Ingeniería Energética

Diagnóstico del estado de la Gestión de Lubricación en Grupos Electrógenos Fuel Oil

RESUMEN El objetivo del artículo es el diagnóstico de la gestión de la lubricación y los lubricantes de las centrales eléctricas fuel oíl del Oeste de La Habana. Se basó en la herramienta del Centro de Estudios de Ingeniería de Mantenimiento para evaluar el estado de dicha gestión, y se modificó mediante el consenso de expertos. La herramienta permitió identificar las deficiencias en la gestión de la lubricación y concebir estrategias que contribuyan al aumento de la disponibilidad de los activos físicos, así como, la disminución del consumo de energía, lubricantes y piezas de repuesto. Esto permite obtener ahorros significativos en la organización y reducir el impacto negativo al medio ambiente. Se identificaron un grupo de deficiencias, entre las que se destacan por su impacto negativo, la falta de capacitación en los temas de la gestión de la lubricación, y un inadecuado almacenamiento de aceites nuevos y la gestión de aceite usado.

ABSTRACT The objective of the article is the diagnosis of lubrication and lubricants management for fuel oil power plants at the West of Havana. It was based on the tool of the Center for Maintenance Engineering Studies to assess the status of such management, and was modified by consensus of experts. The tool made it possible to identify deficiencies in lubrication management and to develop strategies that contribute to increase the physical assets availability, as well as reducing the consumption of energy, lubricants and spare parts. This allows to obtain significant savings in the organization and reducing the negative impact on the environment. A group of deficiencies were identified, among which stand out for their negative impact, the lack of training in lubrication management issues, and inadequate storage of new oils and used oil management.

La eficiencia energética y el papel del mantenimiento en la misma

RESUMEN El problema de la energía y el ahorro energético se convierte hoy en un problema muy importante a tener en cuenta en el mundo. Las fuentes de energía son finitas, su correcta utilización se presenta como una necesidad del presente para que podamos disfrutar de ellas en un futuro. Practicar un empleo responsable e inteligente de la energía que consumimos es tarea de todos. En el presente artículo se expone el papel que el consumo más responsable e inteligente de la energía que consumimos es tarea de todos. Por todas estas razones hoy se hace indispensable el ahorro energético y la eficiencia energética. En el presente artículo se expone el papel que el mantenimiento puede y debe jugar en estos aspectos, lo cual motiva esta investigación. Se exponen detalladamente el papel que juega la auditoría energética, así como la metodología para analizar la eficiencia energética en los activos industriales.

ABSTRACT The problem of energy and energy saving, today becomes a very important problem to take into account in the world. The sources of energy are finite, and therefore, its correct use is presented as a necessity of the present, so that we can enjoy them in the future. To practice a responsible and intelligent consumption of the energy we consume is everyone's job. For all these reasons, today, energy saving and energy efficiency are indispensable. In this article it is exposed the role that maintenance can and should play in these aspects, wich becomes the reason for this investigation. It is exposed in detail the role of energetic auditory to analize energy consumption and also the methodology to evaluate the energetic efficiency on the industrial equipment’s.

Modelos de radiación solar a emplear en PowerFactory para la simulación de Sistemas Fotovoltaicos

RESUMEN La instalación de Sistemas Fotovoltaicos (SFV) en Cuba es cada vez mayor, por lo que contar con herramientas que permitan simular el comportamiento de estos sistemas es de gran ayuda. A través del programa Power Factory se puede simular la influencia de los SFV en el Sistema Electroenergético Nacional (SEN) y analizar el comportamiento de todas las variables de interés. No obstante, en la configuración de los SFV en Power Factory se desconocen los modelos matemáticos que mejor describen la radiación solar para nuestro país. Es por ello que se simuló un SFV que incluye las combinaciones de modelos de radiación global y difusa para hallar la variante que más se acerca al resultado obtenido en PV*SOL con el propósito de validar la mejor combinación de modelos para la realización de futuros trabajos. Se analiza el comportamiento diario de los resultados obtenidos y el factor de capacidad para asegurar la veracidad de los datos.

