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    ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

    FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA YELECTRNICA

    ANLISIS DE LA OPERACIN DEL SISTEMA NACIONALINTERCONECTADO DEL ECUADOR UTILIZANDO

    PROGRAMACIN EN DIgSILENT

    PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIEROELCTRICO

    JOS MIGUEL CANCHIA SANTANA

    [email protected]

    DIRECTOR: Dr. Vctor Hinojosa

    [email protected]

    Quito, Octubre de 2008

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    DECLARACIN

    Yo, Jos Miguel Canchia Santana, declaro que el trabajo aqu descrito es de miautora; que no ha sido previamente presentada para ningn grado o calificacinprofesional; y, que he consultado las referencias bibliogrficas que se incluyen eneste documento.

    La Escuela Politcnica Nacional, puede hacer uso de los derechos

    correspondientes a este trabajo, segn lo establecido por la Ley PropiedadIntelectual, por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.

    __________________________

    Jos Miguel Canchia Santana

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    CERTIFICACIN

    Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Jos Miguel Canchia

    Santana bajo mi supervisin.

    __________________________

    Dr. Vctor Hinojosa

    DIRECTOR DEL PROYECTO

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    AGRADECIMIENTO

    Con mucho cario principalmente a mis padres que me dieron la vida y han

    estado conmigo en todo momento. Gracias por todo pap y mam por darme una

    carrera para mi futuro y por creer en m, aunque hemos pasado momentos

    difciles siempre han estado apoyndome y brindndome todo su amor, por todo

    esto les agradezco de todo corazn el que estn a mi lado.

    A mis queridos tos Luis y Rosa, gracias por abrirme las puertas de suhogar en estos aos y brindarme el apoyo necesario para haber logrado alcanzar

    esta meta muchas gracias

    A mis hermanos Luis y Andy gracias por estar conmigo y apoyarme

    siempre, los quiero mucho.

    A mis queridas primas Mary y Male por estar conmigo, apoyndome y

    consintindome tanto, las quiero loquillas.

    Al Dr, Vctor Hinojosa una persona que admiro por su inteligencia,

    conocimientos y por su gran profesionalismo, que me supo guiar al transcurso de

    todo el desarrollo de este proyecto de titulacin.

    A la Direccin de Operaciones del CENACE, que me dio la oportunidad de

    realizar este proyecto de titulacin.

    A todos los ingenieros y personal que forman parte del CENACE que me

    brindaron su amistad y experiencia para la culminacin de este proyecto.

    A mis amigos y amigas por ayudarme y apoyarme sin condiciones, gracias

    por estar conmigo todo este tiempo donde he vivido momentos felices y tristes,

    gracias por ser mis amigos y recuerden los llevar en mi corazn.

    Es la hora de partir, la dura y fra hora que la noche sujeta a todo horario.

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    Pablo Neruda

    DEDICATORIA

    A mi pap y mama

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    CONTENIDO

    DECLARACIN...................................................................................i CERTIFICACIN ................................................................................ iiAGRADECIMIENTO .......................................................................... iiiDEDICATORIA .................................................................................. ivCONTENIDO.......................................................................................v NDICE DE TABLAS..........................................................................ixNDICE DE FIGURAS ........................................................................ ixRESUMEN ........................................................................................xii

    PRESENTACIN.............................................................................xiii CAPTULO 1.....................................................................................14

    1.1 INRODCCIN ......................................................................................................... 141.2 DECRIPCIN DEL PROBLEMA................................................................................ 31.3 OBJEIO....................................................................................................................... 61.4 ALCANCE........................................................................................................................ 71.5 MEA................................................................................................................................ 7

    CAPITULO 2.......................................................................................9MARCO TERICO..............................................................................9

    2.1 ANLII DE LA OPERACIN EN CONDICIONE NORMALE DEEMERGENCIA ............................................................................................................................ 9

    2.1.1 ANLII DE LA OPERACIN EN CONDICIONE NORMALE.............. 92.1.1.1 PREPARAR INFORMACIN OPERAIA....................................................... 9

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    2.1.1.2 ANLII DE LA OPERACIN EN CONDICIONE NORMALE............ 132.1.1.3 INFORMACIN ALIDADA ............................................................................ 152.1.1.4 REPORE DE OPERACIN................................................................................ 162.1.1.5 PBLICACIN DEL REPORE DE OPERACIN.......................................... 17

    2.2 ANLII DE LA OPERACIN EN CONDICIONE DE EMERGENCIA ......... 172.2.1 ANALIAR EENO ........................................................................................ 182.2.1.1 ANLII PRELIMINAR DE REPORE DE FALLA.................................... 192.2.1.2 RECOPILACIN DE INFORMACIN ............................................................. 202.2.1.3 ANLII DE DAO RECOPILADO............................................................ 202.2.1.4 PREPARACIN DEL INFORME........................................................................ 20

    2.3 MARCO ERICO PARA EL ANLII EN CONDICIONE NORMALE..... 222.3.1 FLJO DE POENCIA......................................................................................... 222.3.2 MODO DE NEON RAPHON................................................................. 27

    2.4 MARCO ERICO PARA EL ANLII EN CONDICIONE DEEMERGENCIA .......................................................................................................................... 31

    2.4.1 FALLA EN IEMA ELCRICO DE POENCIA ................................. 312.4.2 CLCLO DE FALLA RIFICA ANDO ............................... 32

    2.5

    PROECCIONE........................................................................................................... 34

    2.5.1 RANFORMADORE DE MEDIDA PARA PROECCIN........................ 352.5.2 REL DE PROECCIN...................................................................................... 372.5.3 INERRPOR ..................................................................................................... 382.5.4 IPO DE PROECCIN .................................................................................... 382.5.5 PROECCIONE DE LA LNEA DE RANMIIN................................ 392.5.6 AJE DEL REL DE DIANCIA ................................................................. 45

    CAPITULO 3.....................................................................................52DIgSILENT PROGRAMMING LANGUAJE -DPL .............................52

    3.1 INRODCCIN AL PROGRAMA POER FACORDIILEN ................ 523.2 GA BICA DEL MANEJO DE DIILEN........................................................ 54

    3.2.1 MDLO DE FLJO DE CARGA..................................................................... 543.2.2 MDLO DE CORO CIRCIO..................................................................... 583.2.3

    MDLO DE PROECCIONE......................................................................... 64

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    3.2.4 CONFIGRACIN BICA DE N RANFORMADOR DE CORRIENE 673.2.5 CONFIGRACIN BICA DE N RANFORMADOR DE OLAJE. 693.2.6 CREAR NA PROECCIN DE DIANCIA PARA LNEA DERANMIIN ..................................................................................................................... 70

    3.3 INRODCCIN A DIILEN PROGRAMMING LANGAGE (DPL).......... 743.3.1 COMANDO DPL .................................................................................................. 753.3.2 EJEMPLO DE PROGRAMACIN EN DPL ...................................................... 80

    CAPITULO 4.....................................................................................89

    PROCESO DE ANLISIS DE LA OPERACIN EN CONDICIONESNORMALES Y DE EMERGENCIA..................................................89

    4.1 PROPEA DE AOMAIACIN DEL RABAJO DE EI EN ELPROCEO DE ANALIAR LA OPERACIN EN CONDICIONE NORMALE DEEMERGENCIA ........................................................................................................................ 89

    4.1.1 ANALIAR LA OPERACIN EN CONDICIONE NORMALE................ 894.1.2 ANALIAR LA OPERACIN EN CONDICIONE DE EMERGENCIA... 104

    CAPITULO 5...................................................................................110ANLISIS DE RESULTADOS ........................................................110

    5.1 ANALIAR LA OPERACIN EN CONDICIONE NORMALE...................... 1105.2 ANALIAR LA OPERACIN EN CONDICIONE DE EMERGENCIA........... 114

    5.2.1 ANALIAR LA FALLA EN LA L/ POMAQI JAMONDINO DE 230 1145.2.2

    ANALIAR LA FALLA EN LA L/ MACHALA AN IDELFONO DE138 117

    5.2.3 ANALIAR LA FALLA EN LA L/ ANA ROA POMAQI DE 230 1225.2.4 ANALIAR FALLA EN LA L/ ENA FRANCICO DE ORELLANA DE138 1265.2.5 ANALIAR FALLA EN LA L/ AGON OORA............................. 1285.2.6 ANALIAR FALLA EN LA L/ ANA ROA ICENINA ................. 1305.2.7

    ANALIAR EENO CREACIN DE DIAGRAMA R/ CONARIABLE/IEMPO .................................................................................................... 131

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    CAPITULO 6...................................................................................136CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................136BIBLIOGRAFA .............................................................................. 138ANEXOS ......................................................................................... 140

    ANEO I................................................................................................................................... 140ECRIO DEL COMANDO DPL ............................................................. 140ANEO II ................................................................................................................................. 143ECRIO DEL COMANDO DPL ............................................. 143

    ANEO III ................................................................................................................................ 146ECRIO DEL COMANDO DPL ........................................................................... 146ANEO I................................................................................................................................ 148ECRIO DEL COMANDO DPL .............................................................. 148ANEO ................................................................................................................................. 149COMPARACIN DE DAO REALE IMLADO.................................................. 149ANEO I................................................................................................................................ 153DAO DE PROECCIONE PRIMARIA ECNDARIA DE L/ 230 138 . 153

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    NDICE DE TABLAS

    2.1 C E........................................................................................... 18 2.2 D ...................................................................... 24 2.3 N B ........................................................................................ 24 2.4 P .................................................................................. 31 5.1 E M ................................................................................... 111 5.2 B 8......... 112 5.3 A E E ................................................................. 112 5.4 C D R ................................................... 116 5.5

