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UNA METODOLOGÍA PARA LA LOCALIZACIÓN DE FALLAS USANDO EL MODELO DE LÍNEA LARGA
HANS ALAYODEPARTAMENTO DE ANÁLISIS OPERATIVOGERENCIA DE OPERACIÓN DEL SISTEMA
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• Planteamiento del problema
• Metodología para la localización de fallas
• Resultados de la metodología
• Un ejemplo de aplicación
CONTENIDO
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� La localización de fallas en líneas de transmisión es importante para tomaracciones correctivas en caso de fallas permanentes.
� Los relés de protección utilizan algoritmo aproximados que solo toman encuenta la información, tensiones y corrientes, de una sola terminal de lalínea recurriendo a simplificaciones para poder encontrar la distancia defallas.
� La complejidad de la configuración de la red, el efecto capacitivo de laslíneas, y el acoplamiento mutuo entre líneas paralelas ha hecho difícil latarea de la localización de fallas con la información de un solo terminal.
� En este trabajo se presenta una metodología para la localización de fallastomando utilizando la información de dos terminales; la metodología toma encuenta la capacitancia distribuida de las línea y el acoplamiento mutuo entrelíneas paralelas.
Planteamiento del problema
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Planteamiento del problema
Terminal 1 Terminal 2Falla
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Metodología para la localización de fallas
� Para modelar la capacitancia distribuida, importante en lí neas detransmisión, debe utilizarse el modelo de la línea larga.
LC
LLF
LCLF
IdZ
VdsenhI
IdsenhZVdV
).cosh().(
)(.).cosh(
γγγγ
+−=
−=
, γCZ
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� Luego para el otro extremo de la línea se pueden plantear lasecuaciones de la línea larga.
Metodología para la localización de fallas
, γCZR
C
RRF
RCRF
IdlZ
VdlsenhI
IdlsenhZVdlV
)).(cosh()).((
))((.))..(cosh(
−+−−=
−−−=
γγγγ
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Metodología para la localización de fallas
RCRLCLF IdlsenhZVdlIdsenhZVdV ))((.))..(cosh().(.))..cosh( −−−=−= γγγγ
� Como la tensión en el punto de la falla es la misma vista desdeambos extremos se pueden igualar las ecuaciones de tensiónpresentadas anteriormente:
γγγγγ 1
.)cosh(..)(..
)(..)cosh(.tanh
+−+−=
lIZlsenhVIZ
lsenhIZlVVad
RCRLC
RCRL
Despejando:
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Metodología para la localización de fallas
� Para tomar en cuenta el distinto tipo de fallas es necesario tomar en cuenta las componentes de secuencia positiva de la información de ambos terminales.
0
0
,,,,
,,,,
VVVVcVbVa
IIIIcIbIa
−+
−+
→→
Información Terminal 1 durante falla
Información Terminal 2 durante falla
0
0
,,,,
,,,,
VVVVcVbVa
IIIIcIbIa
−+
−+
→→
Representación del circuito en secuencia positiva +
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Metodología para la localización de fallas
� Finalmente, el acoplamiento mutuo entre líneas se da en la secuencia cero, pues en la secuencia positiva no existe acoplamiento mutuo; esto garantiza que la metodología es aplicable para líneas con acoplamiento mutuo.
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Resultados de la metodología
� La metodología se puede encontrar en la referencia [1], los resultados muestran que la localización presenta un error menor al 0.1 % y no tiene influencia ante la localización de la falla, el tipo de falla ni la resistencia de falla.
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Resultados de la metodología
Disparo17/03/2010
03:11:50 p.m..000
t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
K2:UXA/kV
-200
-100
0
100
t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
K2:UXB/kV
-200
-100
0
100
t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
K2:UXC/kV
-200
-100
0
100
t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
K1:UYA/kV
-200
-100
0
100
t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
K1:UYB/kV
-200
-100
0
100
t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
K1:UYC/kV
-200
-100
0
100
t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
K1:ISA->V1A/kA
-10
0
t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
K1:ISB->V1B/kA
-10
0
t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
K1:ISC->V1C/kA
-10
0
t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
K2:IPA->V2A/A
-500
-250
0
250
t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
K2:IPB->V2B/A
-400
-200
0
200
t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
K2:IPC->V2C/A
-500
-250
0
250
error<0.1%
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Referencias
[1] “Analise Comparativa de alguns algoritmos de localizacao digital de faltas em linhas de transmissao”, Carlos de Morais, Luis Cera Zanetta
[2] “A new fault location technique for two and three-terminal lines”, Adly A. Girgis, David G. Hart, Clemson University.
[3] “Numerical distance Protection: Principles and aplications”, Gerhard Ziegler.
[4] “Impedance – based fault location expierence”, Karl Zimmerman, David Costello – SEL laboratories
[5] “Mutual Impedance in Parallel Lines – Protective Relaying and Fault Location Considerations”, Fernando Calero SEL Laboratories
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