Tesis - Ingeniería en Electricidad

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Análisis del comportamiento de la red de energía eléctrica de distribución de la empresa ELEPCO S.A. incorporando al sistema generación distribuida mediante el software OPENDSS
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023) Verdezoto Zurita, Brayan Steeven; Pesantez Palacios, Gabriel Napoleón
El presente documento realiza el análisis de la incorporación de generación distribuida en la red de la Empresa Eléctrica de Cotopaxi (ELEPCO 6$.A.), con el propósito de determinar el comportamiento del sistema, ante la introducción de sistemas fotovoltaicos ubicados en las subestaciones. Los sistemas analizados son del tipo radiales trabajando a un nivel de 13.8 kV. Con esta intención partimos del diagrama unifilar general perteneciente a la empresa ELEPCO S.A., posteriormente se estableció el modelamiento de la red del sistema de distribución en el software OpenDSS. Seguidamente se validó la red eléctrica tomando como referencia el sistema simulado en Power Factory. Una vez validado el sistema se procedió a determinar los puntos en donde se puede introducir sistemas fotovoltaicos, para ello se consideran tanto la radiación solar como el espacio físico para la instalación.
Desarrollo de una aplicación web y móvil para la Empresa de calzado “Creaciones Chisag” ubicado en el cantón Latacunga, a través del uso de prácticas ágiles
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023) Jami Casa, Daysi Maribel; Jami Casa, Erika Mishel; Chancusig Chisag, Juan Carlos
El presente proyecto trata sobre el desarrollo de una aplicación web y móvil para gestión de ventas de calzado de damas y caballeros de la empresa de calzado Creaciones “Chisag”, que se encuentra ubicada en el cantón Latacunga de la provincia de Cotopaxi, en donde se permitirá generar las ventas de forma online, administrar los productos, hacer compras, identificar métodos de pago, con la finalidad de que los clientes se sientan satisfechos y sin duda al comprar los productos, tomando en cuenta que la aplicación permitirá reducir tiempo y dinero por lo que la tienda muestra un catálogo de productos con la debida especificación, modelos y tallas; esto permitirá garantizar la confiabilidad, integridad y seguridad al momento de comprar.
Proyección de la demanda, cambio de transformador de potencia y migración de cargas en la Compañía Alimenticia Agua Santa “ALIAGUASANTA” CIA. LTDA. del cantón Salcedo
(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC)., 2023) Suárez Mullo, Pablo Javier; Pacheco, Carlos
El presente trabajo es parte del proyecto de investigación relacionado con la proyección de la demanda, cambio de transformador de potencia y migración de cargas en la Compañía Alimenticia Agua Santa “ALIAGUASANTA” CIA. LTDA. del cantón Salcedo, donde existían problemas en cuanto al abastecimiento energético y calidad de energía; como primer paso se tuvo que realizar un levantamiento total de información para conocer la situación actual de la empresa, la carga total instalada, determinando que la misma era superior a la capacidad del transformador, aun cuando se omitió del análisis las cargas de reserva, posterior a esta tarea se realizó el diseño de los planos unifilares de la distribución eléctrica de toda la empresa para tener un mejor panorama del sistema de distribución, adicional se instalaron dos analizadores de redes para determinar los consumos de energía, potencias, tensiones, corrientes y evaluar el nivel de sobrecarga del transformador, llegando a obtener como resultado que el transformador instalado en varios periodos de tiempo estaba trabajando sobre el límite de su capacidad nominal.