    C F............................................................... 119

    NDICE DE FIGURAS

    F 1.1 E P O ............................. 1F 2.1 D F P............................................................................ 14Figura 2.2 Diagrama de Flujo del Proceso................................................................................ 19F 2.3 D E P.................................. 24F 2.4 D C......................................................................................... 35Figura 2.5 Zonas de Proteccin ................................................................................................. 38F 2.6 C ......................................... 41F 2.7 A A 43F 2.8 C ....................................................... 45F 2.9 C ........................... 47F 2.10 C ....................................................................... 48F 2.11 C ..................................................................... 48F 2.12 C O M........................................................ 49F 2.13 C P O ............................................................... 50F 2.14 C O ....................................................... 50F 3.1 M F C......................................................................................... 55F 3.2 M F C (M C) ............................................................ 56F 3.3 F C....................................................... 56F 3.4 F C. (C I) ........... 58F 3.5 B .................................................. 60F 3.6 O ................................................ 60F 3.7 O ................................................ 61F 3.8 (O B)......................... 61F 3.9 O A..................... 63Figura 3.10 Modelado de Protecciones con Power Factory. Configuracin General .................. 65F 3.11 M C D P...................... 66

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    F 3.12 N D...................................................................... 67F 3.13 C................................................................................ 68F 3.14 C (O A)....................................... 68F 3.15 .................................................................................... 69F 3.16 .................................................... 70F 3.17 C ........................................................... 71Figura 3.18 ngulo de rel y ngulo caracterstico ..................................................................... 73F 3.19 E C DPL......................................................................... 75F 3.20 C C DPL............................................................................ 76F 3.21 P C DPL ................................................................ 77F 3.22 O A C DPL...................................... 78F 3.23 E C DPL............................................................... 79F 3.24 D C DPL...................................................... 79F 3.25 D P E.............................................................. 80F 3.26 C C DPL ............................................................................. 81F 3.27 C C......................................................................................... 82F 3.28 C R .............................................................. 82F 3.29 C C R ............................................................. 83F 3.30 C C R ..................................................................... 83F 3.31 C C MF .......................................................................... 84F 3.32 C C MF .......................................................................... 84F 3.33 C F....................................................................................... 85F 3.34 C F............................................................................. 85F 3.35 C F........................................................................................................ 86F 3.36 C F................................................................................... 87F 3.37 E C DPL.................................................................................... 88F 4.1 P D F P E E E NI.................................................................................................................. 91F 4.2 E A DOLE......................................................................... 92F 4.3 P I DRHI ....................................................................... 93F 4.4 I B D (P I).......................................................... 94F 4.5 I B D (P II) ........................................................ 94F 4.6 I A D A ..................................................... 95F 4.7 I D DOLE........................................................................................... 95F 4.8 I D DOLE........................................................................................... 96F 4.9 I D DOLE........................................................................................... 96Figura 4.10 Configuracin del Comando DPL Unifilares ....................................................... 97Figura 4.11 Contenido del Comando DPL Unifilares .............................................................. 98Figura 4.12 Configuracin de los Filtros en Unifilares............................................................ 99Figura 4.13 Objetos del Comando DPL Cargabilidad_y_Voltajes ........................................ 100F 4.14 C C E ............................................................ 101F 4.15 C C .................................................................... 101F 4.16 E ................................................................... 102F 4.17 C R ...................................... 103

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    F 4.18 C R.............................................................................................. 104F 4.19 P D F P A E ................. 105F 4.20 M D E.................................................................... 106F 4.21 C C G................................................................................ 107Figura 4.22 Contenido del Comando DPL CortoCircuito...................................................... 108F 4.23 C C I.............................................................................. 108F 4.24 C C E ................................................................................ 109F 5.1 O F L/ P J 230 ........................ 115F 5.2 P P L/ PJ ........................................ 116F 5.3 P L/ PJ..................................... 117F 5.4 R ..................................................................................... 118F 5.5 R F () ............................................................. 118Figura 5.6 Proteccin Principal de L/T Machala-San Idelfonso.............................................. 120F 5.7 P L/ M I................................ 121F 5.8 P P L/ I M ..................................... 121F 5.9 P I M............................................. 122F 5.10 P P L/ R P............................................ 124F 5.11 P L/ R P........................................ 125F 5.12 P P P R................................................... 125F 5.13 P L/ P R........................................ 126F 5.14 E ............................................................ 128F 5.15 P P L/ A.................................................. 129F 5.16 P L/ A ............................................ 130F 5.17 Q L/ . R ......... 131F 5.18 C M R ......................................... 132F 5.19 ......................................................................................... 133F 5.20 ......................................................................................... 133F 5.21 C / .......................................................................... 134F 5.22 P P L/ R D............................. 135F 5.23 P L/ R D ........................ 135

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    RESUMEN

    La planificacin, diseo y el anlisis de la operacin de sistemas de potencia

    requieren estudios a fin de evaluar el desempeo del sistema existente,

    confiabilidad, seguridad y economa. Los estudios identifican y alertan potenciales

    deficiencias en el sistema factibles de corregir o prevenir.

    En el presente trabajo se presenta el estudio de las funcionalidades disponibles

    en el programa DIgSILENT Power Factory, y la implementacin y automatizacin

    del proceso Analizar la Operacin en Condiciones Normales y de Emergenciarealizado por la Direccin de Operaciones de la Corporacin Centro Nacional de

    Control de Energa - CENACE. La automatizacin se realizar con base al

    Lenguaje de Programacin DIgSILENT Programming Language (DPL) de

    DIgSILENT.

    El Anlisis de la Operacin en Condiciones Normales se realiza a travs de los

    parmetros elctricos del SNI velando que se cumplan con los estndares de

    calidad y seguridad establecidos en la normativa vigente. Con la ayuda de

    comandos DPL se logra automatizar la simulacin de los diferentes escenarios del

    sistema, exportacin de resultados y diagramas unifilares; los cuales van a ser

    utilizados para el anlisis post operativo el cual se encarga de que en el caso de

    detectarse un incumplimiento de un parmetro, se definen las causas y

    recomendaciones para ser puestas en conocimiento del rea Centro de

    Operaciones, de la Direccin de Planeamiento, segn corresponda o del Agente

    responsable

    Adems, se plantea utilizar el mdulo de protecciones de DIgSILENT en el

    anlisis post - operativo, con el objeto de realizar la verificacin y validacin de

    todas las respuestas de los rels ante diferentes contingencias. El mdulo de

    protecciones permite realizar un modelado de la estructura general de modelos de

    rels, transformadores de corriente y voltaje, rels de sobrecorriente, rels de

    distancia, etc.

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    PRESENTACIN

    En el Captulo 1 se presenta la introduccin, objetivos, alcance y justificacin del

    proyecto, que son la base del mismo.

    En el Captulo 2 se explica los procedimientos existentes en la Direccin de

    Operaciones del CENACE, para el Anlisis de la Operacin en Condiciones

    Normales y de Emergencia y los fundamentes tericos utilizados para efectuar

    este proyecto.

    En el Captulo 3 se detallan los mdulos del programa DIgSILENT a utilizar en

    esta investigacin y describe el uso del comando DPL.

    En el Captulo 4 se describe la propuesta y uso de los diferentes comandos DPLs

    creados para la automatizacin del proceso de Analizar la Operacin en

    Condiciones Normales y de Emergencia.

    En el Captulo 5 se realiza la comparacin de los valores reales vs. los resultados

    que se obtiene de las diferentes simulaciones en DIgSILENT.

    En el Captulo 6 se presentan las conclusiones y recomendaciones del estudio

    realizado.

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    CAPTULO 1

    1.1 INTRODUCCIN

    La gestin econmica de un sistema elctrico es una tarea compleja, que

    involucra diversas actividades, en las que intervienen aspectos financieros,

    aspectos tarifarios, aspectos sociales, aspectos empresariales, aspectos medio

    ambientales, as como todo lo relacionado con la planificacin de inversiones y

    operacin del sistema.

    La planificacin y la operacin de un sistema elctrico es el resultado de una

    compleja cadena de decisiones, que inician en el largo plazo (expansin de

    capacidad del sistema, contratos de combustible, etc.), continan en el mediano

    plazo (gestin hidroelctrica, programacin de mantenimientos de las

    instalaciones, etc.), se concretan en el corto plazo (acoplamiento de los grupos de

    generadores, reservas de operacin) y se materializan en la explotacin real

    (despacho de los grupos, regulacin de frecuencia, respuesta a eventuales

    condiciones de emergencia). La toma de decisiones se apoya en modelos de

    clculos alimentados por sistemas de adquisicin de datos y de comunicaciones

    de enorme complejidad.

    Las decisiones de expansin y operacin de un sistema elctrico de potencia

    deben guiarse por consideraciones de eficiencia econmica de forma de

    minimizar los costos de proporcionar energa elctrica al consumidor final. Para

    cumplir con este propsito se debe tener presente las consideraciones tcnicaspara asegurar la viabilidad fsica del suministro elctrico.

    En la Programacin de la Operacin se observan las siguientes etapas:

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    2

    P C P R

    1 3 1

    E P

    /

    P C P R

    1 7 1

    E P P / R R

    D 15 30

    C P R

    1 15 30

    D C P

    Figura 1.1 Etapas que se componen la Programacin de la Operacin

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    La Programacin de la Operacin a largo y mediano plazo, determina el modo

    como va a operar cada una de las centrales que conforman el sistema,

    considerando las restricciones que presenta cada una de ellas; en sistemas con

    importantes restricciones asignadas a la red de transporte es necesario conocer la

    distribucin geogrfica de la demanda.

    La Programacin de la Operacin de corto plazo, es un conjunto de decisiones

    que tiene como objetivo fundamental optimizar embalses semanales y definir, de

    entre las unidades trmicas disponibles, cules y en qu perodo de tiempo deben

    ser puestas en servicio (predespacho) para suministrar al mnimo costo la energaelctrica requerida por los usuarios. Para esto es necesario conocer los ciclos

    diarios y semanales de la demanda a travs de curvas tpicas, que representan la

    forma de la demanda (cronologa).

