Artículos - Maestría en Electricidad Mención Sistemas Eléctricos de Potencia

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Browsing Artículos - Maestría en Electricidad Mención Sistemas Eléctricos de Potencia by Author "Freire Martínez, Luigi Orlando"

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    Análisis de calidad de la energía del sistema eléctrico de una empresa de procesamiento de cárnicos
    (Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC). Posgrados. Maestría en Electricidad Mención Sistemas Eléctricos de Potencia, 2026-07-08) Erazo Vizcaino, Brayan Argenis; Freire Martínez, Luigi Orlando
    Mantener niveles adecuados de calidad de la energía es un desafío persistente en los sistemas industriales, lo que impacta directamente en los costos operativos y la confiabilidad. Se detectaron deficiencias en la calidad de la energía en una fábrica de embutidos en Latacunga, Ecuador, donde el equipamiento eléctrico principal consta de dos transformadores de distribución (125-500 kVA), incluyendo varios problemas como bajo factor de potencia y distorsión armónica. Durante un período de monitoreo de siete días, utilizando el analizador de redes Fluke 435-II, se registraron 5,168,640 mediciones discretas a intervalos de un minuto, cumpliendo con las normas IEEE 519-2014, IEC 61000-4-30 [1] y la regulación ARCONEL 035/19. Utilizando Python, se implementó un modelo multiobjetivo para minimizar las penalizaciones financieras, la distorsión armónica y las pérdidas técnicas mediante la inserción de filtros pasivos LC y compensación de potencia reactiva. Para el transformador de 125 kVA, se estableció una corrección del factor de potencia de 0.84 a 0.95 utilizando un banco de capacitores automático de 30 kVAr con una inversión de USD 3,500, eliminando las penalizaciones regulatorias y resultando en un período de recuperación de 8.1 meses. El transformador de 500 kVA presentó desafíos más complejos, con un THD-I del 53.1%, superando los límites de la norma IEEE 519-2014 en un 254%. La implementación de filtros pasivos sintonizados H3 (180 Hz) y H5 (300 Hz) redujo la distorsión de corriente a niveles conformes (<15%), disminuyó el factor de pérdidas armónicas de 6600 a 1874 (una reducción del 71.6%) y redujo las pérdidas totales del sistema en un 48.3%. El análisis económico mediante el mapeo de Pareto reveló que las modificaciones al transformador de 125 kVA ofrecen una rentabilidad superior, generando el 56.7% del ahorro anual total con una inversión de capital de solo el 43.2%. Ambas soluciones técnicas aseguran el cumplimiento de las normativas nacionales e internacionales y ofrecen beneficios económicos, destacando un ahorro anual combinado de USD 2,813 y un retorno total de la inversión en un plazo de dos años.