Localización de fallas en alimentadores primarios de distribución de energía eléctrica considerando incertidumbres en la carga y con presencia de generación distribuida

Abstract

La calidad de la energía eléctrica incluye la calidad del suministro y la calidad de la atención al cliente. La calidad del suministro a su vez se considera que la conforman dos partes, la forma de onda y la continuidad. En este proyecto se aborda la continuidad del suministro a través de la localización de fallas, considerando como una variante adicional en la topología tradicional de la red de distribución a los nodos de generación, conocidos como generación distribuida (GD). El problema de la localización de fallas se encuentra relativamente resuelto en los sistemas de transmisión, donde por las características homogéneas de la línea, la medición en ambos terminales y la disponibilidad de diversos equipos, permiten localizar el sitio de falla con una precisión relativamente alta. En sistemas de distribución, sin embargo, la localización de fallas es un problema complejo y aún sin resolver. La complejidad se debe principalmente a la presencia de conductores no homogéneos, cargas intermedias, derivaciones laterales y desbalances en el sistema y la carga. Además, normalmente, en estos sistemas sólo se cuenta con medidas en la subestación, y un modelo simplificado del circuito. Los principales esfuerzos en la localización han estado orientados al desarrollo de métodos que utilicen el fundamental de la tensión y de la corriente en la subestación, para estimar la reactancia hasta la falla (MORA, 2006). Los sistemas de distribución de energía eléctrica son los responsables de la conexión entre el consumidor final y los sistemas de transmisión, para así entregar energía eléctrica al usuario instantáneamente, a una tensión y frecuencia adecuada para el consumo final. La energía eléctrica que llega al cliente final debe ser de una onda sinusoidal pura, es decir, sin perturbaciones, continua y de capacidad acorde con la potencia consumida. Pero la realidad es otra, los sistemas de energía eléctrica, especialmente los de distribución, están sujetos a diversas perturbaciones causadas por el crecimiento de la carga, fallas ocasionadas por fuentes naturales y fallas de equipamientos en la red, entre los más importantes. En este trabajo se propone un método de localización de fallas en alimentadores primarios, basado en el modelo circuital de la red de distribución de energía eléctrica. A partir de aquí, se obtiene como resultado no sólo un método de localización, sino toda una estrategia que involucra además un método no iterativo que permite estimar de forma aproximada los valores de tensión y corriente hasta el punto de falla, a partir de las mediciones en la cabecera del circuito. Finalmente, como aporte adicional se presenta una extensión de esta estrategia de localización al involucrar el impacto que tiene la generación distribuida sobre una falla y así realizar una estimación del lugar de ocurrencia de dicha perturbación.