. Para efectuar cualquier trabajo en una instalacion indisponible, se requiere dar cumplimiento a todas las formalidades de los permisos de consignacion.
- Instalacion bajo consignacion: Una instalacion esta bajo consignation, cuando se ha retirado de la explotacion para someterla a reparation o revision. Las instalaciones bajo consignacion estan a cargo de un funcionario llamado Jefe de Consignacion, quien sera la unica persona autorizada para devolver a la explotacion las instalaciones consignadas.
- Instalacion disponible: Es una instalacion fuera de servicio, pero que en cualquier momento se puede conectar con la solo autorizacion del operador.
- Circuito en vacio: Es un circuito que esta bajo tension por un extremo solamente, y en el otro extremo esta abierto el interruptor. Tambien se conoce bajo el nombre de circuito como condensador.
- Circuito de baja tension: Es un circuito que puede conducir y manejar tensiones menores o igual a 1000V.
- Circuito de media tension: Es un circuito que puede conducir y manejar tensiones mayores a 1000V y menores a 57500V.
- Circuito en servicio: Circuito energizado en los dos extremos y en condiciones de transportar energia.
- Circuito fuera de servicio: En una linea se entendera que un circuito esta fuera de servicio, cuando ocurra cualquiera de las siguientes situaciones:
- El circuito esta en buenas condiciones y apto para energizar cuando las necesidades lo requieran. Esto es, el circuito esta “disponible”.
- El circuito esta fuera de servicio por dano. En este caso el circuito esta indisponible o en “consignacion” y aterrizado en los dos extremos.
- Interruptor de uso general: Dispositivo para abrir y cerrar o para conmutar la conexion de un circuito, disenado para ser operado manualmente. Su capacidad se establece en amperios y es capaz de interrumpir su corriente nominal a su tension nominal. Cumple funciones de control y no de proteccion.
- Linea viva: Termino aplicado a una linea con tension o linea energizada.
- Linea muerta: Termino aplicado a una linea sin tension o desenergizada.
- Maniobra: Conjunto de procedimientos tendientes a operar una red electrica en forma segura.
- Nivel de riesgo: Valoracion conjunta de la probabilidad de ocurrencia de los accidentes, de la gravedad de sus efectos y de la vulnerabilidad del medio.
- Norma de seguridad: Toda accion encaminada a evitar un accidente.
- Persona calificada: Quien en virtud de certificados expedidos por entidades competentes o titulos academicos acredita su formacion profesional en electrotecnia. Ademas, posee experiencia y un adecuado conocimiento del diseno, la instalacion, construccion, operacion o mantenimiento de los equipos electricos y de los riesgos asociados.
- Puerta cortafuego: Puerta que cumple los criterios de estabilidad, estanqueidad, no emision de gases inflamables y aislamiento termico durante un periodo de tiempo determinado.
- Punto caliente: Punto de conexion que este trabajando a una temperatura por encima de la normal, generando perdidas de energia y a veces, riesgo de incendio.
- Pararrayo: Elemento metalico resistente a la corrosion, cuya funcion es interceptar los rayos que podrian impactar directamente sobre la instalacion a proteger. Mas tecnicamente se denomina terminal de captacion.
- Plano: Representacion a escala en una superficie.
- Puesta a tierra: Grupo de elementos conductores equipotenciales, en contacto electrico con el suelo o una masa metalica de referencia comun, que distribuye las corrientes electricas de falla en el suelo o en la masa. Comprende electrodos, conexiones y cables enterrados.
- Punto caliente: Punto de conexion que este trabajando a una temperatura por encima de la normal, generando perdidas de energia y a veces, riesgo de incendio.
- Punto neutro: Es el nodo o punto de un sistema electrico, que para las condiciones de funcionamiento previstas, presenta la misma diferencia de potencial con relacion a cada una de las fases.
- Rayo: La descarga electrica atmosferica o mas comunmente conocida como rayo, es un fenomeno fisico que se caracteriza por una transferencia de carga electrica de una nube hacia la tierra, de la tierra hacia la nube, entre dos nubes, al interior de una nube o de la nube hacia la ionosfera.
- RETIE: Acronimo del Reglamento Tecnico de Instalaciones Electricas adoptado por Colombia.
- Riesgo: Condicion ambiental o humana cuya presencia o modification puede producir un accidente o una enfermedad ocupacional. Posibilidad de consecuencias nocivas o perjudiciales vinculadas a exposiciones reales o potenciales.
- Riesgo de electrocution: Posibilidad de circulation de una corriente electrica a traves de un ser vivo.
- Seccionador: Dispositivo destinado a hacer un corte visible en un circuito electrico y esta disenado para que se manipule despues de que el circuito se ha abierto por otros medios.
- Seguridad: estado de riesgo aceptable o actitud mental de las personas.
- Senalizacion: Conjunto de actuaciones y medios dispuestos para reflejar las advertencias de seguridad en una instalacion.

