Diseño, desarrollo y construcción de una micro-red de 5 KVA con cargas dinámicas y desequilibrios programables. Parte II: Accionamiento dinámico regulable y red de distribución

Martín Montero, Álvaro (2016). Diseño, desarrollo y construcción de una micro-red de 5 KVA con cargas dinámicas y desequilibrios programables. Parte II: Accionamiento dinámico regulable y red de distribución. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Diseño, desarrollo y construcción de una micro-red de 5 KVA con cargas dinámicas y desequilibrios programables. Parte II: Accionamiento dinámico regulable y red de distribución
Autor/es:
  • Martín Montero, Álvaro
Director/es:
  • Veganzones Nicolas, Carlos
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Fecha: Julio 2016
Materias:
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

El presente Trabajo Fin de Grado versa sobre el diseño, desarrollo y construcción de una micro-red de 5 KVA con un sistema de gestión, regulación y control a través de una unidad centralizada en un PC, de forma que sea posible variar la demanda de potencia a la vez que se generan desequilibrios. El equipo completo está formado por tres sistemas: -Sistema de demanda: Puede modificar el consumo de potencia de forma dinámica e introducir desequilibrios y distorsión armónica. Para ello dispone de los siguientes elementos: 1. Accionamiento dinámico regulable capaz de emular las variaciones de demanda debidas a cargas dinámicas equilibradas. Este accionamiento está constituido por un motor trifásico de inducción alimentado a través de un convertidor de frecuencia y cuyo eje, a su vez, se encuentra acoplado a un freno de polvos magnéticos. 2. Dos accionamientos monofásicos constituidos, cada uno de ellos, por un motor de inducción adaptado para su funcionamiento en red monofásica entre fase y neutro con el eje acoplado a un freno de las mismas características que el del accionamiento dinámico regulable. 3. Tres cargas resistivas monofásicas. -Sistema de distribución y protección: Estará formado por ocho contactores, un interruptor automático, un analizador de red y un emulador de líneas aéreas de distribución, todo ello montado sobre un soporte móvil. -Sistema de control y gestión: Se utilizarán dos tarjetas de adquisición de datos, compatibles con el entorno de programación Labview, dos módulos de relé con 8 canales y circuitos auxiliares. Al equipo diseñado y construido se suma un modelo de simulación desarrollado en el entorno Simulink. En él se encuentran integrados el sistema de demanda y de distribución. La finalidad de este modelo es contrastar las operaciones experimentales con las medidas y resultados obtenidos teóricamente. Se trata de un Trabajo principalmente experimental. Se parte de una idea que hay que desarrollar, decidiendo y estudiando qué componentes son los más adecuados para conseguir el objetivo, y a la que se le tiene que dar forma, diseñando y construyendo un soporte en el que estén presentes todos esos componentes. El diseño, desarrollo y construcción ha supuesto dos tercios del tiempo de dedicación total al proyecto, mientras que el tercio restante lo han ocupado las simulaciones llevadas a cabo y el programa de control desarrollado. La instalación completa se divide en dos proyectos, uno realizado por mi compañero Javier Alcojor Gallego y otro realizado por mí. La parte 1, a cargo de mi compañero, se centra en el manejo, caracterización y control de las cargas conectadas al sistema: cargas resistivas monofásicas y cargas dinámicas. La parte 2, a mi cargo, hace énfasis en el control de un variador de velocidad comercial y en el estudio de las líneas de distribución del sistema. Ambas partes se han realizado conjuntamente, el orden no es influyente y la carga de trabajo ha sido repartida equitativamente. En una primera etapa se ha analizado en profundidad el funcionamiento del variador de velocidad que se iba a utilizar: un Altivar 66 de la empresa Telemecanique. Se trata de un modelo antiguo y descatalogado del que se han podido recuperar 3 unidades y que en este proyecto, con objeto de optimizar recursos, se ha conseguido reutilizar. Dentro de la adaptación realizada, es importante decir que se ha logrado sustituir el control manual del variador por un sistema de control por computador utilizando una tarjeta de adquisición de datos conectada al PC. Dicha tarjeta utiliza como soporte software el programa Labview, que constituye el entorno de programación utilizado para realizar el control de la micro-red. En una segunda etapa se desarrolló un programa en Labview para controlar el emulador de la carga dinámica equilibrada, mientras en paralelo se empezaba a trabajar en el modelo de simulación del sistema. En la tercera etapa se diseñó el soporte de la micro-red, se eligió la aparamenta eléctrica y se montaron todos los componentes. En la cuarta etapa se analizó el emulador de líneas eléctricas del sistema de distribución y protección para caracterizarlo y estudiar su influencia en la micro-red diseñada. En la última etapa se ha validado el funcionamiento del equipo completo, integrando los 3 sistemas, y se ha completado el modelo de la micro-red en Simulink. A estas cinco etapas fundamentales se suman varias actividades secundarias pero no menos importantes: ensayo de máquinas, documentación y aprendizaje del uso de componentes y variables involucradas, pruebas, corrección de errores encontrados, consulta con el departamento técnico de empresas proveedoras de componentes y planificación y presupuesto. Se han conseguido todos los objetivos fijados para este Trabajo Fin de Grado. El tiempo de dedicación ha sido de aproximadamente 612 horas.

Más información

ID de Registro: 43121
Identificador DC: http://oa.upm.es/43121/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:43121
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 26 Sep 2016 08:31
Ultima Modificación: 11 Oct 2016 15:41
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