Tesis EP Ingeniería Eléctrica

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Análisis de Arc Flash en la subestación eléctrica del pie de la chimenea 249 de la UM Yumpag mediante la aplicación del software ETAP
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Gaitan Andrade, Marcos; Ponce Martínez, Luis Mark Rudy
La investigación tiene como propósito analizar el riesgo asociado al arco eléctrico (Arc Flash) en la subestación eléctrica ubicada en el pie de la chimenea 249 de la unidad minera Yumpag, con el fin de salvaguardar la seguridad del personal operativo y garantizar la continuidad de las operaciones. El estudio, de enfoque cuantitativo y metodología aplicada con diseño no experimental, transversal y descriptivo, emplea el software ETAP para la simulación de parámetros críticos conforme a las normativas NFPA 70E e IEEE 1584, modelando subestaciones de media tensión de 10 kV y 4.16 kV para determinar la energía incidente, las distancias de seguridad, las fronteras de protección y los requerimientos de equipos de protección personal. Los resultados evidencian niveles máximos de energía incidente de 11.84 cal/cm² en barras de 10 kV (categoría 3), lo cual exige el uso de EPP especializado de al menos 25 cal/cm², distancias mínimas de trabajo de 91.4 cm y fronteras de arco eléctrico de hasta 3.93 m. Se concluye que la integración de simulaciones en ETAP y el cumplimiento de estándares internacionales constituye una estrategia eficaz para la mitigación del riesgo térmico y el fortalecimiento de la seguridad eléctrica en contextos mineros.
Análisis de fallas en redes de distribución subterránea de baja tensión para optimizar la calidad del servicio eléctrico en la zona centro de Lima, Perú
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2026) Vargas Chunque, Fernando; Ponce Martínez, Luis Mark Rudy
La investigación analiza las fallas imprevistas en conductores subterráneos de distribución de baja tensión en la Zona Centro de Lima, Perú, durante el periodo 2024, considerando su impacto social y económico debido a la importancia del suministro eléctrico en viviendas y comercios. Se empleó el software Power BI para el procesamiento y análisis de datos de fallas registradas, identificándose la humedad como la principal causa recurrente. Asimismo, se realizó la localización de fallas en tres subestaciones con mayor incidencia, corroborándose que la mayoría de fallas imprevistas se originan por la presencia de humedad en cables o empalmes, lo que acelera el deterioro del aislamiento. En respuesta a esta problemática, se propone la implementación de equipos tecnológicos para la detección y ubicación de fallas, así como el uso de empalmes con mayor resistencia a la humedad. La aplicación de estas soluciones permitiría reducir el tiempo de localización de fallas y mejorar la continuidad del servicio eléctrico, beneficiando a los usuarios del sistema de distribución.
Análisis de las variables y métodos de monitoreo para el diagnóstico de fallas en transformadores
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Reyna Rodrigo, Sergio Víctor; Ponce Martínez, Luis Mark Rudy
Muestra las ventajas del mantenimiento predictivo para fallas en trasformadores; se analiza las pruebas de mantenimiento preventivo actuales y las variables de operación, se describen los niveles normales de funcionamiento de estas variables de acuerdo con norma y las condiciones para monitoreo en tiempo real. La implementación del mantenimiento predictivo se realiza para cada tipo de transformador según la aplicación, los diseños propuestos se basan en el uso de sensores convencionales e inalámbricos y de gateways de comunicación para monitorear las variables de operación. Se realizan pruebas del diseño en un transformador del tipo seco ventilado de uso industrial y mediante un código MATLAB de elaboración propia se obtienen las lecturas y se monitorea la temperatura y humedad de los sensores, contrastando sus valores mediante el uso de una cámara termográfica. Se recomienda principalmente elaborar gráficas de los valores medidos por los sensores dependiendo del tipo de perfil de carga, para posteriormente elaborar planes y acciones de contingencia si es que se presenta alguna lectura anormal.
Diseño de un sistema fotovoltaico para la iluminación pública de las provincias de Sullana, Tarata y Alto Amazonas
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Pereda Palacios, Deisy Maribel; Ponce Martínez, Luis Mark Rudy
Realizar el diseño de un sistema de paneles solares para la iluminación vial en tres provincias del Perú. Se analiza la información existente sobre la radiación solar de las zonas de estudios de las tres provincias seleccionadas para la instalación, así como también los conceptos teóricos y fórmulas que ayudan a calcular las características y cantidades de las partes del sistema en mención. El objetivo del trabajo es utilizar lo que el sol emite para convertirlo y brindar iluminación; en un horario matutino y en el horario nocturno acumularlo a través de un sistema de paneles solares. Todo ello a fin de tener iluminación y no contaminar el medio ambiente en lo mayor posible. Actualmente se tiene un gran problema sobre la contaminación del medio ambiente, un sistema fotovoltaico resulta beneficioso porque produce menos contaminación que las otras maneras de generar energía eléctrica.
