Localización de faltas en líneas de dos terminales por magnitudes de bucle de falta

Gallego Bravo, Esther (2017). Localización de faltas en líneas de dos terminales por magnitudes de bucle de falta. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Localización de faltas en líneas de dos terminales por magnitudes de bucle de falta
Autor/es:
  • Gallego Bravo, Esther
Director/es:
  • Pastor Gutiérrez, Antonio
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Fecha: Febrero 2017
Materias:
Palabras Clave Informales: Transmisión y distribución, aplicaciones eléctricas, transmisión de energía, electricidad, funciones de varias variables complejas
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

En este Trabajo de Fin de Grado se ha llevado a cabo un estudio de los cortocircuitos que pueden darse en las líneas de alta tensión para la distribución y transporte de la energía eléctrica. A través de este estudio se pretenden sentar las bases para el cálculo y desarrollo de un modelo matemático que permita, a través del uso de relés de protección diferencial, determinar la situación de una falta en una línea aérea de alta tensión. Además de la localización de la falta se busca determinar también la magnitud del arco eléctrico que se produce en las faltas a través de una resistencia de falta. Este Trabajo es base para cuatro Trabajos de Fin de Grado adicionales, pues determina las características de cada falta y sienta los cimientos para modelos más complejos, que toman a este Trabajo como punto de partida. Para comenzar a abordar el estudio se van a introducir las características principales de las líneas de alta tensión, y de cómo se distinguen estas líneas de acuerdo al Reglamento de Alta Tensión en España. Se continuará haciendo un repaso de los tipos de faltas estudiadas, a saber: monofásicas, bifásicas, bifásicas a tierra, trifásicas y trifásicas a tierra, particularizadas para todas las configuraciones posibles. Además de verse cómo son estos tipos de faltas también se pretende dar una idea global de los motivos por los que estas faltas se producen y si se pudiesen evitar. A continuación se describirán los tipos de protecciones que se usaron desde la invención de relés y protecciones adicionales de sobreintensidades, así como su detalle y vista general de los tipos más usados hoy en día. Como en este Trabajo se busca determinar la magnitud de la falta a través de la resistencia de falta. Así, se verá brevemente la naturaleza de estas resistencias, cómo se suelen determinar y también las zonas en los que los relés, anteriormente mencionados, suelen actuar. Una vez entrado en contexto se va a proceder a particularizar cada falta y desarrollar un modelo matemático que será compacto y muy sencillo de usar, con ligeros cambios para cada falta, y que permita una determinación sencilla de la distancia a la que se encuentre la falta. Para probar que el anterior modelo matemático es válido se van a tomar dos ejemplos. El primero de ellos será más sencillo, mientras que en el segundo se presentarán más elementos a lo largo de la línea. Para ambos ejemplos se tomará un modelo de línea corta, para la cual se discutirán los resultados obtenidos y la variación frente a los resultados esperados. Este estudio está basado, a su vez, en un estudio realizado por la Universidad Tecnológica de Breslavia, en Polonia, en el que indicaba que para modelos de línea larga el modelo matemático variaba y debía resolverse a través de métodos numéricos. Así, para probar la validez de este modelo se toma también un ejemplo de falta y se comprueba su fiabilidad con este procedimiento. Como se pretende desarrollar un modelo matemático que pueda aplicarse de forma sencilla a aparatos de detección de faltas, se ha buscado determinar un algoritmo que sea compacto y que varíe lo menos posible de un tipo de falta a otra. Para la determinación de este modelo se va a dividir el estudio en dos fases; esto se debe a que en el modelo matemático van a intervenir dos factores: las condiciones de contorno de cada una de las faltas y los coeficientes que determinan la propia falta. Para la determinación de los coeficientes se hace un repaso a lo largo de los diferentes tipos de falta, deduciendo el valor de los mismos y el porqué son necesarios para determinar la falta. Por último se determinan las condiciones de contorno de cada falta de forma que, usando los anteriores coeficientes se define unívocamente la falta. Resultados: Para verificar que el algoritmo de faltas que se ha desarrollado anteriormente es el correcto se va a modelizar a través de dos ejemplos, uno de carácter más ideal y otro más complejo, ambos tomando las condiciones de modelo de línea corta. En ambos ejemplos se tiene un precisión del 100 % tanto en la determinación de la distancia desconocida de la falta como en la deducción del valor de la resistencia de falta que se produce, para todos los tipos de falta estudiados. Dado que en los anteriores ejemplos se ha tomado el modelo de línea corta, se va a estudiar finalmente un caso en el que se toma el modelo de línea larga, para probar la fiabilidad del modelo desarrollado. Para este caso, el modelo matemático es mucho más complejo y se debe usar el método iterativo de Newton- Raphson. El método iterativo de Newton-Raphson entraña una complejidad adicional frente a los anteriores algoritmos desarrollados, pues es mucho más largo de modelizar y, aunque debería ser más preciso por tener en cuenta una línea más parecida a la real, presenta unos resultados no tan precisos. La variación de los resultados obtenidos para el modelo de línea larga son inferiores al 1% de los resultados esperados y, por tanto, se puede considerar un modelo también válido.

Más información

ID de Registro: 45515
Identificador DC: http://oa.upm.es/45515/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:45515
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 19 Abr 2017 06:28
Ultima Modificación: 19 Abr 2017 06:28
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