Detección y diagnóstico de fallos en máquinas eléctricas en estado estacionario y transitorio
El sistema de detección y diagnóstico informa sobre la presencia de fallos en el rotor y la existencia de excentricidad en máquinas eléctricas y sirven para evitar que estas averías deriven en un fallo catastrófico de la máquina, y consecuentemente en paradas no programadas eliminando su impacto negativo en las actividades de la empresa. De esta forma se tiene un conocimiento del estado de los motores de inducción y se pueden programar con antelación las medidas de mantenimiento, reparación o sustitución de las máquinas evaluadas.
Este sistema se basa en la medida no invasiva de la corriente del estator del motor y, en algunos casos, también de su tensión de alimentación y se adaptan también a cualquier tipo de alimentación, ya sea directa desde la red o a través de inversor. Además, el motor puede trabajar en estado estacionario o en transitorio, como arranques y paradas o variaciones de velocidad.
Los miembros de este GIR disponemos de amplia experiencia en la monitorización continua o puntual de motores de inducción de cualquier potencia y cualquier nivel de tensión, como lo acreditan los estudios realizados para empresas como FACSA, Fertiberia, Volconsa, Redalsa, Sanidad de Castilla y León, Renfe, Hidromedia, etc.
Gracias a dicha experiencia podemos ofrecer a cualquier empresa interesada un servicio de diagnóstico de sus motores de inducción para evitar que averías como la rotura de barras del rotor o la excentricidad deriven en un fallo catastrófico de la máquina que suponga una parada no programada de la actividad de la empresa, averías comunes en bombas sumergidas y en otros usos caracterizados por ciclos de trabajo con arranques y paradas frecuentes. También es posible el diagnóstico de rodamientos si se proporciona información adicional de los mismos.
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Proyectos de investigación
Tesis doctorales
Medida, cálculo y análisis de la calidad de la energía eléctrica
El concepto de Calidad de Energía Eléctrica está adquiriendo cada vez una mayor relevancia por la concienciación que de ella depende la competitividad de las empresas al estar relacionada directamente con su eficiencia y productividad, principalmente en el sector industrial, observándose un interés cada vez mayor en su estudio con el propósito de optimizar los sistemas eléctricos o las instalaciones productivas.
Según la normativa internacional IEC 61000-4-30 en términos estándar se define la “Calidad de Energía Eléctrica” como las características de la electricidad en un punto dado de la red eléctrica, evaluadas con relación a un conjunto de parámetros técnicos de referencia.
Aproximadamente el 20% de las perturbaciones o pérdidas de calidad de energía eléctrica se originan en los sistemas de producción y distribución eléctrica, mientras que el 80% restante tiene lugar en las propias instalaciones del usuario, debido principalmente a los cada vez más sofisticados procesos productivos actuales, la utilización de electrónica de potencia, la utilización de motores inductivos, la implementación de sistemas de generación propios y el fuerte incremento en la demanda de energía eléctrica, junto al mal estado o deficiente dimensionamiento de las instalaciones.
Son estas perturbaciones en las propias instalaciones del usuario sobre las que se puede actuar, ya que se sitúan aguas abajo del suministro y dentro de las propias instalaciones, y son en las que los miembros de este GIR vienen trabajando e investigando desde hace años, como lo avalan los proyectos y publicaciones desarrollados al respecto.
Concretamente pueden generarse perturbaciones por sobrecargas en los circuitos y transformadores, neutros mal dimensionados y conexionados de forma incorrecta, cargas desequilibradas, conexiones mal apretadas, armónicos causados por cargas electrónicas y energía reactiva por el uso de elementos inductivos, entre otras. Todas ellas afectan de forma muy significativa a la calidad de la energía eléctrica que circula por la instalación, provocando serios inconvenientes y complicaciones de funcionamiento en los dispositivos conectados a la red, reducción del ciclo de vida de equipos, así como, sobrecostes muy importantes por mantenimientos y fugas de consumos no deseados.
El objetivo fundamental de esta línea de trabajo es desarrollar protocolos para la medida de la calidad del suministro eléctrico en todo tipo de instalaciones eléctricas, implementar algoritmos que permitan detectar eventos de calidad y elaborar procedimientos de análisis de la calidad, posibles repercusiones y medidas correctoras.
Para ayudar a conseguir dicho objetivo se están desarrollando instrumentos «inteligentes» que permitan medir señales eléctricas (y de otro tipo, si es necesario) y que tengan capacidad de cómputo para poder realizar tareas de cálculo de la energía y monitorización de eventos, disturbios y problemas de calidad.
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Proyectos de investigación
Tesis doctorales
Fiabilidad y Mantenimiento de Instalaciones Eléctricas
La fiabilidad del suministro de energía eléctrica podría definirse como la propiedad que presenta un sistema de energía de satisfacer, de forma continua, la demanda de energía que requiere el consumidor y mantener sus índices de explotación en los límites preestablecidos para regímenes y condiciones de trabajo dadas, durante un tiempo determinado. La importancia del estudio de la fiabilidad se deriva de los efectos de las pérdidas que se originan cuando falla el suministro de energía, las cuales en ocasiones van más allá de lo que se deja de producir.
