Desarrollo e implementación de un algoritmo para la detección de aperturas en líneas de trasmisión de 500kV de la red uruguaya

Abstract

El sistema de potencia uruguayo presenta una gran capacidad de generación instalada, un aumento constante en el consumo tanto residencial como industrial y una red de trasmisión que no ha acompañado estos cambios, por lo cual al día de hoy se encuentra operando cerca de sus límites. Debido a esto se hace necesario implementar sistemas de control y protección que permitan que el sistema, frente a perturbaciones en el mismo, se pueda recomponer sin tener que provocar un corte total del suministro o ”blackout” del sistema de potencia. El sistema de protección implementado por UTE se denomina RAS (Remedial Action Scheme), en cuyo proyecto trabajó UTE con la empresa estadounidense SEL (Schweitzer Engineering Laboratories), y su funcionamiento depende de poder detectar las perturbaciones más severas. Dentro de las perturbaciones más graves que presenta el sistema de potencia uruguayo se encuentra la salida intempestiva de servicio de una línea de trasmisión de 500kV; por lo cual y como parte del sistema RAS se hace necesario diseñar un algoritmo que detecte la salida de estas líneas de forma eficiente y segura. El objetivo del presente documento es describir el desarrollo de un algoritmo que detecte el estado (abierto ó cerrado) de las líneas de transmisión de 500 kV del SEP uruguayo, a partir de las medidas de tensiones y corrientes obtenidas en uno de los extremos. El algoritmo debe cumplir ciertos requisitos de confiabilidad, seguridad y velocidad de respuesta definidos a continuación : Confiabilidad : El algoritmo deberá detectar correctamente si una línea está en servicio o no. Seguridad : Las falsas detecciones deben ser evitadas en los siguientes casos : .Baja potencia activa transferida sobre la línea en consideración. .Rápidas variaciones en el flujo de potencia, o inversión en la dirección del flujo de potencia. .Distorsiones en tensiones y corrientes de la línea durante cortocircuitos entre fases y tierra. Velocidad : El algoritmo a diseñar deberá ser capaz de detectar el estado de una línea en un tiempo menor a 100 ms. Para el diseño del algoritmo se estudiarán tres líneas de 500kV del SEP Uruguayo, ya que las mismas serán clasificadas dentro de tres categorías, trabajándose sobre la más representativa de cada grupo. Se realizará un modelo de las mismas utilizando un programa que permita estudiar los transitorios electromagnéticos. En el mismo se simularán diferentes situaciones (aperturas, cierres, inversiones de potencia, fallas monofásicas a tierra y recierres) y se analizarán los resultados obtenidos. Finalmente el algoritmo se implementará en un relé SEL-451, donde se verificará el funcionamiento mediante inyección de corrientes y tensiones secundarias.