    La Programacin de la Operacin de muy corto plazo, tiene como objetivo calcular

    la reprogramacin del parque hidrotrmico, con la consideracin especfica del

    control de voltajes y despacho de potencia reactiva. Se deben satisfacer adems,

    las restricciones vinculadas al parque de generacin y a la red de transporte.

    Con el objetivo de mejorar la planificacin y operacin de corto plazo, en la

    Direccin de Operaciones de la Corporacin CENACE, se realiza el anlisis post-

    operativo, para conocer si los parmetros elctricos, reservas, disponibilidad de

    equipos garantizaron que el servicio se brinde dentro de los estndares de

    calidad, confiabilidad y seguridad.

    En el mundo se han desarrollado diferentes herramientas computacionales que

    buscan ayudar a simular y analizar la operacin de un Sistema Elctrico de

    Potencia, bajo condiciones de una operacin normal (variables de estado en

    rango normales de operacin) y emergencia (variables de estado que estn fuera

    de rangos permitidos), permitiendo observar los posibles riesgos en la operacin

    para luego definir estrategias para mitigarlos.

    1.2 DESCRIPCIN DEL PROBLEMA

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    La planificacin, diseo y anlisis de la operacin de los sistemas de potencia

    requieren estudios a fin de evaluar el desempeo del sistema existente,

    confiabilidad, seguridad y economa. Los estudios identifican y alertan

    potenciales deficiencias en el sistema factibles de corregir o prevenir. Una

    concepcin clsica del anlisis de Sistemas Elctricos de Potencia, se basa en el

    estudio de los sistemas bajo condiciones de operacin en estado estable y

    emergencia.

    La Direccin de Operaciones de la Corporacin CENACE supervisa y coordina la

    operacin del Sistema Nacional Interconectado (SNI) e Interconexiones

    Internacionales de manera tcnica y econmica, resguardando su seguridad ycalidad de acuerdo lo establece la normativa interna y los acuerdos

    internacionales vigentes; adems, analiza y genera la informacin necesaria para

    las liquidaciones comerciales de las transacciones nacionales e internacionales

    de electricidad y, para el mejoramiento de los procesos de planeamiento y

    operacin en tiempo real.

    Para cumplir con estos objetivos, la Direccin de Operaciones est estructurada

    en dos reas: rea Centro de Operaciones (ACDO) y rea de Anlisis de laOperacin (AADO).

    El rea Centro de Operaciones, desde la Sala de Control realiza la supervisin y

    coordinacin en tiempo real de la operacin de todos los recursos del SNI:

    unidades de generacin, red de transmisin nacional, interconexiones

    internacionales y puntos de entrega de las empresas Distribuidoras. Este proceso

    se lo ejecuta durante las 24 horas del da, los 365 das del ao.

    El moderno Sistema de Manejo de Energa, adquirido a la empresa ABB Network

    en el ao 2006, es la herramienta fundamental para este proceso, el mismo que a

    ms de la adquisicin de los datos en tiempo real del SNI e Interconexiones

    Internacionales, dispone de Funciones de Aplicacin como el Flujo del Operador,

    Flujo ptimo y Anlisis de Contingencias, herramientas que permiten al Operador

    simular casos de estudios en tiempo real y, sobre la base de los resultados, tomar

    decisiones importantes y delicadas.

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    El rea de Anlisis de la Operacin (AADO), realiza la preparacin y validacin de

    novedades y parmetros operativos como: registro de ingreso y salida de

    unidades de generacin, maniobras realizadas en el SNI, potencias activas y

    reactivas de generacin y entregas, voltajes, frecuencias, flujos por los elementos

    de transmisin, entre otros; para ser utilizada en los procesos subsiguientes del

    CENACE. Esta informacin proviene del Sistema de Manejo de Energa, a travs

    del Historian o Sistema de Informacin Histrica (HIS, siglas en ingls), de la

    Bitcora de Operacin del Sistema Nacional Interconectado (BOSNI) y de los

    Agentes del Mercado Elctrico Mayorista (MEM). La informacin relacionada con

    la frecuencia del sistema se la obtiene de la aplicacin denominada Monitor de

    Frecuencia, que registra un dato de frecuencia cada 100 milisegundos. Adems elAADO realiza el Anlisis de la Operacin en Condiciones Normales y de

    Emergencia.

    El seguimiento de la operacin en condiciones normales se realiza a travs de los

    parmetros elctricos del SNI velando que se cumplan con los estndares de

    calidad y seguridad establecidos en la normativa vigente. De detectarse un

    incumplimiento se definen las causas y recomendaciones para ser puestas en

    conocimiento del rea Centro de Operaciones o Direccin de Planeamiento,

    segn corresponda.

    Para el anlisis de la Operacin en condiciones de Emergencia, en caso de

    producirse un evento (falla) en el SNI y/o Interconexiones Internacionales, se

    registra en el Sistema de Administracin de Fallas (SAF). La informacin enviada

    por los Agentes del MEM consiste de Informes de Falla, actuacin de

    protecciones e informacin de los registradores de falla. El CENACE por su partedispone de herramientas (como DIgSILENT Power Factory, El STATA, Power

    World, entre otros) para anlisis de los eventos.

    El anlisis detallado se refleja en el Informe de Falla que se publica en el Portal

    Web del CENACE. En caso de requerirse se convoca a un Comit de Anlisis de

    Falla (todos los Agentes involucrados), para el anlisis y toma de acciones

    correctivas. De ser el caso participan de este comit el Consejo Nacional de

    Electricidad (CONELEC) y la Empresa de Transmisin (TRANSELECTRIC).

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    6

    Como se ha mencionado anteriormente la Direccin de Operaciones posee varias

    herramientas que pueden permitir realizar estas actividades de una mejor manera,

    y no solo confiar en la experiencia del personal, una de esas herramientas es el

    programa DIgSILENT, con el cual se puede recrear las condiciones especificas en

    las que se encontraba el sistema en una hora, con esta recreacin se puede

    determinar si existieron incumplimientos, analizar las causas que motivaron

    dichos incumplimientos, realizar una validacin de la actuacin del sistema de

    protecciones y realizar simulaciones para brindar recomendaciones con un mayor

    sustento tcnico.

    1.3 OBJETIVOS

    OBJETIVO GENERAL

    Automatizar el proceso Analizar la Operacin en Condiciones Normales y

    de Emergencia, ejecutado por la Direccin de Operaciones de la

    Corporacin CENACE, utilizando el programa DIgSILENT Power Factory.

    El proceso involucra la evaluacin de la calidad, seguridad y confiabilidad

    del servicio de suministro elctrico en el Sistema Nacional Interconectadodel Ecuador.

    OBJETIVOS ESPECFICOS

    Conocer el proceso de anlisis de la Operacin en condiciones normales y

    de emergencia.

    Aplicar las funciones que ofrece DIgSILENT Programming Language

    (DPL): acceso a cualquier parmetro y variable del sistema, uso de cada

    comando y posibilidad de definir resultados y crear grficas de manera

    automtica.

    Definir y elaborar Interfaces entre la informacin operativa (Sistema de

    Informacin Histrica, archivos planos, etc.) y el programa DIgSILENT

    Power Factory.

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    Realizar estudios tanto en condiciones de estado estable como de

    emergencia con propsitos de planificacin del sistema, planificacin de la

    operacin y anlisis de contingencias.

    1.4 ALCANCE

    El proyecto se plantea como el estudio y la investigacin de funcionalidades

    disponibles en el programa DIgSILENT Power Factory, la elaboracin de

    interfaces entre las bases de datos de CENACE (HIS y archivos planos) y

    DIgSILENT, su implementacin y automatizacin en el proceso Analizar la

    Operacin en Condiciones Normales y de Emergencia. La automatizacin se

    realizar con base al Lenguaje de Programacin de DIgSILENT (DPL).

    El DPL, permite a travs de lneas de cdigo la automatizacin de actividades y

    procesos desarrollados con DIgSILENT. A travs de esta herramienta se

    pretende definir aplicaciones a ser utilizadas en el anlisis postoperativo de

    variables elctricas (voltaje, flujos de potencia, frecuencia, etc.), y la definicin de

    recomendaciones para mejorar la operacin en tiempo real y planificacin del SNI

    e Interconexiones Internacionales.

    1.5 META

    Se realizara una aplicacin que permita obtener los datos ex-post de generacin,

    demandas y caractersticas topolgicas de la red. Los datos ex-post sern

    cargados en DIgSILENT para realizar las simulaciones pertinentes de las

    condiciones de operacin normal. Con la ayuda de los comandos DPL se

    facilitar clculos repetitivos en el programa DIgSILENT, como son la ejecucinde flujos de potencia, exportacin de resultados en archivos planos, exportacin

    de imgenes de los diagramas unifilares y grficas que se pueden crear en

    DIgSILENT. La exportacin de estos elementos se debe a que los mismos se

    pueden incluir en los diferentes informes que se desarrollan en el rea de Anlisis

    de la Operacin.

    En el caso del anlisis en condiciones de emergencia se realizara el ingreso de

    los rels de distancia en la base de datos de DIgSILENT, la calibracin de los

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    rels se lo realiza con los valores proporcionados por TRANSELECTRIC y

    verificara fallas producidas en SNI. Esto servir para analizar el correcto

    funcionamiento del sistema de protecciones.

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    9

    CAPITULO 2

    MARCO TERICO

    La planeacin, diseo y operacin de un sistema de potencia requiere estudios de

    ingeniera para evaluar el sistema actual y el futuro, en aspectos como eficiencia,

    confiabilidad, seguridad y economa. La complejidad que hoy en da se presenta

    en los modernos Sistemas de Potencia, hace que este tipo de estudios sean

    difciles y tediosos si son realizados manualmente, por tales motivos el auge del

    desarrollo de nuevos programas computacionales que facilitan la resolucin de

    estos problemas es de vital importancia.

