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Análisis de estabilidad de pequeña señal en la interacción de los convertidores HVDC_MMC conectados a un sistema de potencia
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2023) Noreña Arroyave, Santiago; Zuluaga Ríos, Carlos David; Bustamante Mesa, Santiago
La creciente necesidad de abordar el cambio climático y mejorar la eficiencia energética en el marco de la transición energética, se presentan diferentes desafíos en la integración de fuentes no convencionales de energía renovable como los convertidores MMC-HVDC, la falta de análisis sobre la estabilidad de pequeña señal de estos convertidores y su interacción con el sistema de potencia genera incertidumbre y constituye una barrera sustancial para su efectiva implementación. Este estudio presenta una solución mediante simulaciones detalladas en DIgSILENT, las cuales se enfocan en la integración eficiente de un enlace MMC-HVDC en un entorno realista, ajustado a las condiciones nominales de la propuesta tres del proyecto colectora dos en la guajira planteado en el plan de expansión 2022-2037 de la UPME. En esta interacción se llevó a cabo un análisis de estabilidad de pequeña señal, el cual se comprobó mediante el resultado de los valores propios y la simulación dinámica del sistema en estudio; en ninguno de los 2 análisis, esta interacción presentó distorsiones que pudiesen haber afectado el sistema de potencia nacional.
Análisis del comportamiento de las corrientes inrush en los transformadores de distribución a partir de su comportamiento transitorio empleando software de simulación especializado
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2024) González Atehortúa, Cristian Esteban; Moreno Leudo, José del Carmen; Bustamante Mesa, Santiago; Gómez Miranda, Ingry Natalia
El presente trabajo se enfoca en el análisis del comportamiento de las corrientes Inrush en transformadores de distribución, un problema crítico para los operadores de red en Colombia. Estas corrientes, junto con las condiciones atmosféricas adversas, son una de las principales causas de falla en estos equipos, afectando la calidad del servicio eléctrico. El estudio se centró en comprender el fenómeno de la corriente Inrush en su estado transitorio, empleando software de simulación especializado ATP/EMTP. Se planteó la modelación de transformadores monofásicos y trifásicos, así como la simulación de circuitos reales de distribución de la Institución Universitaria Pascual Bravo. Esto permitirá determinar el momento adecuado de energización del transformador para reducir el impacto sobre la red y el equipo. El trabajo busca evidenciar la relevancia del análisis del comportamiento de las corrientes Inrush en transformadores de distribución a partir de su efecto transitorio, contribuyendo así a la mejora de la confiabilidad y eficiencia del sistema eléctrico.
Comportamiento dinámico de motores de inducción ante cortocircuito y su impacto en redes de media y baja tensión
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2024) Correa Velásquez, Luis Eduard; Martínez Escudero, Neyson Adrián; Bustamante Mesa, Santiago; Mesa Beleño, Juan Pablo
En presencia de una falla los motores de inducción experimentan una caída de tensión severa, y la energía magnética almacenada en el estator fluirá hacía la falla durante un corto período de tiempo. La contribución a la corriente de falla aportada por los motores de inducción se calcula de acuerdo con diferentes métodos con simplificaciones que no dan cálculos precisos. En esta investigación se evaluó el comportamiento dinámico de los motores de inducción ante cortocircuitos y se determinó su impacto en redes industriales de media y baja tensión. Se modeló en DigSilent la red eléctrica industrial propuesta por la norma IEEE Std 399-1997, se realizaron simulaciones de flujo de carga para calibrar el modelo, se escogieron cuatro motores, dos en media tensión y dos en baja tensión, se evaluó su dinámica en el arranque, ante fallas monofásicos y trifásicos en las barras donde se conectan y se calculó el aporte de los motores a las corrientes de falla. Los resultados del flujo de potencia comparado con el presentado en la norma IEEE Std 399-1997 muestran una diferencia inferior al 2,5%. Ante una falla trifásica en las barras de media tensión, cada motor aporta 10,66% del total de la corriente de falla, y llega a ser cero en 0,183 s. Ante una falla monofásica, el aporte es de 6,63% siendo persistente en el tiempo. Para las barras de baja tensión, ante una falla trifásica, el aporte de los motores fue del 44,43% llegando a ser cero después de 0,4s, mientras que, para fallas monofásicas, el aporte de los motores a la falla fue de 27,43%.
