Ingeniería Eléctrica

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Validación de campo de las simulaciones MEF de un motor de inducción, ante fallas de cortocircuito entre espiras

Amaya Enciso, Martha Cecilia | 2012

En este trabajo de grado se abordará el estudio de cortocircuito entre espiras de una misma fase en un motor de inducción de pequeña potencia. Para realizar dicho estudio de modificó un motor existente del laboratorio de máquinas eléctricas de la Universidad del Valle; al cual se le repararon los devanados del estartor dejando dispuesto unos Tap´s en algunas de las espiras para realizar el cortocircuito entre ellas. Al motor se le practicaron las pruebas de vacío, rotor bloqueado y se obtuvieron los datos para el análisis y estudio. Posteriormente se simuló la máquina en el software FLUX 2D para diferentes casos. Por último, se hicieron las validaciones de los daos simulados confrontando con los datos experimentales.

Cálculo analítico mediante herramienta computacional de las pérdidas adicionales en el tanque de un transformador de distribución

Cadavid Ramírez, Héctor | 2012

Este trabajo, muestra el estudio de algunos métodos para cálculo analítico de pérdidas adicionales en el tanque de un transformador trifásico de distribución. La potencia disipada en este componente estructural, se debe a las corrientes Eddy originadas; por el campo magnético de dispersión de las cabezas de bobina y el campo generado por altas corrientes en los conductores que atraviesan la pared del tanque. Antes del cálculo de pérdidas, se determinó la intensidad de campo magnético incidente en el tanque, ya que el valor obtenido para esta variable establece la buena aproximación del cálculo al valor real. Luego de estudiar y caracterizar cada método de cálculo de pérdidas adicionales en el tanque, se implementaron los métodos de Turowski y Bidimensional, en una aplicación computacional. En esta aplicación, también se determinaron las pérdidas adicionales en los devanados con el fin de obtener las pérdidas adicionales totales. Los resultados obtenidos, se validaron en un transformador real. La hoja de cálculo realizada en Microsoft Excel, provee a fabricantes y reparadores de transformadores, una opción rápida y económica para estimar las pérdidas adicionales en el tanque, debido a que el enfoque 2D usado para el cálculo, arroja resultados aproximados según la validación realizada. Por lo tanto, es posible evitar recursos computacionales muy exigentes, y personal requerido para el modelado 3D, reduciendo costos

Sistema gráfico demostrativo de esquemas y disposición física de subestaciones eléctricas

Aponte Mayor, Guillermo | 2012

En este documento se describe el proceso de construcción del software SUBVIRT. En el primer capítulo, se muestran los conceptos generales acerca de las subestaciones. En el segundo capítulo, se describen cada una de las once configuraciones que estarán disponibles en el software, donde se muestran los esquemas y los criterios para realizar las secuencias de operación implementadas en SUBVIRT. En el tercer capítulo, se describe el proceso de diseño e implementación del software.

Gestión técnica de un banco para pruebas de envejecimiento acelerado a barras del estator de máquinas eléctricas rotativas

Óslinger Gutiérrez, José Luis | 2012

La presente investigación hace referencia a la gestión técnica del laboratorio que contiene el montaje para pruebas de envejecimiento acelerado a barras del estator de grandes máquinas rotativas y su contenido, acorde a lo requerido para una acreditación futura bajo normas colombianas vigentes y estándares asociados, con el enfoque a una prestación del servicio. La gestión técnica identifica algunas de las pautas que harán posible la certificación tanto del banco para pruebas de envejecimiento acelerado, como del lugar en el que éste será situado, definiendo características de seguridad industrial, salud ocupacional, la aplicación de los procedimientos propios de las pruebas y el registro de los resultados obtenidos de su aplicación

Análisis de viabilidad técnico-económica para la generación de energía eléctrica mediante el proceso de gasificación de biomasa.

Jaramillo, Guillermo Andrés | 2011

E n el presente trabajo se realiza un análisis técnico y económico de la generación de energía eléctrica distribuida mediante el proceso de gasificación del bagazo de caña de los pequeños trapiches, para ello primero se debe tener en cuenta una serie de criterios técnicos que requiere este proceso, con los cuales se termina la selección de los componentes del sistema de gasificación y su costo de capital. Con base a esto, se procede a determinar .la viabilidad económica del proceso de gasificación, para ello se debe recurrir a los métodos de evaluación económica o programas de simulación, para este caso de estudio se utilizo la herramienta computacional HOMER, la cual brinda la posibilidad de modelar diferentes microsistemas eléctricos y confrontarlos de acuerdo al concepto de Valor Presente Neto (VPN) y de esta forma determinar la viabilidad económica.

