Criterios de calibración, protección y localización de fallas para sistemas de distribución utilizando reconectadores en la red
Los sistemas eléctricos de distribución han adquirido cada vez mayor importancia ante el crecimiento acelerado de las redes eléctricas y la exigencia de un suministro de energía a los consumidores, con una calidad de servicio cada vez mayor. Ésto implica que cada día sea más tenido en cuenta este se...
- Autores:
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Peláez Álzate, Hamilton Javier
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2009
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
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- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11059/14187
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- Palabra clave:
- 620 - Ingeniería y operaciones afines::629 - Otras ramas de la ingeniería
Distribución de energía eléctrica
Sistemas de interconexión electrica
Respuesta de frecuencia - Ingeniería eléctrica
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Los sistemas eléctricos de distribución han adquirido cada vez mayor importancia ante el crecimiento acelerado de las redes eléctricas y la exigencia de un suministro de energía a los consumidores, con una calidad de servicio cada vez mayor. Ésto implica que cada día sea más tenido en cuenta este sector y se justifique la gran inversión que están haciendo las empresas distribuidoras de energía en investigación y equipos más eficientes. El objetivo principal de estas inversiones es mantener unos índices de calidad impuestos por el ente regulador y especialmente conservar la confianza de sus clientes. La alimentación con energía eléctrica requiere de parámetros mínimos de calidad, uno de los factores que miden esta calidad es precisamente la continuidad del servicio. No pueden evitarse ciertas perturbaciones en el suministro que atentan contra la continuidad, especialmente en líneas aéreas donde la actividad de tormentas eléctricas o la influencia de árboles con gran longitud pueden ser una causa de falla del sistema. En consecuencia, debe buscarse alternativas para reducir estas situaciones y restablecer el servicio en tiempos mínimos, más aún cuando está comprobado estadísticamente que en líneas aéreas de distribución la mayoría de las fallas son de carácter transitorio (entre el 80% y 90%) y es posible despejarlas sin interrumpir el suministro a los clientes. |
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 dehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessMora Flórez , Juan JoséPeláez Álzate, Hamilton Javier2022-07-29T13:38:00Z2022-07-29T13:38:00Z2009https://hdl.handle.net/11059/14187Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeLos sistemas eléctricos de distribución han adquirido cada vez mayor importancia ante el crecimiento acelerado de las redes eléctricas y la exigencia de un suministro de energía a los consumidores, con una calidad de servicio cada vez mayor. Ésto implica que cada día sea más tenido en cuenta este sector y se justifique la gran inversión que están haciendo las empresas distribuidoras de energía en investigación y equipos más eficientes. El objetivo principal de estas inversiones es mantener unos índices de calidad impuestos por el ente regulador y especialmente conservar la confianza de sus clientes. La alimentación con energía eléctrica requiere de parámetros mínimos de calidad, uno de los factores que miden esta calidad es precisamente la continuidad del servicio. No pueden evitarse ciertas perturbaciones en el suministro que atentan contra la continuidad, especialmente en líneas aéreas donde la actividad de tormentas eléctricas o la influencia de árboles con gran longitud pueden ser una causa de falla del sistema. En consecuencia, debe buscarse alternativas para reducir estas situaciones y restablecer el servicio en tiempos mínimos, más aún cuando está comprobado estadísticamente que en líneas aéreas de distribución la mayoría de las fallas son de carácter transitorio (entre el 80% y 90%) y es posible despejarlas sin interrumpir el suministro a los clientes.TABLA DE CONTENIDO 1 Ámbito general ...............................................................................................................................................8 1.1 Introducción .................................................................................................................................... 8 1.2 Objetivos de la tesis......................................................................................................................... 9 1.2.1 Objetivo general ..................................................................................................................... 9 1.2.2 Objetivos específicos .............................................................................................................. 9 1.3 Estructura de la tesis .................................................................................................................... 10 1.4 Definición del problema y propuesta de solución....................................................................... 10 2 Fundamentos teóricos ..................................................................................................................................12 2.1 Características de los sistemas de distribución.................................................................................. 12 2.2 Protección contra sobrecorriente de los sistemas de distribución.................................................... 13 2.2.1 Dispositivos propios de protección de los sistemas de distribución.......................................... 