Los miembros de este GIR tienen una amplia experiencia en el análisis de la fiabilidad de sistemas eléctricos, como lo acredita su participación en proyectos y en publicaciones centradas, en particular, en las siguientes instalaciones:
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Análisis de la Línea Aérea de Contacto del ferrocarril, donde además de un estudio de su fiabilidad se plantearon técnicas de mantenimiento basadas en la fiabilidad, técnicas RCM.
- Análisis de la fiabilidad de redes eléctricas de distribución.
Análisis de instalaciones eléctricas hospitalarias. Un adecuado mantenimiento es fundamental para el buen funcionamiento de cualquier empresa de ámbito industrial ya que repercute directamente en su proceso productivo. Se trata de un aspecto muy importante a tener en cuenta en el desarrollo de cualquier ámbito productivo, teniendo como objetivo final garantizar la producción en cualquier proceso industrial, su calidad y mantener un correcto funcionamiento de los equipos alargando su vida útil.
En este sentido, los miembros de este GIR vienen trabajando desde hace años en este campo desde dos puntos de vista:
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Directamente relacionado con las líneas anteriores, mediante la aplicación de técnicas y procedimientos previamente mencionados particularizadas para un adecuado mantenimiento de máquinas e instalaciones eléctricas.
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De manera particular, y más recientemente hemos centrado parte de nuestra labor en la mejora del mantenimiento de módulos solares fotovoltaicos, lo que constituye un hito de gran interés pues su pérdida de eficiencia afecta directamente a la productividad de las plantas fotovoltaicas que está teniendo en los últimos tiempos una gran implantación
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La detección temprana de posibles fallos en estos paneles sería un logro importante pues contribuyen alrededor del 60% al coste de la planta y, por lo tanto, se necesita su funcionamiento correcto para asegurar su rentabilidad y eficiencia, y debido a que son numerosas las causas habituales de su funcionamiento incorrecto, estamos trabajando en diferentes técnicas de inspección de defectos en células y módulos solares fotovoltaicos, como serían:
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Medida de los parámetros solares fotovoltaicos del módulo y su comparación con las especificaciones del módulo (por ejemplo, las medidas de las curvas I-V)
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Utilización de cámaras que acceden a diferentes regiones del espectro electromagnético (Short Wave InfraREd (SWIR), para medidas de electroluminiscencia (EL) y Long Wave InfraRed (LWIR), para medidas de termografía infrarroja (TIR)
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Tesis doctorales
Predicción de consumos y Eficiencia Energética
Un uso eficiente de la energía debe ser una necesidad a conseguir en cualquier ámbito, tanto en la búsqueda de una reducción de los costes de energía eléctrica que suponga un ahorro financiero al consumidor, como de las emisiones de efecto invernadero que suponga un beneficio social.
Con el objetivo que el consumo de la energía sea sostenible y responsable, será preciso disponer de un elevado conocimiento del mismo que permita determinar la existencia de consumos innecesarios, optimizar la demanda diaria, balancear las cargas, optimizar los sistemas de generación y almacenamiento de energía eléctrica si se dispone de ellos, etc. Si, además, se tiene en cuenta la liberalización del mercado energético, el conocimiento extraído se puede aprovechar para mejorar la negociación con la compañía suministradora, reduciendo así costes.
En esta línea, los miembros de este GIR tienen una amplia experiencia en la realización de auditorías de energía eléctrica, y en la realización de procedimientos que han permitido caracterizar y modelizar el consumo de energía eléctrica en edificios, como lo acreditan las publicaciones realizadas y los proyectos desarrollados para la Gerencia Regional de Salud de Castilla y León (SACYL).
Este trabajo está teniendo continuación con la labor de investigación que en la actualidad se está acometiendo encaminada a la predicción de consumos en edificios, con el objetivo de definir una herramienta que permita anticipar el consumo y sirva de instrumento para una gestión energética proactiva del sistema que le permita no sólo optimizar el consumo si no también tener información inmediata de cualquier anomalía que se pudiera producir en dicho consumo.
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Energías renovables e integración con Generación Distribuida (GD) en Smart Grids y Microrredes
Estudio del efecto de la penetración de renovables en forma de GD en Smart Grids y Microrredes. Asimismo, se pretende investigar el efecto de los elementos eléctricos/electrónicos sobre el transporte de datos en baja/media tensión a través de PLC (concretamente en baja tensión por medio de PLC PRIME) y abordar el diseño e implementación de Microrredes eficientes.
El efecto de los elementos de GD y almacenamiento eléctrico sobre los sistemas de comunicaciones basados en PLC es fundamental. La pérdida de comunicaciones en los sistemas basados en PLC influye en la calidad de la energía asociada a los dispositivos eléctricos y electrónicos distribuidos en la baja tensión.
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