Proyectos
VALIDACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE UN PROTOTIPO DE PROTECCIÓN ELECTRICA DE BAJO COSTO.
Resumen
Las instalaciones eléctricas están constituidas por un conjunto de componentes esenciales, tales como conductores, equipos y máquinas eléctricas, muchos de los cuales son complejos y costosos [1][2][3]. Estas instalaciones son parte fundamental en la vida cotidiana y en diversos procesos dentro de la sociedad actual, este es el caso de los procesos productivos, que son el motor de la economía mundial [1][2]. Teniendo en cuenta lo anterior, se hace imperativo que las instalaciones eléctricas tengan una protección adecuada ante cualquier fallo que se pueda presentar [1][2][3][4]. Para realizar la adecuada selección y ajuste de los dispositivos de protección se requiere de un conocimiento detallado del tipo de instalación y sus componentes, con lo cual, el proceso de diseño de sistemas de protección es de alta complejidad y responsabilidad. A esto, se suma la gran cantidad de funciones de protección y equipos que pueden seleccionarse [5]. Por lo anterior, los profesionales de la electrotecnia requieren de herramientas adecuadas, que permitan comprender la aplicación de las múltiples funciones y dispositivos de protección disponibles en el mercado [4][6][7]. En la actualidad, se evidencia una ausencia de herramientas educativas que permitan la apropiación de los conocimientos necesarios para implementar sistemas de protección eficaces. La mayoría de las herramientas presentes en el mercado carecen de versatilidad, toda vez que permiten simular un número limitado de casos. Adicional a esto presentan un alto costo, lo cual representa una limitante para los sistemas educativos de países en vía de desarrollo. Esto hace que se reduzca la aplicación y la comprensión de los sistemas de protección, afectando la efectividad de estos y por ende la seguridad de las instalaciones eléctricas [8][6][7]. Lo anterior, se sustenta en la disposición de la mayoría de los sistemas de protección implementados actualmente en la industria colombiana, que en su mayoría utilizan únicamente las funciones 50, 51 y fusibles [9][4][10]. Dando respuesta a esta problemática, se ha establecido una base para la simulación de diversas funciones de protección en el entorno de simulación MATLAB/Simulink®, así como para la simulación en tiempo real de diversos esquemas y funciones de protección [12][13]. Esta base ha sido el resultado de trabajos previos realizados en el Grupo de Investigación en Redes de Distribución y Potencia GREDyP y en el Grupo de Investigación en Calidad de la Energía y Electrónica de Potencia GICEP. Lo anterior ha permitido construir una biblioteca con modelos de funciones de protección en MATLAB/Simulink® [14], mediante la cual es posible simular el comportamiento de diversos sistemas de protección ante escenarios de microrredes e industrias con cargas de comportamiento dinámico [13]. Luego de la construcción de esta biblioteca, se procedió con el desarrollo de un montaje experimental, el cual permite probar en tiempo real los modelos simulados dentro de una red de prueba [13][14]. Dicha herramienta se encuentra actualmente en estado de prototipo, por lo cual se busca escalarla a una etapa de prototipo funcional a través de ajustes en su lógica y pruebas a una escala mayor que la de laboratorio. La ejecución de pruebas a una escala mayor que la de laboratorio sobre el prototipo planteado se hace compleja, toda vez que para realizar la validación de este se debe estudiar él comportamiento de diversos elementos de la protección ante un sistema eléctrico en falla [15]. En síntesis, este proyecto tiene como objetivo fundamental el escalamiento hacia un prototipo funcional del montaje experimental desarrollado, a través de la articulación con un esquema de prueba bajo la metodología “Harware in the loop”. Generando con esto una herramienta de entrenamiento y prueba de sistemas de protección de bajo costo y versátil, que podrá ser utilizada para entrenar a ingenieros en formación.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:UN Innova: Convocatoria de Proyectos para el Fortalecimiento de la Innovación en la Universidad Nacional de Colombia a partir del Desarrollo de Prototipos y Experiencias Piloto 2019-2021 (segunda cohorte)
Modalidad:Propuestas de escalamiento de prototipos.
Responsable