Archive for the ‘Generador’ Category
Buen día a todos los lectores de este blog y de mi Blog de Equipos y Máquinas en Establecimientos de Salud.
La presente es para comunicarles que he retomado la actividad de inspeccionar, revisar, diagnosticar los equipos, máquinas y demás componentes que hay en un sistema eléctrico, y además, lo que se tenga que ver con mantenimiento preventivo y correctivo. El mensaje es para toda la comunidad hispana hablante y también para quienes leen este blog a través del traductor. Estas actividades las hago yo mismo, en las que pongo mis conocimientos y experiencia.
Tableros eléctricos, equipos biomédicos, interruptores, banco de condensadores, circuitos de fuerza e iluminación, motores eléctricos, demás aparataje en baja tensión, cálculo y diseño de sistemas eléctricos de baja tensión para uso industrial y/o de hospitales.
La imagen es nuestro primer instrumento que estamos adquiriendo y a medida que las oportunidades laborales la iremos complementando según el mercado y complejidad de los estudios que se desea realizar. En cada equipo se le crea una ficha en que se detalla las características generales del equipo y el diagnóstico del mismo detallando la secuencia de acciones de medición, criterios de medición, valores de las mediciones y lo que fuera necesario para un buen diagnóstico; de manera semejante en los mantenimientos preventivos.
Un multímetro analógico tiene muchas ventajas, dado que es un mecanismo electrodinámico, tiene un factor de amortiguamiento y por lo tanto, me permite apreciar los cambios que existen en las variables medidas, estas variaciones por lo tanto, me hacen inferir como es el comportamiento de las variables del sistema eléctrico u otra variable que siempre buscan un set point – valor preestablecido.
Los interesados escribir a jorgemirez2002@gmail.com
Atte
Jorge Mïrez
Perú
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
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En la figura se muestra los principales componentes de una turbina eólica. Todos estos mecanismos se pueden observar ya en diseños pequeños aerogeneradores de buen diseño y mucho más en los grandes aerogeneradores. La figura va más en el sentido de los grandes aerogeneradores, estudiarlos implica adentrarse dentro de más ingeniería con problemas en desarrollo y en constante mejora de tecnologías. Están los álabes los cuales capturan parte de la energía contenida en el viento y lo llevan al mecanismo de transmisión, el que por medio de un sistema de engranajes la potencia mecánica es conducida al eje del generador eléctrico. En el mismo eje del generador eléctrico se conecta un freno. Adicional a esto esta el sistema de giro de toda la góndola para que la turbina siempre haga frente al viento. Un sistema de medición de dirección y velocidad del viento se coloca también y constantemente envía información al sistema de control. He hecho modelos de turbinas eólicas y sus curvas de potencia… pronto lo pondré a la venta desde los modelos más básicos hasta los más avanzandos, todos estos hechos en Matlab/Simulink para que puedan comenzar haciendo sus estudios e investigaciones de la mejor manera posible.
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Encontré esta gráfica en que se aprecia el porcentaje de participación de las RER en el mercado peruano. Es de mencionar que Perú se ha propuesto que al menos el 5 % del consumo sea proveniente de las fuentes renovables. Han hecho bien en no incluir en la gráfica las pequeñas hidroeléctricas, los motivos sobran como lo expuse en el anterior post J826. Tiene la gráfica esa forma dado que a medida que se instalan las RER también el consumo nacional va en crecimiento. Se prevé que pronto nuevas centrales solares y eólicas entren en funcionamiento y aunque según me informo el mercado peruano aún no es tan lucrativo, es decir, las empresas privadas no se ven incentivadas a invertir en este rubro, es quizás producto también que el mercado peruano si bien está en crecimiento es aún pequeño con una máxima demanda de unos aproximadamente 5.8 GW. Pues habrán nuevas centrales y a quienes conozcan de las empresas participantes, pasen la voz para quizás tentar brindar asesoramiento o ser trabajadores de algunas de ellas o participar como visitantes técnicos la construcción. Mi correo jorgemirez2002@gmail.com
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Las turbinas de gas poseen un eje que gira a bastantes RPM (una referencia es 100,000 RPM sin embargo hay un amplio rango dependiendo de calidad, fabricante, procedencia, etc.), por lo tanto, esa energía cinética que es resultado de capturar parte de la energía química liberada por la combustión del gas en las cámaras de combustión, necesita de un generador de alta velocidad para la siguiente etapa del proceso que es transformarla en energía eléctrica. Queda entonces luego acomodar la señal eléctrica a lo que el sistema eléctrico a conectarse utiliza, por ello, primero se rectifica, se lleva a un enlace en corriente directa (link dc) y luego a un inversor eléctrico que lo lleva a energía eléctrica en su forma alterna sea monofásica o trifásica (como se indica en la figura)… Por cierto, estos sistemas ya desarrollados vienen encapsulados en diferentes capacidades nominales 5 kW, 10 kW, etc.