Construcción de emulador del tipo controlado por hardware para la prueba de analizadores de red del proyecto AP0036
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) González Restrepo, Camila; Bustamante Mesa, Santiago; Pérez González, Andrés Fernando
Este trabajo presenta el desarrollo e implementación de un sistema emulador de cargas eléctricas para micro redes, basado en microcontroladores STM32 y una tarjeta STEVAL en su rol de inversor. La finalidad del proyecto es simular el comportamiento dinámico de cargas tipo RLC en un entorno controlado, facilitando el análisis de respuesta en micro redes inteligentes. Se diseñaron e implementaron algoritmos de modulación sinusoidal por ancho de pulso (SPWM) en dos controladores STM32: uno encargado de generar señales de voltaje y otro de corriente. El sistema permite variar los parámetros de carga de forma flexible, representando diferentes condiciones de operación. Las pruebas realizadas demostraron la capacidad del emulador para reproducir señales con frecuencia de 60 Hz y generar corrientes de hasta 70 A, validando su utilidad como herramienta de pruebas en entornos académicos y de investigación. Este desarrollo contribuye a la creación de entornos de prueba más accesibles para estudios de calidad de energía, integración de fuentes renovables y control de cargas.
Desarrollo de aplicativo 3D compatible con AutoCAD para la optimización de sistemas de protección contra descargas atmosféricas
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2024) Ordoñez Núñez, Otoniel; Sosapanta Salas, Joseph; Bustamante Mesa, Santiago
Este aplicativo será basado en la norma NTC 4552-1 2022 y NTC 4552-2 2023 aplicando el modelo electrogeométrico que consiste en hacer rodar una esfera imaginaria sobre elementos captores tales como puntas captadoras o cables de guarda para que esta no toque la estructura que se desea proteger contra las descargas atmosféricas con el objetivo de garantizar la seguridad de las personas y equipos. Generalmente la realización del diseño de sistemas de protección contra descargas atmosféricas en compañías consultoras de ingeniería se basa en la ejecución de un planimétrico que se genera de forma manual en AutoCAD, inicialmente en dos dimensiones, generando muchas secciones de dibujo lo cual resulta muy engorroso, debido a esto surge la necesidad de realizarlo en tres dimensiones. Sin embargo, no deja de ser manual, donde cualquier cambio significa muchas horas hombre, por consiguiente, se busca desarrollar un aplicativo que sea compatible con AutoCAD, que tenga la capacidad de realizar este entregable de forma automática buscando reducir el margen de error y que en el momento de generarse algún cambio sea más dinámico la realización del mismo.
Diseño de un marco integral de seguridad para los procesos de generación de energía a través sistemas solares fotovoltaicos en la empresa ERCO Energía, basado en la resolución 5018 de 2019 y RETIE
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Dominguez Villa, Edwin Alberto; Bustamante Mesa, Santiago; Sosapante Salas, Joseph
El trabajo de grado se basa en la definición de lineamientos de seguridad y salud en el trabajo para las actividades que impliquen riesgo eléctrico en la empresa ERCO Energía, se pretende conocer el nivel de cumplimiento de la empresa con respecto a las resoluciones 5018 de 2019 y 40117 de 2024, las cuales son dos normas enfocada en la prevención de los factores de riesgo electicos, se realiza una valoración de los peligros asociados a las actividades eléctricas y se define un plan de trabajo con el fin de dar cumplimiento normativo. Se tendrá como resultado un modelo integral de seguridad y salud en el trabajo enfocado en la prevención de riesgos de origen eléctricos.
Evaluación técnico económica de la fuente de suministro energético para la truchera ubicada en el municipio de Urrao Antioquia empleando software de dimensionamiento óptimo de sistemas energéticos
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2024) Monsalve Zapata, Juan Gabriel; López de Mesa Londoño, Sergio Andrés; Bustamante Mesa, Santiago; Velásquez Gómez, Juan David
En esta investigación se analiza la factibilidad de implementar el montaje de un sistema de autogeneración de energía eléctrica, en una finca que cuenta con producción y comercialización de trucha y tiene un alto consumo . Lo primero que se realizará es un análisis de la demanda energética de la finca, ubicada en el municipio de Urrao Antioquia, además de identificar las posibles fuentes de autogeneración de energía eléctrica y realizar un estudio técnico-económico de éstas, e identificar el método más eficiente para su implementación. Para esto, se requiere realizar un prediseño en cada uno de los tipos de autogeneración planteados, según los recursos disponibles en la finca y presentar un presupuesto para su montaje y puesta en marcha. Luego de contar con los datos técnico-económicos, se plantea utilizar el software de dimensionamiento óptimo llamado HOMER Pro, este permitirá realizar una comparación entre estos y el operador de red, así seleccionar el que convenga. Se debe realizar una investigación y análisis detallado del estado del arte de cada una de las tecnologías que se propone implementar en los prediseños de cada sistema, como, información técnica, equipos, vida útil, mantenimiento y sus tasas de retorno.
