Metodología de selección, ajuste y coordinación de protección con relés adaptativos de sobrecorriente en sistemas eléctricos de distribución con generación distribuida

Abstract

Los sistemas eléctricos de distribución (SD) están evolucionando hacia la visión de smart grids desafiando los esquemas de protección tradicionales, ya que el concepto radial de alimentación única ya no se adopta. Una de las preocupaciones relacionadas con los efectos de la inserción de la Generación Distribuida (GD) son los problemas de selectividad y coordinación de los dispositivos de protección debido particularmente a los cambios en magnitudes y direccionamiento de las corrientes de cortocircuito. Esos problemas afectan directamente la seguridad de equipo, personal y continuidad del servicio. Una adecuada coordinación de protecciones eléctricas es fundamental en los sistemas eléctricos con el fin de evitar desconexiones inesperadas que pueden desencadenar problemas en la operación de la red eléctrica y sus diferentes componentes. Esta tesis presenta un sistema de protección de sobre corriente que se adapta corrigiendo en forma automática los ajustes de protección de todos los relés seleccionados de sobre corriente en respuesta al cambio de topología del sistema eléctrico de distribución (conexión / desconexión de GD, redes activas y operación aislada). El esquema ha sido elaborado usando los dispositivos de protección comercialmente disponibles, se empleó el protocolo IEC61850 basado en comunicaciones. La herramienta computacional para el logro de este objetivo es el programa Digsilent Power Factory. Se presenta comparaciones entre el desempeño del esquema adaptativo propuesto con el esquema de sobre corriente convencional. Esta comparación mide el decremento en las operaciones falsas y la reducción de tiempo que los sistemas adaptativos ofrecen.

Distribution networks are evolving towards the vision of smart grids, by challenging the outlines of traditional protection, since the radial concept of unique feeding no longer adopts. One of the preoccupations related with the effects of the insertion of the generation distributed GD is the problems of selectivity and coordination of the devices protection must particularly to the changes in magnitudes and directions of the currents of short circuit. Thoses problems affect directly the security of equipment, personal and continuity of the service. A proper coordination of electrical protections is fundamental in electric power systems, with the aim of avoiding unexpected disconnections. These disconnections can produce problems in the operation of the power system and in its different components. This thesis presents an adaptive overcurrent protection system which automatic amends the protection settings of the overcurrent protection system. in answer to the change of topology of the electric system of distribution (connection/disconnection of GD, cast a net active and isolated operation). The outline has been elaborated by using the devices of commercially available protection, employs IEC61850 based communications. The computational tool for the attainment of this objective is the Digsilent Power Factory program. A systematic comparison of the performance of the proposed adaptive scheme is presented. This comparison quantifies the decrease in the false operations and the reduction of mean operating time that the adaptive system offers.