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La figura muestra los detalles de cada fuente. La potencia es proveída por una fuente de voltaje DC. Este suministro es una excelente emulación de un sistema de microturbina o celdas de combustibles con almacenamiento sobre el bus DC. En los terminales AC del inversor hay un filtro LC para atrapar los componentes en la frecuencia de switching (suitcheo). El tamaño del transformador e inductor son dimensionados para asegurar que el ángulo de voltaje a través de la inductancia es 10° a potencia nominal. El control es digitalmente implementado en un DSP (Procesador Digital de Señales) para manejar el comportamiento del inversor. La medición del flujo de corriente es usado en la opción de control de flujo de alimentador. Notar que la medición de la corriente inyectada por la unidad es necesario también durante el control de flujo de alimentador dado que ello es usado para calcular la potencia reactiva Q y la potencia activa P para cumplir sus límites.
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El modelo de persistencia es un método que se basa en que dentro de un período de tiempo el fenómeno se vuelve a repetir en igual intensidad. La gráfica por ejemplo nos representa un cálculo en horas (eje horizontal) en que se ha tomado como que cada 5 horas se repite la misma potencia eólica o velocidad de viento. Queda interesante decir que esto no elimina los espacios en que no se ha tomado lecturas. Una técnica como el control droop sirve para trabajar en dicha situación, pues recoge información local y en base a eso el generador hace la producción de electricidad. La gráfica es a modo de ejemplo y hay que afinar el método para que el error sea el mínimo posible. La gráfica muestra el error que hay entre el valor predicho y el valor real que se presenta. La escala vertical para este ejemplo es en m/s. Hecho en Matlab de MathWorks Inc
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«El Dr. Norrby comentó a los estudiantes de nuestro campus que para algún día ser Premios Nobel, no deben olvidar seis ingredientes fundamentales: mucha curiosidad por explicar ciertos fenómenos, una educación de base sólida, un buen mentor [alguien que te clarifique el camino y esté al tanto de lo que sucede en el mundo, de la importancia de tal o cual investigación en beneficio de la humanidad… tan importante es tener un buen mentor], un lugar donde se esté desarrollando ciencia de buen nivel, experimentos fuera de serie que rompan paradigmas en una rama que los intrigue y, sobre todo, una forma de pensar poco convencional».
Estimados (gentlement) lo comparto porque lo veo importante… muy importante lo diría si uno se fija en lo que sugiere el entrevistado y la realidad universitaria.
Fuente: http://www2.ccm.itesm.mx/sites/ccm.itesm.mx.talentotec/files/historico/talentotec055.pdf
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Quiero acuñar el dicho: » a más turbinas eólicas, mejor !! «… y no es que hay peligro de desestabilizar el sistema, sino que mas bien, cuando hay muchas turbinas eólicas la producción individual que es, por lo general, variable, entre muchas se van compensando y alisando, por lo tanto, la producción de energía se hace un constante. Es más, ese es quizás el secreto de grandes granjas eólicas situados en los países del norte de Europa y Estados Unidos de América, porque no decir, China y otros más rescatables. No sólo es la cantidad de energía que se puede obtener, sino es también para contabilizar la reducción en la huella de carbono (un compromiso humanístico para con el Planeta) y la seguridad energética de importación de combustibles fósiles o de producción de combustible fósiles a cargo de empresas transnacionales que fijan sus intereses globales a consta del poblador que necesita de electricidad, combustible para automóviles e industrias.
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Este es un post importanet en que se muestra en el enlace entre los diferentes formas de transporte y conversión de energía en el futuro sistema de energía sostenible. El sol es la fuente de energía primaria. La electricidad y varias formas de formas de celdas de combustible sintéticamente preparados son predominantes como portadores de energía y una variedad de tecnologías de conversión van a ser requeridas. Se muestra aparte de la energía primaria… las formas de tecnologías relacionadas a la conversion, almacenamiento y transmisión; así como también al uso final de la energía. Toda este flujo nos permite visualizar la tendencia tecnológica, lo que para fines de investigación orienta que temas son más prioritarios que otros.