Modelo de optimización para la coordinación de protecciones eléctricas en redes de distribución con generación distribuida
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Marin, Jhon Jaime; Saldarriaga Zuluaga, Sergio Danilo; Bustamante Mesa, Santiago
Las redes de distribución eléctrica tienen un impacto significativo a nivel global, dado su papel esencial en la energía que sustenta las industrias, el transporte y los sectores económicos que impulsan el desarrollo socioeconómico mundial. En consecuencia, el crecimiento de la infraestructura eléctrica ha avanzado de manera progresiva para satisfacer la creciente demanda energética. Este crecimiento también está estrechamente vinculado con el desarrollo de los sectores económicos de los países que dependen de recursos energéticos. Por esta razón, ha surgido la necesidad de implementar soluciones innovadoras en la generación de energías renovables e integrarlas gradualmente en los sistemas de generación tradicional, adaptándose al progreso económico, social y tecnológico de cada región. En este contexto, la generación distribuida (GD) surge como una alternativa de generación a pequeña escala, instalada cerca de los puntos de demanda eléctrica. La GD suele conectarse a las redes de distribución, transformando su operación tradicional. Sin embargo, su incorporación trae consigo desafíos como la alteración de parámetros técnicos, entre ellos la corriente de cortocircuito, los niveles de tensión, la calidad de la energía y el flujo bidireccional de potencia. Estos cambios han generado problemas significativos en la coordinación de las protecciones eléctricas, tema central de este estudio. En las redes de distribución tradicionales, la ausencia de GD facilitaba la coordinación de protecciones. Sin embargo, la integración de esta tecnología ha incrementado la complejidad de los esquemas de protecciones, requiriendo una revisión exhaustiva de algunas condiciones y parámetros de las redes de distribución actual para poder afrontar los nuevos retos.
Módulo de entrenamiento de control industrial con relé logo y conexión Ethernet
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2015) Uribe Ríos, Óscar Andrés; Celis Gallego, Mateo; Bustamante Mesa, Santiago; Pérez Ramírez, Elkin Darío
El módulo de entrenamiento de control industrial con relé Logo! Y conexión Ethernet, es un instrumento pensado con el ánimo de proporcionar a los estudiantes una herramienta independiente de los módulos existentes en la institución y con un carácter portátil, para realizar la aplicación práctica de los conocimientos aprendidos en áreas como programación, comunicación industrial, y control industrial. Este módulo también pretende ser una herramienta para que de manera didáctica el docente o educador pueda transmitir los conocimientos que pretende sembrar en los estudiantes, y a su vez comprobar la interiorización de los conocimientos por parte de los mismos. El módulo de entrenamiento de control industrial con relé Logo! Y conexión Ethernet, es un módulo que reúne de forma compacta, muchos de los elementos a los que se verán enfrentados los estudiantes cuando pasen a ejercer su vida laboral y profesional, este módulo consta principalmente de una relé Logo! De la marca Siemens, dos relés auxiliares, cuatro pulsadores (dos start, dos stop), dos pilotos y las protecciones pertinentes, todo este conjunto emplazado en una lámina acrílica que a su vez se encuentra atornillada a una base metálica dispuesta de manera que facilite el transporte del módulo.
Paquete de funciones en PYTHON para el cálculo y dimensionamiento de instalaciones eléctricas en baja tensión : diseño simplificado
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2020) Palacio Pineda, Mateo; Bustamante Mesa, Santiago; Rico Garcia, Mateo
El diseño de instalaciones eléctricas es una tarea fundamental y de suma precisión, pues de esta dependen muchas otras áreas, tales como la industrial, la residencial, comercio y otras donde hay que ser más meticuloso en los detalles, como las de nivel clínico. Para simplificar esta tarea tan delicada se han creado múltiples herramientas computacionales, y estas claro que potencian la exactitud de los cálculos, pero a la vez este tipo de herramientas son de difícil acceso para los nuevos profesionales. Por esta razón se presenta este trabajo, un” Paquete de Funciones en Python para el Cálculo y Dimensionamiento de Instalaciones Eléctricas en Baja Tensión”. Donde se ofrece una solución para, ingenieros, tecnólogos, técnicos, y sobre todo nuevos profesionales en el área del sector eléctrico. A Través de este paquete de funciones en Python se busca garantizar que exista una herramienta libre que apoye también a los estudiantes de la materia “instalaciones e iluminaciones”.
