Ingeniería Energética

EDITORIAL

Multivariate analysis of performance and emissions for internal combustion engines running with gasoline-ethanol blends

Recent years have shown an increasing interest in ethanol blending to gasoline fuel, as well as a rapid implementation of this kind of biofuels in countries like Colombia. Taking into account the lack of studies about performance and emissions characteristics for the local engines, and the fact that new biofuels policies are emerging using studies made for non-local conditions, a study is proposed in order to verify the real changes in those characteristics into the Colombian conditions. This article presents a performance and emission analysis when different independent variables act on two engines working with gasoline-ethanol blends up to 30 % of the latter. A set of dependent variables are introduced in order to verify the real statistical influence of independent variables. Results confirm trends reported by other authors; nevertheless, these tendencies are not always statistical representative, like in the case of ethanol concentration influence on combustion duration.

Los últimos años han mostrado un creciente interés en la mezcla gasolina-alcohol, así como una rápida implementación de este tipo de biocombustible en países como Colombia. Tomando en cuenta la falta de estudios sobre desempeño y emisiones para los motores locales, y el surgimiento de nuevas políticas utilizando como soporte estudios realizados en otros países, se propone verificar los cambios reales sobre esas características para las condiciones Colombianas. Este artículo presenta un análisis de desempeño y emisiones cuando diferentes variables independientes actúan sobre dos motores de combustión interna que trabajan con gasolina-etanol, con hasta 30 % en volumen de este último.Un grupo de variables dependientes es introducido para verificar la verdadera significancia estadística sobre las variables independientes. Los resultados confirman las tendencias reportadas por otros autores; sin embargo, estas tendencias no son siempre estadísticamente representativas, como el caso de la influencia de la concentración de etanol sobre la duración de la combustión.

Automatic of the line la Moza-Santa Clara

La línea de 110 kV Santa Clara - La Moza, ubicada en medio de la línea de enlace entre la hidroeléctrica Robustiano León (Hanabanilla) y la subestación Santa Clara 110 kV, es de gran importancia teniendo en cuenta que de la misma se obtiene la derivación de donde se alimenta la Subestación de 110/13,8 kV Gran Panel de nuevo tipo. La misma cuenta con un mecanismo de reenganche trifásico el cual no realiza de forma exitosa sus funciones, lo que trae afectaciones y dificultades a la hora de restablecer el sistema.En este trabajo se analizan las condiciones de operación de la región, así como la problemática de las automáticas instaladas proponiendo soluciones con el objetivo de lograr una operación eficaz ante las averías, sin que la hidroeléctrica Hanabanilla se pierda del Sistema Eléctrico Nacional y que no se pierda el suministro de energíaeléctrica a la subestación Gran Panel.

The 110 kV line Santa Clara - La Moza, which is located in the middle of the line of link between the hydroelectric Robustiano León (Hanabanilla) and the substation Santa Clara 110 kV, is of great importance considering that of the same one obtains the derivation where new type Gran Panel Substation 110/13,8 feeds. I thas a three-phase reclosing mechanism which does not perform his duties successfully, which brings affectations and difficulty the moment of restoring the system. In this work, the operating conditions of the region are discussed, as well as the problem of the automatics installed, and is proposing solutions in order to ensure effective operation before faults, without that the Hanabanilla hydroelectric loses the syncrhronism with the Electrical National System and supply the substation Gran Panel is not lost.

Mathematical model of a 4/2 switched reluctance motor in simulink

En el presente trabajo se creó un modelo matemático para el motor de reluctancia conmutada WEKA SR-30102 bifásico irregular de fabricación alemana utilizando la herramienta de diseño Simulink. Para la correcta descripción de los fenómenos eléctricos y mecánicos que ocurren dentro de la máquina se utilizaron las ecuaciones eléctricas y mecánicas, tomando en consideración las características no lineales del motor y la influencia a altas velocidades de fenómenos mecánicos. Dicho modelo se utilizó para la implementación de dos estrategias de control, dígase, control a lazo cerrado de la velocidad mediante modulación de ancho de pulso y con control por histéresis. Estas estrategias fueron aplicadas a un convertidor electrónico de potencia con una configuración 2q, que posteriormente aplica las señales de potencia al motor de reluctancia conmutada. Mediante la comparación de los resultados obtenidos en la simulación y de modo experimental se validó la precisión del modelo obtenido.