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La presente entrada muestra una simulación que conlleva a calcular la duración media entre fallas. En un post anterior había mostrado durante un periodo de tiempo de 100 años como es que mediante aleatorios se determinaba que años había fallas y que años no. Después de cada falla, surge la necesidad de reparar el sistema, para ello las empresas eléctricas disponen de personal y equipo para minimizar el tiempo de inactividad de la red eléctrica, toda vez que ello representa dinero y malestar para el usuario. La gráfica muestra de manera aleatorio los tiempos de recuperación o de reconexión de la interrupción la cual esta simulado en Matlab de MathWork Inc. Pero he ahí no acaba todo, hay que realizar una sumatoria de todos los tiempos y luego dividirlos entre el número de interrupciones durante dicho período para determinar la duración media entre fallas, en que la unidad de medida es de horas/falla… Espero les guste.
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El sistema de distribución de energía eléctrica constituye el eslabón final en la cadena producción – transporte – consumo de electricidad. En esta zona funcional se atiende a la mayoría de los usuarios del sistema de potencia; sólo usuarios con cargas muy grandes están conectados directamente a los sistemas de transmisión y subtransmisión.
La importancia del sistema de distribución como parte vital del sistema de potencia generalmente ha sido subestimada. En la tabla se muestra la participación de esta zona funcional sobre las cifras del sistema de potencia. De las cifras presentadas se puede concluir que el sistema de distribución es la parte dominante del sistema de potencia y que en esta zona funcional existe un gran potencial para mejorar el sistema de potencia.
En el caso particular del autor de este blog, esto lo estudio mediante procesos de simulación por ahora hasta que haya un laboratorio o alguna alianza estratégica de cooperación o trabajo de asesoría.
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Las máquinas hacen su trabajo y hay que determinar el valor de cada variable. Para esto se conectan sensores y trasductores que llevan la señal hasta el lugar de control y procesamiento. En ese camino, suele contaminarse con ruido sea generado por el mismo funcionamiento del equipo o por filtración de la señal por inducción o interferencia electromagnética, entre otras formas dependiendo de la tecnología que se está usando. Los puntos rojos son los valores que envia el sensor y lo que hace el filtro promedio es promediar los valores anterior para compensar las variaciones que se tiene. Algunas variables tienen valores que se desean que sean constantes: voltaje y frecuencia por ejemplo. Esta figura se trata de una curva de valor constante de 14.4 voltios al que se la sumado un ruido de valor medio cero y con una cierta desviación estandar. Puedo observarse que la medición tiende hacia su valor ideal de 14.4 luego de varias lecturas.
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Dentro del sector eléctrico se llevan a cabo actividades que tienen una relación vertical muy estrecha entre sí. En cuanto a su estructura, el sector se encuentra conformado por cinco actores principales:
Empresas Eléctricas: Estas se encuentran orientadas a las actividades de generación, transmisión y distribución. Actualmente son 41 las empresas generadoras, 5 empresas de transmisión y 21 empresas de distribución según cifras
del Osinergmin.
Clientes: Pueden ser divididos a su vez en clientes libres y clientes regulados.
Comité de Operación Económica del Sistema (COES): Se encuentra conformado por los titulares de las centrales de generación y de transmisión que se encuentran interconectadas al sistema nacional. Este organismo tiene como finalidad coordinar las operaciones al mínimo costo, garantizando la seguridad en el abastecimiento; su labor es de naturaleza técnica.
Ministerio de Energía y Minas: Es la entidad encargada de la representación del estado peruano a través de la Dirección General de Electricidad, este organismo cumple con labores normativas y es el responsable del otorgamiento de concesiones y autorizaciones.
Organismo Supervisor de la Inversión en Energía y Minería (OSINERGMIN): Es la institución encargada de supervisar, regular, fiscalizar y sancionar a las empresas que se desarrollan en el sector eléctrico, hidrocarburos y minero.