    2.1 ANLISIS DE LA OPERACIN EN CONDICIONES

    NORMALES Y DE EMERGENCIA

    2.1.1 ANLISIS DE LA OPERACIN EN CONDICIONES NORMALES

    En condiciones normales se realiza el seguimiento de los parmetros elctricos

    en el Sistema Nacional Interconectado velando que se cumplan con los

    parmetros de calidad y seguridad establecidos en la normativa vigente. El

    procedimiento que maneja el CENACE para este caso es el de EVALUACIN

    DE LOS VOLTAJES EN ESTADO ESTABLE DEL SISTEMA NACIONAL

    INTERCONECTADO,este procedimiento es en concordancia con las directrices

    establecidas en la Ley del Rgimen del Sector Elctrico, la Regulacin 003/08

    Transacciones de Potencia Reactiva y Regulacin 006/00 Procedimientos de

    Despacho y Operacin

    2.1.1.1 PREPARAR INFORMACIN OPERATIVA

    El propsito de este procedimiento es el de detallar las actividades a seguir para

    el respaldo, anlisis, validacin y procesamiento de la Informacin Operativa

    proporcionada por el rea Centro de Operaciones del CENACE, los Agentes del

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    MEM y los Pases Interconectados, informacin que es necesaria para desarrollar

    los procesos del rea de Anlisis de la Operacin.

    El Ingeniero de Turno del AADO realiza las siguientes actividades:

    1. PROCESAMIENTO Y RESPALDO DE INFORMACIN

    1.1 Ejecuta la aplicacin RepSADHIS.xls ubicada en Consola10:\C\01

    SADHIS\PROGRAMA con la cual crea el archivo RHIS_aaaa-mm-

    dd.xls y lo transfiere con la aplicacin FTP, a la carpeta

    Dop\R_his\R_ACDO\Ao aaaa\mes del servidor Uiosede-file02.

    1.2 Descarga del SGD los Reportes de Falla ocurridos en el da analizado

    y los respalda en la carpeta \\Uiosede-file02\Dop\fallas\Ao

    aaaa\Reportes\ACDO\mes aa.

    1.3 Verifica que los Redespachos ejecutados en el da analizado y

    registrados en el archivo NovGen aaaa-mm-dd.xls, se encuentren en

    el SGD y en la carpeta Dop\Mem\Redespachos\A Ejecutarse\ del

    servidor Uiosede-file02.

    1.4 Ejecuta la aplicacin COTAS.xls, residente en \\Uiosede-

    file02\Dop\Mem, la cual abre el archivo COTASmm.xls , residente en

    el directorio \\Uiosede-file02\Sco\Dato\Repo\, en el cual se registra la

    informacin correspondiente a volmenes turbinados, volmenes

    almacenados, niveles de embalses, caudales promedio, energa,

    caudales actuales, volmenes de vertimiento, volmenes de desfogue

    (los dos ltimos en caso de que existan) para las centrales Paute,

    Agoyn, Pucar e Hidronacin, y el nivel de las 24 horas de la central

    Paute. Los datos mencionados los recopila todos los das directamente

    de cada una de las centrales.

    2. GENERACIN DIARIA Y VALIDACIN DE NOVEDADES

    2.1 Ejecuta la aplicacin RptBosni.xls, ubicada en la carpeta

    C\Reportes\RptBosni del computador local y escoge la opcin Even.

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    de Generacin con la cual recupera las novedades de generacin del

    da analizado y las graba como NovGen aaaa-mm-dd.xls en la

    carpeta Uiosede-file02\PNC\Externo\DOP\ACDO\NovGenTran\Ao

    aa\mes aa\.

    2.2 Con la misma aplicacin se selecciona la opcin Even. de

    Transmisin con la cual se recupera las novedades de transmisin y

    las respalda con el nombre NovTran aaaa-mm-dd.xls en la carpeta

    Uiosede-file02\PNC\Externo\DOP\ACDO\NovGenTran\Ao aa\mes

    aa\.

    2.3 Procede a depurar las novedades de transmisin tomando especial

    atencin en aquellas que consideren disparos, seccionamiento y/o

    transferencia de carga, magnitud de carga desconectada y/o

    transferida, agentes responsables, hora de normalizacin de la carga

    desconectada y/o transferida, inicio y finalizacin de mantenimientos en

    el Sistema Nacional de Transmisin, Empresas Distribuidoras y

    Grandes Consumidores. De igual manera depura las novedades de

    generacin considerando las horas de entrada - salida de las unidades,inicio y finalizaciones de mantenimientos y pruebas, declaracin o

    modificaciones de disponibilidades o indisponibilidad, restricciones

    operativas que se hayan presentado y causales de operacin.

    2.4 Si en el proceso de validacin encuentra novedades faltantes en las

    bitcoras de generacin o transmisin, se gestiona directamente con

    los Agentes y se completa dicha informacin. Todas las modificaciones

    (cambios o complementacin de informacin) las realiza en la Bitcora

    Operativa, de tal forma que las novedades validadas sean registradas

    en la base de datos correspondiente.

    2.5 Finalmente se ejecuta nuevamente las actividades detalladas en los

    numerales 2.1 y 2.2 con la diferencia de que los archivos NovTran

    aaaa-mm-dd.xls y NovGen aaaa-mm-dd.xls se los almacena en la

    ubicacin Uiosede-file02\Dop\Mem\Novedades\Ao aa\mes aa\.Estos archivos validados constituyen los registros {Novedades de

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    Generacin Validadas} y {Novedades de Transmisin Validadas},

    respectivamente.

    2.6 Registra en el archivo Modificacion_Sadyr aaaa.xls, ubicado en lacarpeta \\Uiosede-file02\Dop\Informacin Operativa Diaria\Datos-

    Validados-Sadyr\Ao aa\, la cuantificacin de los cambios por tipo y

    perodo horario.

    3. RESPALDO DE INFORMACIN DE AGENTES

    3.1 Revisa la informacin enviada por los Agentes del MEM a travs de

    correo electrnico a la direccin [email protected] y la respalda conlos nombres correspondientes en la carpeta \\Uiosede-

    file02\Dop\Mem\Genemp\Aoaaaa\mmaa\dd\.

    3.2 En caso de detectar errores o falencias en la informacin enviada por

    los Agentes, se solicita el reenvo de la misma.

    4. VALIDACIN Y RESPALDO DE INFORMACIN

    Con las novedades de generacin y transmisin y la informacin de los Agentes,

    se valida e introduce todos los cambios numricos que sean necesarios para lo

    cual:

    4.1. Ejecuta la aplicacin GEN.xls residente en la carpeta

    AADO\Aplicaciones Procesos\Despacho Real del servidor Uiosede-

    file02, con la cual valida los datos de generacin activa y reactiva de

    las Empresas Generadoras y crea en la carpeta \\Uiosede-file02\Dop\Mem\Genemp\Aoaaaa\mmaa\dd\, archivos en los cuales

    se desglosa por unidad la generacin de las Empresas.

    4.2. Ejecuta la aplicacin ENTREGAS.xls residente en la carpeta

    AADO\Aplicaciones Procesos\Despacho Real del servidor Uiosede-

    file02, validando y complementando los datos de entregas de potencia

    activa y reactiva.

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    4.3. Una vez que se encuentran validados los datos de entregas y

    generacin, ejecuta la opcin Genera Rsys de la aplicacin GEN.xls

    y crea el archivo Rsys_aaaa-mm-dd.xls en la carpeta

    Dop\R_his\R_AADO\Ao aaaa\mes del servidor Uiosede-file02. Este

    archivo validado y complementado conforma el registro {Datos HIS

    Validados}.

    4.4. Ejecuta la aplicacin SYSTEM.xls ubicada en AADO\Aplicaciones

    Procesos\ del servidor Uiosede-file02 y selecciona secuencialmente

    los botones Actualizar y Generar Reportes. Esta actividad crea en

    la carpeta Uiosede-file02\SCO\Estad\ los archivos SYSTEM-mesaaaa.xls {Reporte Estadstico Mensual} que contienen informacin

    estadstica mensual.

    2.1.1.2 ANLISIS DE LA OPERACIN EN CONDICIONES NORMALES

    El diagrama de flujo del proceso se muestra en la Figura 2.1

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    14

    Informacin Validada

    MduloFLUKE

    Ejecucin Aplicacin MENU

    MduloFLUKED

    MduloTRAFOS

    MduloREACTIVOS

    Energa deunidades de

    generacin porControl de Voltaje

    Ejecuta Mdulo Carga de Datos

    Ejecuta Mdulo Grabar

    InformacinValidada

    NO

    Complementa el Reporte

    SI

    Indisponibilidaddel SNT Indisponibilidad de

    InterconexionesInternacionales

    Desconexiones deCarga mayores a 5

    MW

    Libera el Reporte

    Valida Reporte Coordinador o Ingeniero deProceso

    NO

    SI

    CorreoElectrnico

    INTRANET Sistema deGestin

    Documental

    Informacinvalidada

    Libera el Reporte

    Publicacin

    Informacin Validada

    MduloFLUKE

    Ejecucin Aplicacin MENU

    MduloFLUKED

    MduloTRAFOS

    MduloREACTIVOS

    Energa deunidades de

    generacin porControl de Voltaje

    Ejecuta Mdulo Carga de Datos

    Ejecuta Mdulo Grabar

    InformacinValidada

    NO

    Complementa el Reporte

    SI

    Indisponibilidaddel SNT Indisponibilidad de

    InterconexionesInternacionales

    Desconexiones deCarga mayores a 5

    MW

    Libera el Reporte

    Valida Reporte Coordinador o Ingeniero deProceso

    NO

    SI

    CorreoElectrnico

    INTRANET Sistema deGestin

    Documental

    Informacinvalidada

    Libera el Reporte

    Publicacin

    Figura 2.1 Diagrama de Flujo del Proceso

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    15

    El reporte de Anlisis de la Operacin se lo realiza de la siguiente forma:

    2.1.1.3 INFORMACIN VALIDADA

    El Ingeniero de turno del rea de Anlisis de la Operacin, responsable de la

    ejecucin de este proceso, revisa las novedades de operacin relativas a:

    Generacin:se analizan aquellas novedades de indisponibilidad de generadores

    y compensadores sincrnicos que estn relacionados con el control de voltaje del

    SNI. El operador extrae los datos horarios y potencias de operacin de las

    unidades que ingresaron al sistema por control de voltaje.