Revisión crítica del uso de las técnicas de control distribuido aplicadas en la operación de redes eléctricas de distribución.

Gómez Luna, Eduardo | 2020

El sistema eléctrico de potencia se encuentra en una transición energética acelerada; la aparición de redes inteligentes (RI's) y microrredes (MR's), la inclusión masiva de generación distribuida (GD), la digitalización de la infraestructura, la inclusión de prosumidores en el sistema y los nuevas tecnologías de la información y comunicación, requieren que las redes eléctricas del futuro adquieran nuevas arquitecturas y técnicas de control que le permitan acercarse a la automatización avanzada (ADA) y dar una operación óptima a la estabilidad del sistema de potencia, gestión económica y medioambiental, cumpliendo con los objetivos del ADA: telemando, reconfiguración automática, gestión de activos, localización de fallas y autosaneamiento. Por lo tanto, este documento presenta un panorama general sobre las técnicas de control distribuido en la operación de redes eléctricas de distribución, seleccionando referencias relevantes, estableciendo los desafíos y requerimientos técnicos, así como, ventajas, desventajas y retos que presenta la implementación de técnicas de control distribuido en la operación de redes eléctricas de distribución.

Revisión crítica de herramientas computacionales para la gestión de las redes eléctricas ante la incorporación de generación distribuida

Marlés Saenz, Eduardo | 2020

El sistema eléctrico de potencia colombiano se encuentra en una transición energética acelerada; la inclusión masiva de DER, el desarrollo e implementación de nuevas regulaciones, la digitalización de la infraestructura, la inclusión de prosumidores en el sistema y los nuevos modelos de negocios, requieren de nuevas herramientas que permitan al operador de red, la gestión, operación y control de sus activos de forma segura y confiable. Es por esta razón que la evaluación de herramientas computacionales que permiten gestionar las redes eléctricas modernas ayuda a tener una visión más clara de cuales herramientas pueden implementarse para administrar y controlar las características técnicas, operativas y económicas al contar con una alta penetración de DER. Por otra parte, las empresas de servicios públicos o agregadores deben considerar aspectos como: cuál es su finalidad, sus necesidades y especificaciones, el orden de prioridades y el referenciamiento como aspectos importantes al momento de la selección e implementación de este tipo de herramientas. Lo anterior con el fin de contrastar las características y beneficios ofrecidos por cada proveedor en este tipo de tecnologías. El presente trabajo de grado presenta una revisión y caracterización de herramientas computacionales para la gestión, operación y control de las redes eléctricas ante la incorporación de recursos energéticos distribuidos, siendo esto una necesidad actual de la industria.

Algoritmo para generar alternativas de gestión de carga en un usuario no regulado para un programa de respuestas de la demanda

Echeverry Ibarra, Diego Fernando | 2017

El presente trabajo de grado tuvo como propósito realizar un algoritmo que permitiera generar alternativas de gestión de carga en un usuario no regulado que conlleven a reducir el costo de energía eléctrica ante señales de precio de un programa de respuesta de la demanda. Para el cumplimiento de este objetivo se planteó, en primer lugar, hacer una revisión de los aspectos teóricos fundamentales de la Gestión de Carga con los diferentes métodos que permiten tener reducción de potencia en un momento determinado. En segundo lugar, se realizó un estudio de los diferentes programas de respuesta de la demanda que podían ser aplicados a un cliente no regulado. También se realizó una investigación para conocer los requerimientos e información necesaria de un usuario no regulado para participar en un programa de respuesta de la demanda y se revisó el caso de la empresa agregadora Meralco con el fin de tener un acercamiento a un programa real de respuesta de la demanda. Por último se realiza una propuesta para dar solución a la gestión de carga por parte un usuario no regulado aplicando una metodología de solución de problemas y una metodología para diseñar algoritmos. Se Construyó un caso hipotético basado en datos reales para probar el algoritmo y se probó el algoritmo para generar una alternativa bajo dos situaciones iniciales diferentes.

