Presentación de PowerPoint- AutoCAD Map (AutoLisp) - DIgSILENT PowerFactory Métodos y Técnicas...
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Herramienta Informática para la Localización de Fallas en Sistemas de Distribución Rural Code: 12.009 di Mauro, C. Babic, C. Agüero, J Vignerte Dpto. de Ingeniería Eléctrica Universidad Nacional de Mar del Plata. Mar del Plata. 17/11/2017 1
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Herramienta Informática para la
Localización de Fallas en Sistemas de
Distribución Rural
Code: 12.009
di Mauro, C. Babic, C. Agüero, J Vignerte
Dpto. de Ingeniería Eléctrica
Universidad Nacional de Mar del Plata. Mar del Plata.
17/11/2017 1
- Desarrollo de una herramienta informática para facilitar, a los operarios
de sistemas de dirtribución rural, la localización de fallas ocacionada
por corto circuitos.
- Incorporación la información y topología de la red de distribución
contenida en la base de datos de las empresas distribuidoras
- Presentación de los resultados en el entorno de un Sistema de
Información Geográfico para ofrecer una rápida interpretación de las
posibles ubicaciones de la falla.
- Disminución de los tiempos de reparación y mejora en la calidad del
servicio eléctrico. Índice DMIK: que representa la duración media de interrupción por kVA instalado en un período determinado (Ley Prov. Bs. As. 11.769)
- .
Objetivos
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Complejidad en la Loc. de fallas en Ssist. de Distribución
- Distribución:
- Ramales en derivación (una, dos, tres fases)
- Conductores no homogéneos
- Cargas intermedias
- Cargas variables
- Sólo mediciones eléctricas en la subestación
- Relés de protección utilizados comúnmente no son capaces de
discriminar el ramal donde ocurrió la contingencia.
Introducción
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Métodos Basados en el Modelo (MBM) (J. J. Mora Flórez, 2006)
- Conocimiento de los parámetros eléctrico de la red
- Mediciones eléctricas tomadas al inicio de la línea (Sub-
estación)
- Tensión y corriente pre y post falla
Estado del Arte
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Métodos Basados en el Modelo (MBM) (J. J. Mora Flórez, 2006)
- Método de la Componente Reactiva (A. R. Warrington, 1968)
- Método de Srinivasan (K. Srinivasan and A. St-Jacques, 1989)
- Método de Girgis (A. Girgis, C. Fallon and D. Lubkerman, 1993)
- Método de Aggarwal (R. K. Aggarwal, Y. Aslan and A. T. Johns, 1997)
- Método de Novosel (D. Novosel, D. Hart and J. Myllymaki , 1998)
- Método basado en Gráfico de Reactancias (G. Morales, J. J. Mora Flórez y H. Vargas, 2007) Sistemas altamente ramificados: Múltiple estimación del punto de falla
Estado del Arte
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Método adoptado:
- Método basado en Gráfico de Reactancias (G. Morales, J. J. Mora Flórez y H. Vargas, 2007
Aportes:
- Uso de datos normalizados por Organismo de Control:
parámetros eléctricos
- Análisis de todos lo ramales posibles (multiple estimación)
- Respuesta gráfica. Vinculación con SIG.
Métodos y Técnicas
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Método basado en Gráfico de Reactancias:
- Conocimiento de parámetros eléctricos de cada tramo de línea
- Supone la falla como resistiva pura
- Medidas de tension y corriente en la cabecera
pre falla: carga previa
post falla:
- ZC>>ZL : Carga del distribuidor concentrado en el extremo final
- Determina matemáticamente la imp. de falla función de una
distancia variable desde la cabecera.
Métodos y Técnicas
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Método basado en Gráfico de Reactancias
Cálculo de la Zc
Métodos y Técnicas
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pc
V
pb
V
pa
V
Vp
pc
I
pb
I
pa
I
I p
][])[]([][ * pCLp IZZV
][/])[][]([][ * ppLpC IIZVZ
Método basado en Gráfico de Reactancias
Distancia de Falla
Cálculo Iterativo XF -> 0
Métodos y Técnicas
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SLSmF IZmVV **)(
)(*1
*)( ]1[( ) mFCLSmF VZZmII
)(
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I
VZ
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imagX mF
sc
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V
Vs
sc
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sa
I
I p
Método basado en Gráfico de Reactancias
Métodos y Técnicas
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)(
)()(
mFI
mFV
imagX mF
Proceso de Cálculos
Herramientas utilizadas:
- MatLab
- AutoCAD Map (AutoLisp)
- DIgSILENT PowerFactory
Métodos y Técnicas
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Proceso de Cálculos
1) MatLab: Lectura de la topología y caract. constructivas de la red a partir
de archivos normalizados por el Organismo de Control
Métodos y Técnicas
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S.I.G. Archivo Normalizado MatLab
Proceso de Cálculos
2) Cálculo de la Matriz Impedancia de cada tramo de red
- Estructura, conductores, crucetas, resistividad del suelo…
Métodos y Técnicas
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LccZ
LcbZ
LcaZ
LbcZ
LbbZ
LbaZ
LacZ
LabZ
LaaZ
Z iL )(
Proceso de Cálculos
3) Ingreso de datos de V e I pre y post falla
4) Identificación del tipo de falla
Métodos y Técnicas
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DigSilent
Medición
E. C. Tapasco et al (2011)
Proceso de Cálculos
5) Iteración del algoritmo
Búsqueda en cada ramal de la condición -> 0
Métodos y Técnicas
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)(
)()(
mFI
mFV
imagX mF
Proceso de Cálculos
6) Identificación de posibles puntos de falla eléctricamente competentes
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Múltiple Estimación
Proceso de Cálculos
6) Conversión de coordenadas y muestra de resultados en S.I.G.
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Coordenadas Conversión Muestra en S.I.G
Simulaciones
- Tipo de falla: Cortocircuitos monofásicos, bifásicos y trifásicos
- Resistencia de falla: de 0[Ω] a 40[Ω]
- Distancia de desde la SE: hasta 30km
Resultados
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DigSilent
Análisis de Sensibilidad
Fallas Monofásicas Errores en longitud
Resultados
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Múltiple Estimación
Falla monofásica
SE-Falla: 5000m
Resultados
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SE-Falla 5000m
SE–A: 5001.34 m
SE–B: 4999.7 m
SE–C: 4999.55 m
Conductores de iguales
características
Múltiple Estimación
Falla monofásica
SE-Falla: 30000m
Resultados
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SE-Falla 30000m
SE–A: 28495 m
- Incertidumbres del Método:
- Desconocimiento de la distribución de cargas entre
ramales.
- Concentración de carga total al final de cada ramal
- Homogeneidad de la resistividad del suelo
- Múltiple estimación
Discusión
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- Trabajo Futuro:
- Estimación de la carga de cada ramal a través de
conocimiento de flujos de carga horarios
- Inserción de la carga específica de cada ramal.
Discusión
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- Herramienta colaborativa:
- Las información de la topología y características de la red se
extraen de bases de datos normalizados por el O.C
- La generación de una respuesta gráfica en la ubicación de la
falla ofrece una mayor facilidad a los operarios para analizar la
ubicación y accesibilidad.
- La reducción de los tiempos de reposición del suministro
eléctrico redunda en la mejora de los índices de calidad y en la
disminución de las penalizaciones impuestas por la normativa.
Conclusiones
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Muchas Gracias
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