Procedimiento para la evaluación de la calidad de la energía en industrias con cargas eléctricas variables no lineales
En este documento se propone un procedimiento para la evaluación de calidad de la energía en industrias donde predominan cargas eléctricas variables no lineales. La investigación se origina por el incremento de los problemas de calidad de la energía en los sistemas eléctricos industriales y a la fal...
- Autores:
-
Zambrano Mejía, Andrés Felipe
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- Corporación Universidad de la Costa
- Repositorio:
- REDICUC - Repositorio CUC
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- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11323/9654
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- Palabra clave:
- Calidad de la energía
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En este documento se propone un procedimiento para la evaluación de calidad de la energía en industrias donde predominan cargas eléctricas variables no lineales. La investigación se origina por el incremento de los problemas de calidad de la energía en los sistemas eléctricos industriales y a la falta de una herramienta para el análisis de estos problemas, que consideren las características de las cargas eléctricas variables no lineales, y factores relacionados como la puesta a tierra y el análisis termográfico. El procedimiento consta de nueve pasos secuenciales que van desde el diagnóstico del sistema hasta las propuestas de soluciones, incluyendo aspectos normativos, técnicos y organizacionales, además contempla la posibilidad de mejora continua. En vía su obtención se identificaron los requerimientos para la evaluación de la calidad de la energía en sistemas eléctricos industriales, posteriormente, se describió el procedimiento y finalmente, se validó en una industria. La industria objeto de estudio se caracteriza por el predominio de grandes máquinas herramientas e iluminación LED con características no lineales y variables. La industria presentaba daños en tarjetas electrónicas, desconfiguración de procesos, disparos inesperados de protecciones eléctricas, quema de cables de tierra y bajo factor de potencia. Como resultado, se identificó que las causas de las afectaciones eran las variaciones en la tensión y la frecuencia, altos niveles de armónicos de tensión y corriente, así como, empalmes defectuosos en las barras de puesta a tierra, oxidación en los tornillos de conexión y estructuras sin aterrizar. Como soluciones, se propuso la instalación de UPS, la revisión del sistema de puesta a tierra y la instalación de filtros activos. En el caso de estudio se demostró la viabilidad del procedimiento como herramienta efectiva para la evaluación de calidad de la energía en industrias donde predominan cargas eléctricas variables no lineales. |
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La investigación se origina por el incremento de los problemas de calidad de la energía en los sistemas eléctricos industriales y a la falta de una herramienta para el análisis de estos problemas, que consideren las características de las cargas eléctricas variables no lineales, y factores relacionados como la puesta a tierra y el análisis termográfico. El procedimiento consta de nueve pasos secuenciales que van desde el diagnóstico del sistema hasta las propuestas de soluciones, incluyendo aspectos normativos, técnicos y organizacionales, además contempla la posibilidad de mejora continua. En vía su obtención se identificaron los requerimientos para la evaluación de la calidad de la energía en sistemas eléctricos industriales, posteriormente, se describió el procedimiento y finalmente, se validó en una industria. La industria objeto de estudio se caracteriza por el predominio de grandes máquinas herramientas e iluminación LED con características no lineales y variables. La industria presentaba daños en tarjetas electrónicas, desconfiguración de procesos, disparos inesperados de protecciones eléctricas, quema de cables de tierra y bajo factor de potencia. Como resultado, se identificó que las causas de las afectaciones eran las variaciones en la tensión y la frecuencia, altos niveles de armónicos de tensión y corriente, así como, empalmes defectuosos en las barras de puesta a tierra, oxidación en los tornillos de conexión y estructuras sin aterrizar. Como soluciones, se propuso la instalación de UPS, la revisión del sistema de puesta a tierra y la instalación de filtros activos. En el caso de estudio se demostró la viabilidad del procedimiento como herramienta efectiva para la evaluación de calidad de la energía en industrias donde predominan cargas eléctricas variables no lineales.This document proposes a procedure for the evaluation of power quality in industries where nonlinear variable electrical loads predominate. The research originates from the increase in power quality problems in industrial electrical systems and the lack of a tool for the analysis of these problems, which considers the characteristics of non-linear variable electrical loads, and related factors such as the grounding and thermographic analysis. The procedure consists