    Transmisin:se analizan aquellas novedades de indisponibilidad de elementos

    de transmisin como lneas, transformadores, capacitores, reactores, barras,

    lneas de interconexin y elementos relacionados con el control de voltaje del SNI.

    El reporte se lo obtiene al ejecutar la aplicacin MENU; es una aplicacin

    realizada en EXCEL que a travs de los mdulos incorporados, extrae

    informacin de los Archivos del Sistema de Adquisicin de Datos y Reportes

    (SADYR) de entregas, potencia de generacin activa y reactiva, voltajes,operacin de los LTC`s. Los mdulos que contiene son los siguientes:

    FLUKE: aplicacin realizada en EXCEL para obtener:

    1. Datos de voltajes a nivel de 230, 138, 69, 46 y 34.5 en kV y en p.u,

    2. Graficas de los voltajes las 24 horas del da y por zonas radiales,

    3. Grfica las posiciones de operacin de los LTCs,

    4. Datos y grficas de los MVAR de las unidades o centrales mayores a 20

    MW.

    FLUKED: aplicacin realizada en EXCEL para obtener:

    1. Las demandas y factores de potencia de las distribuidoras del Mercado

    Elctrico Mayorista,

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    2. Grafica los factores de potencia las 24 horas del da.

    TRAFO:aplicacin en EXCEL para obtener:

    1. Datos de la potencia aparente de los transformadores y

    autotransformadores del SNI de aquellos puntos de entrega y flujos de

    lneas y transformadores monitoreados por el sistema de tiempo y

    almacenados en SADYR.

    Reactivos: aplicacin en EXCEL realizada para obtener:

    1. Reactivos de los compensadores dinmicos del MEM,

    2. Reactivos de las unidades generadoras y centrales de generacin

    iguales o mayores a 5 MW.

    2.1.1.4 REPORTE DE OPERACIN

    Con la aplicacin MENU, se ejecuta el mdulo Carga de Datos recuperando

    los datos generados por las aplicaciones anteriores (FLUKE, FLUKED,

    TRAFO y Reactivos) y lleva los mismos al archivo Rep-Volt-dd-mm.xls. Atravs de la aplicacin MENU, se ejecuta adems el mdulo Grabary con ello

    se crea el reporte de operacin.

    En el archivo Rep-Volt-dd-mm.xls, se analiza la informacin extrada observando

    si existe consistencia en los datos con relacin a los de las novedades de

    operacin y la configuracin del sistema.

    Si al analizar los datos se observa inconsistencia en los mismos, se revisa lainformacin validada y se procede nuevamente con el proceso. Si no existe

    inconsistencia en los datos continua con el proceso, esto es, se completa el

    reporte con la informacin recopilada acerca de las indisponibilidad de

    Generacin, Transmisin, Interconexiones Internacionales, Demanda

    desconectada en Empresas Elctricas mayores a 5 MW (indicando en las

    observaciones las razones de indisponibilidades y desconexiones de demanda

    con los perodos) y, de la misma forma se procede a complementar la informacinde los flujos de potencia. Adicionalmente, se reporta las unidades que operaron

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    por control de voltaje, calculndose su energa con los datos de tiempos de

    entrada y salida de operacin de las novedades de generacin y con las

    potencias indicadas en las mismas novedades o con los datos horarios del

    despacho real.

    El Coordinador del rea de Anlisis de la Operacin valida el reporte de

    Seguimiento de la Operacin. En el caso de ausencia del Coordinador, valida

    este reporte el Ingeniero del Proceso con el mismo esquema.

    2.1.1.5 PUBLICACIN DEL REPORTE DE OPERACIN

    Si el Coordinador del rea de Anlisis de la Operacin al validar el reporte deSeguimiento de la Operacin encuentra que la informacin no es adecuada,

    reporta al Ingeniero del Proceso para que sea analizada nuevamente. Caso

    contrario, el reporte es liberado por el Coordinador del rea de Anlisis de la

    Operacin. Con el reporte ya liberado el Ingeniero de Turno procede a la

    publicacin del reporte en el Sistema de Gestin Documental y a continuacin se

    difunde a los usuarios de CENACE (correo electrnico e INTRANET).

    2.2 ANLISIS DE LA OPERACIN EN CONDICIONES DE

    EMERGENCIA

    El procedimiento que maneja el CENACE para este tipo de condicin se

    denomina ANALIZAR EVENTOS, el cual tiene como propsito realizar el

    anlisis de los eventos ocurridos en el SNI y en las Interconexiones

    Internacionales. Este procedimiento es de aplicacin para todos los eventos que

    se produzcan en el SNI. El anlisis post-operativo de los eventos tiene comoobjetivo la elaboracin del Informe de Falla, para la elaboracin de un informe se

    clasifican las fallas segn la Tabla 2.1.

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    RequiereAnlisis

    DetalladoEvento con Apertura de la Interconexin(Separacin de los Sistemas o Cargas Radiales)

    Interconexciones Evento de Contingencia Sencilla (Un circuito) SI NO NOInternacionales Eventos originados en Ecuador que ocacionen

    variaciones de frecuencia fuera de la banda59,85 - 60,15 HzEventos de Generacin de magnitud mayor alAGC del periodo (se considera las reservas delsistema interconectado es decir coninterconexiones internacionalesEventos en la red que ocacionen contingenciasmayores a n-1, excepto dobles circuitosEventos que ocasionen variacin de la tensin anivel de puntos de entrega por fuera del +/- 10 %Eventos que ocasionen la actuacin del tercerpaso o mayor del Esquema de Alivio de Carga,por baja frecuenciaEventos con solicitud de anlisis SI NO SIOtros SI NO NO

    Clasificacin del Evento Subclasificacin del EventoReporte de

    FallaBoletn de

    Prensa

    SI

    NO

    SI

    SI

    SI

    SI

    SI

    NO

    NO

    NO

    NO

    SI

    Generacin

    Transmisin

    Otros

    SI

    SI

    SI

    SI

    SI

    SI

    Tabla 2.1 Clasificacin de Eventos

    El procedimiento ANALIZAR EVENTOS es en concordancia con las polticas y

    directrices establecidas en la Ley de Rgimen del Sector Elctrico, Regulacin

    003/08 Calidad del transporte de electricidad y del servicio de transmisin en el

    Sistema Nacional Interconectado, Regulacin 006/00 Procedimientos de

    Despacho y Operacin y Estudios realizados por el CENACE y/oTRANSELECTRIC en cuanto a calidad y seguridad del servicio e intercambio de

    informacin operativa, y vigila que estas polticas y directrices sean consideradas

    al realizar el Anlisis de los Eventos.

    2.2.1 ANALIZAR EVENTOS

    El proceso a travs del cual el rea de Anlisis de la Operacin realiza el anlisis

    de los eventos suscitados en el SNi y en los Enlaces Internacionales de losPases Interconectados con Ecuador, se denomina Analizar Eventos, este

    procedimiento es de aplicacin para todos los eventos que se produzcan en el

    SNI. El diagrama de flujo del proceso se muestra en la Figura 2.2.

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    19

    Figura 2.2 Diagrama de Flujo del Proceso

    El proceso Analizar Eventos costa de los siguientes partes:

    2.2.1.1 ANLISIS PRELIMINAR DE REPORTES DE FALLA

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    Objetivo:analizar los reportes de falla remitidos por el ACDO, TRANSELECTRIC

    y los Agentes del MEM. Se discrimina si el evento provocado en el sistema

    amerita que se realice un informe de falla. Si el reporte de falla o evento amerita

    informe de falla, el Ingeniero de turno proceder con las siguientes etapas del

    proceso, caso contrario el Analizar Eventos finaliza.

    2.2.1.2 RECOPILACIN DE INFORMACIN

    Objetivo: recopilar informacin de las fallas provocadas en el sistema, la

    informacin se la obtiene del reporte de falla elaborado por el ACDO, novedades

    de Generacin y Transmisin, informacin enviada por los agentes y de los

    diferentes sistemas de adquisicin de datos que cuenta el CENACE.

    2.2.1.3 ANLISIS DE DATOS RECOPILADOS

    Objetivo: analizar la informacin recopilada, apoyndose principalmente en:

    registradores de falla del sistema y de los propios Agentes, registro secuencial de

    eventos del sistema en tiempo real, datos obtenidos en tiempo real, reporte

    remitido por el ACDO y constante en el Sistema de Administracin de Fallas

    (SAF), informacin registrada en el sistema BOSNI (Sistema de emisin de

    reportes y registro de novedades de generacin y transmisin del Sistema

    Nacional Interconectado tanto en operacin normal, como en emergencia) y datos

    adicionales que proporcionen los Agentes del MEM, TRANSELECTRIC y

    operadores Internacionales de las Interconexiones Internacionales, relativos al

    evento.

    Si del anlisis de datos se desprende que existen datos errneos, se solicita al

    Agente, TRANSELECTRIC u Operadores Internacionales se realice la correccin

    respectiva, sucesora solicitud puede ser hecha de manera verbal o por escrito.

    Con la llegada de la nueva informacin se la somete al anlisis de datos.

    Cuando el anlisis de datos no es errneo contina los anlisis de los informes de

    falla, registradores de falla y Registro Secuencial de Eventos (SOE), extrayendo la

    mejor informacin disponible para el esclarecimiento del evento.

    2.2.1.4 PREPARACIN DEL INFORME

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    Objetivo:preparar el Informe de Falla que incluir toda la informacin registrada y

    analizada en los puntos anteriores, debidamente procesada para la utilizacin en

    el anlisis y registro estadstico.