14 2.2.2 Criterios de coordinación de los dispositivos de protección...................................................... 16 2.2.3 Criterios de calibración de los dispositivos de protección......................................................... 19 2.2.4 Modelo matemático para coordinar elementos de protección de sobrecorriente en serie...... 28 2.3.1 Efecto de la resistencia de falla.................................................................................................... 31 2.3.2 Efecto de la carga.......................................................................................................................... 32 2.3.3 Algunos métodos de localización de fallas .................................................................................. 33 3 Método de localización de fallas en sistemas de distribución basado en la gráfica de reactancias y análisis de señales de corriente.......................................................................................................................35 3.1 Introducción ......................................................................................................................................... 35 3.2 Conceptualización del método de localización basado en gráficos de reactancia........................... 35 3.2.1 Modelamiento de carga ................................................................................................................ 35 3.2.2 Distancia de falla........................................................................................................................... 37 3.2.3 Detección de la falla o las fases falladas...................................................................................... 39 3.3 Diagnóstico de la zona de ocurrencia de falla, mediante el análisis de patrones de las señales de corriente...................................................................................................................................................... 39 3.4 Propuesta de localización integrada ................................................................................................... 42 4 Pruebas y análisis de resultados..................................................................................................................45 4.1 Introducción ......................................................................................................................................... 45 4.2 Sistema de pruebas............................................................................................................................... 45 4.3 Coordinación de protecciones............................................................................................................. 51 4.3.1 Coordinación manual ................................................................................................................... 51 4.3.2 Coordinación mediante programación lineal............................................................................. 53 4.4 Pruebas al método de análisis patrones de las señales de corriente................................................. 57 5 4.4.1 Validación de la función “firma_del_sistema.m”....................................................................... 58 4.4.2 Zonificación del sistema de prueba ............................................................................................. 59 4.4.3 Análisis patrones de corriente para fallas monofásicas............................................................. 66 4.4.4 Análisis patrones de corriente para fallas bifásicas................................................................... 69 4.5 Pruebas al método gráfico de reactancias.......................................................................................... 70 4.5.1 Método gráfico de reactancias para fallas monofásicas a tierra............................................... 71 4.5.2. Método gráfico de reactancias para fallas bifásicas.................................................................. 74 4.6 Pruebas al híbrido integrado............................................................................................................... 77 4.6.1 Método híbrido integrado para fallas monofásicas.................................................................... 77 4.6.2 Método híbrido integrado para fallas bifásicas.......................................................................... 79 4.7 Análisis de resultados........................................................................................................................... 80 5 Conclusiones, recomendaciones y trabajos futuros...................................................................................82 5.1 Conclusiones asociadas al método gráfico de reactancia.................................................................. 83 5.2 Conclusiones asociadas al método de diagnóstico de la zona de falla a partir de patrones de señales de corriente. ................................................................................................................................... 84 5.3 Conclusiones asociadas a la propuesta de híbrido integrado ........................................................... 84 5.4 Recomendaciones y trabajos futuros.................................................................................................. 85 Anexos..............................................................................................................................................................87 A.1 Función “firma_del_sistema.m” ........................................................................................................ 