Gestión del Consumo Energético Para Motores de Inducción Mediante una Microrred Eléctrica

Contexto Este trabajo se realiza con la finalidad de proponer un sistema de gestión energética por medio de una microrred para la disminución del consumo asociado a una carga crítica como lo puede ser un motor de inducción trifásico. Método Se implementa una metodología de caso de estudio con enfoqu...

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Autores:
Camargo Castillo, Diego
Chocontá Rubio, María Gabriela
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad Santo Tomás
Repositorio:
Repositorio Institucional USTA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.usta.edu.co:11634/50504
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/11634/50504
Palabra clave:
Management
Standardized indexes
Electric microgrid
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Induction motor
Variable frequency drive
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Ingeniería Electrónica
Consumo-Energía
Método de Estudio
Estudio-Cuantitativo
Gestión
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description Contexto Este trabajo se realiza con la finalidad de proponer un sistema de gestión energética por medio de una microrred para la disminución del consumo asociado a una carga crítica como lo puede ser un motor de inducción trifásico. Método Se implementa una metodología de caso de estudio con enfoque cuantitativo, ya que, permite el análisis del problema por medio del uso de diferentes fuentes y la aplicación de métodos matemáticos y estadísticos que posibilitan validar y comprobar los resultados obtenidos. Resultados Los resultados muestran que por medio de la aplicación de la normatividad colombiana se pueden establecer los valores límite, máximos y mínimos que se requieren para determinar los índices normalizados que permiten evaluar ciertas variables de calidad de la energía, como lo es el nivel de tensión de la microrred en cualquiera de sus escena- rios. Por ejemplo, en el modo On-Grid se altera la tensión del barraje por lo que se evalúa el sistema de acuerdo al inversor fotovoltaico y a la red eléctrica, ya que, el inversor se comporta como carga y altera la demanda, además, en este modo se pueden llegar a presentar excedentes, debido a estos, los valores índicados por el instrumento de medida pasan a ser negativos. Finalmente, es posible disminuir el consumo asociado a un motor de inducción trifásico por medio del uso de un variador de velocidad, debido a que durante el transitorio no se presenta el sobrepico existente cuando se realiza un arranque directo. Conclusiones Es posible diseñar una microrred eléctrica de acuerdo a las características de los equipos disponibles en la Uni- versidad Santo Tomás, si se utilizan aquellos que permiten el manejo de una carga crítica como un motor de inducción y que facilitan la implementación y gestión de dicha microrred. Está gestión se puede realizar por medio de un PLC S7-1200 que simplifica el manejo de equipos de maniobra y permite un mejor desarrollo y entendimiento. Por medio de la implementación de recursos energéticos distribuidos (DER), y del sistema de gestión antes mencio- nado se puede manejar el consumo de energía presente en la microrred, ya que, se toman decisiones con respecto a la generación y se despacha la energía que debe ser suministrada al motor, del cual a su vez, se disminuyen los picos de corriente de arranque por medio del uso de un variador de velocidad cuyas características de entrada y salida permiten el acople a una microrred monofásica de una carga trifásica. Palabras clave: Gestión, índices normalizados, microrred eléctrica, consumo, motor de inducción, variador de velocidad, carga crítica.