    El informe realiza una descripcin pormenorizada de la falla, equipo afectado,

    cronologa del evento, causa de la perturbacin, restablecimiento, tiempo de

    ocurrencia de todos los eventos, estimacin de la energa no suministrada,

    medidas correctivas ejecutadas o a ejecutarse.

    El informe de falla presenta como mnimo la siguiente estructura:

    1. Presentacin:incluye el nmero del informe al que corresponde en ordencronolgico de ocurrencia de las fallas, la fecha del evento con la hora y la

    fecha de finalizacin del informe de falla.

    2. Objetivo:se define el objetivo del Informe de Falla.

    3. Breve Descripcin del Evento:incluye el evento o los eventos producidos

    en la perturbacin indicando claramente las causas del evento y

    consecuencias generales.

    4. Condiciones Previas al Evento:describe la condicin de operacin pre-

    falla, demanda del sistema, parque generador, flujo por los enlaces

    internacionales, condicin topolgica de la red, flujos por compensadores

    dinmicos y elementos de compensacin estticos con los que contaba el

    sistema.

    5. Anlisis del Evento:contiene grficos de evolucin de la frecuencia, delos voltajes obtenidos de los registradores de falla, grficos de la evolucin

    de los intercambios internacionales, respuesta de la unidades de

    generacin (actuacin de la regulacin primaria de frecuencia), disparo de

    unidades de generacin con la potencia disparada y un resumen de la

    consecuencia en el sistema como actuacin del esquema de alivio de

    carga, sobre voltajes o bajos voltajes, prdida de elementos del sistema de

    transmisin o de interconexiones internacionales y datos adicionales que

    se considere importantes. En esta seccin se analiza el evento indicando

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    22

    las protecciones actuadas y todos los anlisis realizados de los datos

    extrados de los registros de falla, informes de los Agentes y operadores

    internacionales. Se realiza anlisis de los registros obtenidos en los

    registradores de falla tanto del sistema como los asociados a los Enlaces

    Internacionales. En este punto se comprende, que en ciertos aspectos se

    podrn requerir estudios del sistema elctrico para determinar el origen de

    la falla y las medidas correctivas a adoptar.

    6. Consecuencias:se resumen las consecuencias provocadas por el evento

    en anlisis.

    7. Restablecimiento: se detallan las principales maniobras ejecutas para

    restablecer el sistema y llevarlo a condiciones normales.

    8. Acciones Subsecuentes: se detallan las acciones realizadas por el

    CENACE y/o los Actores del MEM para analizar y mitigar el impacto y las

    consecuencias del evento.

    9. Conclusiones y Recomendaciones: se indica las conclusiones del

    informe que incluyen las acciones a ser tomadas o que fueron tomadas

    para mitigar el impacto debido al incorrecto funcionamiento de equipos,

    elementos de proteccin, maniobras para evitar la repeticin de los mismos

    y lograr de esta forma mejorar la calidad y seguridad de servicio.

    10. Anexos:se adjuntarn al informe registros oscilografas y documentos de

    la falla.

    11. Referencias: contiene todas las fuentes de referencias tomadas de los

    Agentes, CENACE, TRANSELECTRIC u Operadores Internacionales.

    2.3 MARCO TERICO PARA EL ANLISIS EN CONDICIONES

    NORMALES

    2.3.1 FLUJO DE POTENCIA

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    23

    El estudio de flujo de potencia no es ms que la resolucin de una red elctrica,

    este tipo de anlisis se realiza para investigar:

    El flujo de potencia activa y reactiva en las lneas de transmisin en elsistema,

    Voltajes en las barras del sistema,

    Influencia de la carga del sistema cuando se readapten los circuitos o se

    incorporen nuevos circuitos,

    Influencia sobre el sistema de carga de las prdidas temporales de circuitos

    de generacin y transmisin,

    Condiciones ptimas de funcionamiento del sistema y de distribucin de

    cargas,

    Prdidas del sistema,

    Valores nominales ptimos y margen de regulacin de los transformadores,

    Mejoras obtenidas a partir de una variacin del tamao de los conductores

    y de la tensin del sistema,

    Estudiar la estabilidad transitoria y permanente de sistemas de potencia,

    Elaborar plan de contingencias ante fallo de un elemento de la red.

    El clculo de los voltajes de un sistema de potencia en rgimen permanente y a

    frecuencia fundamental a partir de condiciones de generacin y carga dadas, es

    esencial para determinar las condiciones de operacin del sistema.

    En la Tabla 2.2 se ilustra los datos y las incgnitas del problema a resolver, las

    cuales se obtienen planteando un sistema de ecuaciones no lineales a partir de

    las condiciones de la red, siendo el mtodo de Newton Raphson el ms utilizado

    para resolver el sistema de ecuaciones.

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    24

    TIPO DE BARRA DATOS INCGNITASBarra de Referencia

    Barras de cargaBarras de Generacin yde Voltaje controladoBarra Flotante

    Tabla 2.2 Datos e incgnitas del flujo de carga

    Se asignar la siguiente numeracin de las barras, para sealar las ecuaciones a

    resolver del problema:

    0 Barra de referencia (neutro del sistema)1 Barras de carga

    Barras de Generacin y Voltajecontrolado

    N Barra Flotante o Slack

    Tabla 2.3 Numeracin de las Barras

    En la Figura 2.2 se muestra un pequeo sistema que servir para la obtencin de

    las ecuaciones para la resolucin del problema de flujo de potencia.

    kiy

    ky

    kV

    kI

    Figura 2.2 Diagrama Unifilar de un Sistema Elctrico de Potencia

    Siendo:

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    25

    (1)

    (2)

    (3)

    Se define:

    (4)

    (5)

    Y entonces:

    (6)

    (7)

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    26

    La potencia entrante o neta en el nodo k ser: balance en el nodo k entre lo

    aportado por un generador y lo absorbido por una carga.

    (8)

    Donde:

    Reemplazando (7) en (8):

    (9)

    Separando parte real y parte imaginaria:

    (10)

    (11)

    Como la potencia activa es dato de las barras de carga y en las barras

    de generacin (excluida la flotante), se pueden plantear las siguientes

    ecuaciones:

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    27

    (12)

    La potencia reactiva es dato en las barras de carga, entonces:

    (13)

    El conjunto de las n-1 ecuaciones (12) y de las ecuaciones (13), constituyen un

    sistema de ecuaciones no lineales en las incgnitas fasoriales . De

    estas incgnitas fasoriales son conocidos los mdulos de voltaje de las

    barras de generacin (incluida la flotante) y el ngulo de fase en la barra flotante.

    Entonces las incgnitas son los mdulos de voltaje en las barras de carga y los

    ngulos de fase en todas las barras, excepto la flotante. Estas n-1 incgnitas de

    ngulo de fase, con las incgnitas de mdulos de voltaje, suman un total de

    incgnitas.

    El estudio del flujo de carga consiste, entonces, en resolver el sistema de

    ecuaciones precedente en las incgnitas sealadas. Una vez conocidos los

    voltajes en todas las barras, se obtienen en forma directa las potencias reactivas y

    activas, inyectadas en barras, as como pueden calcularse los flujos de potencia

    activa y reactiva y las corrientes en las lneas.

    La naturaleza del sistema de ecuaciones establecido no permite obtener una

    solucin directa, debindose recurrir a mtodos iterativos.

    2.3.2 MTODO DE NEWTON RAPHSON

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    28

    Es un mtodo iterativo que permite resolver sistemas de ecuaciones no lineales.

    Este mtodo es muy veloz aunque no siempre converge. Implica un gran nmero

    de clculos en cada iteracin ya que debe resolverse un sistema mx m. siendo m

    el nmero de ecuaciones que conforman el sistema de ecuaciones.

    Sea el siguiente sistema de mecuaciones no lineales con mincgnitas x1, x2,....,

    xm:

    (14)

    Vectorialmente se puede expresarse de la siguiente forma:

    (15)

    Sea una solucin inicial aproximada:

    (16)

    El sistema de ecuaciones se escribe entonces con incgnitas :

    (17)

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    Desarrollando en series de Taylor y despreciando los trminos de segundo ordeny superior, el sistema (17) se transforma en:

    (18)

    Reordenando los trminos en forma matricial;

    (19)

    O tambin:

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    30

    (20)

    Donde es la matriz jacobiana del sistema de ecuaciones, calculada en

    y es el vector cuyos elementos son:

    El sistema puede resolverse obteniendo:

    (21)

    Si es un punto ubicado en un entorno suficientemente pequeo de la

    solucin , est entonces ms prximo a . El uso de en lugar ,

    como una mejor solucin aproximada, conduce a un procedimiento iterativo.

    La convergencia depender de la forma de las funciones y de la

    aproximacin inicial que se adopte. Si el proceso resulta convergente entonces,

    en sucesivas iteraciones, irn disminuyendo las diferencias entre los trminos

    independientes k y los valores calculados de las funciones f. Para la v-sima

    iteracin en forma simultnea:

    (22)

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    31

    (23)

    El proceso puede darse por concluido si cada uno de los elementos de , en

    valor absoluto, resulta menor que un ndice de precisin prefijado :

    ,

    Entonces el valor de resulta ser la solucin buscada dentro de la precisin

    impuesta.

    2.4 MARCO TERICO PARA EL ANLISIS EN CONDICIONES

    DE EMERGENCIA

    2.4.1 FALLAS EN SISTEMAS ELCTRICOS DE POTENCIA

    Los sistemas elctricos de potencia estn sujetos a los siguientes tipos de fallas:

    Fallas de fase o tierra: las fallas que involucran ms de una fase con o sin

    contacto a tierra son llamadas fallas de fase y las fallas que involucran cualquier

    fase con contacto a tierra son llamadas fallas a tierra . Un sistema trifsico est

    sujeto a 10 posibles tipos de fallas, tal como se puede apreciar en la Tabla 2.4.