In the present paper a mathematical model for the WEKA SR-30102 switched reluctance motor was created using the Simulink development suite. In order to accurately model its behavior, the non-linearity of the motor was taken into account. The mathematical equations that describe the mechanical and electrical properties of the motor were used in order to accurately model the corresponding effects that occur inside the machine. Two different control strategies were created, that is, a closed loop using pulse width modulation and another one using hysteresis control. The mathematical model was validated comparing the experimental and the simulation results.

Simultaneous use of nanofillers and microfillers in the RTV SR used to coat insulators

En el presente trabajo se realiza un estudio sobre la influencia que tiene el uso conjunto de la nanosílice y la ATH como cargas en la goma de silicona vulcanizada a temperatura ambiente que se emplea actualmente en el aislamiento externo para cubrir aisladores de porcelana o vidrio. Este estudio se realiza comparando recubrimientos de silicona vulcanizada a temperatura ambiente que contienen como cargas conjuntamente nanosílice y ATH con otros recubrimientos que contienen estas cargas de manera independiente. Dicha comparación se realiza en cuanto a la resistencia a la erosión, la limitación de las corrientes de fuga en condiciones de niebla salina y la pérdida y recuperación de la hidrofobicidad. Los resultados de este trabajo muestran un mejor desempeño de los recubrimientos que contienen conjuntamente como cargas la nanosílice y la ATH que los recubrimientos que las contienen de manera independiente.

A study about the influence of joint use of nanosilica and ATH as fillers on room temperature vulcanized silicone rubber used in the outdoor insulation is carried out. This study is made by comparison between room temperature vulcanized silicone rubber coating with nanosilica and ATH as simultaneous fillers and room temperature vulcanized silicone rubber coating with nanosilica and ATH as independents fillers. The parameters of this comparison are: erosion resistance, circulation of leakage currents under salt fog conditions and hydrophobicity loss. The results of this work show a better development of room temperature vulcanized silicone rubber coating with nanosilica and ATH as simultaneous fillers than room temperature vulcanized silicone rubber coating with nanosilica and ATH as independents fillers.

Transmission Path Automated Planning in Electric Power System Restoration

La planificación de la restauración es una tarea muy importante en la operación de sistemas eléctricos de potencia. Un plan que reduzca la duración de la restauración, minimiza los impactos de los apagones en la economía y la sociedad.En este artículo se presenta un nuevo método basado en la planificación automática (PA) para restaurar la red de transmisión después de un colapso. En las primeras etapas de la restauración del sistema eléctrico de potencia es importante coordinar simultáneamente la secuencia de arranque de generadores (SAG) con la secuencia de energización de ramales (SER) para disminuir la duración de la restauración. Las formulaciones presentadas en este artículo se basan en acciones de PA, las cuales se concentran en la identificación de rutas de transmisión para la SER en coordinación simultánea con la SAG. Los resultados de las pruebas desarrolladas sobre el sistema IEEE39-Bus demuestran la eficiencia del algoritmo y la calidad de las soluciones obtenidas.

The restoration planning is a very important task in the operation of electric power systems. A plan which reduce the duration of the restoration, minimize the impacts of outages in the economy and the society. In this paper it is presented a new method based on automated planning (AP) to restore the transmission network after a blackout. In the early stages of electric power system restoration is important to coordinate simultaneously the generator start-up sequence (GSS) with the branches energization sequence (BES) to decrease the duration of the restoration. The formulations presented in this article are based on automated planning actions, which focus on the identification of transmission paths for the BE Sin simultaneous coordination with the GSS. The tests results de veloped on IEEE39-Bus system demonstrate the efficiency of the algorithm and the quality of the solutions obtained.

Modelling ofa solar collector for air heating

En este trabajo es desarrollada la modelación de un colector solar plano para calentamiento de aire operado con convección natural. El análisis del colector mediante balances de masa y energía no estacionarios aplicados a cada uno de los elementos componentes del colector permitió desarrollar un programa en Visual Basic que simula el comportamiento dinámico del colector ante variaciones de las condiciones de operación y variaciones de los parámetros de diseño (dimensiones del colector, tipo de material de cubierta y dimensiones, material de la placa absorbedora y sus dimensiones, eficiencia óptica y tipo y espesor de aislamiento). Los resultados muestran que el software puede ser empleado para el diseño de colectores para calentamiento de aire, además de poder ser empleado para obtener las temperaturas de cada componente del colector y el rendimiento térmico instantáneo. El software también ofrece los elementos para determinar la constante de tiempo que caracteriza la dinámica del colector.

