Abstract:
This thesis presents a technical study focused on maintenance planning in a power substation,
applying HL-III reliability criteria and condition-based maintenance strategies. The case study
corresponds to the Centro Industrial Substation of CNEL EP – Los Ríos Business Unit, which
supplies a significant residential, commercial, and industrial load. Based on historical operation
and failure data, the electrical demand behavior is analyzed, and the service life of the power
transformer is evaluated using thermal models in accordance with IEC 60076-7 and IEEE C57.91
standards.
Two condition-based maintenance scenarios are assessed: perfect maintenance and imperfect
maintenance, and their performance is compared with a base case without intervention. The results
show that perfect maintenance extends the transformer service life by approximately 16.5 years,
while imperfect maintenance achieves an extension of about 12.8 years. Additionally, an HL-III
reliability analysis is conducted using probabilistic simulations, allowing the estimation of energy
not supplied and its associated economic impact. Finally, a financial assessment is performed,
demonstrating the technical and economic feasibility of the proposed substation modernization and
the recommended maintenance plan.
Keywords: Condition-Based Maintenance, Electrical Substation, Energy Not Supplied, Power
Transformer, Reliability.
Description:
La presente tesis desarrolla un estudio técnico orientado a la planificación del mantenimiento en
una subestación eléctrica de potencia, aplicando criterios de confiabilidad HL-III y estrategias de
mantenimiento basado en condición. El caso de estudio corresponde a la Subestación Centro
Industrial de CNEL EP – Unidad de Negocio Los Ríos, la cual abastece una carga significativa de
tipo residencial, comercial e industrial. A partir de información histórica de operación y fallas, se
analiza el comportamiento de la demanda eléctrica y se evalúa la vida útil del transformador de
potencia mediante modelos térmicos basados en las normas IEC 60076-7 e IEEE C57.91.
Se evalúan dos escenarios de mantenimiento basado en condición: mantenimiento perfecto y
mantenimiento imperfecto, comparándolos con un caso base sin intervención. Los resultados
muestran que el mantenimiento perfecto permite extender la vida útil del transformador en
aproximadamente 16,5 años, mientras que el mantenimiento imperfecto logra una extensión
cercana a 12,8 años. Asimismo, se desarrolla un análisis de confiabilidad HL-III mediante
simulaciones probabilísticas, estimando la energía no suministrada y su impacto económico.
Finalmente, se realiza una valoración financiera que demuestra la viabilidad técnica y económica
de la propuesta de modernización de la subestación y del plan de mantenimiento propuesto.
