Localización de Fallas Monofásicas en Sistemas de Distribución Considerando el Efecto Capacitivo y la No Homogeneidad de las Líneas

En el presente artículo se propone una alternativa para la localización de fallas monofásicas paralelas de baja impedancia en sistemas eléctricos de distribución radiales a partir de las mediciones de los fundamentales de tensión y corriente por fase obtenidos en la cabecera del circuito. Esta propuesta se fundamenta en el hecho de que los sistemas de distribución típicos son de carácter desbalanceado, sus tramos no son homogéneos y mucho menos transpuestos, además el efecto capacitivo puede afectar considerablemente el comportamiento de un método de localización de falla sobre todo si éste contiene tramos subterráneos o si el sistema está ligeramente cargado en el momento de la falla

Errores Comunes en el uso de las Componentes Simétricas para la Localización de Fallas en Sistemas de Distribución de Energía

Este artículo presenta un análisis sobre el uso y el abuso de las componentes simétricas para solucionar el problema de la localización de fallas en sistemas de distribución de energía eléctrica. Se observa cómo uno de los errores más comunes es el utilizar aproximaciones propias de los sistemas de transmisión, el no considerar las componentes mutuas que se obtienen en las matrices de impedancias en forma de componentes simétricas o el asumir que la impedancia de falla siempre es igual en todas las fases involucradas

Errores Comunes en el uso de las Componentes Simétricas para la Localización de Fallas en Sistemas de Distribución de Energía

Este artículo presenta un análisis sobre el uso y el abuso de las componentes simétricas para solucionar el problema de la localización de fallas en sistemas de distribución de energía eléctrica. Se observa cómo uno de los errores más comunes es el utilizar aproximaciones propias de los sistemas de transmisión, el no considerar las componentes mutuas que se obtienen en las matrices de impedancias en forma de componentes simétricas o el asumir que la impedancia de falla siempre es igual en todas las fases involucradas

Análisis comparativo de métodos de localización de fallas en sistemas de distribución con cargas conectadas a tierra

En este artículo se presenta un análisis comparativo para dos métodos de localización de fallas basados en mediciones de los fundamentales de tensión y corriente en la subestación de un sistema de distribución radial con y sin conexión a tierra en su red primaria. Se toma como referente las medidas en la cabecera del circuito debido a que entre las áreas de desarrollo más importantes de aplicaciones de monitoreo desde la subestación se encuentran los sistemas inteligentes que automáticamente evalúan y proponen soluciones ante disturbios en la red, tan rápido como sea posible. Al final se muestra el efecto que tiene la conexión a tierra en la localización de fallas y su relación con la corriente de secuencia cero medida en la subestación

Complete power distribution system representation and state determination for fault location

The impedance-based approaches for fault location in power distribution systems determine a faulted line section. Next, these require of the estimation of the voltages and currents at one or both section line ends to exactly determine the fault location. It is a challenge because in most of the power distribution systems, measurements are only available at the main substation.  This document presents a modeling proposal of the power distribution system and an easy implementation method to estimate the voltages and currents at the faulted line section, using the measurements at the main substation, the line, load, transformer parameters and other serial and shunt connected devices and the power system topology. The approach here proposed is tested using a fault locator based on superimposed components, where the distance estimation error is lower than 1.5% in all of the cases

Impacto de la penetración de la energía solar fotovoltaica en sistemas de distribución: estudio bajo supuestos del contexto colombiano

