Ingeniería Energética

Medición del factor de potencia del aislamiento como ensayo de diagnóstico en transformadores de 110 kV

RESUMEN El concepto de Mantenimiento Predictivo agrupa técnicas basadas en efectuar un seguimiento periódico o continuo del estado de un dispositivo, con el objetivo de predecir con cierta anticipación fallas incipientes en el mismo. Como parte esencial de esta actividad, se encuentran los ensayos de diagnóstico a las máquinas y equipos más importantes de una instalación. Se sabe que el factor de potencia del aislamiento, es un parámetro que brinda información valiosa sobre el estado del sistema aislante de las máquinas eléctricas en general y de los transformadores en particular. En este artículo se presentan los resultados de las mediciones de factor de potencia del aislamiento de tres transformadores de potencia de tres devanados de subestaciones de subtransmisión de 110/34,5/6,3 kV. Se aporta, como conclusiones, información que recomienda la intervención inmediata en alguno de los casos estudiados en evitación de salidas de servicio por averías.

ABSTRACT The concept of Predictive Maintenance includes techniques based on developing a periodic or continuous follow-up of the state of any device, for predicting faults with certain anticipation. As essential part of this activity, are the essays of diagnosis to the machines and most important equipments of an installation. It is known that the power factor of isolation, it is a parameter that offers valuable information of the state of the insulating system of the electric machines in general and of the transformers in particular. In this article the results of the measurements of power factor of isolation of three power transformers of three windings of sub-transmission substations of 110/34,5/6,3 kV are presented. Information that recommends the immediate intervention on some studied cases in avoidance of exits on duty by damages is given.

Simulación de convertidores de corriente directa mediante Python para mejorar el aprendizaje de la electrónica

ABSTRACT The objective of the article is to propose the educational application on DC - DC converters based on the free software Python, which allows the analysis, experimentation, demonstration and design of the functions of DC - DC converters. Among the results is the development of five design modules such as Buck, boost, buck-boost, cuk and flyback converters. Among its practical benefits 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 privately licensed, with a high acquisition cost, so its counterparts, in free license, allow a greater reach among students and specialists. For the processing and analysis of the information collected, the calculation of absolute and relative frequencies was used as a statistical method.

RESUMEN El objetivo del artículo es proponer una aplicación educativa sobre convertidores CD - CD basada en el software libre Python, que permite el análisis, la experimentación, demostración y diseño de las funciones de los convertidores CD - CD. Dentro de los resultados se encuentra el desarrollo de cinco módulos de diseño como son el convertidor reductor, elevador, reductor - elevador, cuk y flyback. 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, permiten un mayor alcance entre los estudiantes y especialistas a fines. Para el procesamiento y análisis de la información recopilada se utilizó como métodoestadístico el cálculo de las frecuencias absolutas y relativas.

Aprovechamiento en una caldera del vapor saturado seco proveniente de fuente externa

RESUMEN En el siguiente trabajo se realizó el estudio del comportamiento de una caldera de una termoeléctrica en un régimen complejo, fuera de diseño, ya que aprovecha la existencia de una fuente externa de vapor saturado y seco. Este vapor se sobrecalentará en el sistema de sobrecalentamiento del vapor de la misma. El análisis se realizó a partir de la adaptación del modelo del Cálculo Térmico Normativo en el cual se tiene experiencia. Comprobando los resultados del modelo ajustado con los regímenes de carga estipulados, se pasó a calcular el régimen complejo para las cargas máxima y mínima de la turbina y variando el aprovechamiento del vapor externo desde un 20% hasta un 5%, con intervalos de 5%, la sustitución del vapor principal a la turbina. Resultando que el consumo de combustible de la caldera es siempre menor en régimen complejo, que el consumo trabajando de forma habitual.

ABSTRACT The study of the behavior of a power plant boiler in a complex régime, outside of design, was carried out in this work. Since, it takes the advantage of an external source of dry saturated steam. This steam will be super heated in the super heating system of the boiler. The analysis was based on the adaptation of the Normative Thermal Calculation Model in which there is experience. Checking the results of the adjusted model with the stipulated load regimes, the complex regime was calculated for the maximum and minimum loads of the turbine and varying the use of external steam from 20% to 5%, with intervals of 5%, the replacement of the main steam to the turbine. Resulting in that the fuel consumption of the boiler is always lower in complex regime, than the consumption working normally.