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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
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Droop tiene muchos usos y aplicaciones en el control de motores. Sin algún forma de droop, el control de velocidad del motor sería inestable en la mayoría de los casos. Droop se define como una disminución en el ajuste de velocidad en la carga aumenta. Droop se expresa como un porcentaje de la velocidad original de ajuste desde sin carga hasta plena carga. El porcentaje normal de recomendada de droop es de 3% a 5%. Un mínimo de 2,5% es necesario para mantener la estabilidad en un regulador de velocidad-droop. Droop se calcula con la siguiente fórmula:
Si en lugar de una disminución en la velocidad de ajuste de un incremento tiene lugar, el gobernador es mostrando droop negativa. Droop negativa causará inestabilidad en un gobernador. Gobernadores hidro-mecánicos simples tienen la función droop incorporado y siempre operar en droop. Gobernadores más complejos incluyen droop temporal, que
devuelve el valor de velocidad en su valor original después de la velocidad del motor a recuperado de un cambio en la velocidad o de cargas. La droop temporal se llama «Compensación».
En un sistema sin droop, un aumento de la carga hará que el motor se desacelere. El gobernador responderá aumentando el combustible hasta que la velocidad del motor haya regresado a la velocidad original.
Debido a las propiedades combinadas de la inercia y la potencia de retardo, la velocidad del motor continuará aumentando más allá de la ajuste de velocidad original, provocando un sobrepico en la velocidad. Tendrá el gobernador que responder disminuyendo la velocidad para corregir la rebasamiento. Esto puede ahora demasiado corregir la velocidad en la otra dirección que provoca un sobrereducción. Esta corrección excesiva de la velocidad en ambas direcciones (inestabilidad) se amplificar hasta que el motor se dispara por sobre exceso de velocidad (ver figura)
Figure: Response curves of governor without droop or compensation
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En la mayoría de los casos la generación pequeña debe ser parte de los sistemas de gestión de energía de los edificios. Esto se menciona para el caso de microgrid o generación distribuida en general (en donde los generadores por lo general en base a energías renovables, se encuentran cerca de las cargas) y dado su pequeño tamaño estos pueden estar ubicadas de una manera óptima en función a las cargas sean estas cargas eléctricas o cargas térmicas. Por lo tanto, ubicados cerca de las cargas o dentro del mismo edificio o estructura que alberga las cargas eléctricas o térmicas, trae como consecuencia, que éstos pequeños sistemas de generación sean parte de los sistemas de gestión de energía. Las microgrids permiten trabajan en modo conectado a la red así como en modo aislado. El sistema de gestión de energía aparte de controlar la calidad eléctrica, trata en lo posible que la relación costo-beneficio sea la más optimizada. Investigar los diferentes escenarios y/o según el tipo de cargas, se puede realizar mediante modelamiento y simulación (en lo personal trabajo con Matlab/Simulink) sea esto para tesis o como trabajo de investigación.
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Y resultó que tras algunas horas de programar y programar y limpiar errores en el código, aparece esta ventana en que la RNA esta «aprendiendo»… vaya que interesante ver que de una u otra manera ello es posible realizarlo, sin embargo, evaluar si una, dos, tres, cuatro o más neuronas son las suficientes es buen tema y hasta cierto punto lo podría relacionar con enfermedades degenerativas como Alzheimer y Parkinson (por eso mis estimados siempre lean, piensen y hagan deporte sanamente para evitar estas dolencias). Puedo agregar algunas cosas a todo esto:
- Es grande el número de iteraciones que se dan (que no te sorprenda, lo bueno es que cada vez hay laptop y computadoras de mayor capacidad)
- Toma un tiempo de cálculo (no significa que demora mucho como varios minutos o dias, todo depende del arte del programador también)
- Toma un costo computacional (no significa que te vas a quedar sin memoria RAM o sin espacio en el disco duro, refuerzo que todo depende del arte del programador también)
- Lo que analiza acá es la velocidad del viento en un período de tiempo, esto es ya bastante complicado considerando que tiene un comportamiento aleatorio captado en el lugar de estudio.
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Datos Generales
Good day. My full name is Jorge Luis MIREZ TARRILLO.
I am Peruvian and live in Lima, capital of Perú in South America.I am Mechanical Electrical Engineering, MSc Physics and Dr. Physics (title doctoral thesis: Control, Optimization, and Management of Microgrid Current Direct)
Too, actually job as Principal Professor in Faculty of Oil, Gas and Petrochemical Engineering of Universidad Nacional de Ingeniería (National University of Engineering) in Lima – PERU (Courses: Modern Physics, Differential Equations and Research's Methodology)
My subjects of my interest are control, signal processing, optimization, simulation, biomedical research, smart grid, microgrid, water.
I have experience in Matlab/Simulink programming, biomedical equipment, electrical systems, renewable energies, microgrids, saturated steam systems 100 psi and organizing academic events.
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