    Fallas de Fase No. Tipos Fallas a Tierra No. Tipos

    Trifsica

    Fase-Fase-Tierra

    Fase-Fase

    1

    3

    3

    Fase Tierra 3

    Tabla 2.4 Posibles fallas de fase o tierra

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    32

    Fallas permanentes: son causadas debido a perforacin o ruptura del

    aislamiento, ruptura de conductores u objetos en contacto permanente con los

    conductores de fase. Estas fallas son detectadas por el rel que enva la seal de

    apertura al interruptor.

    Fallas transitorias:son de corta duracin y son ocasionadas por sobrevoltajes

    transitorios, generalmente ocasionadas por descargas en los aisladores. El rel

    detecta la falla y es despejada por disparo del interruptor. Luego de un tiempo la

    ruta de la falla es desionizada y el interruptor puede cerrarse manual o

    automticamente para restaurar el suministro.

    Fallas semitransitorias:son creadas por objetos externos al sistema, tales como

    ramas, rboles o animales. En lneas de media tensin se puede superar la falla

    a travs de interruptores con recierre automtico.

    La falla que impone las condiciones ms severas a los componentes del sistema,

    es la falla trifsica aislada de tierra, por tal motivo los estudios de cortocircuitos se

    enfocan con mayor atencin a este tipo de fallas.

    2.4.2 CLCULO DE FALLAS TRIFSICAS USANDO Zbarra

    La matriz de impedancias de barra o tambin denominada Zbarra es de suma

    importancia para efectuar los clculos correspondientes a las fallas, para construir

    esta matriz existen varios mtodos rpidos para desarrollar esta matriz a partir de

    una lista de elementos de impedancia, uno de esos mtodos es la inversin de la

    matriz de admitancia de barra (Ybarra).

    Una caracterstica de las matrices Zbarray Ybarraes que son simtricas respecto a

    la diagonal principal y estn relacionadas por lo siguiente:

    (24)

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    33

    Los elementos que conforman la diagonal principal se llaman impedancias propias

    de los nodos y los que se encuentran fuera de la diagonal se llaman impedancias

    mutuas de los nodos.

    Para obtener la matriz de admitancia de barra se siguen los siguientes pasos:

    1. Se construye un diagrama de admitancias del sistema a partir del diagrama

    de impedancias (invirtiendo una a una cada impedancia).

    2. Los nodos o puntos de inters (puntos de falla) se consideran como barras

    del sistema.

    3. Cada valor de la diagonal de la matriz de admitancia es la suma de las

    admitancias unidas a la barra respectiva y cada elemento (i, j) fuera de la

    diagonal es igual al negativo (multiplicada por -1) de la admitancia que une

    a las dos barras iyj.

    En el caso de una falla trifsica en la barra k, con un voltaje de pre-falla igual a Vf,

    la corriente de cortocircuito es:

    (25)

    Donde Zkkes el elemento (k, k) de la matriz Zbarra.

    Si se desprecian las corrientes de pre-falla, los voltajes de pre-falla en todas las

    barras son iguales a Vf(1 pu), por lo que el voltaje en la barra men el momento

    de un cortocircuito en la barra kes:

    (26)

    La corriente de cortocircuito entre las dos barras ny mes:

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    34

    (27)

    Donde Znmes la impedancia del elemento entre las barras ny m.

    2.5 PROTECCIONES

    Las funciones de los sistemas de proteccin son:

    Remover del servicio cualquier equipo que comienza a operar en forma

    anormal,

    Sacar de servicio el equipo en falla,

    Limitar el dao a los equipos,

    Mantener la integridad y estabilidad del sistema de potencia,

    En caso de existir un retardo en aislar la falla, puede traer como consecuencias:

    Daos a los componentes del sistema,

    Afectar la estabilidad del sistema,

    Desconexiones de plantas generadoras por prdida de sincronismo, etc.

    Las fallas causan un perjuicio econmico muy grande, y mientras ms rpido y

    preciso se aslen las mismas, se origina menores prdidas.

    Para realizar la deteccin de las fallas se utilizan diversas magnitudes como:

    Medicin de la magnitud de corriente,

    Presencia de corriente en un camino anormal (por ejemplo tierra),

    Balance de corriente (corrientes entrantes = corrientes salientes),

    Balance de voltaje (voltajes derivados de la corriente),

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    35

    Direccin de la potencia,

    Cambio de parmetro (por ejemplo el cambio de la impedancia, en la

    proteccin de distancia),

    Produccin de gases (Proteccin Buchholz),

    Parmetros no elctricos (Por ejemplo temperatura, presin, etc.).

    Los componentes que se pueden encontrar en un sistema de protecciones son

    (ver Figura 2.3):

    Batera de alimentacin,

    Trasformadores de medida,

    Rel de proteccin,

    Interruptor Automtico.

    ZL

    Figura 2.3 Diagrama de Conexin

    2.5.1 TRANSFORMADORES DE MEDIDA PARA PROTECCIN

    Los transformadores de medida para proteccin pueden ser:

    Transformadores de Voltaje (TV)

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    36

    Transformadores de Corriente (TC)

    Los TV tienen el mismo funcionamiento que los transformadores de potencia.

    Habitualmente su tensin nominal secundaria es de 110 V. Pueden ser del tipofase fase, utilizados solamente para voltajes inferiores a 72.5 kV, o del tipo fase

    tierra. En la red de transporte es muy comn la utilizacin de TV capacitivos

    que bsicamente, consisten en un divisor capacitivo que sirve para reducir la

    tensin aplicada al primario de un TV inductivo convencional. En funcin de la

    tensin que se quiera medir, los TV pueden ser conectados segn diversos

    esquemas de conexin.

    Los TV se especifican mediante un conjunto de parmetros:

    Tensin primaria nominal: definida por las caractersticas del sistema, es decir

    la tensin nominal de trabajo (rgimen normal de funcionamiento).

    Tensin secundaria nominal:normalizada en valores de 100 [V] y 110 [V].

    Relacin nominal: cociente entre la tensin primaria nominal y la tensin

    secundaria nominal.

    Carga de precisin o prestacin (burden): potencia aparente nominal en

    bornes del secundario, dada para la tensin secundaria nominal.

    Frecuencia nominal: frecuencia de referencia a la que fue calibrado el

    Transformador de tensin.

    Los TCs se utilizan para suministrar informacin a los rels de proteccin y/o

    medida de la corriente. Por eso han de entregar una corriente secundaria

    proporcional a la primaria que pasa por ellos. Por tanto, se han de adaptar a las

    caractersticas de la red: tensin, frecuencia y corriente. Se definen por su razn

    de transformacin, potencia y clase de precisin. Su clase de precisin (precisin

    en funcin de la carga del TC y de la sobrecorriente) se escoge en funcin del

    uso.

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    37

    Un TC de proteccin ha de tener su punto de saturacin alto, de tal manera que

    permita medir, con suficiente precisin, una corriente de defecto para una

    proteccin cuyo umbral de disparo sea muy elevado.

    Hay que advertir que el rel asociado a ellos debe de ser capaz de soportar

    sobrecorrientes importantes.

    Un TC de medida necesita una precisin muy buena en el margen prximo a la

    corriente nominal; en cambio, no es necesario que los aparatos de medida

    soporten corrientes tan importantes como los rels de proteccin. Es por eso que

    los TC de medida tienen, al contrario que los TC de proteccin, un Factor de

    Seguridad (FS) mximo para evitar sobrecargar fcilmente los aparatos de

    medida.

    Los TCs se especifican mediante un conjunto de parmetros:

    Corriente primaria nominal: definida por las caractersticas de la carga. Es la

    corriente nominal de trabajo para un rgimen normal de funcionamiento.

    Corriente secundaria nominal:normalizada en valores de 1 a 5 [A].

    Relacin nominal: cociente entre la corriente primaria nominal y la corriente

    secundaria nominal.

    Carga de precisin (Burden): potencia aparente nominal en bornes del

    secundario, dada para la corriente secundaria nominal. Tambin definida por la

    impedancia nominal que puede conectarse en los bornes secundarios.

    Frecuencia nominal:frecuencia de referencia ha la que fue calibrado el TC.

    2.5.2 REL DE PROTECCIN

    Son los dispositivos que reciben la informacin proveniente de los TCs y TVs, o

    de ambos. Pueden discriminar condiciones normales y anormales de operacin

    del sistema; al detectar condiciones anormales, operan abriendo o cerrando

    contactos que en forma directa o indirecta habilitan los circuitos de apertura de los

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    38

    interruptores de potencia aislando del sistema las fallas ocurridas en los

    elementos.

    2.5.3 INTERRUPTOR

    Son los elementos del sistema elctrico de potencia que al ser comandados por

    los rels o por los operadores del sistema, cumplen la funcin de aislar equipos

    desconectndolos del sistema. Estos elementos se caracterizan por que operan

    bajo condiciones de carga en operacin normal y para condiciones de sobrecarga

    en cortocircuito.

    2.5.4 TIPOS DE PROTECCIN

    En un sistema de proteccin se distinguen dos tipos de protecciones:

    Proteccin Principal: constituye la primera lnea de defensa contra

    anormalidades que se presentan en el sistema de potencia. La proteccin

    principal divide un sistema de potencia en las denominadas zonas de proteccin;

    se define a una zona de proteccin a cada una de las reas en las que se

    encuentra dividido el sistema de potencia, reas que contienen un equipo o partedel sistema de potencia que se debe aislar en caso de la existencia de una

    anormalidad. Durante una falla la zona que contiene el elemento del sistema que

    ha fallado es desenergizado y desconectado del sistema.

    En la Figura 2.5 se muestra el diagrama unifilar de un sistema elctrico de

    potencia dividido en zonas de proteccin.

    Fig

    ura 2.4 Zonas de Proteccin

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    39

    Proteccin de respaldo: opera cuando la proteccin principal no ha cumplido

    con su funcin. Las protecciones de respaldo son dispositivos de proteccin que

    proveen una segunda lnea de defensa, la cual puede presentarse de varias

    formas:

    Respaldo remoto: en el cual los rels de una zona tienen la capacidad de

    detectar tambin el problema en zonas adyacentes y normalmente se logra

    asignndoles retardos de tiempo para asegurar la selectividad.