87 A.2 Función “metodo.m”........................................................................................................................... 89 Bibliografía ......................................................................................................................................................91PregradoIngeniero(a) Electricista92 Páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería EléctricaFacultad de IngenieríasPereira620 - Ingeniería y operaciones afines::629 - Otras ramas de la ingenieríaDistribución de energía eléctricaSistemas de interconexión electricaRespuesta de frecuencia - Ingeniería eléctricaCriterios de calibración, protección y localización de fallas para sistemas de distribución utilizando reconectadores en la redTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisABB Seccionalizador automático electrónico seteable. http://library.abb.com/global/scot/scot235.nsf/veritydisplay/51b71b90fd6d75eac12573fd0068db01/ $File/1VAG271001-DB_AutoLink_sp.pdfR. K Aggarwal, Y. Aslan and A.T. Johns. “An interactive approach to fault location on overhead distribution lines with load taps”. IEEE Developments in Power System Protection. Conference Publication No. 434.1997, pp 184-187.Albini Franca, José. “Protección de sistemas de distribución”. Mayo 2007.P. M Anderson. “Analysis of Faulted Power Systems”. Wiley-IEEE Press. 1995Bueno López Maximiliano, Pérez Hernández Lucas Paul. “Uso de lógica difusa y métodos algorítmicos para el desarrollo de un híbrido de localización de fallas en sistemas de distribución radial”. Tesis de pregrado para optar el título de ingeniero electricista. Universidad tecnológica de Pereira. 2006.M. Son Choi, S. Lee, D. Lee and B. Jin. “A new fault location algorithm using direct circuit analysis for distribution systems”. IEEE Transaction on Power Systems. 2004, pages 35-41.Codensa. SA. “Procedimiento de coordinación y calibración en el sistema de transmisión y distribución de energía”. Gerencia de distribución. Departamento de protecciones. 2000.J. B Dagenhart. “The 40- Ground- Fault Phenomenon” IEEE Transaction on Industry Applications, vol 36, no 1, pages 30-32, 2000R. Das. “Determining the locations of faults in distribution Systems”. Canadá, 206p. Doctoral disertation. University of Saskatchewan Saskatoon. 1998.EEPP, Empresas publicas de Medellín E.S.P. “Curso de coordinación de protecciones en el sistema de distribución de energía eléctrica MT/BT”. Julio 2005A. Girgis, C. Fallon, D. Lubkerman “A fault location technique for rural distribution feeders”. IEEE Transaction on Industry and Applications. Vol 26, 1993. Pages 1170-1175.IEEE Std C37.114 “IEEE Guide for Determining Fault Location on AC Transmission and Distribution Lines” Power System Relaying Committee 2004.IEEE Std C37.112 “IEEE standard inverse-time characteristic equations for overcurrent relays” Power System Relaying Committee 1996.IEEE Std C37.113 “IEEE guide for protective relay applications to transmission lines” Power System Relaying Committee 1999Luenberger David E, “Programación lineal y no lineal”. Addison – Wesley Iberoamericana, 1989Mora Flórez, Juan José. “Localización de faltas en sistemas de distribución de energía eléctrica usando métodos basados en el modelo y métodos basados en el conocimiento”. Tesis Doctoral. Universitat de Girona. España 2006Morales España German, Mora Florez, Vargas Herman. “Metodo de localización de fallas en sistemas de distribución basado en graficas de reactancia”. Scientia et technica Año XIII, No 34, pages 49-54, Mayo 2007.Muñoz Montecinos, Cristian Marcelo. “Flujo de potencia trifásico para sistemas de distribución”. Trabajo de grado presentado para optar el título de ingeniero civil electricista. Pontifica universidad católica de Chile. Escuela de ingeniería. Junio 1989.Ramírez Castaño, Samuel. “Protección de sistemas eléctricos”. Universidad nacional de Colombia. Sede Manizales. Primera edición.Ramírez Guzmán, Jesús Rubén. “Objetivo de un estudio de coordinación de protecciones”. Boletín IIE Simulador del metro. Vol. 5 Nos 1-11. 1981.K. Srinivasan and A. St-Jacques. “A new fault location algorithm for radial transmission lines with loads”. 1989, pp 1676-1682. IEEE Transaction on Power Delivery.Velazco Velazco, Fabiola Coromoto. “Revisión de la coordinación de protecciones del sistema eléctrico PDVSA sur área operación Barinas”. Pasantía presentada para optar el título de ingeniero electricista. Universidad Simón Bolívar. Febrero 2005.Villarroel Moreno, Manuel. “Protecciones de sistemas eléctricos”. Universidad de la frontera. Facultad de ingeniería, ciencias y administración. Departamento de ingeniería eléctrica. 2003Villar Cruz Ronald Javier, Jaimes Florez Felix Antonio. “Caracterización de circuitos de distribución para estudios de calidad en sistemas de energía eléctrica”. Trabajo de grado presentado para optar el título de ingeniero electricista. Universidad industrial de Santander. Escuela de ingenierías eléctrica, electrónica y telecomunicaciones. Junio 2006A. R. Warrington, C. Van. “Protective relays. Their theory and practice”. Vol I, Chapman and Hall Ltda. London, 1969.Yamoza Rodríguez, Jessica. “Estudio de protecciones en el sistema de distribución de la C.A Eleggua filial de la E.D.C”. Pasantía presentada para optar el título de ingeniero electricista. Universidad Simón Bolívar. Abril 2007.J Zhu, D Lubkeman, A Girgis. “Automated fault location and diagnosis on electrical power distribution feeders”. IEEE Transactions on power delivery. 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 deopen.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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