Tesis - Ingeniería en Electricidad
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- ItemDesarrollo 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 CarlosEl 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.
- ItemProyección 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, CarlosEl 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.
- ItemAnálisis 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 NapoleónEl 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.
- ItemMonitoreo 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 AlfonsoEn 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.
- ItemPlanificación de la expansión de la transmisión del sistema eléctrico ecuatoriano considerando repotenciación y reconfiguración de la red.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Ñacato Ibarra, Kevin Josue; Guamán, WilianEn este trabajo investigativo se implementa el modelo de reconfiguración y repotenciación para la solución al problema de expansión de la red de transmisión y así satisfacer la demanda futura de energía eléctrica del Sistema Nacional Interconectado de Ecuador, la aplicación de este modelo se realiza mediante el uso del lenguaje de modelado matemático AMPL. En primer lugar, se toma como caso de estudio el sistema de prueba de 6 barras de Garver (Garver_6Bus) para verificar el funcionamiento del modelo propuesto en un trabajo previo. Luego, se utiliza como caso de estudio el sistema eléctrico ecuatoriano denominado SNI_45Bus. Para obtener los parámetros de entrada del problema de optimización, se utiliza un sistema validado en el software DigSILENT PowerFactory. Luego se realiza una estimación de costos para obtener una aproximación de la inversión necesaria para construir las nuevas líneas de transmisión y así obtener una solución del problema de expansión al mínimo costo. Finalmente, se analizan los resultados obtenidos para tres casos de estudio: repotenciación, reconfiguración y combinación de repotenciación con reconfiguración. Los resultados permiten demostrar que los costos de inversión para la solución al problema de expansión de la red resultan inferiores si se considera únicamente repotenciación del sistema de transmisión existente.
- ItemImplementación 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, SecundinoEn 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
- ItemEstrategias para el dimensionamiento y ubicación de generación distribuida (GD) en sistemas eléctricos de distribución.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi, (UTC), 2023-08) Barrera Rojas, Ambar Jocabed; Ramirez Estrada, Geovanny Efrain; Pesantez Palacios, Gabriel NapoleónEn el presente documento se realiza la integración de generación distribuida (GD) en redes de baja tensión utilizando sistemas de configuración radial que operan en el rango de 220V-127V de la Corporación Nacional de Electricidad (CNEL EP Sucumbíos), con el propósito de evaluar el comportamiento de las variables eléctricas. Para abordar este tema, se llevó a cabo una revisión bibliográfica de los métodos determinísticos y metaheurísticos utilizados para determinar el dimensionamiento y ubicación de los sistemas de GD. Para el primer criterio, se seleccionan paneles fotovoltaicos con capacidades específicas de generación, considerando la alta disponibilidad de radiación solar en la región. Mientras que para la ubicación la metodología adoptada se basa en la implementación del algoritmo de Optimización de Enjambre de Partículas (PSO por sus siglas en ingles), el cual busca minimizar las pérdidas totales de los sistemas. La eficacia del método se valida a través de la comparación con el sistema IEEE de 34 nodos, obteniendo resultados congruentes con los presentados por J. Radosavljevic et al. en [68]. Finalmente, aplicar PSO permite mejorar la tensión en los nodos y disminuir el porcentaje de pérdidas del sistema. Sin embargo, se han identificado desafíos relacionados con la bidireccionalidad de flujos de potencia, lo que requiere una atención cuidadosa para garantizar la estabilidad del sistema.
- ItemImplementación 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 NapoleónEn 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.
- ItemPredicción 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 LeonardoEl 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.
- ItemRepotenciación 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 PaúlLa 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.
- ItemOptimización 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 IvánEste 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.
- ItemEvaluación 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 IvánEn 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.
- ItemImplementación 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, SecundinoEste 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.
- ItemDesarrollo 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 RobertoEste 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.
- ItemEvaluación del comportamiento de un sistema de almacenamiento Ongrid.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Paredes Paredes, Jhony Manuel; Proaño Maldonado, Xavier AlfonsoEl 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.
- ItemDesarrollo 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 AlfonsoEl 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.
- ItemEvaluación de la operación del sistema eléctrico ecuatoriano con integración de energías renovables no convencionales utilizando herramientas Open Source.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Vásquez Barba, Dennis Bayardo; Guamán Cuenca, Wilian PatricioEn el presente proyecto de investigación, se desarrolló el despacho económico del Sistema Nacional Interconectado con el objetivo de evaluar su operación, esto se realizó mediante la utilización de una herramienta computacional tipo Open Source denominada PowNet, diseñada para determinar el compromiso de unidades que minimiza los costos operativos y permitir la incorporación de fuentes de energía renovables no convencionales en el sistema eléctrico ecuatoriano. Para evaluar la operación se desarrolló un modelo reducido del sistema eléctrico ecuatoriano compuesto por 51 barras utilizando el software DigSILENT Power Factory. La simulación de la operación del sistema eléctrico se realizó utilizando un horizonte de planificación para todo el año, que incluyó 8760 horas. Se combinaron datos proporcionados por el Operador Nacional de Electricidad (CENACH), con datos generados a partir de técnicas de aproximación propias, que permitieron definir los parámetros del modelo de opimur ACIÓN que utiliza Pownet. Utilizando el solucionador Gurobi, se obtuvieron resultados para dos escenarios despacho hidrotérmicos y despacho con introducción de fuentes renovables variables. Finalmente, se realizó una comparación entre el despliegue realizados por Pownet y el CENACE para validar las soluciones obtenidas y concluir que la propuesta desarrollado este trabajo resulta una alternativa válida para evaluar el sistema eléctrico ecuatoriano.
- ItemAnálisis 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 NatalyEn 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.
- ItemEvaluación del comportamiento de la protección de distancia (21) considerando el efecto Infeed en diferentes escenarios de operación.(Ecuador : Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2023-08) Padilla Choca, Paola Jaqueline; Proaño Maldonado, Xavier AlfonsoEn el presente proyecto de investigación se analizó el comportamiento de la protección de distancia (21) en las líneas de transmisión Santo Domingo – Baba y Baba – Quevedo, ante el ingreso de los generadores conectados a la barra Baba, mediante el uso del software DigSilent Power Factory. En el proyecto se incorporó relés de distancia en los extremos de las líneas de transmisión Santo Domingo – Baba y Baba – Quevedo; la calibración de las protecciones se realizó sin considerar los generadores conectados a la barra Baba. Es así, que cuando ingresa un generador al sistema, la protección presenta problemas para actuar en la zona 2, pues donde antes podía reconocer las fallas hasta el 50% de distancia de la línea de transmisión, ahora el relé opera hasta el 45% y 33% en fallas trifásicas y monofásicas respectivamente. Finalmente, cuando se conectan dos generadores al SEP, la afectación que tiene el relé en su alcance de protección es mayor, porque en la zona de respaldo la protección cubre hasta el 41% y 25% de la L/T en fallas trifásicas y monofásicas respectivamente. Debido a la aportación de corriente generado por el efecto infeed, la sensibilidad de los relés disminuye ante condiciones de fallas. En consecuencia, esto provoca un sub alcance pues el relé mide las impedancias de las fallas a una distancia mayor de la ubicación real del punto de falla.
- ItemDesarrollo 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 NatalyEn 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.
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