http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/50526 Electricidad 2026-05-23T04:21:16Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/68223 Title: Estudio técnico para planificación de mantenimiento en subestaciones eléctricas bajo criterios de confiabilidad HL-III Authors: Choez Barrios, Cristhian Daniel; Mora Cun, Bryan Moisés; Endara Vélez, Iván David, Director Abstract: This thesis presents a technical study focused on maintenance planning in a power substation, applying HL-III reliability criteria and condition-based maintenance strategies. The case study corresponds to the Centro Industrial Substation of CNEL EP – Los Ríos Business Unit, which supplies a significant residential, commercial, and industrial load. Based on historical operation and failure data, the electrical demand behavior is analyzed, and the service life of the power transformer is evaluated using thermal models in accordance with IEC 60076-7 and IEEE C57.91 standards. Two condition-based maintenance scenarios are assessed: perfect maintenance and imperfect maintenance, and their performance is compared with a base case without intervention. The results show that perfect maintenance extends the transformer service life by approximately 16.5 years, while imperfect maintenance achieves an extension of about 12.8 years. Additionally, an HL-III reliability analysis is conducted using probabilistic simulations, allowing the estimation of energy not supplied and its associated economic impact. Finally, a financial assessment is performed, demonstrating the technical and economic feasibility of the proposed substation modernization and the recommended maintenance plan. Keywords: Condition-Based Maintenance, Electrical Substation, Energy Not Supplied, Power Transformer, Reliability. Description: La presente tesis desarrolla un estudio técnico orientado a la planificación del mantenimiento en una subestación eléctrica de potencia, aplicando criterios de confiabilidad HL-III y estrategias de mantenimiento basado en condición. El caso de estudio corresponde a la Subestación Centro Industrial de CNEL EP – Unidad de Negocio Los Ríos, la cual abastece una carga significativa de tipo residencial, comercial e industrial. A partir de información histórica de operación y fallas, se analiza el comportamiento de la demanda eléctrica y se evalúa la vida útil del transformador de potencia mediante modelos térmicos basados en las normas IEC 60076-7 e IEEE C57.91. Se evalúan dos escenarios de mantenimiento basado en condición: mantenimiento perfecto y mantenimiento imperfecto, comparándolos con un caso base sin intervención. Los resultados muestran que el mantenimiento perfecto permite extender la vida útil del transformador en aproximadamente 16,5 años, mientras que el mantenimiento imperfecto logra una extensión cercana a 12,8 años. Asimismo, se desarrolla un análisis de confiabilidad HL-III mediante simulaciones probabilísticas, estimando la energía no suministrada y su impacto económico. Finalmente, se realiza una valoración financiera que demuestra la viabilidad técnica y económica de la propuesta de modernización de la subestación y del plan de mantenimiento propuesto. 2025-01-01T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/68222 Title: Modelo de planificación óptima para la expansión de redes de distribución urbanas Authors: Vanegas Gis, Walter Olmedo; Martín Moreno, César Antonio, Director Abstract: The present project addresses the development of an optimal planning model for the expansion of urban distribution networks, primarily based on the analysis of historical energy consumption in an efficient and sustainable manner. A mathematical tool is formulated and implemented to determine the minimum network structure required, considering projected electrical demand. It is proposed that the incorporation of historical data and optimization techniques significantly improves technical and economic efficiency compared to traditional planning methods. The project was carried out through the collection and analysis of historical consumption data, demand forecasting over a ten-year horizon, and the formulation of a mathematical optimization model. Mathematical programming techniques and low- and medium-voltage network design criteria based on technical standards in the electrical field were applied, with the model implemented in the AMPL modeling language. The results obtained showed that the model made it possible to identify network configurations with lower investment and operating costs. It is concluded that the proposed optimization model constitutes an effective tool for decision-making in the planning of urban distribution networks. Keywords: Distribution networks, optimization, electrical demand, optimal planning Description: El presente proyecto aborda el desarrollo de un modelo de planificación óptima para la expansión de redes de distribución urbanas principalmente en el análisis del consumo histórico de energía de manera eficiente y sostenible. Se va a formular e implementar una herramienta matemática que permita determinar la estructura mínima requerida por la red, considerando la proyección de la demanda eléctrica. Se plantea que la incorporación de datos históricos y técnicas de optimización mejora significativamente la eficiencia técnica y económica frente a métodos tradicionales de planificación. El proyecto se realizó mediante la recopilación y análisis de datos históricos de consumo, la proyección de la demanda en el tiempo de 10 años y la formulación de un modelo matemático de optimización. Se aplicaron técnicas de programación matemática, criterios de diseño de baja y media tensión basadas en normas técnicas en el ámbito eléctrico, implementado el modelo en el leguaje AMPL. Los resultados obtenidos mostraron que el modelo permitió identificar configuraciones de red con menores costo de inversión y operación. Se concluye que el modelo de optimización propuesto se establece como una herramienta efectiva para la toma de decisiones en la planificación de redes de distribución urbanas. 