In this paper the modeling of a flat solar collector for air heating was developed. This collector works with natural convection. The analysis of the collector was made using unsteady mass and energy balances applied to each component of collector. The equations were solved usinga Visual Basic code with the target to simulate the dynamics performance of the collector when the operating conditions and the design parameters are modified. The dimensions of the collector, the material and dimensions of the covert, the material and dimensions of the absorber plate, the optic efficiency and the type and thin of the insulator are the fundamentals design parameters that can be varied. The results of the simulation show that the software can be used for the design of collectors for heating air.Additionally, the software permits to determine the temperature of each component, the instantaneous efficiency of the collector and offers the elements to obtain the time constant that characterize collector dynamics.

Modeling energetic and operational of the boiler feed water system of a power plant

Se propone un modelo combinado basado en la implementación paralela de dos aproximadores funcionales, utilizando una red neuronal del tipo (MLP) y una regresión estadística, para la obtención de las características energéticas y de operación actual del Sistema de Agua de Alimentar Caldera (SAAC) en una Central Termoeléctrica (CTE), en la cual se regula el flujo de agua a la caldera por variación de velocidad. La respuesta del modelo combinado se obtiene a partir de la suma ponderada de cada aproximador funcional. Dicho modelo es utilizado para relacionar el consumo de corriente y la posición del variador de velocidad, en función de la presión de descarga y el flujo entregado por cada bomba del SAAC. Para el ajuste de los modelos se utilizan mediciones almacenadas en el archivo histórico del sistema SCADA, donde se aplica un método de procesamiento de datos para eliminar ruidos que pueden afectar el ajuste de los modelos propuestos.

Is proposed a combined model based on the parallel implementation of two functional approximators, using a neural network of the type (MLP) and a statistical regression to obtain the actual energetic and operation characteristics of the Boiler Feed Water System (BFWS) in a Power Plant, in which the water flow to the boiler is controlled by variation speed. The response of the combined model is obtained from the weighted sum of each functional approximator. This model is used to relate the current consumption and the position of the speed variator, in function of the discharge pressure and flow delivered by each pump of the BFWS. For the fit of the models is used save measurements of the historical file of the SCADA system, where is applied a data processing method to eliminating noise that can affect the fit of the models proposed.

Intelligent algorithm for evaluating the impact of the introduction of mass induction

El Ministerio de Electricidad y Energía Renovable de Ecuador (MEER) está implementando el plan nacional de cocción eficiente, en el paísy en la región Sur. El plan se basa en reemplazar las cocinas que usan gas licuado de petróleo (GLP) por cocinas eléctricas de inducción, estos cambios representan un aumento considerable en la demanda eléctrica del sector residencial. Los estudios de los sistemas eléctricos de distribución realizados permiten evaluarel comportamiento actual de las redes eléctricas y analizar futuros escenarios para poder determinar las mejoras de carácter técnico y organizativo que deben introducirse. Seelaboró un algoritmo genético especializado para evaluar el efecto que representa en los transformadores de distribución la introducción masiva de las cocinas de inducción, con vistas a resolver el problema de un crecimiento brusco de la demanda de energía, minimizando los costos de inversión en nuevos equipos de transformación.

The Ministry of Electricity and Renewable Energy of Ecuador(MEER) is implementing the national plan for efficient cooking in the southern region and the country. The plains based on replacing kitchens using liquefied petroleum gas (LPG) for induct ion cookers, representing an increase in electricity demanding the residential sector. Studies of electrical distribution systems made it possible to assess the current behavior of electrical networks and analyze future scenarios to determine improvements in technical and organizational measures to be introduced. A genetic algorithm to evaluate the effect on distribution transformers of the massive introduction of induction cookers, with a view to resolving the problem of a sharp growth in demand for energy while minimizing the costs of investment in new equipment was developed.