En el presente trabajo de tesis se tiene como principal objetivo, presentar una propuesta para la coordinación de los equipos de protección a instalar en los nuevos equipos instalados en la subestación “Trapecio” ubicada en la ciudad de Chimbote. Debido a la necesidad de remodelación que presentaba dicha subestación, se ha considerado necesario realizar nuevamente un análisis de la filosofía de protección para definir las funciones de los equipos de protección y asegurar la protección de los nuevos equipos a instalar en la subestación. Para poder asegurar que nuestro nuevo sistema de protección tenga un tiempo de vida aceptable se realizó un análisis de mercado eléctrico en un horizonte de 20 años, esto nos permite seleccionar equipos que funcionen correctamente en dicho intervalo de tiempo. Se realizó el estudio de cortocircuito del sistema tomando la demanda actual y proyectada, una vez determinado los valores de cortocircuito se ejecutó la coordinación entre los principales equipos de protección de la subestación, para aumentar la selectividad y precisión al momento de diseñar el sistema de protección. Finalmente se realizó una evaluación económica acerca de la remodelación a la cual será sometida la subestación, considerando el aumento de la demanda hallado en el estudio del mercado eléctrico y los precios de venta de energía dados por OSINERGMIN.

El presente documento aborda la investigación para plantear el modelo de migración de una red industrial destinada al control y monitoreo de una subestación eléctrica al protocolo IEC 61850 como estándar en la comunicación interna de equipos y concentrando la información en un sistema SCADA. Para un mejor entendimiento de la investigación, el trabajo realizado se divide en cuatro capítulos, los cuales son detallados a continuación: i. El Capítulo 1 describe la problemática que motiva la realización del estudio, la cual consiste principalmente en la incompatibilidad de protocolos utilizados para la automatización de una subestación eléctrica. ii. El Capítulo 2 abarca los conceptos teóricos involucrados en la investigación realizada. Se describen los conceptos básicos de redes industriales que permiten la automatización en el sistema eléctrico, enfocándose al campo de las subestaciones eléctricas. De la misma manera, se introduce el protocolo IEC 61850 y lo que éste propone para los sistemas y redes de comunicación en subestaciones. iii. El Capítulo 3 desarrolla el modelo de migración del sistema de comunicación convencional de una subestación eléctrica al protocolo IEC 61850. Para ello, se realiza la selección e ingeniería de equipos adecuados que cumplan con el estándar y se plantea la arquitectura del nuevo sistema de comunicación siguiendo el modelo definido en el estándar. iv. El Capítulo 4 complementa el análisis del modelo realizado en el capítulo anterior. Se evalúan los resultados esperados y las respectivas pruebas de validación que deben ser realizadas. Además, se realiza la comparación de la disponibilidad de un sistema convencional con otro basado en el estándar IEC 61850.

A detail modelling of railway electrical system with energy storages devices is developed in this thesis in order to analyze most of the implemented railway electrical system. The modelling has been realized from a point of view the design of them as from a point of view of purely energetic efficiency. In this way, after analyzing of the electric railway systems, it has been developed simple element models that have been grouped in four categories: contact line and return circuit, fix elements, mobile elements and energy recovery and storages devices. The complete systems are built from the simple element models linked. The system of equations of the complete system is no linear, and it is solved means of numeric methods. Then, it is shown the structure of Rsim software that has been developed completely as a part of this work, to conclude with two examples of the application of Rsim. The first example belongs an alternative current railway electrification and the second example is a direct current railway electrification. Keywords: DC railway system, AC railway system, railway modeling, energetic efficiency, reverse substations, energy storage devices, unbalance, rail potential, stray currents. A detail modelling of railway electrical system with energy storages devices is developed in this thesis in order to analyze most of the implemented railway electrical system. The modelling has been realized from a point of view the design of them as from a point of view of purely energetic efficiency. In this way, after analyzing of the electric railway systems, it has been developed simple element models that have been grouped in four categories: contact line and return circuit, fix elements, mobile elements and energy recovery and storages devices. The complete systems are built from the simple element models linked. The system of equations of the complete system is no linear, and it is solved means of numeric methods. Then, it is shown the structure of Rsim software that has been developed completely as a part of this work, to conclude with two examples of the application of Rsim. The first example belongs an alternative current railway electrification and the second example is a direct current railway electrification. Keywords: DC railway system, AC railway system, railway modeling, energetic efficiency, reverse substations, energy storage devices, unbalance, rail potential, stray currents.

Este informe fue realizado con el fin de crear una hoja de cálculo en Microsoft Excel que les permita tanto a estudiantes de Ingeniería Mecánica Eléctrica y/o ramas afines acerca del diseño de subestaciones de transmisión de potencia convencional y sus parámetros necesarios para la selección de sus equipos. Cabe destacar que el diseño de subestaciones de potencia convencional está comprendido sólo para el área de la costa peruana y para los niveles de alta tensión más usados en el Perú, siendo 60, 138 y 220 Kv. En el apartado 1 contiene la información acerca del propósito de este informe, como lo son sus objetivos generales, específicos y las limitaciones. Seguidamente, el apartado 2, describe el marco teórico dividido en dos partes, la primera el cual describe al trabajo realizado para la creación de la hoja de cálculo, el segundo acerca de las consideraciones para el diseño y dimensionamiento de subestaciones. Para el apartado 3, corresponde al diseño, en esta parte se recogen conceptos claves para la comprensión del diseño de una subestación de potencia convencional y la metodología usada para la elaboración de la hoja de cálculo. El apartado 4, se obtuvieron los resultados a través de la herramienta computacional. Mientras el apartado 5 obtenemos las conclusiones de lo que fue la elaboración de la hoja de cálculo, basándose en los objetivos planteados al inicio. Finalmente, el apartado 7, ilustra capturas de pantalla de la hoja de cálculo funcionando y de los resultados obtenidos por esta.

El presente documento es el resultado de la investigación realizada en la Subestación Eléctrica de San Juan y la Central Térmica de Chilca para el diseño de un enlace de comunicaciones privado entre ellas, que permita transmitir la información del sistema de teleprotección, del sistema SCADA y del sistema de telefonía privada. Dada la necesidad de interconectar las instalaciones eléctricas en cuestión, para gestionar de manera óptima el servicio de energía, automatizando y controlando a distancia dichas instalaciones eléctricas, se requiere de un enlace de comunicaciones de alta confiabilidad y económicamente factible. El contenido de esta investigación abarca la problemática de las instalaciones eléctricas, los problemas en la red eléctrica, las tecnologías empleadas en enlaces de comunicaciones privados; así como la elección y el diseño del enlace por fibra óptica entre la S.E. San Juan y la C.T. Chilca como solución a la problemática existente. Se concluye que el diseño del enlace de comunicaciones por fibra óptica es altamente confiable, se proyecta a necesidades futuras que se presenten y tanto el costo de instalación, montaje e ingeniería, así como el costo de mantenimiento, son económicamente factibles.