ABSTRACT The installation of Photovoltaic Systems (SFV) in Cuba is increasing. Therefore, having tools that allow the behavior of these systems to be simulated is of great help. Through the PowerFactory 15.1 program, it is possible to simulate the influence of the SFVs in the National Electroenergetic System (SEN) and analyze the behavior of all the variables of interest to ensure its correct operation. It happens that in the configuration of the SFVs in PowerFactory the mathematical models that best describe the solar radiation for our country are unknown. Solar radiation is broken down into a global component and a diffuse component. There are several models for each component, either global or diffuse. Simulations were made in PowerFactory with all possible combinations and they were compared in the same scenario with the data obtained in PV*SOL premium 2020 to validate the results obtained in PowerFactory.

Influencia de la interferencia electromagnetica sobre la señal del AUDIX V

RESUMEN La red eléctrica es una de las fuentes de interferencia electromagnética menos detectadas, pero provoca efectos adversos sobre el equipo médico que se encuentre en su radio de acción. El objetivo de este trabajo es analizar el efecto del campo magnético sobre la señal emitida por el equipo Audix V. Se utilizó un generador de campo magnético, un gaussímetro, un simulador de señales y un equipo Audix. La investigación se llevó a cabo, siguiendo una metodología desarrollada a partir de diferentes métodos encontrados en la literatura. Se obtuvieron capturas de pantalla de las señales emitidas por el Audix V con influencia visible en los parámetros que lo caracterizan al aplicar valores de campo incluso por debajo de los 3,77 µT permitidos por la IEC. Se concluyó que puede haber error en el diagnóstico debido a la deformación que provoca el campo electromagnético sobre las características de la señal.

ABSTRACT The electrical network is one of the least detected sources of electromagnetic interference, but it causes adverse effects on the medical equipment that is in its radius of action. The objective of this work is to analyze the effect of the magnetic field on the signal emitted by the Audix V equipment. A magnetic field generator, a gaussmeter, a signal simulator and an Audix equipment were transmitted. The research was carried out, following a methodology developed from different methods found in the literature. Screenshots of the signals emitted by the Audix V with visible influence on the parameters that characterize it were obtained by applying field values even below the 3.77 µT allowed by the IEC. It was concluded that there may be an error in the diagnosis due to the deformation caused by the electromagnetic field on the characteristics of the signal.

Inductancia Umbral Transitoria de un Convertidor Reductor para el Método de Espacio de Estados

RESUMEN En este trabajo se analiza el comportamiento del modelo en el espacio de estados del convertidor reductor bajo la condición de frontera entre el modo de conducción continuo y discontinuo. El modelo matemático que representa el convertidor, está desarrollado específicamente para el modo de conducción continua, y apoyándonos en este, es caracterizado su comportamiento dinámico cuando se acerca al punto umbral entre los modos de conducción. De esta forma es posible comprender los efectos que produce la proximidad al punto umbral sobre la respuesta del convertidor, cómo se comporta la respuesta transitoria y estable, lo que permite conocer si el comportamiento del modelo es parcial o totalmente utilizable. Como novedad, se determinas las condiciones limitantes del modelo con respecto a la operación cercana del punto umbral, entre conducción continua o discontinua y qué tipo de respuesta es la correcta en la simulación.

ABSTRACT This work present the behavior of the model in the state space of the buck converter under the boundary condition between the continuous and discontinuous conduction. The mathematical model of the converter is applies to only the continuous conduction mode, and his dynamic behavior is characterized when it approaches the threshold point between the conduction modes. It is possible to understand the effects produced by the proximity to the threshold point on the response of the buck converter, how the transient and stable response behaves, which allows knowing if the behavior of the model is partially or full usable. The novelty of this work is the abilities to determine if transient and stable response are valid, or only the stable operation is valid the process of the simulation.

Revisión de controladores de corriente para condiciones LVRT en un sistema fotovoltaico

RESUMEN La energía solar sigue siendo una de las mejores opciones disponibles entre las fuentes renovables de energía, ya que es abundante, limpia y confiable. Debido a la susceptibilidad del sistema fotovoltaico frente a fallas en la red, convencionalmente, el inversor fotovoltaico se desconectaría de la misma. Sin embargo, muchos países han implementado códigos de red para asegurar y regular la operación de los sistemas fotovoltaicos durante fallas en la red. Las tecnologías modernas han equipado a los inversores fotovoltaicos, entre otras cosas, con la capacidad de conducción de bajo voltaje (LVRT). En este documento se analizan los controladores de corriente para la inyección de corriente bajo condiciones de LVRT. Estos controladores se han clasificado en dos categorías principales: controladores lineales y los controles no lineales de corriente. Además, se ha presentado un análisis comparativo, discutiendo las ventajas y desventajas de estos esquemas de control.

