Artículos - Ingeniería en Electricidad
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Artículos - Ingeniería en Electricidad by Title
Now showing 1 - 9 of 9
Results Per Page
Sort Options
- ItemAnálisis comparativo de consumo de energía en una estación de bombeo de agua con diferentes algoritmos de control voltaje/frecuencia(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2024-06-05) Elizalde Pin, Richard Armando; Macao Ortega, Jhon Anderson; Marrero Ramírez, SecundinoIntroducción: el propósito de este trabajo es presentar alternativas que permitan reducir el consumo de potencia eléctrica en una estación de bombeo mediante los diferentes algoritmos de control para incrementar la eficiencia en los sistemas de abasto de agua de riego al menor costo posible. Durante las diferentes pruebas efectuadas con algoritmos V/f, el control cuadrático en lazo abierto presentó un mejor rendimiento en términos de consumo de potencia para diferentes caudales. El estudio empleo métodos de investigación que incluye la recolección de información, análisis inductivo-deductivo y mediciones para evaluar los impactos en el consumo de potencia entre los diferentes algoritmos que se utilizaron, donde los resultados destacan que el control V/f cuadrático presenta una mayor confiabilidad en relación con la respuesta a perturbaciones. Este resultado no solo mejora el rendimiento del sistema, sino que también puede tener beneficios sustanciales en términos de costos operativos y sostenibilidad a largo plazo. Objetivo: evaluar el desempeño de diferentes algoritmos de control V/f para determinar su eficiencia en relación con la demanda de potencia en instalaciones de bombeo de riego a lazo abierto para reducir la complejidad y costo de sistema. Metodología: es una investigación aplicada y de campo con carácter cuantitativo y exploratorio, donde se hace la recopilación de datos obtenidos con procedimientos experimentales en una instalación de bombeo que permite evaluar diferentes tipos de control V/f con el uso de técnicas como la observación y el estudio causal comparativo, para establecer tendencias de consumo de energía con la aplicación del método inductivo para diferentes caudales de trabajo de una bomba centrífuga. Resultados: las pruebas realizadas en la estación de bombeo con diferentes algoritmos V/f de un variador de velocidad, revelan que el control cuadrático destaca por su eficiencia en el consumo de potencia y su capacidad para responder de manera más efectiva ante perturbaciones, además la reducción de caudal presenta una menor incidencia en el deterioro del factor de potencia en comparación con los otros controles evaluados. El error en estado estacionario en la respuesta de los controladores resulto similar y aceptable en todos los casos, pero la respuesta del algoritmo cuadrático es más rápida y al ser esto escalado a una instalación de bombeo de riego con flujo variable, ello conlleva a una reducción significativa del consumo de energía. Conclusión. el modo de control V/f cuadrático del variador SIEMENS 420 debido a su menor consumo de potencia y su capacidad para mejorar el rendimiento del sistema de bombeo y tiempo de respuesta puede ser utilizado en estaciones de abasto de riego con caudal variable, donde su implementación puede maximizar su eficiencia y reducir los costos operativos y de implementación, lo que hace de esto una opción favorable para el sistema de bombeo en instalaciones de riego en campos de múltiples invernaderos con diferentes requerimientos de caudal. Área de estudio general: Electricidad.
- Item“Análisis de calidad de energía en la cámara de transformación 2 de la Universidad Técnica de Cotopaxi”(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-03-20) Vargas Tocte, Luis Armando; Supe Sailema, Omar Luis; Pacheco Mena, Carlos FranciscoSe tiene por objetivo de investigación analizar la calidad de energía eléctrica en cámara de transformación II de la Universidad Técnica de Cotopaxi. Para el estudio se combina mediciones en tiempo real y un posterior análisis de histórico de datos recolectados a través de instrumentos de monitoreo en el tablero principal. Los datos obtenidos muestran patrones de perturbaciones causadas principalmente por cargas no lineales, el análisis de los armónicos de corriente impares revela un claro predominio del tercer armónico en las tres fases L1, L2 y L3, característica común en sistemas trifásicos con cargas no lineales. Las amplitudes de este armónico son especialmente significativas en L2 y L3. El contexto del encendido del generador refuerza la hipótesis que dicho equipo, o las cargas que alimenta, constituyen una fuente de distorsión armónica, estos datos son relevantes para la evaluación actual. Descriptores: electricidad; ingeniería eléctrica; industria eléctrica.
