Metodología para el monitoreo efectivo de las variaciones de tensión de corta duración en sistemas eléctricos de potencia

Metodología para el Monitoreo Efectivo de las Variaciones de Tensión de Corta Duración en Sistemas Eléctricos de Potencia
Palabras-clave: Red de registradores digitales de perturbaciones, programación entera lineal, calidad de energía, red eléctrica.

1. Resumen En los sistemas eléctricos de potencia, las redes de transmisión y distribución tienen como objetivo básico el transporte de energíadesde las centrales generadoras hasta los puntos de consumo, con la mayor fiabilidad posible, minimizando al mismo tiempo las pérdidas eléctricas [1]. Este trabajo se centra en el estudio de la fiabilidad de las redes de transmisión de potencia. El concepto de “Power Quality” o “calidad de energía” para un sistema eléctrico de potencia se puede definir como: “Conjunto de parámetros que definen laspropiedades del servicio eléctrico suministrado al usuario en operación normal considerando la continuidad del servicio y las características del voltaje (simetría, frecuencia, magnitud y forma de onda) [12]. Para garantizar la calidad de energía de un Sistema Eléctrico de Transmisión se debe proveer regularidad de las formas de ondas de las tensiones y corrientes suministradas, además demantener la continuidad del servicio y en caso de interrupciones reponer el suministro lo más rápido posible. Evidentemente, para asegurar esta calidad de energía se debe monitorear las redes de transmisión a fin de detectar y cuantificar las distorsiones de las ondas de voltaje suministradas así como registrar los eventos de fallas a fin de poder tomar las medidas necesarias para mejorar el servicio.Uno de los dispositivos disponibles para realizar este monitoreo es el Registrador Digital de Perturbaciones, RDP, que permite la detección y protocolización de perturbaciones y fallas en la red. Debido al alto costo de éste equipo, es importante optimizar la cantidad y ubicación éstos en la red.

Este trabajo presenta una metodología de optimización basada en Programación Lineal Entera (IntegerLineal Programming – ILP); que determina la mínima cantidad y los puntos de ubicación de los RDPs a ser instalados para poder monitorear la calidad del servicio. 2. Consideraciones Generales En la presente investigación se ilustra una metodología que oriente la determinación de los locales de instalación de los Registradores Digitales de Perturbación, RDPs, en un sistema eléctrico de potencia, conel fin de monitorear las Variaciones de Tensión de Corta Duración, VTCDs, y evaluar el accionar de los equipos de protección en caso de fallas en líneas de alta tensión. Un ejemplo de una variación de tensión de corta duración (VTCD) puede verse en la figura Nº 1

a) Tensión instantánea

b) Tensión eficaz Figura Nº 1 a) y b) Ejemplo de CTCD

Según el estándar IEEE 1159-1995 [13] lascaracterísticas de las VTCD son: • Duraciones: 0.5 ciclo hasta 1 minuto. • Hundimiento: 0.1 hasta 0.9 pu. • Reducción a tensiones inferiores a 0.1 pu: interrupción de corta duración. • Elevación: aumento de tensión a niveles por encima de 1.1 pu. Corrientemente, las VTCDs más severas son originadas por corto-circuitos en barras de bajas impedancias de defecto, las cuales, en sistemas de transmisión y de1

sub-transmisión, causan variaciones que pueden ser percibidas a grandes distancias del punto de la ocurrencia. Por lo tanto, ellas pueden ser consideradas como una de las mayores causantes de reclamaciones por parte de los clientes de las concesionarias de energía eléctrica, una vez que puedan provocar el mal funcionamiento de equipamientos sensibles a las variaciones en la tensión dealimentación, interrumpiendo procesos industriales y generando perjuicios considerables [2]. Un fallo aparecido en una red eléctrica, se reflejará en varios de los nudos de la red, dependiendo de la distancia eléctrica que exista entre el punto origen del fallo y el de observación. El tipo de fallo influye notablemente en las dimensiones alcanzadas por la perturbación. La experiencia indica que cada...