Ingeniería Eléctrica
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Item Incremento del margen de estabilidad de tensión del sistema eléctrico nacional(2009) Quirós Tortós, Jairo H.; Araya Padilla, Eddie AlbertoEste proyecto realizó la parametrización de las protecciones de distancia (ANSI 21), para evitar el colapso de tensión del SEN en Costa Rica. Inicialmente se realizaron simulaciones en régimen permanente con el software de simulación PSS/E™, de manera que, se determinó el punto de colapso de tensión utilizando las curvas P-V y V-Q. Las simulaciones fueron realizadas para cuatro escenarios diferentes del sistema, a saber, demanda máxima de verano e invierno y demanda mínima de verano e invierno. Se obtuvo que el mayor problema de estabilidad de tensión del sistema ocurre en el escenario de demanda máxima de verano, en donde el FNC estaba limitado a 790 MW, considerada la salida de la barra A de Arenal como la peor contingencia, seguida de la apertura de la línea Cariblanco - San Miguel. Disponible el punto de colapso de tensión del sistema, se analizó el efecto de la herramienta OPF sobre las simulaciones realizadas con el CPF, de manera tal que se logró aumentar el margen de potencia reactiva en las barras del sistema hasta en un doscientos por ciento, respecto a la solución convencional. Finalmente, se realizó la sintonización de las protecciones de distancia para el punto de colapso de tensión, tanto con la herramienta del CPF, como con el OPF; el resultado más pequeño entre estas dos herramientas fue considerado como valor a ajustar. Dicho valor, fue comparado directamente con el conjunto de ajustes de la zona de respaldo remoto de mayor alcance, ajusta- da por el ICE. Para evaluar la metodología, se consideró la cantidad de potencia que permite transmitir el ajuste propuesto y el actual.Item Desarrollo de un método para definir las estrategias operativas para prevenir la inestabilidad de tensión en el Sistema Eléctrico de Costa Rica(2009) Alvarado Rivera, Daniel; Solís Hernández, Edgardo; Sánchez Moraga, Rebeca; Vega Argüello, Mauricio; Montero Quirós, Juan CarlosEn este semanario de graduación se desarrolló una metodología para definir las estrategias operativas necesarias para prevenir la inestabilidad de tensión en el Sistema Eléctrico de Costa Rica. Partiendo de la investigación sobre el fenómeno de estabilidad de tensión en los sistemas eléctricos de potencia y apoyándose en las técnicas de análisis de estado estable que se utilizan a nivel mundial, se logró desarrollar una metodología, aplicable a cualquier sistema de potencia, que permite obtener las zonas de control de tensión de un sistema eléctrico y los generadores que controlan tensión en cada una de las mismas. Esta metodología se fundamenta en el uso de los coeficientes de sensibilidad lineal obtenidos a partir de la matriz jacobiana y en los análisis de las contingencias que afectan la operación del sistema eléctrico. Debido a que la metodología requiere que se hagan muchas simulaciones y se analicen muchos resultados, se desarrolló una herramienta computacional con el objetivo de facilitar los cálculos, ordenar y analizar los resultados y presentar un resumen de los mismos. Esta herramienta computacional fue primero validada contra tres programas de simulación comerciales (PSS/E, SISP y VSTAB) y se utilizó para analizar dos sistemas eléctricos de prueba y el Sistema Eléctrico de Costa Rica. El desarrollo de la metodología y de los programas de cómputo asociados, permitió evaluar el fenómeno de la inestabilidad de tensión para el Sistema Eléctrico de Costa Rica. Se definieron las zonas de control de tensión en que se divide este sistema eléctrico, se definieron los generadores que controlan la tensión en cada zona de control, se calculó el margen mínimo de potencia reactiva requerido en cada zona y se definió la máxima capacidad de transmisión de potencia entre las zonas Norte y Central. En síntesis, se cumplió con el objetivo de definir la estrategia operativa...Item Propuesta de normativa de los límites de exposición humana a campos electromagnéticos producidos por los sistemas de telefonía celular en Costa Rica(2008) Calvo Horth, Gustavo; Dompe Gamboa, Pablo Andrés; Gutiérrez Chinchilla, José Alcides; Gómez Lizano, Cristian; Ramírez Rodríguez, David; Retana Durán, Elías; Rivero González, GuillermoLa sociedad moderna presenta un épico desarrollo de la tecnología en los últimos años, impulsada fuertemente por las redes de comunicaciones: desde micro entornos como las redes de área personal, pasando por el teléfono celular hasta la red mundial de Internet. Establecer comunicaciones en tiempo real es, cada vez más, un insumo necesario. Sin embargo, la creciente demanda de servicios de comunicaciones y particularmente telefonía móvil, ha generado que nuestro entorno se vea alterado por la gran cantidad de señales generadas por campos electromagnéticos que transmiten altos volúmenes de energía, las cuales saturan el espectro electromagnético, estas ondas de energía se conocen como energías no ionizantes. En los últimos años la Organización Mundial de la Salud, a través del organismo