- Item“Análisis de Estabilidad Transitoria del Sistema Eléctrico Ecuatoriano Caso del Segmento Sur”(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-02) Pila Cajamarca, Darwin Mauricio; Quinatoa Caiza, Carlos IvánEl estudio tiene como objetivo identificar y evaluar los riesgos relacionados con posibles perturbaciones y contingencias dentro del Sistema Interconectado Nacional (SNI). Se analizan aspectos técnicos para determinar la capacidad del sistema para recuperarse rápidamente de tales eventos y mantener la continuidad del suministro eléctrico de manera segura. Para ello, se ha elegido una red del SNI, compuesta por generadores, transformadores, líneas de transmisión y cargas, utilizando datos de instituciones del sector eléctrico ecuatoriano. El estudio siguió una progresión que abarcó la recopilación de datos, el modelado de la red eléctrica, la verificación del modelo, los escenarios de estudio, las simulaciones de estabilidad transitoria y el análisis de resultados. Se estudiaron tres casos: simulación en estado estacionario, falla trifásica en la línea de transmisión entre el nodo 1 y 11, y apertura del Generador Termogas Machala. Los resultados mostraron que las líneas que conectan el bus Milagro 230 kV y CNEL Guayas – Los Ríos se encuentran al 83,5% de su carga total, lo que provoca congestión y un nivel de baja tensión de 0,9057 pu, cercano al límite inferior. En el nodo 8 (CNEL El Oro), el nivel de tensión es de 0,95443 pu, adecuado para la carga suministrada. Excepto en el nodo 12 (generador Perú), las variaciones de P y Q, así como la tensión y el ángulo, se estabilizan rápidamente en todos los nodos. En el nodo 12, estas variables presentan mayor variación y tardan más en estabilizarse.
- Item“Análisis de la Mitigación de Armónicos en una Microrred de energía Fotovoltaica para suministro a una Carga Electrónica”(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-04-04) Borja Culqui, Michael Steven; Salazar Achig, Edgar RobertoLos sistemas fotovoltaicos (SFV) son una alternativa clave para la generación de electricidad, aunque enfrentan problemas de calidad de energía debido a la distorsión armónica generada por los inversores implementados en estos sistemas. Por esta razón, este estudio aborda la mitigación de armónicos en una microrred alimentada por un SFV que suministra una carga electrónica. La microrred fue modelada en tiempo real en Innovación en Redes y Telecomunicaciones Cotopaxi utilizando redes neuronales para predecir armónicos con base en datos horarios de irradiancia y temperatura. Al comparar las mediciones del piranómetro MP-200 Apogee con datos del sitio web de la NASA se analizaron dos escenarios del sistema fotovoltaico: primero con y luego sin filtro sintonizado, validando posteriormente los resultados con un analizador de redes. Los resultados muestran que la implementación de un filtro pasivo doblemente sintonizado redujo la THD de voltaje de 10.87% a 1.55% y la THD de corriente de 40.80% a 1.42%, cumpliendo con el estándar IEEE 519-2014. Además, la red neuronal NARX logró una precisión del 95% en la predicción de armónicos, lo que demuestra la eficacia del enfoque para mejorar la calidad y la estabilidad de la energía de la microrred.
- Item“Análisis de la producción de energía eléctrica de un sistema fotovoltaico conectado a la red, considerando la fluctuación de la irradiación solar y la temperatura”(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-02) Cajilema Guaman, Kevin Andres; Salazar Achig, Edgar RobertoLa presente investigación muestra la influencia de la variación de la radiación solar y la temperatura en la generación de energía eléctrica en un sistema fotovoltaico conectado a la red, considerando las actuales normativas NEC-11 del país. Para abordar el problema, se utilizan datos reales del cantón Ventana, provincia de Los Ríos, Ecuador, y se emplea el método de Monte Carlo para completar los datos faltantes de los instrumentos de medición de radiación y temperatura. A continuación, se desarrolla una simulación en MATLAB Simulink que toma en cuenta la función de potencia de transferencia máxima, seguida de otra simulación en PVsyst para determinar la capacidad de producción de energía del sistema. Los resultados muestran que la red eléctrica suministra el 60.44 % de la demanda, mientras que el sistema fotovoltaico contribuye con el 39.56 %. Finalmente, el análisis de la generación de energía eléctrica, considerando los datos fluctuantes de radiación solar y temperatura en comparación con mantener este parámetro constante, muestra un aumento del 0.79 % en la generación del sistema fotovoltaico.