Desarrollo de un prototipo para el monitoreo y control de parámetros de un variador de frecuencia en tiempo real usando Gateway IOT.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Zambrano Cajias, Esteban Fernando; Castillo Fiallos, Jessica Nataly
En el presente trabajo de investigación se centró en la implementación del prototipo, basado en la tecnología Gateway IoT para el monitoreo y control en tiempo real de un variador de frecuencia en los laboratorios de la Universidad Técnica de Cotopaxi. Para el desarrollo práctico se utilizó la comunicación Modbus RS 485 la cual permite la comunicación IoT de los equipos. Además, en la plataforma V-Net se configura las variables a ser medidas, en este caso son: el voltaje, la corriente y la frecuencia, para establecer datos históricos los cuales pueden ser utilizados para determinar líneas de tendencia. Adicional el operador tiene acceso a la cuenta V-Box para el tratamiento de la información. Para el funcionamiento el usuario ingresa la frecuencia y el sentido de giro del motor, los mismos pueden estar definidos de forma decimal o mediante los botones de control. Una vez en funcionamiento se puede visualizar en la interfaz el comportamiento de todos los equipos y elementos instalados en el sistema eléctrico, el cual permiten al usuario controlar y monitorear los diferentes dispositivos en este caso el variador de frecuencia IG5-A. El análisis de resultados se realizó a través de una comparación de datos entre el prototipo de control y monitoreo IOT en relación a valores medidos con la pinza amperimétrica en el sitio dando un resultado satisfactorio en las medidas, con un porcentaje de error del 0.25% en relación a la corriente sin carga y del 0.16% con carga aplicada.
Análisis del comportamiento de un motor asíncrono.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Cando Cando, Tony Evair; Murillo Rivera, Jose Daniel; Castillo Fiallos, Jessica Nataly
En la actualidad es de gran importancia entender el funcionamiento y el comportamiento de los motores asíncronos bajo ciertas condiciones de trabajo, tomando en consideración que los motores asíncronos son de gran importancia para el funcionamiento de la Industria. Es importante entender y comprender el cálculo de los parámetros eléctricos del motor, para esto es necesario establecer una metodología adecuada para la aplicación en el cálculo. Los motores de inducción presentan parámetros eléctricos que varían de acuerdo con las condiciones aplicadas en vacío y en carga. Se realiza el diseño y la construcción de un módulo de prácticas de motores asíncronos para el Laboratorio de Control Industrial de la Universidad Técnica de Cotopaxi, debido al requerimiento de otro modulo para el laboratorio, que permita entender el principio de su funcionamiento, el cálculo de los parámetros básicos ante diferentes escenarios. Una vez que se han establecido los valores de los parámetros junto con las corrientes cuando el sistema está en reposo y cuando está funcionando a plena carga, se procede a definir el procedimiento para el funcionamiento del motor. Esto incluye la creación de gráficos que representen la potencia, el factor de potencia y la corriente en función de la velocidad. Se presta especial atención al cálculo de la fuerza y la corriente necesaria para poner en marcha el motor, así como la velocidad en la que opera de manera óptima. Con la implementación de este módulo se podrá realizar las respectivas prácticas y pruebas del arranque y funcionamiento de motores asíncronos que permitirá a los estudiantes fortalecer los conocimientos sobre los motores de Inducción. Para el desarrollo de la presente investigación se presenta una guía práctica del funcionamiento del banco de pruebas, que cuenta con varias prácticas tomando en consideración los arranques y los pesos a los cuales es sometido el motor para de esta manera evaluar el comportamiento del motor. Queda a disposición de los estudiantes de mejorar el módulo de prueba y realizar un gran sinnúmero de pruebas.
Análisis de potencial solar y eólico en la estación meteorológica del sector Salache.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Llumiquinga Guanoluisa, Felix Daniel; Secundino Marrero, Ramírez
El presente proyecto de investigación tiene como finalidad realizar un análisis del potencial solar y eólico en el sector Salache. Este análisis se basa en los datos recopilados por una estación meteorológica ubicada en la zona, abordando tanto el comportamiento climático semanal como el mensual. Además, se investiga la variabilidad en las dos estaciones claves del Ecuador: invierno y verano. La velocidad del viento y la radiación solar emergen como factores cruciales para este análisis de potencial eólico y solar. Estos datos, se someten a un profundo escrutinio mediante el empleo de la distribución de Weibull y la distribución Normal (Campana Gaussiana). La utilización de herramientas computacionales como Minitab y Excel potencia la capacidad de análisis y permite calcular el potencial útil que puede ser generado en el sector Salache. La comprensión minuciosa y el análisis profundo de la velocidad del viento y la radiación solar, en particular su distribución a lo largo del tiempo, desempeñan un papel esencial. Por ende, este proyecto se adentra en la evaluación comprehensiva del potencial energético de la zona, respaldando el desarrollo sostenible y la toma de decisiones informadas en el campo de las energías renovables no convencionales. Los resultados obtenidos proporcionarán valiosas perspectivas para futuros proyectos fundamentalmente para el diseño e implementación de sistemas fotovoltaicos, ya que el potencial eólico no justica su inversión a gran escala por las bajas velocidades del viento que presenta la zona del sector Salache.