4.2.3. Estudio Administrativo y Legal

El estudio administrativo brinda informacion para la identificacion de necesidades administrativas en las areas de planeacion, personal, licitaciones, adquisiciones, information, comunicaciones, finanzas, y cobranzas. Genera la information sobre las necesidades de infraestructura para el desarrollo adecuado de las labores en dichas areas. Indica los requerimientos de equipos y dotacion de insumos para el adecuado funcionamiento administrativo. (MORA & QUINTERO, 2015).

Para este proyecto se debe tener en cuenta las siguientes referencias normativas:

- International Electrotehcnical Comission. Insulation coordination - Part 1: Definitions, principles and rules. IEC 60071 - 200 ed. 8.0 (2006 - 1).
- International Electrotehcnical Comission. Plugs and socket-outlets for domestic and similar general use standardized in member countries of IEC. IEC 60083 ed. 6.0 (2009 - 02)
- International Electrotehcnical Comission. Characteristic of indoor and outdoor post insulators for systems with nominal voltages greater than 1000 V. IEC 60273 ed. 3.0 (1990 - 03).
- International Electrotehcnical Comission. Mechanical structures for electronic equipment - Dimensions of mechanical structures of the 482,6 mm (19 in) series. Publicacion IEC 60297-3-100 (2008)/ 101 (2004)/102 /2004)/ 103 (2004)/ 104 (2006)/ 105 (2008)/ 106 (2010).
- International Electrotehcnical Comission. Basic and safety principles for man-machine interface, marking and identification - Identification of equipment terminals, conductor terminations and conductors. IEC 60445 ed. 5.0 (2010 - 08).
- International Electrotehcnical Comission. Degrees of protection provided by enclosures (IP Code). IEC 60529 consolidada con Anexo 1, ed. 2.1 (2001 - 2).
- International Electrotehcnical Comission. Dimensions of panel areas and cut-outs for panel and rack-mounted industrial - process measurement and control instruments. IEC 60668 ed. 1.0 (1980 - 01):
- International Electrotehcnical Comission. Amendment 1 -Dimensions of low-voltage switchgear and controlgear standardized mounting on rails for mechanical support of electrical devices in switchgear and controlgear installations. IEC 60715 am1 ed. 1.0 (1995 - 010)
- International Electrotehcnical Comission. Electromagnetic compatibility for industrial-process measurement and control equipment - Part 2: Electrostatic discharge. IEC 60801-2 ed. 2.0.
- International Electrotehcnical Comission. Low-voltage switchgear and controlgear - Part 1: General rules. IEC 60947 - 1 Con Anexo 1, ed. 5.0 (2010 - 12)
- International Electrotehcnical Comission. Low-voltage switchgear and controlgear - Part 2: Circuit-breakers. IEC 60947 - 2 ed. 4.1 Con Anexo 1 (2009 - 05).
- International Electrotehcnical Comission. Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-1: Testing and measurement techniques - Overview of IEC. IEC 61000 - 4 ,ed.3.0 (2006 - 10);
- International Electrotehcnical Comission. Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-2: ed. 2.0 (2008 - 12): “Testing and measurement techniques - Electrostatic discharge immunity test. IEC 61000 - 4.
- International Electrotehcnical Comission. Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-3: Testing and measurement techniques - Radiated, radio­frequency, electromagnetic field immunity test. IEC 61000 - 4 ed. 3.2- consolidada con Anexos 1 y 2.
- International Electrotehcnical Comission. Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-4: Testing and measurement techniques - Electrical fast transient/burst immunity test. IEC 61000 - 4 ed. 2.0 (2004 - 07).
- International Electrotehcnical Comission. Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test. IEC 61000 - 4 ed. 2.0 (2005 - 11).
- International Electrotehcnical Comission. Low-voltage power supply devices, d.c. output - Performance characteristics. IEC 61204 ed. 1.1 (2001 -05).
- International Electrotehcnical Comission. Low-voltage power supplies, d.c. output - Part 3: Electromagnetic compatibility (EMC). IEC 61204 - 3 ed. 1.0 (2000 -11).
- International Electrotehcnical Comission. Low-voltage power supplies, d.c. output - Part 6: Requirements for low-voltage power supplies of assessed performance. IEC 61204 - 6 ed. 1.0 (2000 -11).
- International Electrotehcnical Comission. Low-voltage power supplies, d.c. output - Part 7: Safety requirements. IEC 61204 - 7 ed. 1.0 (2006 - 07).
- International Electrotehcnical Comission. High-voltage switchgear and controlgear - Part 100: Alternating current circuit breakers Estandar. IEC 62271 - 100 ed. 2.0 (2008 - 04).
- International Electrotehcnical Comission. High-voltage switchgear and controlgear - Part 200: A.C. metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV. IEC 62271 - 200 ed. 1.0 (2003 - 11).
- American National Standards Institute. Metal Clad and station-type cubicle switchgear. ANSI C37.20.2 1999.
- Institute of Electrical and Electronics Engineer. Recomended Practice for Monitoring Electric Power Quality. IEEE - 1159/2009.
- Institute of Electrical and Electronics Engineers. Recommended practices and requirements for harmonic control in electrical power systems. IEEE - 519/1992.
- Acero Estructural al Carbono. ICONTEC 1920 (2005/10/28).
- Composiciones quimicas de colada para aceros al carbono. ICONTEC 243 (2003/09/24).
- Perfiles de acero al carbono laminados en caliente sujetos a requisitos de propiedades mecanicas. ICONTEC 402 (1997/12/17).
- International Electrotehcnical Comission. Communication networks and systems in substations. IEC 61850.
- International Electrotehcnical Comission. Telecontrol equipment and systems - Part 5-104: Transmission Protocols - Network access for IEC 60870-5-101 using standard transport profiles. IEC 60870-5-104.
- International Electrotehcnical Comission. Programmable controllers - Part 3: Programming languages. IEC 61131-3.
- International Electrotehcnical Comission. Optical fibres. IEC 60793.
- International Electrotehcnical Comission. Optical fibre cables. IEC 60794.
- International Electrotehcnical Comission. Connectors for optical fibers and cables. IEC 60874.
- American National Standards Institute. IEEE General Requirements for Dry-Type Distribution and Power Transformers Including Those with Solid-Cast and/or Resin-Encapsulated Windings. ANSI/IEEE C57.12.01.
- Institute of Electrical and Electronics Engineers.Recommended Practice for Maintenance, Testing, and Replacement of Large Lead Storage Batteries for Generating Stations and Substations. IEEE - 450-1987.
- International Electrotehcnical Comission. Power Transformers - Dry-Type Transformers. IEC 60076 - 11
- International Electrotehcnical Comission. Loading Guide for Dry-Type Power Transformers. IEC 60905.
- Norma Tecnica Colombiana. Procedimiento de muestreo para inspeccion por atributos. Partel. NTC ISO 2859-1.
- Norma Tecnica Colombiana. Transformadores electricos. Placa de caracteristicas. NTC 618
- Norma Tecnica Colombiana. Transformadores de potencia tipo seco. NTC 3654
- Norma Tecnica Colombiana. Transformadores de potencia tipo seco. NTC 3445