ABSTRACT Solar energy remains one of the best renewable energy options available, as it is abundant, clean and reliable. Due to the susceptibility of the PV system to grid failure, conventionally, the PV inverter would shut down. However, many countries have implemented grid codes to ensure and regulate the operation of photovoltaic systems during grid failures. Modern technologies have equipped PV inverters with Low Voltage Ride Through (LVRT) capability. This document discusses current controllers for current injection under LVRT conditions. These controllers have been classified into two main categories: linear controllers and nonlinear current controls. In addition, a comparative analysis has been presented, discussing the advantages and disadvantages of these control schemes.

Electroluminiscencia de módulos de silicio policristalino

RESUMEN Se presenta la técnica de electroluminiscencia que permite realizar análisis cualitativos de la condición del módulo fotovoltaico, aplicada a la caracterización de módulos fotovoltaicos de silicio bajo distintas condiciones. Se detallan las ventajas y el rango de aplicabilidad de la técnica en dependencia del entorno en el cual se haga, las especificaciones técnicas de la cámara de electroluminiscencia y la metodología que se llevó a cabo para las caracterizaciones. Se presentan los resultados de la implementación de la técnica tanto en condiciones de laboratorio como en un sistema fotovoltaico instalado sobre cubierta. Como resultado de la aplicación de la técnica de electroluminiscencia se detectaron defectos como celdas con importantes roturas y micro-fracturas, desconexiones entre celdas; corrosión y fallas a lo largo de los contactos metálicos del módulo ocasionados por tensiones en los puntos de soldadura. Las micro-fracturas y las roturasson mucho más frecuentes que el resto de fallas detectadas mediante la electroluminiscencia.

ABSTRACT The electroluminescence technique is presented, which allows qualitative analysis of the condition of the photovoltaic module, applied to the characterization of silicon photovoltaic modules under different conditions. The advantages and the range of applicability of the technique are detailed depending on the environment in which it is done, the technical specifications of the electroluminescence camera and the methodology that was carried out for the characterizations. The results of the implementation of the technique both in laboratory conditions and in a photovoltaic system installed on a roof were presented. Defects were detected such as cells with significant breaks and microcracks; disconnections between cells; corrosion and shunt failures along the fingers caused by stresses in the welding points. Microcracks and breaks are much more frequent than the rest of the faults detected by electroluminescence.

Propuesta de mejora tecnológica para el enfriamiento-calentamiento de Vinazas y Saccharomyces en fábrica de Torula

RESUMEN En la fabricación de levaduras obtenidas por fermentación, es de vital importancia controlar los parámetros de proceso, pues existen factores físico-químicos como el oxígeno, el pH y la temperatura, que afectan el rendimiento en el proceso de fermentación. En tal sentido, es objetivo del presente estudio, evaluar tecnológica, económica y ambientalmente la propuesta de mejora tecnológica presentada para el enfriamiento-calentamiento de Vinaza-Saccharomyces en la fabricación de levadura Torula. Para dicha evaluación se presentó la metodología de cálculo y se asumieron algunas apreciaciones. Inicialmente se informó a la dirección de la empresa la propuesta de mejora y después se evaluó la misma. Como resultado, se presentó un informe de resultados y la implementación de la misma permitió lograr la temperatura necesaria para el proceso de fermentación y una reducción en el sobreconsumo de agua de 23 800 m3/año con un ahorro de 19 992 CUP/año.

ABSTRACT In the manufacture of yeasts obtained by fermentation, it is vitally important to control the process parameters, since there are physical-chemical factors such as oxygen, pH and temperature, which affect the performance of the fermentation process. In this sense, the objective of this study is to evaluate the technological, economic and environmental improvement proposal presented for the cooling-heating of Vinasse-Saccharomyces in the manufacture of Torula yeast. For this evaluation, the calculation methodology was presented and some appraisals were assumed. Initially, the improvement proposal was informed to the management of the company and then it was evaluated. As a result, a results report was presented and its implementation allowed to achieve the necessary temperature for the fermentation process and a reduction in overconsumption of water of 23,800 m3 / year with a saving of 19 992 CUP / year.

