Proyectos
DESARROLLO DE UNA HERRAMIENTA DE ENTRENAMIENTO Y PRUEBA DE FUNCIONES DE PROTECCIÓN EN SISTEMAS ELÉCTRICOS.
Resumen
Un sistema o instalación eléctrica se considera como el conjunto de un circuito eléctrico con sus componentes, tales como, conductores, equipos, máquinas y demás aparatos [1]. Estos sistemas e instalaciones interactúan directamente con personas y son parte fundamental de procesos productivos [1, 2]. Lo anterior sumado a la complejidad y el costo de algunos equipos presentes en los sistemas, hace imperativo que estos tengan una protección adecuada ante cualquier fallo que se pueda presentar [1, 2]. La protección de sistemas eléctricos representa un reto importante para los ingenieros, puesto que se debe tener una visión clara del sistema a proteger y un manejo adecuado de las funciones a implementar. Dada la gran cantidad de funciones de protección disponibles [5], el estudio y comprensión de la aplicación de cada una de ellas requiere de variedad de herramientas educativas tales como cursos y herramientas de simulación [3, 4, 12, 13]. La ausencia de una herramienta de simulación con variadas funciones de protección limita la aplicación y comprensión de estas [12, 13, 6]. Lo anterior se sustenta en la literatura y en la disposición de la mayoría de los sistemas de protección implementados actualmente, que utilizan únicamente las protecciones 50, 51 y fusibles [3, 4, 9]. Gracias a la creciente complejidad de los sistemas eléctricos se hace necesario utilizar otras funciones de protección diferentes a las comúnmente utilizadas [5]. Esto se puede ver en aplicaciones como las microrredes, donde hay cambios continuos en las direcciones de los flujos de corriente y variaciones en el nivel de cortocircuito [6], dos hechos que representan un reto importante para los sistemas de protección implementados en estas topologías. Considerando lo expuesto, en este proyecto se propone como objetivo el desarrollo de una herramienta de entrenamiento en coordinación de protecciones, articulada con un esquema de prueba en tiempo real para sistemas de protección de redes eléctricas. Esta herramienta permitirá a los ingenieros familiarizarse con otras funciones de protección poco utilizadas pero requeridas en los sistemas eléctricos actuales. Además, permitirá simular y evaluar la respuesta de esquemas de protección con diferentes niveles de complejidad. Sumado a esto, se tendrá la posibilidad de realizar simulaciones en tiempo real, evaluando la respuesta de las diferentes funciones de protección previamente desarrolladas. Estas funciones serán implementadas en tarjetas de desarrollo de hardware para ser evaluadas dentro de una red de prueba. Lo anterior permitirá observar tiempos de respuesta y retrasos en la actuación de los interruptores y las protecciones, con lo cual se aumentará la precisión de los esquemas y modelos simulados. En trabajos previos realizados en el Grupo de Investigación en Redes de Distribución y Potencia GREDyP y en el Grupo de Investigación en Calidad de la Energía y Electrónica de Potencia GICEP, se ha establecido una base para la simulación de protecciones en el entorno de simulación MATLAB/Simulink® y para la simulación en tiempo real [7, 8]. Lo anterior ha permitido definir una metodología para la ejecución de este proyecto, que se dividirá en dos etapas. Una primera en la que se realizará en MATLAB/Simulink® el desarrollo de modelos de funciones de protección útiles para las redes de distribución actuales [5, 6]. En la segunda etapa se llevará a cabo el desarrollo de un montaje experimental, que permitirá probar en tiempo real los modelos simulados dentro de una red de prueba desarrollada en el Laboratorio de Calidad de la Energía y Electrónica de Potencia LACEP.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MANIZALES 2019
Modalidad:MODALIDAD ÚNICA
Responsable