Paquete de resistencias variables para ser empleado en el desarrollo de las prácticas de laboratorio de máquinas 1 del Departamento Eléctrico de la Institución Universitaria Pascual Bravo empleando técnicas de impresión 3D
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2024) Lujan Zapata, Abad Diomedes; Bustamante Mesa, Santiago; Velásquez Gómez, Juan David
Las resistencias variables o reóstatos deslizantes se utilizan a menudo para entornos de prácticas en laboratorios de máquinas eléctricas. Los reóstatos deslizantes están construidos de bobinado de cable resistivo en un cilindro de aislamiento, un contacto deslizante se mueve a lo largo del bobinado para incrementar o disminuir la resistividad. Utilizando técnicas en impresión 3D se desarrolla un diseño en software fusión 360 de algunas partes constitutivas de reóstato deslizante, un cilindro y un soporte. Utilizando una impresora 3D toma el modelo digital y lo convierte en un objeto físico tridimensional. Las resistencias variables y su proceso constructivo empleando técnicas en impresión 3D brindan una solución más económica, se puede acceder a materiales los cuales tienen accesibilidad y bajo coste obtenerlas de aquellas empresas que las comercializan, fabrican e importan su valor económico es alto. Elena, G. S. M. (2023). Catalogación de instrumentación de equipos eléctricos.
Prototipo de freno auxiliar para bicicleta para todo tipo de vehículo por medio de la unificación de los sistemas de freno magnético y freno regenerativo
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2023) González Vásquez, Jarrison Stanly; Orozco Murillo, William; Bustamante Mesa, Santiago
En Colombia se registra por fallas mecánicas 3.273 siniestros viales, de los cuales el 78,6% son fallas mecánicas y la principal causa en la falla mecánica en los sistemas de frenado, es por recalentamiento de las piezas mecánicas involucradas en la acción de frenar. (mintransporte.gov.co, 2021). Por esto la necesidad de desarrollar un sistema de frenado auxiliar que eliminara esta variable de la fricción en la ecuación del sistema de frenado. En este trabajo se buscó plantear un prototipo de un freno magnético adaptable a cualquier tipo de vehículo convencional. Esto se logró gracias a una investigación de los elementos existentes y los métodos utilizados al día de hoy. Durante la investigación se encontró un gran número de propuestas, que en nuestra apreciación eran muy elaboradas para el problema que realmente se quería resolver, con esto en mente y la intención de materializar el prototipo, se decidió iniciar una investigación con base a la experimentación, de aquí inicio una cascada de posibles soluciones que se podrían abordar.
Sistema solar fotovoltaico para el proyecto del Semillero SIR denominado sistema de conservación de peces empleando energías renovables aplicado a la zona del Magdalena Medio
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Aguirre Londoño, John Arley; Álzate García, Carlos Andrés; Ossa Mesa, Juan Camilo de la; López Jaramillo, María Camila; Bustamante Mesa, Santiago
Actualmente el uso de energías renovables toma más relevancia en el mundo, debido a que los recursos naturales se están agotando y se evidencia problemáticas como el calentamiento global, el fenómeno del niño, la alta contaminación y el incremento del precio de combustibles fósiles como el carbón y el gas, recursos relacionados con la generación eléctrica convencional. Las asociaciones pesqueras en la región han enfrentado durante años la problemática de la conservación y refrigeración de pescado, porque no hay optimas instalaciones de infraestructura y almacenamiento para el producto final, ya que en el municipio no cuenta con puntos de desembarco, muelles pesqueros y centros de acopio, las instalaciones existentes no cuentan con las condiciones adecuadas. El presente proyecto plantea como objetivo principal instalar un sistema de conservación alimentado por un sistema solar fotovoltaico para demandas de almacenamiento asociadas a la producción artesanal de pescado en la región del Magdalena Medio.