Evaluación del comportamiento de un sistema de almacenamiento Ongrid.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Paredes Paredes, Jhony Manuel; Proaño Maldonado, Xavier Alfonso
El presente estudio de investigación se enfocó en evaluar la viabilidad económica, del uso de sistemas de almacenamiento de energía aplicado a la industria. Mediante una exhaustiva revisión bibliográfica, se determinó una metodología que permitió desarrollar varios escenarios de estudio, todos orientados a determinar la viabilidad económica de estos sistemas. Para este propósito, se analizó la energía excedente del sistema de almacenamiento utilizando datos históricos del perfil de demanda de la industria (PROLATD) obtenidos de un estudio realizado en 2019, que sirvió como caso de estudio. Se aplicaron las normativas actuales establecidas por el ARCERNNR, el ente regulador del pliego tarifario. Además, se utilizó el software Excel para el análisis de las tarifas eléctricas y la evaluación económica. Los resultados revelaron que al reducir el pico máximo al 7% utilizando 3 módulos de baterías, se logró un ahorro anual de $2417.40. Estos resultados demostraron ser rentables, con un Valor Actual Neto (VAN) de $5617.19 y una Tasa Interna de Retorno (TIR) del 14%. Sin embargo, al reducir el pico al 16% con 7 módulos de baterías, se obtuvo un ahorro anual de $2711.97, pero con un VAN de $- 4896.53 y una TIR del 5%. Estos indicadores financieros sugieren que este escenario no resulta rentable debido al aumento de la inversión requerida. Cabe mencionar que la evaluación económica se realizó con una tasa de descuento del 7.99% y un horizonte de tiempo de 25 años. Se consideró también la necesidad de reemplazar los equipos a los 15 años debido a su vida útil y deterioro. De esta manera, se pudo verificar la factibilidad económica del proyecto, considerando todos los aspectos relevantes. Finalmente, se comprobó que el sistema propuesto también contribuye a la reducción del cargo por demanda durante las horas pico.
Implementación de un centro de control de motores para procesos de fabricación.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Jiménez Tonato, Marco Antonio; Jimenez Loor, Omar Andres; Marrero Ramirez, Secundino
Este proyecto de investigación se ha centrado en desarrollar un sistema de control avanzado para optimizar el proceso de fabricación de papel higiénico, con especial enfoque en el uso eficiente de la energía eléctrica y la mejora de los tiempos y productividad, para lograr esto, se ha implementado un centro de control que utiliza cuatro controladores lógicos programables (PLC), uno de los cuales actúa como maestro y los otros tres como esclavos, se han realizado simulaciones en el software Factory IO para estimar los tiempos de transporte de la materia en los diferentes procesos involucrados en la fabricación, lo que ha permitido mejorar los tiempos y aumentar la eficiencia de productividad en un 24.05%. Esta mejora ha tenido un impacto positivo significativo en la producción, además, se han implementado medidas de eficiencia energética para garantizar una vida úthe adecuada de los equipos y reducir el consumo de corriente excesiva en los motores utilizados en las bandas transportadoras, por ejemplo, para reducir elevados costos en adquirir varios equipos los cuales puedan reducir el estrés al arrancar las bandas de transporte se ha hecho uso de un solo variador de frecuencia encargado de reducir las corrientes de arranque de los motores en cada una de las bandas asegurando una vida útil más larga. Asimismo, se ha logrado un control adecuado de la secuencia de inicio de cada una de las máquinas, controladas por el PLC maestro, lo que permite obtener una visión más integral de todo el proceso de fabricación, con este enfoque centralizado en el control de todos los motores involucrados en cada máquina, se ha mejorado de manera significativa la eficiencia y eficacia del proceso de producción en su conjunto.