Diseño e implementación de un modelo comercial de contratación de energía en una central térmica, central hidroeléctrica tipo embalse y tipo pasada
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Melendez Huamancayo, Heidy Hilary; Ponce Martínez, Luis Mark Rudy
Explora el proceso de diseño e implementación de dicho modelo y su impacto en el pronóstico y acercamiento al despacho en todos los modelos de generación dispuestos en el mercado eléctrico peruano. La implementación del modelo comercial requirió el análisis de características previas es decir datos de entrada como lo es en el pronóstico de la demanda y la generación de la oferta actual y pronosticada en los próximos cinco años desde allí se diseñó del modelo comercial en el optimizador matemático GAMS, previamente se realizó la proyección de precios en barra mediante el software PERSEO 2.0 de donde se obtuvieron datos de importancia como los costos marginales en la proyección de cinco años; la implementación de modelo en 4 centrales de generación se realizó con la selección de las mismas que representan a los modelos que existen en el sector eléctrico peruano, es decir, térmicas, hidráulicas de embalse y pasada; implementación que permitió determinar el promedio de venta de dichas centrales en los próximos cinco años, permitiendo diagnosticar su nivel de operación y la potencia optima de venta para sustentarse en el tiempo de estudio. En la investigación se obtuvo resultado que validan el modelo comercial por su comparación con otro sobre la misma central, así como que permitió determinar la potencia optima de venta que garantice el despacho y sostenibilidad de las cuatro centrales que fueron objeto del estudio.
Estudio de armónicos y potencia reactiva en Southern Perú para mejorar la calidad de energía mediante filtro activo de armónicos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2026) Nieto Morales, Cristian Jesús; Ponce Martínez, Luis Mark Rudy
Esta investigación analiza los armónicos eléctricos y la energía reactiva en el sistema eléctrico de la mina Southern Perú en el área 1200. La calidad de energía se ha visto afectada por la instalación de dispositivos eléctricos y electrónicos, como variadores de frecuencia, motores y transformadores. Durante la puesta en marcha del área 1200, se realizaron mediciones de campo con las cargas aun no operando a su capacidad nominal. Los datos obtenidos, junto con los proporcionados por la mina, fueron procesados con el software Etap, modelando el área para distintos niveles de carga. Los resultados obtenidos mostraron que el Área 1200 incumple con los valores recomendados por la normativa IEEE 519 respecto a la distorsión armónica total y que la demanda de energía reactiva podría generar cobros excesivos por este tipo de energía. Se propone la implementación de un filtro activo de armónicos como solución, para reducir los armónicos y mejorar la potencia reactiva, lo que elevaría el factor de potencia y aumentaría la eficiencia del sistema. El análisis realizado con Etap demuestra la viabilidad técnica y los beneficios operativos de esta solución para la planta minera.
Estudio y análisis de calidad de energía eléctrica de la planta Mimaskot – Molitalia para la factibilidad en la implementación de un banco de condensadores
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Guzmán Trujillo, Francces Jonathan; Ponce Martínez, Luis Mark Rudy
Aborda el tema de implementación con la finalidad de corregir la inyección de Reactivos de la Planta Mimaskot – Molitalia, realizando el análisis y estudio correspondiente para la implantación de Banco de Capacitores y los riesgos que conlleva no optar por agregar filtros de armónicos, en caso se encuentre presencia de distorsión de la corriente. La investigación verificará cuanta es la Potencia Reactiva está generando las cargas de la planta Mimaskot - Molitalia, causando que el Factor de Potencia este por debajo de lo recomendado siendo esta un punto de partida para la factibilidad de implementación de un banco de capacitores. Muchas fábricas, almacenes, supermercados, entre otros; están implementando cargas no lineales que generan distorsión eléctrica, como son la corriente y tensión armónica, ejemplos de cargas no lineales tenemos los Variadores de Frecuencia, las Luminarias Led (high bay), UPS, etc. Por lo que se consideró realizar un análisis de las presencias de estas distorsiones armónicas que pueden ser alto o bajo niveles. Por lo que finalmente esta investigación detalla si es recomendable la implementación de Filtro de Rechazo que es proteger a los Condensadores frente a las distorsiones armónicas y efecto resonantes. En el estudio se verifica la viabilidad para la planta Mimaskot – Molitalia la necesidad de la implementación de un banco de Condensadores y a la vez de protegerlo con filtros de armónicos, para regularizar el factor de potencia y cumplir con lo solicitado por la Concesionaria de Luz del Sur.
Uso de tecnologías LED y su impacto significativo en la eficiencia energética en el alumbrado de calles y avenidas de la refinería La Pampilla – REPSOL
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Nuñez Suarez, Ronal Maycol; Ponce Martínez, Luis Mark Rudy
Expone el impacto significativo en la eficiencia energética en el alumbrado de la refinería La Pampilla-Repsol, al usar alumbrado LED. La refinería cuenta con 14 calles y 10 avenidas con equipos de iluminación convencional alimentadas por áreas de acuerdo a las subestaciones cercanas. La iluminación de calles es una instalación antigua con tecnología del tipo de iluminación de vapor de sodio y halogenuro metálico. Para el estudio, se usa el método experimental, ya que se midifica la realidad y/o situación actual para crear el fenómeno que se investiga para con ello poder observar y realizar las comparaciones respectivas y analizar impactos e indicadores de eficiencia. Se concluye que al realizar el cambio de tipo de tecnología a las luminarias exteriores de las calles y avenidas se mejora el rendimiento de la iluminación y se tiene niveles más altos de lúmenes por el mismo consumo de potencia.

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