    Respaldo local: a menudo, los rels que estn designados como respaldo

    emplean diferentes principios de medicin, y en muchos esquemas

    conservativos, pueden emplear fuentes de seal totalmente diferentes y an

    disparar diferentes interruptores utilizando diferentes bateras de alimentacin

    (elementos que garantizan la continuidad del suministro para el

    funcionamiento del equipo de proteccin) y temporizados respecto a los

    principales.

    Al ocurrir una falla ambas protecciones inician su operacin en forma simultnea,

    sin embargo la primera en dar la orden de apertura de los disyuntores asociados

    es la proteccin principal y la proteccin de respaldo se repondr sin haber tenido

    tiempo de completar su funcin.

    2.5.5 PROTECCIONES DE LAS LNEAS DE TRANSMISIN

    Las protecciones usadas para una lnea de transmisin son:

    Rel de sobrecorriente

    o Temporizados e instantneos

    o No direccionales y direccionales

    o Direccionales con comunicacin

    Rel de distancia

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    o Sin comunicacin

    o Con comunicacin

    Rel de Distancia

    Las protecciones de distancia son las ms utilizadas en la proteccin de lneas de

    transmisin, las ventajas que ofrecen las protecciones de distancia frente a las

    protecciones de sobrecorriente son:

    Ofrecen mejor selectividad, debido a que son ms fciles de coordinar

    entre s,

    Su coordinacin permite respuestas ms rpidas,

    Los cambios de configuracin del sistema influyen menos en sus valores

    de ajuste,

    Las oscilaciones de potencia les afectan menos.

    Las protecciones de distancia no calculan la distancia a la que se encuentra lafalla sino que determinan si la misma es interna o externa a la zona que

    supervisan. Para ello, realizan funciones pertenecientes al grupo de funciones

    bsicas de cociente de dos magnitudes que, en este caso, se obtienen a partir de

    los datos de voltaje y corriente relativos al extremo de lnea en que se encuentra

    ubicada la proteccin. A partir de ellos se obtienen la impedancia vista por la

    proteccin. Por esta razn, las protecciones de distancia reciben tambin el

    nombre de protecciones de impedancia.

    Esta conversin posibilita la representacin de la impedancia vista por la

    proteccin. La caracterstica de operacin est representada por el plano

    cartesiano en donde el eje de las abscisas es la parte real o resistencia y el eje de

    ordenadas es la parte imaginaria o reactancia, dando origen al denominado

    diagrama .

    La impedancia vista por la proteccin es mayor en condiciones normales de

    operacin del sistema que en condiciones de falla, ya que en este ltimo caso la

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    41

    impedancia vista es slo la correspondiente al circuito comprendido entre el punto

    en el que se ubica la proteccin y el punto en que se ha producido la falla. Para

    aplicar este principio se representa sobre el diagrama . La impedancia vista

    por la proteccin y su caracterstica de operacin, que representa, el valor lmite

    de la zona que se quiere proteger y define una rea de operacin sobre el

    diagrama . La proteccin solamente debe operar si el punto definido por las

    coordenadas de la impedancia vista por la proteccin se encuentra dentro del

    rea de operacin (P), ya que en caso contrario o no existe falla o sta se

    encuentra fuera del rea que debe proteger.

    La forma en que se define el rea de operacin da origen a distintos tipos deunidades de distancia. Bsicamente los tipos existentes son los correspondientes

    a unidades de impedancia, unidades de reactancia y unidades de admitancia,

    denominadas comnmente mho (Ver Figura 2.5).

    Figura 2.5 Curvas caractersticas de protecciones de distancia

    Observando la Figura 2.5 se comprueba que solamente las unidades mho sondireccionales. Las unidades de impedancia y reactancia, debido a que se pueden

    operar para puntos situados en los cuatro cuadrantes, carecen de esta

    caracterstica. Por tales motivos para dotarles de esta caracterstica de

    selectividad, este tipo de unidades de impedancia y reactancia deben ser

    utilizadas junto a otras unidades que le permitan adquirir esta caracterstica.

    El rel de distancia tipo reactancia no depende de la componente de resistencia,

    debido a que est diseado para medir solamente la componente de reactancia

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    42

    de la impedancia de la lnea. Si se trata de una falla de una fase a tierra la

    impedancia en el punto de falla est constituida por la resistencia del arco en serie

    con la resistencia de puesta a tierra de la estructura. Para la proteccin de

    distancia contra fallas a tierra se prefieren los rels del tipo de reactancia.

    El ajuste que se realiza en un rel de distancia es sobre la base de la impedancia

    de secuencia positiva desde la ubicacin del rel hasta el punto de la lnea a ser

    protegido. La impedancia de la lnea es proporcional a lo largo de ella y esta

    caracterstica es utilizada para determinar la ubicacin de la falla, tomando como

    punto de origen la ubicacin del rel.

    Algunos rels tienen una o dos zonas adicionales en la direccin de la falla ms

    otra en la direccin opuesta, esta ltima actuando como back-up de proteccin de

    las barras de la estacin.

    El ajuste de los parmetros que definen el rea de operacin permite definir en

    cada caso concret el alcance de la unidad. En principio podra pensarse que

    para proteger una lnea la unidad que se ubicase en su extremo debera ser

    ajustada para proteger el 100% de la longitud de la misma. La aplicacin de estametodologa a la lnea AB de la Figura 2.6 llevara a ajustar la unidad que se

    ubicase en A de modo que cubriese toda la longitud de AB. Sin embargo,

    aplicando este procedimiento, cualquier causa que motivase un error en el clculo

    de la impedancia vista por la proteccin podra conducir a una selectividad

    errnea, ya que las fallas ocurridas en el tramo inicial de la lnea CD podran ser

    vistas por la proteccin en A dentro de su zona de operacin. Este hecho implica

    el riesgo de que se abra el interruptor A en vez del C, que es el que debe abrirse

    en ese caso para despejar correctamente la falla.

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    Figura 2.6 Alcances y tiempos de operacin de una proteccin de distancia ubicada

    en A

    Por esta razn, para dotar a las protecciones de distancia de una adecuada

    selectividad y facilitar su coordinacin, es norma habitual definir, a partir del

    extremo de lnea en que se ubica la proteccin, tres zonas de proteccin con

    alcances y tiempos de operacin escalonados entre s.

    La primera zona abarca del orden del 80 o 90 % de la longitud de la lnea,

    contada a partir del extremo en que se ubica la proteccin. Esta proteccin se

    realiza mediante unidades instantneas que, por tanto, operan tan rpido como

    permite su tecnologa debido a que no introducen ningn tiempo intencionado de

    demora.

    La segunda zona incluye toda la lnea y, adems se extiende un 20 o 30 % de la

    lnea siguiente. En este caso se emplean unidades de retardo que son ajustadas

    para operar en un tiempo del orden de 0,3 a 0,4 segundos.

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    La tercera zona abarca toda la lnea y el 100% de la lnea siguiente. Esta zona se

    suele extender incluso algo ms, con el fin de garantizar que incluye la totalidad

    de la lnea siguiente. Esta proteccin tambin se realiza mediante unidades de

    retardo, con tiempos de operacin mayores que los de la segunda zona y que,

    tpicamente, se sitan en valores del orden de 0,8 a 1 segundo.

    En la prctica, el alcance real de cada zona se ve influenciado, adems de por los

    errores que puedan producirse en la captacin y procesamiento de datos, por el

    valor de la resistencia de falla.

    Las unidades que cubren cada una de las zonas, dentro de una misma

    proteccin, no tienen porqu ser todas del mismo tipo. Una prctica habitual esemplear unidades tipo reactancia para las zonas primera y segunda y una unidad

    tipo mho para la tercera zona. La utilizacin de unidades mho para la tercera

    zona tiene la ventaja de que pueden ser utilizadas para dotar de direccionalidad a

    las unidades de primera y segunda zona que carece de ella.

    Hay que recordar que para despejar una falla en una lnea que pueden ser

    alimentadas por los dos extremos, como es generalmente el caso de las lneas de

    transmisin, es necesario abrir los interruptores de los dos extremos de la lnea en

    que se produce la falla. Por tal motivo cuando se protege a una lnea mediante

    protecciones de distancia, es preciso instalar una proteccin en l un extremo A,

    con direccionalidad que le haga ver de A hacia B, y otra proteccin en el extremo

    B, con direccionalidad que le haga ver de B hacia A (ver Figura 2.7).

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    Figura 2.7 Coordinacin de protecciones de distancia

    2.5.6 AJUSTE DEL REL DE DISTANCIA

    En el ajuste de protecciones de distancia debe llevarse a cabo los siguientes

    pasos:

    Seleccin y activacin de las funciones de proteccin requeridas,

    Adaptacin de la proteccin a la red e instrumentos transformadores,

    Configuracin de la interface con la subestacin (supervisin de las

    alarmas, comandos y entradas y salidas binarias),

    Ajuste de los valores de los umbrales de activacin de las funciones.

    Se detalla a continuacin los principales ajustes que se debe realizar en los rels:

    Ajuste del Arranque (Pick Up o Deteccin de Fallas)

    Es la funcin que detecta y clasifica la falla en el sistema, se caracteriza por ser

    de fase selectivo sin arranque incorrecto de las fases sanas, esto es de suma

    importancia en la ocurrencia de fallas monofsicas. Los criterios ms utilizados

    son:

    Incremento de la corriente,

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    Incremento de la corriente justamente con la cada de voltaje (tambin

    denominado por subimpedancia),

    Cambio de impedancia.

    Arranque por sobre corriente

    Es el ms utilizado por ser simple y rpido, se lo emplea en redes con

    impedancias pequeas y fuentes de alimentacin fuertes, es decir grandes

    corrientes de falla. Un valor de ajuste muy utiliza