Desarrollo de un sistema de supervisión de los parámetros eléctricos de un banco de motores basado en IOT.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Jami Jami, Byron Rodrigo; Salazar Achig, Edgar Roberto
Este proyecto tecnológico titulado "Desarrollo de un Sistema de Supervisión de los Parámetros Eléctricos de un Banco de Motores Basado en IoT" tiene como objetivo principal abordar la ventaja que brinda la supervisión de las variables presentes en bancos de motores eléctricos mediante la implementación de tecnologías de Internet de las Cosas (IoT). Al problema central que se dio solución con este proyecto es la importancia de mantener un valor de 0.92 de factor de potencia en un banco de motores eléctricos para garantizar su eficiencia y vida útil, así como para evitar costosas penalizaciones dictadas por los organismos reguladores como el ARCONEL, para ello se identificó 5 variables que son voltajes, corrientes, factor de potencia, frecuencia y potencias, los mismos que cambian en función de las cargas (resistivas, capacitivas e inductivas) aplicadas, cabe mencionar la creación de un interfaz gráfica en el software de LabVIEW donde se muestra el comportamiento de cada una de ellas y el desarrollo de un manual de prácticas de laboratorio. Para desarrollar el sistema IoT se usó un equipo denominado router V-Box de Wecon que está diseñado para construir un sistema que engloba el internet de las cosas en el ámbito industrial de forma segura y fiable, utilizando las últimas tecnologías de conectividad para lograr la comunicación entre los módulos, y se creó un interfaz de cloud SCADA de monitoreo en tiempo real que da acceso a la activación de cargas de forma remota desde un teléfono móvil o un ordenador convencional asi como la generación de datos históricos, que almacena el sistema por un tiempo de 60 dias.
Evaluación del comportamiento del sistema eléctrico de distribución frente al ingreso de fuentes de energía renovable no convencional.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Aguirre Manosalvas, David Eduardo; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
En este proyecto se realiza la evaluación del comportamiento de un sistema eléctrico de distribución ante el ingreso de energías renovables no convencionales, con el propósito de encontrar una manera eficiente donde los sistemas de generación renovable sean implementados a la red, se pudo apreciar que los sistemas eléctricos mantienen un comportamiento estable que no sobrepasan sus límites de voltaje al no tener generación distribuida en su sistema, sin embargo al conectar fuentes de generación distribuida a la red esta presenta variaciones en el sistema las cuales superan sus límites de voltaje, para analizar estos comportamientos se realizó una investigación donde se usó, el método descriptivo que nos ayudó a la recopilación de información y posterior mente al análisis de datos .Para evaluar el comportamiento de la red de distribución se usó el método analítico que consiste en determinar el estado de todos los elementos de la red y por último se utilizó un método sistemático para modelar las fuentes de energías renovables, para esto se propone desarrollar un modelo del sistema eléctrico de distribución e implementar un sistema de generación distribuida que se realiza mediante una simulación en el software OpenDss tomando uno de los casos propuestos por la IEEE de Distribution System Analysis Subcommittee – 123 Nodes Test Feeder del Institute of Electrical and Electronics Engineeers, la cual será modelada sin implementación de generación distribuida y así poder observar el comportamiento normal de esta red, por consiguiente se realizara una modificación en este modelo en la cual se realizara la implementación de generación distribuida en los distintos nodos de carga, así obteniendo resultados donde se puede apreciar que el sistema sin generación distribuida tiene pérdidas de 96 kW en sus líneas, al ingresar nuestra primer caso de estudio se puede observar cómo estas pérdidas menoran en un 40% de las pérdidas totales del sistema, se realiza un segundo caso de estudió donde se puede apreciar que las perdidas menoran mucho más llegando a ser un 60% menos a las totales del sistema.