Diferentes estrategias para sincronizar un nuevo Sistema de Almacenamiento con un horno de arco eléctrico

RESUMEN Mitigar las fuertes fluctuaciones de potencia activa en los hornos de arco eléctrico, durante el inicio y final de la fundición es crucial, pues amenaza la estabilidad de la frecuencia en Sistemas Eléctricos de Potencias débiles. El uso de un Sistema de Almacenamiento de Energía en Batería de baja capacidad energética puede ayudar a mitigar las fluctuaciones de potencia. Este documento tiene como objetivo presentar los resultados obtenidos sobre la aplicación de diferentes estrategias de sincronización con un Sistema de Almacenamiento de Energía en Bateríasde baja de capacidad energéticabajo dos clasificaciones (i) en modo rampa y (ii), filtros suavizadores. Utilizando MATLAB/SIMULINK (con licencia académica 41037228) se modeló las diferentes estrategias de sincronización y se determinaron sus ventajas y desventajas. Se concluye que la sincronización a través de un filtro pasa bajo es la variante más favorable para reducir la variabilidad de la potencia activa.

ABSTRACT Mitigating large active power fluctuations in electric arc furnaces at the start and end of the melting process is critical as it threatens the frequency stability of low power electrical systems. The use of a low-capacity battery energy storage system can help to mitigate the power fluctuations. This paper aims to present the results obtained on the application of different synchronization strategies with a low energy capacity Battery Energy Storage System under two classifications (i) in ramp mode and (ii) smoothing filters. Using MATLAB/SIMULINK (academically licensed 41037228) the different synchronization strategies were modeled, and their advantages and disadvantages were determined. It is concluded that synchronization through a low-pass filter is the most favorable variant for reducing active power variability.

Validación experimental para la estimación de las pérdidas en transformadores monofásicos y carga no lineal

RESUMEN Cuando se emplean transformadores monofásicos con derivación central en las redes de distribución, para dar servicio a cargas no lineales, estos suelen estar cargados de forma desigual entre los extremos del devanado secundario, haciendo que circule una corriente por el neutro con un contenido armónico elevado y, que las corrientes que circulan por ambas mitades del devanado secundario, sean distintas en amplitud y forma de onda. Para determinar con mayor precisión la influencia de la distorsión armónica en las pérdidas, se propone un modelo a partir del empleo de factores de pérdidas de distorsión promedio. Este modelo, fue validado mediante un esquema que combina cargas lineales y no lineales, para distintos valores de cargabilidad del transformador, obteniéndose que la diferencia entre las pérdidas calculadas y las medidas en el laboratorio no exceden el 5 % en ninguna de las pruebas realizadas, arrojando un error absoluto medio de 2,04 W.

ABSTRACT When single-phase center tapped transformers are used in distribution networks to serve non-linear loads, they are usually loaded unequally between the ends of the secondary winding, causing a current to flow through the neutral with a high harmonic content and, that the currents that circulate through both halves of the secondary winding are different in amplitude and waveform. To determine more precisely the influence of harmonic distortion on losses, a model is proposed using average distortion loss factors. This model was validated using a scheme that combines linear and non-linear loads, for different loadability values of the transformer, obtaining that the difference between the calculated losses and those measured in the laboratory does not exceed 5% in any of the tests carried out. yielding a mean absolute error of 2,04 W.

Una mirada matemática dentro de los Aerogeneradores de baja potencia

RESUMEN El aerogenerador de imán permanente es el elemento fundamental en el interior de las turbinas eólicas de pequeñas potencias, menores 3MW. El funcionamiento de los componentes internos de los aerogeneradores no es de usual manejo por los ingenieros eléctricos. Este trabajo tiene como objetivo mostrar el comportamiento dinámico de los aerogeneradores con generadores sincrónicos de imán permanente y convertidores de 3 etapas. Se presentan las ecuaciones que describen el comportamiento dinámico de cada una de las etapas que conforman el aerogenerador, comenzando por la turbina eólica de 3 paletas, que es una de las más eficientes en la actualidad, y terminando en el filtro pasivo necesario para su sincronización con el sistema de potencia. Utilizando las ecuaciones dinámicas obtenidas se hacen simulaciones de cada etapa por separado y se demuestran el funcionamiento de cada una de las partes y del conjunto.

ABSTRACT The permanent magnet wind turbine is the fundamental element inside small wind turbines with power ratings of less than 3MW. The operation of the internal components of wind turbines is little known by electrical engineers. This work aims to show the dynamic behavior of Permanent Magnet Synchronous Generators types with 3-stage converters. The equations that describe the dynamic behavior of each of the stages that make up the wind turbine are presented, starting with the 3-blade wind turbine, which is one of the most efficient at present, and ending with the passive filter necessary for its synchronization with the power system. Using the obtained dynamic equations, simulations of each stage are made separately and the operation of each of the parts and of the whole are demonstrated.

