Localización de faltas a tierra en sistemas de electrificación ferroviaria para alta velocidad, alimentados en 2×25 kV (sistema bifásico con autotransformadores)

Serrano Álvarez, Jesús (2017). Localización de faltas a tierra en sistemas de electrificación ferroviaria para alta velocidad, alimentados en 2×25 kV (sistema bifásico con autotransformadores). Thesis (Doctoral), E.T.S.I. Industriales (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.48751.

Description

Title: Localización de faltas a tierra en sistemas de electrificación ferroviaria para alta velocidad, alimentados en 2×25 kV (sistema bifásico con autotransformadores)
Author/s:
  • Serrano Álvarez, Jesús
Contributor/s:
  • Platero Gaona, Carlos Antonio
Item Type: Thesis (Doctoral)
Date: 2017
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

El conocimiento de la posición en que ocurre una falta a tierra es una tarea complicada en un sistema de alimentación ferroviaria 2×25 kV. Debido a la instalación de autotransformadores a intervalos regulares en la línea, no es posible utilizar el método de protección de distancia porque la relación impedancia - distancia a la falta no es lineal en estos sistemas de electrificación, a diferencia de lo que ocurre en los sistemas de alimentación 1×25 kV. Varias soluciones se han empleado para conseguir localizar dicha posición en los sistemas 2×25 kV. El método descrito en esta tesis permite obtener de manera económica, con precisión y en tiempo real la posición de la falta. Este método está basado en obtener en el momento de la falta a tierra el valor del módulo de la intensidad en los diferentes autotransformadores y el valor del ángulo de fase entre dicha intensidad y la tensión del terminal positivo a tierra en cada autotransformador. Este nuevo método de localización de falta a tierra en sistemas de potencia de 2×25 kV se divide en dos etapas diferentes. En la primera etapa, la subsección entre autotransformadores y el conductor positivo o negativo donde se ha producido la falta se identifican analizando el ángulo de fase entre las tensiones y corrientes en los autotransformadores y los valores de intensidad en dichos autotransformadores leídos en el momento en que ocurre dicha falta. En el caso de una falta a tierra, la corriente en los autotransformadores adyacentes a la posición de la falta supera un umbral prefijado, y el sistema de localización se activará. En la segunda etapa, la localización de la falta se basa en el cálculo previo de los valores de las corrientes en los autotransformadores para faltas a tierra a lo largo de todas las posiciones de una sección. Los cálculos deben realizarse teniendo en cuenta específicamente los datos propios de la instalación a proteger, almacenándose los valores de la corriente de falta obtenidos en tablas intensidad- distancia. La localización de la falta se realiza mediante una comparación de la intensidad medida en los dos autotransformadores adyacentes a la posición de la falta con los valores precalculados almacenados en las tablas intensidad-distancia. ----------ABSTRACT---------- The ground fault location is a complicated task in 2×25 kV railway power supply systems. Owing to the installation of autotransformers at regular intervals along the line, distance protection relays cannot be used with the aim of locating ground faults in 2×25 kV railway power supply systems. The reason is that the ratio between impedance and distance to the fault point is not linear in these electrification systems, unlike in 1×25 kV power systems. Various methods have been used to localize the ground fault position in 2×25 kV systems. The method described here allows an economical location of a ground fault in an accurate way in real time. This method is based on obtaining the value of the module of the circulating current in each autotransformer when that ground fault occurs and the value of the angle between such current and the voltage at the positive terminal in each autotransformer. This new method for ground fault location in 2×25 kV power systems is divided into two different stages. In the first stage, the subsection between autotransformers and the positive or negative conductor where the fault has occurred are identified by analyzing the phase angle between the voltages and currents in the autotransformers and their current values. In the case of a ground fault, the current in some of the autotransformers would exceed a threshold set previously, and the location system should be activated. In the second stage, the fault locator is based on the previous calculation of the currents in the autotransformer for a ground fault along all the positions of a section. The calculations should be performed specifically taking into consideration the precise data of the power system. The values of the fault current should be stored as look-up tables. The fault location is performed by a comparison of the current measured in the two adjacent autotransformers to the fault position to the pre-calculated value stored in the look-up tables. In this way, the location of the fault can be found.

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Item ID: 48751
DC Identifier: http://oa.upm.es/48751/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:48751
DOI: 10.20868/UPM.thesis.48751
Deposited by: Archivo Digital UPM 2
Deposited on: 18 Dec 2017 08:03
Last Modified: 18 Jun 2018 22:30
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