Monitoreo en tiempo real de un sistema fotovoltaico ON-GRID.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Acosta Melo, Francis Andres; Pinza Lozano, Jefferson Adrian; Proaño Maldonado, Xavier Alfonso
En el presente documento se detalla un análisis exhaustivo de la viabilidad económica de instalar sistemas de energía solar fotovoltaica con y sin almacenamiento en las áreas de Latacunga y Ambato en Ecuador. Se emplea un módulo fotovoltaico que emula el comportamiento del sistema On-Grid, y se monitorean en tiempo real parámetros como voltaje, potencia, corriente, factor de potencia y consumo de energía. Para el seguimiento, se utiliza Python y MySQL para el almacenamiento de datos, conectados a Grafana para visualizar la información. Se evalúan diversos escenarios considerando la capacidad pico de los paneles solares y el almacenamiento en baterías de gel, junto con un análisis financiero. Los resultados muestran que en Latacunga, el sistema On-Grid no resulta rentable en ninguna circunstancia, con Valores Actuales Netos (VAN) de -2503.4, -2333.09559 y -2830.67688, y Tasas Internas de Retorno (TIR) de -4%, -2% y -2%. Por otro lado, en Ambato, un sistema sin almacenamiento podría ser viable con una mayor capacidad pico, recuperando la inversión en 25 años, con VAN de -1115.3, -424.7 y 264.7, y TIR de 3%, 6% y 8%. De igual la rentabilidad es clara en Ambato con almacenamiento, pero en Latacunga no es rentable usar baterías, no se recupera la inversión. El estudio resalta la relevancia de considerar las condiciones climáticas y geográficas al evaluar proyectos de energía solar. Además, enfatiza la necesidad de explorar y adoptar tecnologías de almacenamiento más eficientes y duraderas para mejorar la rentabilidad a largo plazo.
Repotenciación del marcador de juegos de una Unidad Educativa mediante IOT.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Tapia Vega, Fausto Saúl; Corrales Bastidas, Byron Paúl
La presente propuesta tecnológica contempla la repotenciación del marcador electrónico de la Unidad Educativa “Victoria Vásconez Cuvi”, el diseño se basa en el control mediante el Internet de las Cosas (IoT), y la selección de dispositivos electrónicos, como el Arduino Mega y el NodeMCU ESP8266, con el fin de dar solución a las deficiencias de su funcionamiento, puesto que su operación actual se realiza mediante un teclado, el cual no se encuentra completamente operativo y por lo tanto su conexión presenta intermitencias. El diseño de la propuesta para repotenciar el marcador electrónico es necesario debido a que el modelo actual muestra diversas limitaciones, además presenta fallas en sus conexiones principales, volviendo al sistema obsoleto, por lo tanto, se desarrolla la solución tecnológica mediante software y la programación de los elementos electrónicos que brinden las facilidades para lograr una mejor comunicación, control y la visualización de datos. Durante el desarrollo también se ha realizado diagramas esquemáticos que sirven de ayuda para la operación y mantenimiento del sistema, se incluye también el diseño de las placas PCB y esquemas de conexión. Una vez concluida la propuesta tecnológica se obtiene un sistema completamente operativo, controlado mediante IoT, que en conjunto con el diseño de algoritmos de progración y dispositivos electrónicos permite el manejo del marcador a través de la aplicación de Telegram, brindando una mejor conexión y resolviendo el problema de intermitencia, además el usuario final cuenta con un interfaz fácil de manejar. El sistema ha sido verificado mediante diversas pruebas de funcionamiento, comprobando que cumple con los requisitos para su operación de forma remota y resolviendo los problemas de conexión. Una vez finalizadas las pruebas se ha instalado el marcador electrónico y se ha realizado una inducción de su uso a los usuarios finales.
Desarrollo e implementación de un sistema de control para un motor DC que opera en los cuatro cuadrantes.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Masaquiza Caizabanda, David Hipólito; Vilca Rea, Bryan Efraín; León Segovia, Manuel Ángel
El presente trabajo tecnológico tiene como objetivo desarrollar un sistema de control PID, para medir los parámetros eléctricos de un motor de DC en los cuatro cuadrantes. Para lo cual, se ha utilizado un controlador de corriente continuo especializado y se ha integrado el sistema a través de una red industrial utilizando el protocolo de comunicación PROFINET. Se desarrolló una interfaz SIMATIC HMI, con una pantalla de visualización Siemens KTP400, para facilitar la interacción con el sistema. En esta interfaz, se muestra en tiempo real el monitoreo de variables como el voltaje, la corriente, la velocidad y el comportamiento de cada dispositivo interconectado en un Sistema de Supervisión, Control y Adquisición de Datos (SCADA). La implementación del protocolo de comunicación industrial fue necesario para conectar los dispositivos permitiendo un control y monitoreo de los parámetros eléctricos del motor DC.