Context: This article presents an evaluation method for penetration of solar photovoltaic energy in distribution systems. This evaluation considers cost minimization of energy losses during the lifetime of the solar photovoltaic panels and includes calculation of total costs of energy, and investment, operation and maintenance of the panels.Method: The parameters used in this study are based on recent studies in Colombia with the purpose of proposing more realistic alternatives. The optimization problem is solved using a specialized genetic algorithm and the method is tested on the IEEE 37-bus test-system modified, to include behavior of residential and industrial loads.Results: Power losses in feeders are graphically presented as a relationship with the number of buses with photovoltaic panels. The farther buses from the power supply are more attractive for the location of photovoltaic panels in terms of investment and total cost of energy.Conclusions: Results of the evaluation presents a reduction of power losses in lines. In addition, it shows the advantages of local reactive power support. According to the scenario, it shows that it is possible to generate with photovoltaic panels obtaining an investment return from the perspective of the network operator and investor.Contexto: El presente artículo muestra un método de evaluación del impacto de la penetración de energía solar fotovoltaica sobre los sistemas de distribución. La evaluación considera la minimización del costo de pérdidas de energía para el período de vida útil de los Paneles Fotovoltaicos (PFV) e incluye el cálculo del valor presente de los costos totales por compra de energía, e inversión, operación y mantenimiento de los PFV.Método: Los parámetros para la simulación se basan en estudios recientes en Colombia, con el fin de proponer alternativas más realistas. El problema de optimización se resuelve utilizando un algoritmo genético especializado y el método se prueba sobre el sistema de prueba de 37 nodos de la IEEE, modificado para incluir comportamiento de cargas residenciales e industriales.Resultados: Se presenta gráficamente la disminución de las pérdidas en el sistema de prueba a medida que se incrementa el número de barras con PFV. Los nodos más alejados de la fuente de alimentación son más atractivos para la ubicación de PFV en términos de inversión y costo total de la energía.Conclusiones: Los resultados de la evaluación llevan a una reducción de las pérdidas técnicas en las líneas además de mostrar las ventajas del soporte local de potencia reactiva. Según el escenario se observa que es posible generar con PFV obteniendo un retorno de la inversión desde la óptica del operador como inversionista

Localización de fallas en alimentadores primarios de distribución de energía eléctrica considerando incertidumbres en la carga y con presencia de generación distribuida

La calidad de la energía eléctrica incluye la calidad del suministro y la calidad de la atención al cliente. La calidad del suministro a su vez se considera que la conforman dos partes, la forma de onda y la continuidad. En este proyecto se aborda la continuidad del suministro a través de la localización de fallas, considerando como una variante adicional en la topología tradicional de la red de distribución a los nodos de generación, conocidos como generación distribuida (GD). El problema de la localización de fallas se encuentra relativamente resuelto en los sistemas de transmisión, donde por las características homogéneas de la línea, la medición en ambos terminales y la disponibilidad de diversos equipos, permiten localizar el sitio de falla con una precisión relativamente alta. En sistemas de distribución, sin embargo, la localización de fallas es un problema complejo y aún sin resolver. La complejidad se debe principalmente a la presencia de conductores no homogéneos, cargas intermedias, derivaciones laterales y desbalances en el sistema y la carga. Además, normalmente, en estos sistemas sólo se cuenta con medidas en la subestación, y un modelo simplificado del circuito. Los principales esfuerzos en la localización han estado orientados al desarrollo de métodos que utilicen el fundamental de la tensión y de la corriente en la subestación, para estimar la reactancia hasta la falla (MORA, 2006). Los sistemas de distribución de energía eléctrica son los responsables de la conexión entre el consumidor final y los sistemas de transmisión, para así entregar energía eléctrica al usuario instantáneamente, a una tensión y frecuencia adecuada para el consumo final. La energía eléctrica que llega al cliente final debe ser de una onda sinusoidal pura, es decir, sin perturbaciones, continua y de capacidad acorde con la potencia consumida. Pero la realidad es otra, los sistemas de energía eléctrica, especialmente los de distribución, están sujetos a diversas perturbaciones causadas por el crecimiento de la carga, fallas ocasionadas por fuentes naturales y fallas de equipamientos en la red, entre los más importantes. En este trabajo se propone un método de localización de fallas en alimentadores primarios, basado en el modelo circuital de la red de distribución de energía eléctrica. A partir de aquí, se obtiene como resultado no sólo un método de localización, sino toda una estrategia que involucra además un método no iterativo que permite estimar de forma aproximada los valores de tensión y corriente hasta el punto de falla, a partir de las mediciones en la cabecera del circuito. Finalmente, como aporte adicional se presenta una extensión de esta estrategia de localización al involucrar el impacto que tiene la generación distribuida sobre una falla y así realizar una estimación del lugar de ocurrencia de dicha perturbación

Modelado de fallas paralelas en sistemas eléctricos

Se presenta una introducción a las fallas en sistemas de potencia, partiendo de una clasificación hasta llegar a los modelos empleados en ingeniería.https://ciencia.lasalle.edu.co/ova_ingenieria/1016/thumbnail.jp