Análisis de la DG en una red eléctrica en Angola basado en el sistema IEEE 14-bus

RESUMEN La Generación Distribuida (DG) se convirtió en la principal inversión de los sistemas energéticos en todo el mundo. Los estudios que se aplican en DG a los países subdesarrollados han demostrado la importancia de aportar soluciones y fomentar el uso de energías renovables a pequeña escala, minimizando las pérdidas en la red energética además de aumentar la seguridad energética a través de la diversificación de las fuentes de generación. Por lo tanto, este trabajo analiza el impacto de DG en un sistema energético real en Angola basado en la prueba IEEE 14-bus, utilizando el software Matlab / Simulink, realizando el análisis del sistema con el apalancamiento de DG, principalmente en situaciones de contingencia. Como resultado se observó que, a pesar de proporcionar un aumento en la capacidad de generación, el inserto DG en la red de distribución provoca cambios en el voltaje del sistema de corte debido al cambio en los flujos activos y reactivos. La situación crítica se detecta cuando hay máxima generación en propagación con carga mínima, pueden producirse modificaciones desequilibradas en los niveles de bus de corte, así como influir en una recuperación del sistema cuando se encuentra en una situación de contingencia. Este documento tiene el objetivo de proporcionar estudios iniciales sobre el impacto causado por la introducción de DG en un sistema energético en Angola, para mostrar las necesidades de preparar el sistema para recibir esta nueva tecnología en colaboración con el desarrollo del país.

ABSTRACT Distributed Generation (DG) has become the main investment of power systems worldwide. This work analyzes the impact of DG on a power system in Angola based on the IEEE 14-bus test, using Matlab/Simulink software. As a result, it was noticed that, despite the increase in the generation capacity, DG causes changes in the voltage of the cutting system due to the change in the active and reactive flows. The critical situation is detected when there is maximum generation in scattering with minimum load, and unbalanced changes may occur in the shear levels of the bars, as well as influencing the recovery of the system when subject to a contingency situation. This work aims to provide initial studies on the impact caused by the introduction of DG in Angola, to show the need to prepare the system to receive this new technology in collaboration with the development of the country.

Introducción de sistema de captura de biogás en el relleno sanitario de la ciudad de Portoviejo

RESUMEN El objetivo del trabajo consiste en analizar la posible introducción de un sistema de captura de biogás en el relleno sanitario de la ciudad de Portoviejo, con el fin de su utilización para la generación de energía eléctrica, de modo que se consiga reducir el impacto ambiental y se logre aportar energía al sistema eléctrico del territorio. Para el cálculo de la producción de biogás se empleó el Modelo Mexicano de Biogás versión 2.0, desarrollado por SCS Engineers bajo acuerdo con el programa Landfill Methane Outreach (LMOP) de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA). Se concluye que una inversión encaminada a lograr una gestión ambientalmente adecuada de los residuales sólidos, que se depositan en el relleno sanitario de la ciudad de Portoviejo puede ser viable desde el punto de vista energético, ambiental, económico y socialmente útil para el territorio.

ABSTRACT The objective of the work is to analyze the possible introduction of a biogas capture system in the sanitary landfill of the city of Portoviejo, in order to use it to generate electricity, so as to reduce the environmental impact and it is possible to provide energy to the electrical system of the territory. For the calculation of biogas production, the Mexican Biogas Model version 2.0 was used, developed by SCS Engineers under agreement with the Landfill Methane Outreach program (LMOP) of the United States Environmental Protection Agency (USEPA). It is concluded that an investment aimed at achieving an environmentally adequate management of solid waste, which is deposited in the sanitary landfill of the city of Portoviejo, can be viable from the energetic, environmental, economic and socially useful point of view for the territory.

