El método de localización de fallas mediante ondas viajeras y su implementación en sistemas con generación distribuida.  Estudio de caso

Castañeda Bermúdez, Jordan Steven; Salguero Lozano, Yeison Alberto

El método de localización de fallas mediante ondas viajeras y su implementación en sistemas con generación distribuida. Estudio de caso

Autores

Castañeda Bermúdez, Jordan Steven

Salguero Lozano, Yeison Alberto

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Director

Giral Ramírez, Diego Armando

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Resumen

The traditional methods that are implemented in distribution systems for fault location establish new challenges, so it is required to propose and/or adapt models that improve the process of locating fault currents. Distributed Generation (DG) is a small-scale technology that is linked to consumers through the distribution system and has great potential for technical, economic and environmental benefits. These benefits include reduced line losses, minimized environmental impacts, increased efficiency, safety and service delivery indicators. However, the inclusion of generation in distribution networks poses new challenges for the estimation of the state of disturbances in the system, associated with low impedance faults, such as the identification and/or location of fault currents. During the last few years, several techniques for fault location in distribution lines with DG have been presented. The objective of the present project is to analyze how the traveling wave based fault location method is affected when DG is implemented. It consists of four stages, the first three stages are developed to verify the method of fault location by means of traveling waves, for which the Infinite Impulse Response (IIR) and Finite Impulse Response (FIR) filters were used. In the first stage, a three-node test system is designed. In the second and third stage propose the distribution power system without DG and with DG, the IEEE 34 nodes case study is implemented. The fourth stage implements the performance metrics for results analysis, additionally in this stage the final document and the audiovisual material for the academic community is elaborated. Within the analysis of results for the system with and without DG (voltage and current signal) there were no variations. The maximum error obtained was 44.84%, and a minimum error of 0.05% when using the traveling wave method with the IIR filter, and a maximum error of 68.49% and a minimum error of 0.06% when using the traveling wave method with the FIR filter. According to the results obtained, the traveling wave fault location method is not affected when DG is present, since it maintains the fault location errors with respect to the system without DG. When performing the analysis for both voltage and current signals obtained from the faults, a greater effectiveness in fault location based on the error is denoted when IIR type digital filters are implemented.

Descripción

Los métodos tradicionales que se implementan en los sistemas de distribución para localización de fallas establecen nuevos desafíos, por lo que se requiere proponer y/o adaptar modelos que mejoren el proceso de localización de corrientes de falla. La Generación Distribuida (GD) es una tecnología a pequeña escala que está vinculada a los consumidores a través del sistema de distribución, tiene un gran potencial de beneficios técnicos, económicos y ambientales. Estos beneficios, incluyen la reducción de pérdidas en líneas, minimización de los impactos ambientales, aumento en los indicadores de eficiencia, seguridad y prestación del servicio. Sin embargo, la inclusión de generación en redes de distribución plantea nuevos retos para la estimación del estado de las perturbaciones en el sistema, asociados a fenómenos de fallas de baja impedancia, como la identificación y/o localización de las corrientes de falla. Durante los últimos años se han presentado diversas técnicas para la localización de fallas en líneas de distribución con GD. El objetivo del presente proyecto es analizar cómo se ve afectado el método de localización de fallas basado en ondas viajeras, cuando se implementa GD. Se compone de cuatro etapas, las tres primeras etapas se desarrollan para verificar el método de localización de fallas por medio de ondas viajeras, para el cual se utilizaron los filtros Respuesta al Impulso Infinito (Infinite Impulse Response – IIR) y Respuesta al Impulso Finito (Finite Impulse Response - FIR). La primera etapa se diseña un sistema de prueba de tres nodos. En la segunda y tercera etapa proponen el sistema eléctrico de distribución sin GD y con GD, se implementa el estudio de caso de la IEEE 34 nodos. La cuarta etapa implementa las métricas de desempeño para análisis de resultados, adicionalmente en esta etapa se elabora el documento final y el material audiovisual para la comunidad académica. Dentro del análisis de resultados para el sistema con GD y sin GD (señal de tensión y corriente) no se presentaron variaciones. El error máximo obtenido fue del 44,84 %, y un error mínimo del 0,05% cuando se utiliza el método de ondas viajeras con el filtro IIR, y se presentó un error máximo del 68,49 % y un error mínimo del 0,06% cuando se utiliza método de ondas viajeras con el filtro FIR. De acuerdo a los resultados obtenidos, no se ve afectado el método de localización de fallas mediante ondas viajeras cuando hay GD, ya que mantiene los errores de localización de la falla con respecto al sistema sin GD. Al realizar el análisis tanto para las señales de tensión y corriente obtenidas a partir de las fallas, se denota una mayor efectividad en la localización de la falla basado en el error, cuando se implementan filtros digitales tipo IIR.

Palabras clave

Fallas de baja impedancia, Generación distribuida, Localización de fallas, Ondas viajeras, Filtros digitales

Materias

Ingeniería Eléctrica por Ciclos Propedéuticos - Tesis y disertaciones académicas , Distribución de energía eléctrica , Localización de fallas eléctricas , Localización de fallas eléctricas -- Metodología

URI

http://hdl.handle.net/11349/31375

Colecciones

Ingeniería Eléctrica por Ciclos Propedéuticos

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El método de localización de fallas mediante ondas viajeras y su implementación en sistemas con generación distribuida. Estudio de caso

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