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Repositorio Institucional.http://hdl.handle.net/11634/50504reponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomásinstname:Universidad Santo Tomásrepourl:https://repository.usta.edu.coContexto Este trabajo se realiza con la finalidad de proponer un sistema de gestión energética por medio de una microrred para la disminución del consumo asociado a una carga crítica como lo puede ser un motor de inducción trifásico. Método Se implementa una metodología de caso de estudio con enfoque cuantitativo, ya que, permite el análisis del problema por medio del uso de diferentes fuentes y la aplicación de métodos matemáticos y estadísticos que posibilitan validar y comprobar los resultados obtenidos. Resultados Los resultados muestran que por medio de la aplicación de la normatividad colombiana se pueden establecer los valores límite, máximos y mínimos que se requieren para determinar los índices normalizados que permiten evaluar ciertas variables de calidad de la energía, como lo es el nivel de tensión de la microrred en cualquiera de sus escena- rios. Por ejemplo, en el modo On-Grid se altera la tensión del barraje por lo que se evalúa el sistema de acuerdo al inversor fotovoltaico y a la red eléctrica, ya que, el inversor se comporta como carga y altera la demanda, además, en este modo se pueden llegar a presentar excedentes, debido a estos, los valores índicados por el instrumento de medida pasan a ser negativos. Finalmente, es posible disminuir el consumo asociado a un motor de inducción trifásico por medio del uso de un variador de velocidad, debido a que durante el transitorio no se presenta el sobrepico existente cuando se realiza un arranque directo. Conclusiones Es posible diseñar una microrred eléctrica de acuerdo a las características de los equipos disponibles en la Uni- versidad Santo Tomás, si se utilizan aquellos que permiten el manejo de una carga crítica como un motor de inducción y que facilitan la implementación y gestión de dicha microrred. Está gestión se puede realizar por medio de un PLC S7-1200 que simplifica el manejo de equipos de maniobra y permite un mejor desarrollo y entendimiento. Por medio de la implementación de recursos energéticos distribuidos (DER), y del sistema de gestión antes mencio- nado se puede manejar el consumo de energía presente en la microrred, ya que, se toman decisiones con respecto a la generación y se despacha la energía que debe ser suministrada al motor, del cual a su vez, se disminuyen los picos de corriente de arranque por medio del uso de un variador de velocidad cuyas características de entrada y salida permiten el acople a una microrred monofásica de una carga trifásica. Palabras clave: Gestión, índices normalizados, microrred eléctrica, consumo, motor de inducción, variador de velocidad, carga crítica.Context This thesis proposes to make an Energy Management System (EMS) for a microgrid to minimize the consumption of a critical load like a three-phase induction motor. Method It is developing a quantitative methodology because this kind of research allows the analysis of the obtained data employing numerical and statistical methods. Results The obtained results show the application of Colombian regulations in electric systems and standardized indexes proposed in scientific research papers. These indexes are used to evaluate some variables like voltage level in the different scenarios in the microgrid. For example, when the microgrid is On-grid, the voltage level changes, and the inverter act as a load when waiting to synchronize with the grid, also, there is some excess and due to these, the measurement device shows negative values. Finally, it is possible to reduce the consumption of a induction motor using a variable frequency drive, because at the moment of the transitory state there is no peak current in the starting as it happens when is use a direct starting. Conclusions It is possible to design an electric microgrid according to the characteristics of each device in Santo Tomas University if it uses those that allow a high power consumption of an induction motor and making easy the implementation and management of the microgrid. The management device is an S7-1200 PLC, due to this device is made to control industrial devices and loads. Using Distributed Energy Resources (DER) and the Energy Management System it is possible to dispatch the generated energy to the loads, also, the variable frequency drive allows using a single-phase input to couple a three- phase load due to its type of output. Keywords: Management, standardized indexes, electric microgrid, consumption, induction motor, variable fre- quency drive, critical load.Ingeniero ElectronicoPregradoapplication/pdfspaUniversidad Santo TomásPregrado Ingeniería ElectrónicaFacultad de Ingeniería ElectrónicaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Gestión del Consumo Energético Para Motores de Inducción Mediante una Microrred EléctricaManagementStandardized indexesElectric microgridConsumptionInduction motorVariable frequency driveCritical loadIngeniería ElectrónicaConsumo-EnergíaMétodo de EstudioEstudio-CuantitativoGestiónÍndices normalizadosMicrorred eléctricaConsumoMotor de inducciónVariador de velocidadCarga CríticaTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCRAI-USTA BogotáPaul Waide y Conrad U Brunner. «Energy-efficiency policy opportunities for electric motor-driven systems». En: (2011).Javier Rosero, Enrique Ciro Quispe Oqueña y Rosaura Del Pilar Castrillon Mendoza. «Tendencias en la normatividad, el desarrollo tecnológico y la aplicación de motores eléctricos de alta eficiencia». En: Prospectiva 16.1 (2018), págs. 83-90Anıébal T De Almeida, Fernando JTE Ferreira y André Quintino. «Technical and economical considera tions on super high-efficiency three-phase motors». En: 48th IEEE Industrial & Commercial Power Systems Conference. IEEE. 2012, págs. 1-13.Compensación de la Energia Reactiva BT y MT. Jul. de 2009. url: https : / / download . schneider - electric.com/files?p_enDocType=Specification+guide&p_File_Id=16912006&p_File_Name=050701_ D08.pdf&p_Reference=050701D08.Luis Alberto Zapana Mamani. «Diseño e implementación de un módulo didáctico parael arranque electrónico de motores eléctricos de inducción por controlador lógico programable (PLC)». En: (2019).Di Wu, Hongbin Wu y Hao Dong. «Influence of Induction Motor Starting on Microgrid». 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