Implementación de un modelo de transformador trifásico para el estudio de ferroresonancia en transformadores conectados a través de cables subterráneos

Castro Aranda, Ferley | 2016

La ferroresonancia es un fenómeno oscilatorio que se puede presentar en un sistema eléctrico de corriente alterna, donde la forma de onda presenta irregularidades produciendo sobre voltajes, esto, como consecuencia de la interacción entre un condensador y un inductor con núcleo ferromagnético saturable. Debido a la necesidad de prevenir la aparición del fenómeno de ferroresonancia en transformadores, en especial en trasformadores de distribución. Se realiza el estudio e implementación del modelo del transformador trifásico 5 piernas para el análisis de ferroresonancia, con el fin de predecir su comportamiento y prevenir el suceso de este fenómeno, estableciendo los diferentes criterios que se pueden ejercer para mitigarlo. Se identifican los métodos y la metodología de estudio para la configuración redinterruptor-cable-transformador-carga, la parametrización del transformador 5 piernas. Puesto que es necesario llevar a cabo un análisis transitorio para obtener respuestas seguras del estudio la ferroresonancia, se construye el sistema eléctrico equivalente a resolver, se plantean los análisis matemáticos para su estudio y se analiza su comportamiento a través de simulaciones en el programa de computo ATP.

Implementación de estrategias de gestión de energía eléctrica en el prototipo de laboratorio EPSA Controller

Caicedo Bravo, Eduardo Francisco | 2016

El presente documento expone el desarrollo y los resultados del trabajo de grado “Implementación de estrategias de gestión de energía eléctrica en el prototipo de laboratorio EPSA Controller”, requisito para optar al título de Ingeniero Electricista de la Universidad del Valle en Cali Colombia. El proyecto desarrolla un sistema de gestión compuesto por ocho estrategias de control que permiten gestionar el prototipo de laboratorio EPSA Controller, mediante la supervisión y detección de clientes, niveles de iluminación, temperatura, consumo en espera, horarios de funcionamiento, tarifas variables y objetivos de consumo. La administración del sistema se efectuó sobre una interfaz gráfica de usuario que permite la configuración de los sistemas de gestión y las cargas asociadas a cada uno. Finalmente se realiza una validación de los algoritmos desarrollados mediante la simulación de los diez primeros días de Julio del 2016 utilizando un perfil de consumo base, el cual, puede ser generado por los usuarios.

Metodología para especificar un nuevo devanado del estator de un gran generador, caso Salvajina

Caicedo Delgado, Gladys Nayiver | 2015

La Central Hidroeléctrica Salvajina cuenta con una capacidad de 300 MVA, se encuentra localizada en el Departamento del Cauca a 440 km, al Sur-Occidente de Bogotá y a 60 km de la ciudad Cali, entró en operación comercial en el año de 1985. En este trabajo se realizó el estudio del cambio de devanado del generador de 100MVA de la Central Hidroeléctrica Salvajina con el fin de establecer una metodología para especificar un nuevo devanado de un gran generador, igualmente se muestran los estudios para el posible cambio de diseño del devanado y todas las pruebas necesarias para realizar un completo diagnostico del estado global del estator basándose en normas internacionales o metodologías aceptadas a nivel internacional. Se estudio las pruebas históricas realizadas al estator y su devanado para plantear el estado del estator y poder realizar un pliego de especificaciones técnicas basado en normas internacionales que garanticen la solución al problema raíz. Una vez realizado el diagnostico, se procede a elaborar el pliego de especificaciones técnicas exigidas por la Empresa de Energía del Pacifico S.A. (EPSA), por último se compara con el pliego de especificaciones tánicas garantizadas por el fabricante.

Análisis de la escala de señales transitorias usando transformada Wavelet para monitoreo en transformadores

Aponte Mayor, Guillermo | 2015

En el presente trabajo se desarrolló el análisis de señales transitorias en el domino de la escala usando transformada wavelet, en pruebas simuladas y reales en transformadores piloto y distribución. Las pruebas aplicando el método SRA (Análisis de respuesta en la escala) serán comparadas con los métodos DFT (Transformada discreta de Fourier) y CWT (Transformada Wavelet continua).

Dimensionamiento de un laboratorio de sistemas eléctricos avanzados para la Universidad del Valle

Echeverry Ibarra, Diego Fernando | 2015

En este trabajo de grado se presentan las características y requerimientos mínimos que se deben tener en cuenta en el diseño de detalle e implementación de un laboratorio que emule un sistema eléctrico avanzado. Para ello se consultaron artículos sobre la estructura de dieciocho laboratorios dedicados a realizar estudios de sistemas eléctricos, de los cuales se seleccionaron cinco para un estudio más detallado. Posteriormente se realiza una investigación sobre conceptos y tecnologías de las redes eléctricas avanzadas y micro-redes, con el fin de conocer los tipos de tecnologías que se deben integrar en la estructura del laboratorio. Gracias a esto se propone una topología para el laboratorio, se especifican las características de las etapas que se deben integrar en el laboratorio y se propone una distribución y disposición física de los módulos que componen las etapas. Finalmente se consultan proveedores de equipos que puedan suministrar soluciones a las necesidades definidas para el laboratorio de sistemas eléctricos avanzados y se realiza una cotización global sobre el costo de los módulos que componen cada solución. Con este proyecto se espera contribuir a la implementación de espacios de aprendizaje en la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica que permitan desarrollar competencias en la Concepción, Diseño, Implementación y Operación de Sistemas Eléctricos Avanzados.