Optimización Combinatoria para el incremento de la eficiencia energética en el trasiego de fluidos no newtonianos

RESUMEN La presente investigación tuvo como propósito incrementar la eficiencia energética en el transporte de fluidos en la industria niquelífera mediante su modelaje y la resolución de un problema de optimización, donde los factores analizados son: contenido de sólidos, granulometría, composición química y temperatura, debido al escaso conocimiento de cómo estas variables influyen sobre la eficiencia energética de dicho equipamiento. A partir de estudios experimentales y mediante procedimientos estadísticos y estimadores se modela el comportamiento de los parámetros reológicos en función de la temperatura, contenido de sólidos y composición química. Se observa que las hidromezclas lateríticas presentan propiedades plásticas ajustándose a un modelo de Herschel Bulkley para plásticos reales. A partir de una apropiada discretización del modelo del sistema de bombeo de pulpa cruda y de la aplicación del procedimiento de optimización combinatoria se obtuvieron los parámetros de explotación de este sistema.

ABSTRACT The purpose of this research was to increase the energy efficiency in the transport of fluids in the nickel industry through modeling and solving an optimization problem, where the factors analyzed are: solids content, granulometry, chemical composition and temperature, due to the little knowledge of how these variables influence the energy efficiency of said equipment. Based on experimental studies and using statistical procedures and estimators, the behavior of the rheological parameters is modeled as a function of temperature, solids content and chemical composition. It is observed that the lateritic hydromixtures present plastic properties adjusting to a Herschel Bulkley model for real plastics. From an appropriate discretization of the raw pulp pumping system model and the application of the combinatorial optimization procedure, the exploitation parameters of this system were obtained.

Evaluación de la calidad del servicio eléctrico del cliente residencial mediante la aplicación de encuesta

RESUMEN Esta investigación tuvo como objetivo determinar la relación existente entre la calidad de servicio y la satisfacción del cliente en las redes de subtransmisión de la provincia de Santiago de Cuba en el año 2023; la investigación toma importancia y se hace necesaria dado que permite conocer los aspectos concernientes a la calidad de servicio y la satisfacción del contribuyente en las redes analizadas. El estudio es descriptivo, correlacional, con enfoque cuantitativo, el diseño fue no experimental, transversal, por medio de encuesta; la población estudiada estuvo constituida por un aproximado de 362,749 contribuyentes y una muestra aleatoria de 1,486 clientes, de acuerdo con los resultados se ha encontrado evidencia acerca de la existencia de una relación significativa y directa entre la calidad de servicio y la satisfacción del cliente, a pesar de que no ocurre lo mismo en los clientes más alejados o con menor umbral de calidad.

ABSTRACT The objective of this research was to determine the relationship that exists between service quality and customer satisfaction in the subtransmission networks of the province of Santiago de Cuba in the year 2023; The research becomes important and it is necessary to allow to know the worrying aspects of the quality of service and customers satisfaction in the networks analized. The study is descriptive, correlational with a quantitative approach, the design was non-experimental, cross-sectional, by a survey; The population studied was made up of an estimated 362,749 customers and finally a random sample of 1,486 clients was obtained. According to the results, it-is has founded evidence that there is a significant and direct relationship between service quality and customer satisfaction, although the same does not occur in clients that are more distant or have a lower quality threshold.

Una aproximación a la Infraestructura de Medición Avanzada en Redes Inteligentes

RESUMEN La Infraestrucutra Avanzada de Medición, es una plataforma que traspasa las fronteras de la generación, transmisión, distribución y comercialización de la energía de una empresa eléctrica. Incluye un cambio en la mentalidad de los consumidores y en el diseño de los equipos, dispositivos y aplicaciones utilizados por ellos. El uso en esta infraestructura de las tecnologías de la informática y las comunicaciones, la Internet de las cosas, así como los diferentes medios y plataformas de comunicaciones permitirán un verdadero control dinámico y en tiempo real del uso de la energía eléctrica. En el artículo de reflexión, se esboza una perspectiva para comprender las nuevas normas y disciplinas que inciden en el diseño tanto urbano como rural y, en general, en la vida social de los ciudadanos, relacionadas entre sí para alcanzar un uso eficiente de la energía y un cambio sustancial en la matriz energética del país.

ABSTRACT The Advanced Measurement Infrastructure is a platform that crosses the borders of the generation, transmission, distribution and marketing of electric company`s energy. Included a change in the mentality of consumers and in the design of equipment, devices and applications used by them. The use in the infrastructure of information technology and communications, the Internet of things, and different communications media and platforms, will allow true dynamic and real-time control of the use of electrical energy. In the reflection article, a perspective is sketched to understand the new norms and disciplines that affect both, urban and rural design and in general the social life of citizens, related to each other to achieve efficient use of energy and a substantial change in the country's energy matrix.