Potencialidades de la aplicación OPEDU para el estudio de los amplificadores operacionales

RESUMEN El presente trabajo tiene como objetivo proponer la aplicación educativa libre sobre amplificadores operaciones(OpEdu), en su versión 0.5, basada en el software libre Scilab, que permite el análisis, la experimentación, demostración y diseño de las funciones de los amplificadores operacionales. Dentro de los resultados obtenidos se encuentran el desarrollo de siete módulos de diseño como son el amplificador inversor, amplificador no inversor, amplificador diferencial, amplificador sumador y convertidor de tensión - corriente. La aplicación va dirigida a la enseñanza de la ingeniería específicamente de los amplificadores operacionales, entre sus utilidades prácticas se encuentran que los estudiantes sean capaces de realizar independientemente sus propios experimentos y diseños en un ambiente seguro y contribuir al desarrollo nacional de aplicaciones informáticas libres. Este tipo de software es generalmente de licencia privada, con un alto costo de adquisición, por lo que sus semejantes, en licencia libre, permite un mayor alcance entre los estudiantes y especialistas a fines.

ABSTRACT The objective of this work is to propose the free educational application on operational amplifier (OpEdu), in its version 0.5, based on the free software Scilab, which allow the analysis, experimentation, demonstration and design of the functions of operational amplifiers. Among the results obtained are the development of seven design modules such as the inverting amplifier, non-inverting amplifier, differential amplifier, summing amplifier and voltage-current converter. The application is aimed at teaching engineering, specifically operational amplifiers, among its practical uses are that students are able to independently carry out their own experiments and designs in a safe environment and contribute to the national development of free computer applications. This type of software is generally licensed privately, with a high acquisition cost, so that its peers, in free license, allows a greater reach among students and specialists for purposes.

Caracterización del Vehículo Eléctrico Aries C2, de la Empresa MINGHONG

RESUMEN El incremento porcentual de los vehículos de propulsión eléctrica en la matriz automotora a nivel mundial, y su necesaria introducción en Cuba impone la necesidad de disponer de toda la información técnica detallada para el soporte y mantenimiento de los sistemas eléctricos de los mismos, debido a que muchos de esos servicios dejan de ser aplicados por la falta de documentación. Por ese motivo, en el presente trabajo se define como objetivo principal la realización de una descripción técnica completa del funcionamiento de los sistemas eléctricos del vehículo Minghong, modelo Aries C2, así como los principales diagramas esquemáticos. Los aspectos detallados abarcan las etapas de potencia, sus correspondientes sistemas de control, y las interconexiones entre estos. De las mediciones realizadas, se presentaron varias formas de onda obtenidas en el cargador y el controlador del motor. Con estos resultados, se dispuso de un conocimiento detallado del funcionamiento de este medio de transporte, para futuras reparaciones, no solo en el modelo mencionado, sino en otros que circulan en el país basados en una tecnología similar.

ABSTRACT The percentage increase of electric propulsion vehicles in the automotive matrix worldwide, and their necessary introduction in Cuba, imposes the need to have all the detailed technical information for the support and maintenance of their electrical systems, since many of these services are no longer applied due to the lack of documentation. For this reason, the main objective of this work is defined as the realization of a complete technical description of the operation of the electrical systems of the Minghong vehicle, model Aries C2, as well as the main schematic diagrams. The detailed aspects cover the power stages, their corresponding control systems, and the interconnections between them. From the measurements performed, several waveforms obtained at the charger and motor controller were presented. With these results, a detailed knowledge of the operation of this means of transport was obtained, for future repairs, not only in the mentioned model, but in others that circulate in the country based on a similar technology.

Casos de estudio de diagnóstico por SFRA a dos transformadores de potencia de tres devanados

RESUMEN El diagnóstico de los transformadores ha sido un tema al que se ha prestado mucha atención debido a la importancia que reviste en el fin de aumentar el tiempo de vida y la calidad de la explotación de los mismos. Existen publicaciones sobre técnicas cuyos objetivos son predecir el estado de estas máquinas. Una de las pruebas que se emplea para diagnosticar, defectos mecánicos en estos equipos, es el “Análisis de Respuesta al Barrido de Frecuencia” (SFRA). En este artículo se presentan los ensayos de SFRA realizados a dos transformadores de tres devanados en subestaciones de subtransmisión. Se hace un análisis de cada caso a partir de las repuestas y resultados obtenidos, constatándose que en las descripciones de los patrones de respuestas de SFRA que hacen las normas para los modos de falla, se aprecia ambigüedad y se hace difícil discriminar entre un modo de falla, otro o percibir si hay más de uno presente.

