Diagnóstico de las instalaciones eléctricas para el mejoramiento de la eficiencia energética en la planta ASME SERTECPET

David Israel Mora-Bonilla; Luigi Orlando Freire-Martínez; Alex Iván Paguay-Llamuca

Autores/as

Mora-Bonilla David Israel Universidad Técnica de Cotopaxi. Riobamba, Ecuador.
Freire-Martínez Luigi Orlando Universidad Técnica de Cotopaxi. Riobamba, Ecuador.
Paguay-Llamuca Alex Iván Universidad Técnica de Cotopaxi. Riobamba, Ecuador.

Palabras clave:

calidad de la energía, interfaz gráfico, factor de potencia, sobretensiones

Resumen

DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v8i15.0257

Resumen

El estudio analiza la calidad de la energía en la planta ASME de Sertecpet, enfocándose en los impactos de distorsiones armónicas, fluctuaciones de tensión y desequilibrios eléctricos en la eficiencia operativa. Usando herramientas como el analizador de red Fluke 438-II, se identificaron problemas clave relacionados con el factor de potencia, pérdidas energéticas y distorsión armónica. Se propone la corrección del factor de potencia mediante bancos de condensadores, el análisis de sobretensiones y el diseño de soluciones para optimizar la distribución eléctrica. Además, se desarrolló una interfaz gráfica con Tkinter para facilitar el diagnóstico, procesamiento y visualización de datos eléctricos, incluyendo gráficas sobre el desempeño energético y cumplimiento normativo. Estas estrategias no solo reducirán costos y aumentarán la sostenibilidad, sino que también garantizarán la alineación con estándares internacionales como IEEE 519 e ISO 50001, promoviendo operaciones más eficientes, seguras y responsables ambientalmente.

Palabras clave: calidad de la energía, interfaz gráfico, factor de potencia, sobretensiones.

Abstract

The study analyzes power quality at Sertecpet's ASME plant, focusing on the impacts of harmonic distortions, voltage fluctuations, and electrical imbalances on operational efficiency. Using tools like the Fluke 438-II network analyzer, key issues related to power factor, energy losses, and harmonic distortion were identified. Power factor correction through capacitor banks, surge analysis, and solutions design for optimizing electrical distribution are proposed. Additionally, a graphical interface was developed with Tkinter to facilitate the diagnosis, processing, and visualization of electrical data, including performance and regulatory compliance charts. These strategies aim to reduce costs, enhance sustainability, and ensure alignment with international standards such as IEEE 519 and ISO 50001, promoting more efficient, safe, and environmentally responsible operations.

Keywords: power quality, graphical interface, power factor, surges.

Información del manuscrito:
Fecha de recepción: 12 de enero de 2025.
Fecha de aceptación: 31 de marzo de 2025.
Fecha de publicación: 10 de abril de 2025.

Citas

V. León-Martínez, J. Montañana-Romeu, J. Giner-García, A. Cazorla-Navarro, J. Roger-Folch, and M. A. Graña-López, “Power quality effects on the measurement of reactive power in three-phase power systems in the light of the IEEE standard 1459-2000,” 2007 9th International Conference on Electrical Power Quality and Utilisation, EPQU, 2007, doi: 10.1109/EPQU.2007.4424093.

ULTATEK, “Estudio de calidad de la energía en procesos industriales.” Accessed: Dec. 09, 2024. [Online]. Available: https://ultatek.com/para-que-hacer-un-estudio-de-calidad-de-la-energia-en-procesos-industriales/

N. G. . Hingorani, Laszlo. Gyugyi, and M. E. . El-Hawary, Understanding FACTS : concepts and technology of flexible AC transmission systems. IEEE Press, 2000.

M. H. J. Bollen, “Understanding power quality problems: Voltage sags and interruptions,” Understanding Power Quality Problems: Voltage Sags and Interruptions, pp. 1–543, Jan. 1999, doi: 10.1109/9780470546840.

IEEE Standard for Harmonic Control in Electric Power Systems, “519-2022 - IEEE Standard for Harmonic Control in Electric Power Systems,” Art. no. 519–2014, May 2022, doi: 10.1109/IEEESTD.2022.9848440.

by A. John Camara, “2023 National Electrical Code (NEC) Future Courses Special Equipment [Solar] Special Conditions [Standby Power],” Quito, pp. 10–40, 2023. Accessed: Dec. 08, 2024. [Online]. Available: https://www.esfi.org/workplace-safety/industry-codes-regulations/the-national-electrical-code-nec/

A. E. Legarreta, J. H. Figueroa, and J. A. Bortolin, “An IEC 61000-4-30 class a - Power quality monitor: Development and performance analysis,” Proceeding of the International Conference on Electrical Power Quality and Utilisation, EPQU, pp. 459–464, 2011, doi: 10.1109/EPQU.2011.6128813.

