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©Todos los derechos reservados por Red de Energía del Perú S.A. 1 UNA METODOLOGÍA PARA LA LOCALIZACIÓN DE FALLAS USANDO EL MODELO DE LÍNEA LARGA HANS ALAYO DEPARTAMENTO DE ANÁLISIS OPERATIVO GERENCIA DE OPERACIÓN DEL SISTEMA

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1

UNA METODOLOGÍA PARA LA LOCALIZACIÓN DE FALLAS USANDO EL MODELO DE LÍNEA LARGA

HANS ALAYODEPARTAMENTO DE ANÁLISIS OPERATIVOGERENCIA DE OPERACIÓN DEL SISTEMA

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• Planteamiento del problema

• Metodología para la localización de fallas

• Resultados de la metodología

• Un ejemplo de aplicación

CONTENIDO

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� La localización de fallas en líneas de transmisión es importante para tomaracciones correctivas en caso de fallas permanentes.

� Los relés de protección utilizan algoritmo aproximados que solo toman encuenta la información, tensiones y corrientes, de una sola terminal de lalínea recurriendo a simplificaciones para poder encontrar la distancia defallas.

� La complejidad de la configuración de la red, el efecto capacitivo de laslíneas, y el acoplamiento mutuo entre líneas paralelas ha hecho difícil latarea de la localización de fallas con la información de un solo terminal.

� En este trabajo se presenta una metodología para la localización de fallastomando utilizando la información de dos terminales; la metodología toma encuenta la capacitancia distribuida de las línea y el acoplamiento mutuo entrelíneas paralelas.

Planteamiento del problema

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Planteamiento del problema

Terminal 1 Terminal 2Falla

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Metodología para la localización de fallas

� Para modelar la capacitancia distribuida, importante en lí neas detransmisión, debe utilizarse el modelo de la línea larga.

LC

LLF

LCLF

IdZ

VdsenhI

IdsenhZVdV

).cosh().(

)(.).cosh(

γγγγ

+−=

−=

, γCZ

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� Luego para el otro extremo de la línea se pueden plantear lasecuaciones de la línea larga.

Metodología para la localización de fallas

, γCZR

C

RRF

RCRF

IdlZ

VdlsenhI

IdlsenhZVdlV

)).(cosh()).((

))((.))..(cosh(

−+−−=

−−−=

γγγγ

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Metodología para la localización de fallas

RCRLCLF IdlsenhZVdlIdsenhZVdV ))((.))..(cosh().(.))..cosh( −−−=−= γγγγ

� Como la tensión en el punto de la falla es la misma vista desdeambos extremos se pueden igualar las ecuaciones de tensiónpresentadas anteriormente:

γγγγγ 1

.)cosh(..)(..

)(..)cosh(.tanh

+−+−=

lIZlsenhVIZ

lsenhIZlVVad

RCRLC

RCRL

Despejando:

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Metodología para la localización de fallas

� Para tomar en cuenta el distinto tipo de fallas es necesario tomar en cuenta las componentes de secuencia positiva de la información de ambos terminales.

0

0

,,,,

,,,,

VVVVcVbVa

IIIIcIbIa

−+

−+

→→

Información Terminal 1 durante falla

Información Terminal 2 durante falla

0

0

,,,,

,,,,

VVVVcVbVa

IIIIcIbIa

−+

−+

→→

Representación del circuito en secuencia positiva +

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Metodología para la localización de fallas

� Finalmente, el acoplamiento mutuo entre líneas se da en la secuencia cero, pues en la secuencia positiva no existe acoplamiento mutuo; esto garantiza que la metodología es aplicable para líneas con acoplamiento mutuo.

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Resultados de la metodología

� La metodología se puede encontrar en la referencia [1], los resultados muestran que la localización presenta un error menor al 0.1 % y no tiene influencia ante la localización de la falla, el tipo de falla ni la resistencia de falla.

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Resultados de la metodología

Disparo17/03/2010

03:11:50 p.m..000

t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

K2:UXA/kV

-200

-100

0

100

t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

K2:UXB/kV

-200

-100

0

100

t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

K2:UXC/kV

-200

-100

0

100

t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

K1:UYA/kV

-200

-100

0

100

t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

K1:UYB/kV

-200

-100

0

100

t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

K1:UYC/kV

-200

-100

0

100

t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

K1:ISA->V1A/kA

-10

0

t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

K1:ISB->V1B/kA

-10

0

t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

K1:ISC->V1C/kA

-10

0

t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

K2:IPA->V2A/A

-500

-250

0

250

t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

K2:IPB->V2B/A

-400

-200

0

200

t/s0.01 0.02 0.03 0 .04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

K2:IPC->V2C/A

-500

-250

0

250

error<0.1%

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Referencias

[1] “Analise Comparativa de alguns algoritmos de localizacao digital de faltas em linhas de transmissao”, Carlos de Morais, Luis Cera Zanetta

[2] “A new fault location technique for two and three-terminal lines”, Adly A. Girgis, David G. Hart, Clemson University.

[3] “Numerical distance Protection: Principles and aplications”, Gerhard Ziegler.

[4] “Impedance – based fault location expierence”, Karl Zimmerman, David Costello – SEL laboratories

[5] “Mutual Impedance in Parallel Lines – Protective Relaying and Fault Location Considerations”, Fernando Calero SEL Laboratories

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