Implementación de un algoritmo multiobjetivo para la compensación óptima de potencia reactiva en el sistema eléctrico Ecuatoriano.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Vega Herrera, Denilson Joel; Venegas Salazar, Juan Daniel; Pesántez, Gabriel
Este proyecto de investigación se centró en la optimización de la ubicación de la compensación de potencia reactiva en sistemas eléctricos con el objetivo de mejorar tanto la eficiencia como la estabilidad del suministro de energía. Para lograrlo, se ha desarrollado un algoritmo multiobjetivo que busca minimizar las pérdidas de potencia activa y los costos asociados a la ubicación de dispositivos de compensación reactiva. Este enfoque considera una variedad de criterios y restricciones técnicas para lograr la óptima ubicación y dimensionamiento de estos dispositivos. La validación del algoritmo se lleva a cabo utilizando el sistema IEEE 30 Barras, donde se generan distintos escenarios de demanda para evaluar su rendimiento. Una vez que el algoritmo se ha validado, se procede a aplicarlo en escenarios de demanda para el Sistema Nacional Interconectado Ecuatoriano utilizando el software DIgSILENT PowerFactory tomando como referencia los trabajos anteriores. En este caso el sistema se ha simplificado, considerando datos esenciales de barras, generadores, transformadores y líneas de transmisión.
Implementación de un sistema de monitoreo de PH aplicado a un invernadero de la zona alta sector Salache.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Casa Toctaguano, Jhonny Javier; Mañay Quinatoa, Angel Orlando; Marrero Ramírez, Secundino
En la actualidad los cultivos se realizan en un Invernadero debido a que se puede controlar las condiciones climáticas con el fin de mejorar la producción y proporcionar un aislamiento con el exterior. Cuando los cultivos se producen en un medio protegido como un invernadero, los daños que pueden sufrir los cultivos se reducen al mínimo. Se detecta como problema la falta de un sistema de monitoreo de las variables que inciden en el desarrollo de las plantas en el invernadero, el pH del suelo y del agua afecta en el crecimiento de los cultivos. La presente propuesta tecnológica fue ejecutada en el sector Salache de la Universidad Técnica de Cotopaxi con el objetivo de monitorear el pH del suelo y del agua del invernadero de la zona alta, mediante la incorporación de sensores del pH del suelo y del agua y con la programación de un sistema SCADA que permita visualizar y monitorear de forma automática el pH del cultivo, con la finalidad de mejorar esta variable. El sistema cuenta con cuatro sensores del pH de suelo que son colocados en cada hilera del cultivo y un sensor para el pH del agua que se coloca en el reservorio del agua, los sensores envían las señales al sistema LabVIEW que permite decodificar las señales y enviar al sistema SCADA donde se tiene la visualización de los resultados del pH con sus respectivas graficas permitiendo el monitoreo constante del pH por parte de los estudiantes de la carrera de agronomía de la Universidad Técnica de Cotopaxi. La aplicación de este sistema de monitoreo automático del pH, representa un gran beneficio para los grandes agricultores, debido al aumento en el rendimiento de los cultivos y la reducción de las pérdidas económicas
Desarrollo de un algoritmo para el dimensionamiento de protección contra descargas atmosféricas en edificaciones basado en el método de la esfera rodante.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Paguay Llamuca, Alex Ivan; Proaño Maldonado, Xavier Alfonso
El presente estudio se centró en el desarrollo de un algoritmo que permite dimensionar la protección contra descargas atmosféricas en edificaciones, basándose en el método de la esfera rodante, el cual permite el ingreso de datos al usuario mediante la interfaz gráfica. Su metodología de inicia con el levantamiento de información del proyecto a trabajar entre estos está el nivel ceráunico, las dimensiones entre otras de la estructura. Se calcula los factores de riesgo mediante el software Risk Assessment, para identificar los posibles escenarios como son: pérdida de vidas humanas, interrupción de servicios públicos, daños al patrimonio cultural y pérdidas económicas, si es necesario corregirlos se sigue este proceso caso contrario el lugar está protegido: cálculo de la resistividad del suelo mediante la IEEE Std. 81, aplicación del método de la esfera rodante según la IEC 662305-3, sistema de puesta a