ISO 50001, “Sistema de Gestión Energética.” Accessed: Dec. 08, 2024. [Online]. Available: https://geoinnova.org/blog-territorio/iso-50001-sistema-de-gestion-energetica/?gad_source=1&gclid=Cj0KCQiAx9q6BhCDARIsACwUxu7ZrkMelEJyEaDl43bAZuKWBdj8sMPkv_tLXwN1VtcpvWpbLcJVGjQaAgwqEALw_wcB

N. Mohd Zainuddin et al., “Review of Thermal Stress and Condition Monitoring Technologies for Overhead Transmission Lines: Issues and Challenges,” IEEE Access, vol. 8, pp. 120053–120081, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3004578.

D. Prasad, R. P. Singh, A. Roy, A. Islam, R. Roy, and S. Mukherjee, “Safety Risk Management of Low Voltage Power Distribution Line Network,” Lecture Notes in Electrical Engineering, vol. 1239 LNEE, pp. 65–77, 2024, doi: 10.1007/978-981-97-6390-0_6.

J. C. Das, “Power System Harmonics and Passive Filter Designs,” Power System Harmonics and Passive Filter Designs, pp. 2–8, Mar. 2015, doi: 10.1002/9781118887059.FMATTER.

K. D. Hernández Pantoja, “Diagnóstico y evaluación de las instalaciones eléctricas en la empresa de servicios en tecnología y telecomunicaciones WODEN Ecuador S.A. con criterios de eficiencia energética.,” 2021. Accessed: Dec. 08, 2024. [Online]. Available: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21616

A. E. Ganchala Calva and M. A. Hermoza Buenaño, “Diagnóstico y rediseño de las instalaciones eléctricas con propuestas de eficiencia energética en la compañía Alimenticia Agua Santa Aliaguasanta Cia Ltda, ubicada en el cantón Salcedo.,” Jan. 19, 2022, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. ESPEL. Carrera de Ingeniería en Electromecánica. Accessed: Dec. 08, 2024. [Online]. Available: http://repositorio.espe.edu.ec/handle/21000/29344

International Energy Agency (IEA), “Energy Efficiency 2020: Analysis and key findings. International Energy Agency.” Accessed: Dec. 08, 2024. [Online]. Available: https://www.iea.org/reports/energy-efficiency-2020

E. R. and V. (CERV) The IIEA acknowledges the support of the Citizens, “The Institute of International & European Affairs Search.” Accessed: Dec. 08, 2024. [Online]. Available: https://www.iiea.com/energy/?gad_source=1&gclid=Cj0KCQiAx9q6BhCDARIsACwUxu4tsHr-iN057TOxcg7XbmEyPVPb00oMRxrT0lIhdeme2-UlVLke-XgaAuq_EALw_wcB

Fluke, “Analizador de calidad eléctrica y motores Fluke 438-II.” Accessed: Dec. 09, 2024. [Online]. Available: https://www.fluke.com/es-ec/producto/comprobacion-electrica/calidad-electrica/438-ii

RTE de Mexico, “Cálculo de las fórmulas para obtener la sección por caída de tensión.” Accessed: Jan. 13, 2025. [Online]. Available: https://www.prysmianclub.es/no1-calculo-para-obtener-la-seccion-por-caida-de-tension-ejemplo-de-calculo/

Schneider Electric, Electrical installation guide According to IEC international standards Electrical installation guide. 2015. [Online]. Available: www.schneider-electric.com

J. Lisboa, “Miguel Angel Sánchez Cortés Calidad de la Energía Eléctrica.” Accessed: Jan. 13, 2025. Available: https://www.academia.edu/34783325/Miguel_Angel_S%C3%A1nchez_Cort%C3%A9s_Calidad_de_la_Energ%C3%ADa_El%C3%A9ctrica

Universidad Nacional de la Plata, “QUE ES EL FACTOR DE POTENCIA (FP),” vol. 1, pp. 4–8, 2015, Accessed: Jan. 13. Available: https://yold.unlp.edu.ar/frontend/media/87/27587/e874c1957ec82f81eb3499675337b55c