internacional de energía no ionizante (ICNIRP por sus siglas en inglés), ha realizado investigaciones acerca de los efectos en la salud de personas expuestas a energías no ionizantes; además, existen propuestas que regulan dichos niveles de exposición. El presente seminario plantea una investigación acerca de los campos electromagnéticos no ionizantes, enfocada en los equipos emisores para los sistemas de telefonía móvil existentes en nuestro país y los criterios de seguridad electromagnéticos de exposición tanto ocupacional como del público en general. En el capítulo dos se hace referencia a los conceptos básicos de electromagnetismo y a los parámetros relacionados con la investigación de radiaciones no ionizantes, entre ellos se puede mencionar la relación entre el campo eléctrico E, el campo magnético H y la densidad de potencia S. Otros conceptos tales como región de campo cercano, región de campo lejano, zonas de exposición y tasa de absorción específica SAR, también son definidos. Se presenta un fundamento matemático que muestra las relaciones entre los conceptos explicados y se brindan las guías de cálculo...Item Propuesta de metodología para el análisis de fallas en la red de alta tensión del ICE(2004) Quirós Rojas, Juan Pablo; Valle Tello, RonaldEn este documento se describe una metodología para el análisis de fallas en la red de alta tensión del ICE, que hace uso de todas las fuentes de información disponibles, para identificar de una manera precisa los causantes de las fallas y para llevar a cabo una evaluación del desempeño del sistema de eliminación de fallas. Para ello se investigó los tipos de fallas que se han presentado en el sistema eléctrico, los cuales se deben principalmente a: descargas atmosféricas, contaminación, viento, caída de árboles sobre líneas, errores humanos; y otros de menor incidencia como son: choque de vehículos, avionetas y vandalismo. Se identificaron las fuentes de información disponibles que son las siguientes: CENCE; personal de protección, líneas y subestaciones; bases de datos con información de la red e historiales de fallas; equipo registrador de descargas atmosféricas; equipos registradores de transitorios eléctricos y relés de protección. Durante este proceso se identificó a los relés de protección como la fuente más importante de información. Se investigó las distintas técnicas de análisis utilizadas por empresas eléctricas de otros países como Colombia, Brasil, México y España. Se determinó que los métodos difieren según los equipos disponibles y las fuentes de información. A pesar de ello, hay similitudes en lo relativo a la utilización de registros oscilográficos, análisis de la secuencia de operación de los relés de protección y su ajuste, determinación del causante de la falla y al uso de programas de simulación...Item Análisis comparativo del control de un proceso no lineal con controladores PID y técnicas modernas(2004) Pérez Mora, Aramis; Alfaro Ruíz, Víctor M.Cuando se afrontan problemas de control con sistemas no lineales y no se tiene mucha experiencia, o conocimientos en este campo, por lo general, se utilizan las técnicas clásicas. La intención de este trabajo fue probar y dar a conocer otras técnicas, además de las clásicas, que permiten controlar un sistema no lineal. Para utilizar la teoría de control clásica con un sistema no lineal, se emplearon dos métodos diferentes. El primero fue aproximar el sistema por un modelo lineal conocido e identificado experimentalmente, un modelo de primer orden puro en este caso y aplicar la técnica de control con modelo interno (IMC) para sintonizar un controlador PI. El segundo método utilizado correspondió al cálculo del modelo linealizado analíticamente. Para ello se calcularon las derivadas parciales de las respectivas ecuaciones y se obtuvieron las matrices jacobianas. Con éstas se procedió a calcular su función de transferencia y a partir de esto se sintonizó el controlador PID, también con el método IMC . Para el ajuste de un controlador PI que no sea experimental, se sigue el procedimiento de algoritmos genéticos. Se dice no experimental, porque no existe una fórmula general que permita estimar los parámetros del controlador, más bien éstos son generados dependiendo de cada sistema. Para este caso, es notable el ahorro de tiempo a la hora de calcular los parámetros del controlador, pues una vez que se diseñe el programa de estimación, éste funcionará para cualquier sistema. En el presente análisis se sintonizaron dos controladores PI con AG partiendo de dos modelos diferentes del sistema. El primer ajuste se hizo con el modelo aproximado, mientras que el segundo ajuste fue con el modelo analítico que se supuso perfecto. Otra técnica presente en este trabajo es el control mediante lógica difusa. Esta metodología es más reciente. Su funcionamiento no depende de estimaciones...Item Modelo experimental de la distribución del campo magnético de la antena helicoidal utilizada en el motor de plasma Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket (VASIMR)(2008) Ruphuy Chan, Miguel; Rivero González, GuillermoDurante las últimas décadas, se ha estudiado la producción