2026-01-01T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/68221 Title: Plataforma homologada al contexto ecuatoriano para el diseño y dimensionamiento preliminar de subestaciones eléctricas ≤ 24 MVA Authors: Franco Salazar, Hugo Eduardo; Aguirre Hernández, Douglas Mauricio, Director Abstract: CONDITIONING OF PROJECT PUBLICATION. The growth of projects in Ecuador has increased the need for adequate electrical infrastructure to ensure proper operation. In medium and large-scale projects, this requirement often leads to the implementation of electrical substations, where the scope of the required infrastructure is not always clearly understood, thus hindering effective decision making. In this context, the objective of this work is to develop an application adapted to the Ecuadorian context, while maintaining technical and regulatory criteria, enables the preliminary design and sizing of electrical substations with capacities of up to 24 MVA. To achieve this, a structured and modular methodology was applied, including demand estimation, selection of substation type, and preliminary sizing of infrastructure and equipment, considering representative configurations of AIS and GIS substations, as well as the generation of technical deliverables. As a result, DIMSUB-24 was developed as a functional application capable of generating coherent technical configurations, thereby facilitating the understanding of the electrical infrastructure required for a substation. The application was validated through three groups of users, which collectively demonstrated its potential for growth, practical usefulness, and educational value. Consequently, this work establishes a referential basis that contributes technical clarity to decision-making processes in substation projects. Keywords: Electrical substations, preliminary sizing, technical deliverables, application adapted to the Ecuadorian context. Description: CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTOS. El crecimiento de proyectos en Ecuador incrementó la necesidad de contar con una infraestructura eléctrica adecuada para su correcta operación. En proyectos de mediana y gran escala, esta necesidad deriva en la implementación de subestaciones eléctricas, donde en ocasiones se desconoce el alcance de la infraestructura necesaria, y en consecuencia dificulta la toma de decisiones. Así, el presente trabajo tiene como objetivo desarrollar una aplicación homologada al contexto ecuatoriano que, manteniendo criterios técnicos y normativos, diseñe y dimensione preliminarmente subestaciones eléctricas de hasta 24 MVA. Para lograr aquello, se aplicó una metodología estructurada y modular que contempló la estimación de la demanda, la selección del tipo de subestación, y el dimensionamiento preliminar de la infraestructura y equipos, considerando configuraciones representativas de subestaciones AIS y GIS, así como la generación de entregables técnicos. De este modo, nació DIMSUB-24, una aplicación funcional que permitió generar configuraciones técnicas coherentes, facilitando así, la comprensión de la infraestructura eléctrica requerida para una subestación. Aquello fue validado mediante tres grupos de usuarios que, en conjunto, permitieron evidenciar su potencial de crecimiento, utilidad y valor formativo. Con ello, se establece una base referencial que aporta claridad técnica en la toma de decisiones de un proyecto de subestaciones. 2025-01-01T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/68220 Title: Sistema de protección adaptativa con asistente inteligente y lógica difusa para relés de sobrecorriente 50/51 Authors: Alarcón Parrales, Ernesto Alessandro; Brocel Huayamave, Mauricio Alejandro; Endara Vélez, Iván David, Director Abstract: CONDITIONING OF PROJECT PUBLICATION. The increasing penetration of distributed generation in distribution networks changes fault current levels and directionality, causing miscoordination and undesired trips in traditional overcurrent protection schemes (ANSI 50/51) based on fixed settings. This work proposes an adaptive protection scheme using an intelligent assistant that integrates ETAP power system simulation with a Python-based fuzzy logic controller to dynamically update relay pickup and timing settings according to the operating state of the system. A set of representative and critical scenarios (maximum load, medium load, tie interconnection, islanded operation, reverse power flow, and critical blinding) was generated to evaluate performance by comparing conventional fixed settings against adaptive settings. Results show that the proposed approach preserves selectivity and reduces the risk of undesired operations under changing operating conditions, improving operating times and coordination in non-conventional scenarios. A referential cost and benefit assessment is also included, highlighting time savings due to reduced manual reconfiguration and faster service restoration. Keywords: dynamic settings, false tripping, distributed generation, ETAP, Python. Description: CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTOS. La creciente penetración de generación distribuida en redes de distribución altera los niveles y la direccionalidad de las corrientes, provocando pérdida de selectividad y disparos indebidos en esquemas tradicionales de sobrecorriente (ANSI 50/51) basados en ajustes estáticos. Este trabajo propone un esquema de protección adaptativa mediante un asistente inteligente que integra simulación eléctrica en ETAP y un controlador basado en lógica difusa implementado en Python para recalcular dinámicamente los parámetros de disparo (pickup y temporización) según el estado operativo del sistema. Se generó un conjunto de escenarios que representan condiciones críticas (carga máxima, carga media, interconexión, operación en isla, flujo inverso y cegamiento), y se evaluó el desempeño comparando el esquema fijo convencional frente al adaptativo. Los resultados evidencian que el método adaptativo mantiene la coordinación y reduce el riesgo de disparos indebidos bajo variaciones operativas, mejorando tiempos de operación y preservando la selectividad en condiciones no convencionales. Finalmente, se presenta un análisis referencial de costos de implementación y beneficios operativos, destacando el ahorro de tiempo asociado a la reducción de reconfiguraciones manuales y al restablecimiento más eficiente del servicio. 2025-01-01T00:00:00Z