Diseño y evaluación de un sistema de emergencia mediante un grupo electrógeno para el bloque E de la Universidad Politécnica Salesiana

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Title: Diseño y evaluación de un sistema de emergencia mediante un grupo electrógeno para el bloque E de la Universidad Politécnica Salesiana
Authors: Espinoza Puruncaja, Rubén Darío
Advisor: Chávez Córdova, Carlos Fernando
Abstract: The Salesian Polytechnic University faces frequent power outages that paralyze academic and administrative activities in Block E, affecting sensitive equipment, security systems, and educational continuity, generating operational and security risks for the university community. The overall objective was to design an emergency electrical system using a generator to ensure the continuity of academic and administrative activities in the event of power failures. The methodology employed a mixed qualitative-quantitative approach, including detailed energy analysis, power consumption measurements, critical load calculations, technical equipment selection according to NFPA 110 and IEEE 446 standards, and operational simulations using DigSILENT PowerFactory software to evaluate system performance under different load scenarios. The results determined a maximum demand of 84.3 kVA for critical loads, requiring a 125 kVA generator with a 25% safety margin, achieving power quality parameters within regulatory limits, 97% annual reliability, and 99.5% availability. The technical proposal includes a comprehensive system with a 100 kW diesel engine, a three-phase synchronous alternator, an automatic transfer system, a 39-hour runtime, and compliance with EPA Tier 3 environmental standards. The economic analysis demonstrated exceptional viability with an NPV of $754,200, an IRR of 98.5%, and a payback period of 1.1 years. It is concluded that the proposed system is technically and economically feasible, ensuring operational continuity, institutional security, and regulatory compliance to strengthen the university infrastructure.
Translated abstract: La Universidad Politécnica Salesiana enfrenta interrupciones frecuentes del suministro eléctrico que paralizan las actividades académicas y administrativas del Bloque E, afectando equipos sensibles, sistemas de seguridad y continuidad educativa, generando riesgos operativos y de seguridad para la comunidad universitaria. El objetivo general fue diseñar un sistema eléctrico de emergencia mediante un grupo electrógeno para garantizar la continuidad de las actividades académicas y administrativas ante fallas en el suministro eléctrico. La metodología empleó un enfoque mixto cualitativo-cuantitativo, incluyendo análisis energético detallado, mediciones de consumo eléctrico, cálculo de cargas críticas, selección técnica de equipos según normativas NFPA 110 e IEEE 446, y simulaciones operativas mediante software DigSILENT PowerFactory para evaluar el comportamiento del sistema bajo diferentes escenarios de carga. Los resultados determinaron una demanda máxima de 84.3 kVA para cargas críticas, requiriendo un grupo electrógeno de 125 kVA con margen de seguridad del 25%, logrando parámetros de calidad energética dentro de límites normativos, confiabilidad del 97% anual y disponibilidad del 99.5%. La propuesta técnica incluye un sistema integral con motor diésel de 100 kW, alternador síncrono trifásico, sistema de transferencia automática, autonomía de 39 horas y cumplimiento de estándares ambientales EPA Tier 3. El análisis económico demostró viabilidad excepcional con VPN de $754,200, TIR del 98.5% y período de recuperación de 1.1 años. Se concluye que el sistema propuesto es técnica y económicamente factible, garantizando continuidad operativa, seguridad institucional y cumplimiento normativo para el fortalecimiento de la infraestructura universitaria.
Keywords: SISTEMA EMERGENCIA ELÉCTRICA
GRUPO ELECTRÓGENO
CONTINUIDAD ENERGÉTICA
INFRAESTRUCTURA UNIVERSITARIA
ANÁLISIS VIABILIDAD
Issue Date: 2025
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/31286
Language: spa
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