de plasma de alta densidad, a partir de una antena helicoidal, descubrimiento hecho por Boswell. Estos estudios revelan una gran dificultad a la hora de explicar la eficiencia de la antena, además de no presentar resultados experimentales contundentes que avalen por completo las formulaciones teóricas. En la investigación bibliográfica se encontró que se han realizado diversos experimentos donde se mide los campos magnéticos dentro del plasma; sin embargo, se desea realizar un estudio de los mismos, descartando sus altas temperaturas y su conductividad. de modo que se pueda lograr un mayor entendimiento del funcionamiento de la antena en una forma más simple. La contribución personal se centra principalmente en desarrollar un experimento donde se obtenga un modelo experimental del campo magnético sin la generación de plasma, de modo que las temperaturas no sean un factor que influya en la calidad de la medición. Además, se pretende sentar una base para futuros estudios y análisis afines al experimento.Item Desarrollo de un programa de mantenimiento basado en confiabilidad para transformadores de potencia(2006) Salazar Córdoba, Roy; Chinchilla Mora, HenryA partir de las nuevas técnicas y teorías en mantenimiento que se han desarrollado en los últimos años a nivel mundial, se ha propuesto u n plan d e mantenimiento basado en confiabilidad, con el fin de maximizar el aprovechamiento de los recursos dedicados al mantenimiento y aumentar la confiabilidad de un equipo eléctrico esencial como es el transformador de potencia. Inicialmente se presenta una síntesis de la historia, evolución y la posterior clasificación del mantenimiento desarrollada a partir d e ésta evolución; que corresponde a las técnicas de primera, segunda y tercera generación. En éste primer capítulo se definen algunas técnicas de mantenimiento de tercera generación incluido el RCM, y se analizan las características, ventajas y desventajas que presentan cada una de ellas. Posteriormente se analizan los principios teóricos en los cuales se fundamentan algunas técnicas de mantenimiento preventivo y predictivo en transformadores de potencia y se exponen las experiencias a nivel internacional en la aplicación de nuevas técnicas de diagnóstico y de monitoreo en línea, que podrían ser aplicadas en la CNFL. El tercer capítulo se enfoca en el estudio del Mantenimiento Basado en Confiabilidad y se expone ampliamente acerca de los orígenes del RCM, sus fundamentos y principios teóricos, y se expone paso a paso el procedimiento que debe desarrollarse para implementar u n plan de mantenimiento RCM. En este proceso se explica detalladamente las diferentes actividades que deben realizarse en cada punto partiendo d e la definición de algunos parámetros con la finalidad de que se asegure la máxima disponibilidad de los equipos. Se expone también cómo debe ser la aplicación de éste procedimiento y cuáles son los resultados que se esperan. La técnica de mantenimiento RCM es enfocada en asegurar la funcionalidad de los equipos y sus componentes antes que preservar el...Item Monitoreo y administración de los equipos de la red del Banco Nacional de Costa Rica por medio de SNMP basado en la plataforma NNM de HP-OPEN VIEW(2005) Aguilar Bogantes, Carlos Eduardo; Chacón Prendas, Víctor HugoEl objeto de este trabajo fue crear una plataforma de administración y monitoreo de equipos de redes adaptada a las necesidades del Banco Nacional de Costa Rica. El Banco Nacional de Costa Rica cuenta con una de las redes de datos más grandes del país. Cualquier falla en esta red afecta el negocio y puede producir pérdidas donarias, sin embargo, el enfoque de la alta gerencia está centrado más que nada generar altas ganancias con menor interés del aspecto tecnológco. Por esta razón la asignación de presupuesto para las compras de tecnología está limitado y debe ser muy bien justificado. Este marco lleva a que la administración de la red se haga de la forma más eficiente posible. Para conseguir una gestión de red eficiente se propuso una plataforma no propietaria para administración y monitoreo, que pueda interactuar con programas escritos con lenguajes de búsqueda de patrones y procesamiento de texto. Una plataforma de red no propietaria se adapta perfectamente a las necesidades del banco ya que no importa la marca del equipo de red que se necesita administrar, basta con escribir programas que interactúen con la sección privadada de la MIB (ver Glosario de Términos) de cada equipo. Con el trabajo realizado se le presenta al usuario final un producto que le es más fácil de comprender, ya que se da el despliegue de las alarmas en español, el envío de correos electrónicos, una presentación gráfica de los aspectos configurables de los equipos, se elunina el despliegue de vanas alarmas para indicar un mismo evento, se realizan respaldos de foema automática y se da un acceso sencillo pero seguro a estos respaldos. El usuario puede entonces resolver un problema más rápidamente y en algunos casos no esperar a que se presente una falla para actuar por lo que el negocio no se ve afectado o en caso de verse afectado llegar a la corrección en poco tiempo...