Red neuronal perceptron multicapa para estimar curvas de secado en el aislamiento celulósico de los transformadores de potencia

Garcia Gomez, Diego Fernando | 2015

Los transformadores de potencia son elementos indispensables en los sistemas de potencia, que continuamente reciben humedad por distintas fuentes, la cual se aloja principalmente en sus aislamientos celulósicos, y por esto son sometidos periódicamente a procesos de secado. Para conocer la manera en que cambia la concentración de humedad del aislamiento (Curva de Secado) durante el secado, se puede emplear un modelo de difusión de humedad basado en la segunda ley de Fick y que puede ser resuelto mediante el método de elementos finitos (MEF). Para implementar un modelo MEF de difusión de humedad se debe tener un software especializado y saber manejar los parámetros del modelo. Por lo cual, en este trabajo de grado, se desarrolló una red neuronal Perceptrón Multicapa (MLP), para estimar la curva de secado de los aislamientos celulósicos de cartón prensado de transformadores de potencia. La red neuronal fue implementada mediante el software MATLAB. En este informe se mostrará la concepción de la red y cómo se realizó su entrenamiento; también se muestra la validación de la red, incluyendo un análisis estadístico de los resultados obtenidos en el proceso de validación.

Determinación de los requerimientos para la transformación de un generador de impulso de tensión en un generador de impulso de corriente

Castro Aranda, Ferley | 2019

El presente trabajo de grado presenta el estudio de la determinación de los requerimientos necesarios para transformar el Generador de Impulso de Voltaje de 1100 kV presente en el Laboratorio de Alta Tensión de la Universidad del Valle en un Generador de Impulsos de Corriente que amplíe la oferta de servicios del Laboratorio para realizar pruebas en Dispositivos de Protección contra Sobretensiones o Pararrayos. Para dar cumplimiento al objetivo se plantea una metodología que consiste en la apropiación con el GIV actual mediante estudio y simulación del mismo, y de igual forma con la teoría de funcionamiento del GIC. Se realiza un estudio del modelo circuital de los DPS y de la normatividad que rige la realización de pruebas en el mismo para definir el nivel de practicidad del Generador a implementar, y con estos temas abordados se procede finalmente a determinar los requisitos para transformar el GIV presente en un GIC incluyendo información sobre elementos necesarios que ya se posean y elementos por obtener para formar el circuito de generación de la onda estándar necesaria para llevar a cabo las pruebas mencionadas en los DPS

Acondicionamiento técnico de la prueba de envejecimiento termoeléctrico acelerado en el laboratorio de ensayo de bobinas "convergia"

Óslinger Gutiérrez, José Luis | 2019

Dada la necesidad del sector energético de ensayar barras/bobinas con el fin de determinar la vida útil del devanado del estator, el laboratorio de Máquinas Eléctricas Rotativas de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad del Valle realizó el proceso de acondicionamiento para lograr a futuro prestar el servicio de ensayo a bobinados, más específicamente en realizar la prueba de envejecimiento acelerado a barras/bobinas del estator tipo preformada y Roebel. Se presentan los aspectos técnicos que conllevan el envejecimiento del aislamiento, el procedimiento para realizar la prueba y el proceso de automatización y control de la prueba de envejecimiento termoeléctrico acelerado según la práctica recomendada IEEE STD 1043

Propuesta para banco de pruebas a celdas de combustible tipo membrana de intercambio protónico (PEMFC)

Lizcano Valbuena, William Hernando | 2017

Este trabajo presenta una herramienta tecnológica la cual se emplea para la trasformación de energía química en energía eléctrica de forma directa, esto a través de una celda de combustible. El presente trabajo se basó en una celda de baja potencia (1.2 kW). Se muestra además el desarrollo de la propuesta para un laboratorio para celdas de combustible tipo PEMFC, usando como equipo de medida, adquisición y almacenamiento de datos el módulo Nexa® Training system, todo esto basado en las norma internacionales IEC 62282-3-201 e IEC 62282-3-300.