tierra dada por la IEEE Std. 142 y la IEEE Std. 80. Para determinar el comportamiento de una descarga atmosférica en la edificación ya protegida, se establece el cálculo de los equivalentes eléctricos de la malla, varilla copperweld, conductores horizontales como los verticales, mediante los resultados dados se realiza un circuito en ATPDraw, el cual está vinculado a Python, este último proporciona las gráficas de la forma de onda de la corriente en los distintos sub sistemas de protección. Para completar y validar el proceso se calcula nuevamente los factores de riesgo. La validación del algoritmo se determina por su margen de error entre resultados tiende a cero, al ingresar los datos de ejercicios propuestos de normativas como la IEC, así también como la IEEE, lo que demuestra la efectividad del algoritmo propuesto.
Optimización de costos en la expansión de la red de distribución eléctrica del cantón Latacunga mediante programación matemática exacta.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Millingalle Vega, Byron Moisés; Segovia Moreno, Sebastián Francisco; Quinatoa Caiza, Carlos Iván
Este trabajo aborda la planificación óptima de la red de subtransmisión zona centro de la Empresa Eléctrica Provincial Cotopaxi (ELEPCO S.A.) hacia zona segura para asegurar el suministro eléctrico para la nueva red de distribución del cantón Latacunga, ante el deslizamiento de lahares por la erupción del volcán Cotopaxi. Se desarrolla un modelo de optimización matemática exacta para minimizar costos de expansión, tomando en cuenta la construcción de nuevas subestaciones y alimentadores. Se abordan tres casos de estudio relacionados con la red eléctrica de ELEPCO S.A. En el primer caso, se busca la identificación de los valores iniciales de voltaje, la capacidad de carga de los alimentadores y las subestaciones principales. Aquí, se excluye la expansión de la red. En el segundo caso, se analiza la expansión de la red eléctrica, centrándose en la infraestructura ubicada en zonas de riesgo. El propósito es asegurar el suministro eléctrico para todos los usuarios, incluso en áreas vulnerables. Además, se considera el desmantelamiento del alimentador principal de la subestación Mulaló. Por último, en el tercer caso, se evalúa la expansión de la red sin tener en cuenta la infraestructura en zonas de riesgo. Esta evaluación es crucial dado que dicha infraestructura desaparece debido a la erupción del volcán Cotopaxi. La implementación de nuevas subestaciones y alimentadores es esencial para garantizar un suministro eléctrico confiable y seguro en el contexto de riesgos volcánicos y crecimiento de la demanda.
Predicción de la radiación solar utilizando redes neuronales para el dimensionamiento de plantas fotovoltaicas en la provincia de Pichincha.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Castañeda Cachimuel, Delia Guisela; Fabara Vargas, Franklin Alexander; Jiménez Jiménez, Diego Leonardo
El presente trabajo de investigación se realiza debido al incremento del uso de las energías renovables para el abastecimiento de la energía eléctrica la cual permite aprovechar el sol como fuente inagotable de energía fotovoltaica, por lo que el proyecto se enfoca en la predicción de la radiación solar para el dimensionamiento de plantas fotovoltaicas en la provincia de Pichincha. Para el efecto se utiliza un enfoque basado en redes neuronales artificiales, considerando los datos reales de tres años de radiación solar. Las redes neuronales artificiales son empleadas debido a su capacidad para aprender del comportamiento y características de datos reales. La metodología abarca tanto enfoques descriptivos como experimentales haciendo uso de herramientas de programación y simulación, a partir de un proceso de preprocesamiento y normalización de datos para crear conjuntos de entrenamiento y validación. La implementación del modelo de predicción se lleva a cabo mediante programación en el software libre Python, además los resultados obtenidos son analizados mediante el uso de los softwares PVsyst y Homer Pro, validando los resultados mediante el error medio absoluto y a través de la matriz de confusión y análisis de gráficos. Obteniendo como respuesta una energía generada anual de 8594 MWh/año bajo las condiciones tomadas en el presente trabajo de investigación, demostrando así que la predicción de valores de radiación solar es viable para el dimensionamiento de las plantas fotovoltaicas como un estudio previo para su implementación.