of nine sequential steps that go from the diagnosis of the system to the proposals for solutions, including regulatory, technical and organizational aspects, and also contemplates the possibility of continuous improvement. On the way to obtaining it, the requirements for the evaluation of the quality of energy in industrial electrical systems were identified, later, the procedure was described and finally, it was validated in an industry. The industry under study is characterized by the predominance of large machine tools and LED lighting with non-linear and variable characteristics. The industry presented damage to electronic cards, misconfiguration of processes, unexpected tripping of electrical protections, burning of ground cables and low power factor. As a result, it was identified that the causes of the effects were variations in voltage and frequency, high levels of voltage and current harmonics, as well as defective splices in the grounding bars, oxidation in the connection screws and ungrounded structures. As solutions, the installation of UPS, the review of the grounding system and the installation of active filters were proposed. In the case study, the viability of the procedure was demonstrated as an effective tool for the evaluation of energy quality in industries where non-linear variable electrical loads predominate.Lista de tablas y figuras 9 -- Introducción 12 -- Planteamiento del problema 14 -- Justificación 16 -- Objetivos 18 -- General 18 -- Específicos 18 -- Aspectos metodológicos 19 -- Capítulo 1: Requerimientos para la evaluación de problemas de calidad de la energía en SEIs 21 -- Concepto de calidad de la energía eléctrica 21 -- Antecedentes de estudios de calidad de la energía 22 -- Perturbaciones de calidad de la energía 30 -- Análisis de tensión 31 -- Análisis de contenidos armónicos 33 -- Análisis de carga 35 -- Análisis del factor de potencia 35 -- Análisis de frecuencia 35 -- Flickers o parpadeo 36 -- Indicación de eventos 37 -- Análisis de sistema de puesta a tierra 37 -- Mediciones de continuidad 39 -- Mediciones de corriente en el sistema de puesta a tierra 40 -- Mediciones de resistencia de puesta a tierra 40 -- Inspección visual a tableros eléctricos 41 -- Análisis de cableado y conexiones 42 -- Termografía por infrarrojos 42 -- Fundamentos de la termografía 43 -- Criterios para el análisis termográfico 46 -- Capítulo 2: Procedimiento para la evaluación de problemas de calidad de la energía en SEIs con cargas eléctricas variables no lineales 47 -- Descripción de la problemática del SEI 48 -- Reconocimiento del SEI 50 -- Identificación de los puntos de medición 51 -- Ejecución de las mediciones 52 -- Medición de los parámetros electromagnéticos para el análisis de calidad de la energía 53 -- Medición de puesta a tierra 55 -- Análisis termográfico 59 -- Procesamiento de los datos 61 -- Identificación de problemas 63 -- Propuesta de soluciones 64 -- Evaluación de factibilidad técnica-económica de las propuestas de solución 70 -- Implementación de las soluciones 71 -- Verificación de la efectividad de las soluciones 72 -- Capítulo 3: Resultados de la caracterización de la calidad de la energía en el caso de estudio 73 -- Descripción de la problemática del sistema eléctrico de la industria caso de estudio 73 -- Reconocimiento del sistema eléctrico 76 -- Identificación de puntos de medición 81 -- Ejecución de las mediciones 86 -- Procesamiento de datos 88 -- Identificación de problemas 91 -- Propuesta de soluciones 116 -- Implementación de las soluciones propuestas 117 -- Verificación de la efectividad de las soluciones 122 -- Referencia 126 -- Anexos 133Magíster en Eficiencia Energética y Energía RenovableMaestría187 páginasapplication/pdfspaCorporación Universidad de la CostaEnergíaBarranquilla, ColombiaMaestría en Eficiencia Energética y Energía RenovableProcedimiento para la evaluación de la calidad de la energía en industrias con cargas eléctricas variables no linealesTrabajo de grado - MaestríaTextinfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TMinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion2050, N. 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aprendizaje como mediación para el fortalecimiento de las competencias lectoescritoras.pdf.txtExtracted texttext/plain232915https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/22bc50b1-36b9-4af4-baef-e87481a5c541/download4c0f4e566988542f52be418e50d75531MD53THUMBNAILAmbientes innovadores de aprendizaje como mediación para el fortalecimiento de las competencias lectoescritoras.pdf.jpgAmbientes innovadores de aprendizaje como mediación para el fortalecimiento de las competencias lectoescritoras.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6745https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/c9055605-06ba-465c-b1e5-97747289ecc2/downloadf08072487aa656dc8db2e8174740c3f0MD5411323/9654oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/96542024-09-17 11:06:48.458https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/open.accesshttps://repositorio.cuc.edu.coRepositorio de la Universidad de la Costa 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