Obtención de una base de datos con la información de voltajes y corrientes de cortocircuito para todos los posibles nodos de falla de un circuito

Caicedo Delgado, Gladys Nayiver | 2017

En este trabajo de grado se aborda el tema de ubicación de fallas en sistemas de distribución de energía eléctrica y se plantea ubicar los posibles puntos de falla, utilizando el modelo eléctrico del circuito de distribución Río Claro 13.2 kV, el cual se implementó en la herramienta computacional DIgSILENT PowerFactory. En el capítulo 1 se caracteriza el sistema de distribución Río Claro 13.2 kV, en el cual se presenta la cantidad y tipo de elementos que lo conforman. También se muestra en detalle el tipo y la configuración de los elementos de protección ubicados en el circuito. En el capítulo 2 se presentan los requerimientos y el procedimiento llevado a cabo para organizar la información de la Base de Datos de Instalación -BDI- del circuito de distribución y representarla como un modelo eléctrico en la herramienta computacional DIgSILENT PowerFactory En el capítulo 3 se presenta la metodología para la ubicación de falla propuesta en el trabajo de grado de maestría del Ing. Wilman J. Pisso T. y se especifica lo información que se utilizó para desarrollar este trabajo de grado. En el capítulo 4 se valida el modelo eléctrico del circuito de distribución en DIgSILENT PowerFactory mediante dos formas de simulación: flujo de potencia y cortocircuito. En el capítulo 5 se describe el Lenguaje de Programación de DIgSILENT PowerFactory -DPL- y la arquitectura de programación implementada para obtener de forma automática la base de datos con información de voltaje y corriente de cortocircuito para todos los posibles nodos de falla. En el capítulo 6 se presentan las conclusiones de este trabajo de grado y se proponen trabajos futuros.

Caracterización energética de un restaurante mediante la aplicación de la norma ISO 50001

Arcesio Palacios, Jairo | 2016

El Restaurante de la Universidad del Valle adscrito a la Vicerrectoría de Bienestar Universitario, ubicado en el Edificio 389 de la Sede Meléndez donde tiene su planta de producción, atiende cerca de 5000 personas diarias brindando cobertura a estudiantes, empleados y docentes, promoviendo el bienestar de la comunidad universitaria como misión principal. Acorde a esta misión y como parte de su plan de mejoramiento, se propone en este proyecto desarrollar una caracterización energética en su planta de producción utilizando el modelo de gestión integral de la energía, siendo este el primer paso en la planificación energética, que hace parte del plan de mejoramiento continuo inscrito en la norma ISO 50001:2011 Sistema de Gestión Energética. La caracterización se realizó mediante una identificación global del estado actual del Restaurante en cuanto a la administración y al uso eficiente de la energía vs producción, identificando las áreas de mayor consumo energético, usando herramientas de gestión como: encuesta cualitativa, diagnóstico de recorrido, diagrama general proceso energético productivo, diagrama de Pareto, gráficos de tendencia, entre otros y así evaluar cuánto, cómo, dónde y porqué se consume la energía conociendo la situación actual de acuerdo al consumo de energía vs producción. De esta manera se pudo determinar que tres áreas (áreas de arroz, vegetales y sopa) son el 20% de las áreas que consumieron el 80% del gas natural y dos áreas (Lava Loza y cuartos fríos) son el 20% de las áreas que consumieron el 80% de energía eléctrica del restaurante. Igualmente se determinó que actividades tradicionalmente normales en el restaurante en cuanto al uso y manejo de los equipos, no contribuyen a la reducción energética según la norma ISO 50001.

Desarrollo de software para mejorar la obtención de la respuesta en frecuencia en un transformador piloto energizado

Aponte Mayor, Guillermo | 2016

El trabajo de grado presentado trata acerca del desarrollo de una aplicación de software, para mejorar la obtención de la respuesta en frecuencia en un transformador piloto energizado. Dentro del estudio realizado se inicia con una recopilación de información acerca de las generalidades del método ¿Análisis de Respuesta en Frecuencia (FRA)¿, como base teórica del presente trabajo; en el que se incluye la descripción del método tradicional y las tendencias en instrumentación virtual para optimizar este método. Luego de esto se realiza una recopilación de las alternativas de software, para desarrollar la aplicación con instrumentación virtual, así pues con la información recolectada se realiza la selección del software, y posteriormente se describen sus principales herramientas y entorno de trabajo. Luego se realiza la descripción del desarrollo de la aplicación y se utiliza una herramienta computacional desarrollada en Matlab, para validar la aplicación hecha, además se realiza un análisis de los resultados obtenidos entre la aplicación desarrollada y la aplicación de Matlab. Por último se entregan conclusiones, trabajos futuros, y una guía de usuario para el manejo de la aplicación software.