- Item“Aplicación de redes neuronales en el análisis de gases disueltos para el mantenimiento preventivo de transformadores de potencia.”(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-03) Moposita Telenchana, José David; Pujos Calapiña, Deysi Gabriela; Marrero Ramírez, SecundinoEl enfoque primordial de la investigación residía en el desarrollo de una herramienta de análisis, de gases disueltos presentes en transformadores, basada en redes neuronales y la norma IEEE C57-104, para la detección e interpretación de fallas. Esto permite contribuir al mantenimiento preventivo, ya que con la aplicación de este método ayuda a reducir hasta en un 90 % en la prevención de fallas El aprendizaje adquirido durante el entrenamiento se valida mediante la matriz de confusión, que abarca cuatro clases de diagnósticos: descargas de baja energía o alta energía, sobrecalentamiento y estado normal. Los resultados muestran una precisión del 94.4 %, con sensibilidad y especificidad del 100 %, y una exactitud del 92.5 %. Finalmente, se incorporó una interfaz de fácil accesibilidad para facilitar el trabajo del personal de mantenimiento.
- Item“Control de convertidores formadores de red con fuente de voltaje conectado al sistema eléctrico de distribución balanceada”(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-01-10) Romero Ushiña, Bryan Adrian; Salme Montaluisa, Kevin Alexander; Quinatoa Caiza, Carlos IvánEl estudio se centra en la gestión de convertidores formadores de red de fuente de voltaje (VSC) en sistemas eléctricos balanceados, esenciales para la incorporación de energías renovables como la solar y la eólica. Estos convertidores funcionan como generadores virtuales, brindando estabilidad en tensión y frecuencia frente a alteraciones. Se desarrollaron y ejecutaron estrategias de control avanzadas, que incluyen la aplicación de un control de inercia virtual (VSM), que replica el comportamiento dinámico de generadores sincrónicos convencionales. Se han creado modelos que incluyen un inversor vinculado a través de controladores, mejorando la calidad de energía distribuida y reduciendo los armónicos. Adicionalmente, se incorporaron sistemas de almacenaje por baterías y un panel solar con regulación MPPT, optimizando la eficiencia energética. Los hallazgos indican que estas tácticas potencian la estabilidad del sistema, disminuyen las oscilaciones y aseguran un funcionamiento, aportando de manera al avance de redes eléctricas y sostenibles.
- Item“Emulación de una Pila de Combustible PEM a partir de su Modelo Genérico y Polinómico mediante Simulink”(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2024-12-23) Camacho Diaz, José Luis; Marrero Ramírez, SecundinoEn este artículo se analiza la simulación de una pila de combustible PEMFC basada en sus características genéricas. Para lograr el objetivo planteado, se desarrolló un modelo de pila de combustible capaz de replicar sus características eléctricas, mostrando los modelos propuestos basados en aproximación polinómica y el modelo genérico. La validación de estos modelos propuestos consistió en realizar simulaciones utilizando convertidores y comparando los resultados con los producidos por el bloque de pilas de combustible de Simulink. La instancia de la pila de combustible se sometió a pruebas para reproducir el comportamiento eléctrico de la pila, sin los datos específicos asociados a la pila de combustible.
- Item“Impacto de la generación distribuida mediante sistemas fotovoltaicos de autoconsumo en circuitos urbanos”(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-02) Córdova Guamanquispe, Diego Fernando; Marrero Ramírez, SecundinoEn la actualidad, los sistemas eléctricos de distribución enfrentan desafíos significativos como pérdidas técnicas, sobrecargas en las líneas y la creciente demanda energética. Por tanto, se centró en analizar cómo una red urbana se incide la generación distribuida, priorizando la eficiencia operativa y el cumplimiento de normativas técnicas. El estudio abordó el comportamiento de algunos sistemas al integrar generación distribuida y satisfacer la demanda en sectores específicos, especialmente en condiciones de sobrecarga que afectan la confiabilidad del sistema. La metodología empleada incluyó el análisis de flujo de potencia, la modelación de circuitos equivalentes y simulaciones computacionales para evaluar diversos escenarios de la red. Los hallazgos muestran la posibilidad de realizar gestión equilibrada de las potencias para optimizar el uso de activos existentes y el fortaleciendo la planificación de la transmisión de energía. Este estudio destaca la importancia de incorporar generación distribuida y su viabilidad técnica en un alimentador. Ello contribuye a su vez a la sostenibilidad energética y a la implementación de estrategias para asegurar un suministro confiable y escalable, que permita un desarrollo sostenible de las ciudades con la inyección de potencia en contextos de alta demanda, la reducción de pérdidas de energía al acercar la generación de energía al consumidor en las redes de distribución.