ABSTRAC The diagnosis of transformers has been a subject to which much attention has been paid due to the importance it has in order to increase their life time and the quality of their exploitation. There are publications on techniques whose objectives are to predict the state of these machines. One of the tests used to diagnose mechanical defects in this equipment is the "Sweep Frequency Response Analysis" (SFRA). This article presents the SFRA tests carried out on two three-winding transformers in subtransmission substations. An analysis of each case is made based on the answers and results obtained, confirming that in the descriptions of the SFRA response patterns that make the standards for failure modes, there is ambiguity and it is difficult to discriminate between a mode of fails, another or perceive if more than one is present.

Las Oscilaciones de Potencia y sus retos a las protecciones de distancia en Cuba

RESUMEN Actualmente no se conocen las principales afectaciones que introducen las oscilaciones de potencia en los relés de distancia más utilizados en el Sistema Eléctrico de Potencia (SEP) de Cuba. Este trabajo aborda las principales características de las oscilaciones de potencia en los (SSEEPP) y su impacto sobre el correcto funcionamiento de los relés de distancia (21/21N Código ANSI) más empleados en el (SEP) cubano, para lo cual se acude a la simulación matemática. Se analizan los principales métodos de bloqueo y desbloqueo de los relés de protección (21/21N). En las simulaciones se confirmó que el método de bloqueo contra oscilaciones es efectivo en todas las tecnologías analizadas (Relés de distancia Siemens, MICOM y NR) con las particularidades de cada fabricante. Por otro lado, se observó que los métodos de desbloqueo de cada uno de los relés poseen dificultades cuando se presenta un cortocircuito simétrico durante una oscilación de potencia.

ABSTRACT Currently, the main effects introduced by power oscillations in the most used distance relays in the Electric Power System (SEP) of Cuba are not known. This work deals with the main characteristics of the power oscillations in the (SSEEPP) and its impact on the correct operation of the distance relays (21/21N ANSI Code) most used in the Cuban (SEP), for which we turn to the mathematical simulation. The main blocking and unblocking methods of protection relays (21/21N) are analysed. In the simulations it was confirmed that the oscillation blocking method is effective in all the analyzed technologies (Siemens, MICOM and NR distance relays) with the particularities of each manufacturer. On the other hand, it was observed that the unlocking methods of each of the relays have difficulties when a symmetrical short circuit occurs during a power oscillation.

Obtención del mejor punto de conexión de parques fotovoltaicos en redes de distribución radiales

RESUMEN El uso de las fuentes renovables de energía se ha incrementado exponencialmente a nivel mundial. Cuba ha implementado un plan hasta el 2030 donde las fuentes renovables juegan un papel fundamental dentro de la matriz energética nacional. La política con respecto a la instalación de centrales fotovoltaicas ha sido conectar pequeñas centrales de hasta 5 MW, principalmente en redes de distribución. En este trabajo se diseñó un algoritmo de optimización para instalar centrales fotovoltaicas en redes de distribución radiales. El algoritmo resuelve el problema a través de un flujo de carga combinado con un modelo de asignación N-P completo. El objetivo del algoritmo es obtener los mejores puntos para la conexión de n centrales fotovoltaicas en m nodos de una red de distribución eléctrica radial de modo que se minimicen las pérdidas totales de potencia activa o la desviación de tensión de la red. Universidad Tecnológica de La Habana, José Antonio Echeverría.

ABSTRACT The use of renewable energy sources has increased exponentially worldwide. Cuba has implemented a program until 2030 where renewable sources play a fundamental role within the national energy matrix. The policy regarding the installation of solar plants has been to connect small plants of up to 5 MW, mainly in distribution networks. In this work an optimization algorithm is developed to identify the best connection points of small solar plants in distribution networks. The algorithm solves the problem through a power flow combined with a full N-P allocation model. The goal of the algorithm is obtaining the best points to connect solar plants in buses of a radial distribution network at to minimize total active power losses or the deviation of voltage profile.