4.2.4. Estudio Financiero

Es el proceso que determina si el proyecto es rentable, es decir que el dinero invertido le va a entregar un rendimiento esperado. Antes de poner en marcha un negocio es importante conocer la rentabilidad del mismo, esto se identifica en el estudio financiero que resume la informacion procesada en los estudios anteriores y determina cual es el monto de los recursos economicos necesarios para la realizacion del proyecto. (MORA & QUINTERO, 2015).

El estudio de mercado informa los ingresos (el pronostico de ventas), los estudios tecnico, administrativo, legal y ambiental proporcionan los egresos en forma de inversiones, costos y gastos. Los ingresos y egresos son la base para elaborar los estados financieros cuyo conjunto dara el flujo neto de caja, este es el objetivo del estudio financiero, el cual permitira conocer la rentabilidad, factibilidad y oportunidad de negocio. (Espinoza, 2010),

“Para comprender como se desarrolla el estudio financiero es necesario comprender lo siguientes conceptos:

- Ingresos y Egresos: Se denomina ingreso a toda entrada de dinero por venas o por cualquier otro concepto, mientras que los egresos son los desembolsos o salidas de dinero que estan representados en las inversiones, los costos y los gastos necesarios para desarrollar las actividades comerciales de la empresa. (Camargo & Conde, 2017).
- Los elementos que conforman los egresos de una empresa son:
- Inversiones Fijas (se realizan en bienes tangibles, no son para comercializarse porque se constituyen en la razon de ser de la empresa y se adquieren para utilizarse durante su vida util).
- Inversiones Diferidas (se realizan sobre la compra de servicios o derechos legales que son obligatorios para la puesta en marcha de la empresa).
- Capital de trabajo (inversion inicial para que empiece a funcionar una empresa)
- Gastos: Es el dinero que se dispone para pagar lo que se requiere indirectamente en la fabricacion y comercializacion de los productos.
- Costos. Es el dinero que el empresario dispone para pagar lo que se requiere directamente en la fabricacion del producto, el cual se recupera cuando el producto se vende. Costos fijos: CF, son aquellos costos que permanecen

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