Implementación de un sistema domótico de seguridad y control mediante IOT aplicado a un laboratorio.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Moreno Chuqui, Washington Rafael; Serna Moreno, Dilan Javier; Corrales Bastidas, Byron Paúl
El presente proyecto se centra en el desarrollo de un sistema seguro de control de acceso basado en Internet de las cosas (IoT) con el objetivo de mejorar el funcionamiento del Laboratorio de Manufactura Aditiva y Sustractiva. La concepción de este sistema se focaliza en dos componentes fundamentales: el control de acceso e IoT al laboratorio. Uno de los pilares esenciales se relaciona con el control de acceso de las personas al laboratorio. Con este fin, se ha planteado la implementación de un sistema que posibilite el acceso mediante reconocimiento facial, lectura de tarjetas o llaveros RFID, así como a través de IoT por medio de la plataforma Telegram. Además, se busca mantener un registro visual de las personas que ingresan al laboratorio. Por otro lado, se destaca la importancia del control lumínico, el cual se traduce en la capacidad de encender y apagar automáticamente las luces. Esta función resulta especialmente útil para prevenir el desperdicio de energía, así como para el control de tomacorrientes, ya que se conectan impresoras 3D que continúan consumiendo energía incluso cuando no están en uso. Para determinar la configuración del sistema, se lleva a cabo un análisis de diversos micro controladores que podrían ser considerados. Además, se aplican criterios de dimensionamiento a cada uno de los aspectos clave del sistema. La evaluación global del sistema arroja resultados con un índice de éxito superior al 95% en cada uno de los aspectos evaluados. Además de su desempeño actual, el sistema posee la capacidad de ser mejorado y actualizado, ya que se emplean micro controladores programables.
Implementación de un algoritmo de aceleración del flujo óptimo de potencia (OPF) basado en aproximaciones lineales.
(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Velasco Avilés, Kevin Alexander; Pesantez Palacios, Gabriel Napoleón
En el presente proyecto de investigación se lleva a cabo la implementación de un algoritmo de aceleración del OPF basado en aproximaciones lineales, en el software AMPL. Se aborda una variedad de sistemas eléctricos, como IEEE de 14 barras, IEEE de 118 barras, el Sistema Nacional de Interconexión (SNI) ecuatoriano y el Sistema de Red Eléctrica IEEE PES 793 barras, el cual deben cumplir con las restricciones técnicas y operativas. El enfoque se basa en un algoritmo de aproximaciones lineales Sucesivas (ALS) que parte del Modelo de Inyección de Bus (BIM) en el análisis de flujo de energía. Posteriormente, se aplica este algoritmo a los sistemas mencionados mediante una modelación de relajación convexa, transformando así el problema en una serie ALS, esto permite acelerar el proceso de cálculo y obtener soluciones eficientes. Sin embargo, es importante tener en cuenta sus propias características y limitaciones del enfoque, realizando un análisis detallado para evaluar su desempeño en diferentes escenarios. Durante la ejecución, se recopilan datos de generadores, barras y líneas de transmisión del sistema eléctrico en estudio, estos datos son esenciales para establecer un modelo adecuado. Se emplean solucionadores como KNITRO7, IPOPT y CONOPT, que son capaces de resolver problemas de optimización. La evaluación y comparación de los resultados obtenidos validan la metodología implementada, garantizando que las soluciones cumplan con las restricciones técnicas y operativas del sistema el cual proporcionen un tiempo computacional satisfactorio.

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