ELIMINACIÓN DE LA MÚLTIPLE ESTIMACIÓN A PARTIR DE LA ACTUACIÓN DE

Una de las hipótesis de análisis sobre las que hace hincapié el algoritmo de cálculo es la de contar con un flujo de carga de la red lo más exacto posible de manera de disminuir el error en el cálculo del punto de falla y reducir el problema de la múltiple estimación. Tomando como base este concepto, es factible comparar los posibles tramos en falta (estimaciones) no trifásicos entre sí considerando como altera cada una de las posibles fallas el flujo de carga de la red luego de la actuación de la protección Fi correspondiente en cada caso, tal como se observa en la figura 4.1.2:

Figura 4.1.2 - Eliminación de la múltiple estimación a partir de la actuación de las protecciones de la red

En otras palabras, una vez obtenidos todos los posibles tramos en falla y su distancia al punto de defecto m puede considerarse reducir o eliminar la múltiple estimación comparando los valores de tensión y corriente post-falla, obtenidos de los equipos de medición a la salida del distribuidor de media ten- sión, con los valores calculados para la presunta apertura de cada protección Fi.

Para poder comparar las estimaciones entre sí y determinar cuál de todas ellas es la que realmente presenta la falla, se analiza la impedancia equivalente vista en barras de la salida del distribuidor luego de la apertura de cada protec- ción Fi. De esta manera, a partir de la relación entre la tensión medida VMEDIDA y la impedancia equivalente calculada ZEQi (vista desde la cabecera del distribui-

164 dor) puede obtenerse la corriente ICALCi, demandada por la carga total de la red luego de la actuación de la protección correspondiente para cada falla estimada.

I_{CALC i}= Z_{EQ i}⁻¹∗ V_MEDIDA [A] (4.1.14)

[

I_{A CALC i} I_{B CALC i} I_{C CALC i}

] = [

Z_{EQ i aa} Z_{EQ i ab} Z_{EQ i ac} Z_{EQ i ba} Z_{EQ i bb} Z_{EQ i bc} Z_{EQ i ca} Z_{EQ i cb} Z_{EQ i cc} ]

−1

∗ [

V_{A MEDIDA} V_{B MEDIDA} V_{C MEDIDA}

] [A] (4.1.15)

Figura 4.1.3 - Corriente calculada ICALC1 en caso de actuación de protección F1

Figura 4.1.4 - Corriente calculada ICALC2 en caso de actuación de protección F2

165

Figura 4.1.5 - Corriente calculada ICALC3 en caso de actuación de protección F3

Luego, según sea el tramo que verdaderamente está en falla pueden darse los siguientes casos.

I. El tramo en falla se corresponde con la estimación 1:

I_MEDIDA ≅ I_CALC1 (4.1.16) I_MEDIDA ≠ I_CALC2 (4.1.17) I_MEDIDA ≠ I_CALC3 (4.1.18) II. El tramo en falla se corresponde con la estimación 2:

I_MEDIDA ≠ I_CALC1 (4.1.19) I_MEDIDA ≅ I_CALC2 (4.1.20) I_MEDIDA ≠ I_CALC3 (4.1.21) III. El tramo en falla se corresponde con la estimación 3:

I_MEDIDA ≠ I_CALC1 (4.1.22) I_MEDIDA ≠ I_CALC2 (4.1.23) I_MEDIDA ≅ I_CALC3 (4.1.24)

166 Al igual que en el caso de la eliminación de la múltiple estimación en líneas trifilares, al final del cálculo se obtiene los posibles tramos en falla, la distancia al punto de falla m% y la probabilidad de ocurrencia en cada caso. Por ello, es necesario definir la expresión que permita cuantificar el error de cada estimación y por consiguiente su probabilidad de ser el tramo en falla. El error total de cada estimación se calcula a partir del valor medio de los errores del módulo de cada corriente de fase calculada respecto del módulo de la corriente de fase medida:

Error I_{A CALC i} =|I_{A CALC i}| − |I_{A MEDIDA}|

|I_{A MEDIDA}| (4.1.25)

Error I_{B CALC i} =|I_{B CALC i}| − |I_{B MEDIDA}|

|I_{B MEDIDA}| (4.1.26)

Error I_{C CALC i} = |I_{C CALC i}| − |I_{C MEDIDA}|

|I_{C MEDIDA}| (4.1.27)

ErrorESTIMACIÓN i =|Error I_{A CALC i}| + |Error I_{B CALC i}| + |Error I_{C CALC i}|

3 (4.1.28)

La probabilidad de ocurrencia mantiene la misma expresión, tal como se muestra a continuación:

Probabilidad_{i (%)} = 1

Error_i∗ ∑ 1

Error_j

kj=1

∗ 100 [%] (4.1.29)

Donde:

k: número total de estimaciones.

Figura 4.1.6 - Caso particular de tres o más estimaciones (al menos dos tramos trifásicos ABC) con menor error calculado

167 Existe la posibilidad de que dos o más estimaciones compartan la misma protección, por lo que su error será igual, pudiendo ser, además, el error mínimo (mayor probabilidad de ocurrencia). Ante esta situación, un caso particular es el de tener tres o más estimaciones, en la que existan al menos dos tramos trifásicos tal como se muestra en la figura 4.1.6.

Al realizar el cálculo del error según (4.1.28) las estimaciones 3, 4 y 5 presentarán el menor valor, siendo igual en los tres casos. Por ejemplo:

Error Probabilidad %

Estimación 1 1,00 12

Estimación 2 0,75 16

Estimación 3 0,50 24

Estimación 4 0,50 24

Estimación 5 0,50 24

Tabla 4.1.1 - Ejemplo de eliminación de múltiple estimación del punto de falla según actuación de protecciones

Sin embargo, en un paso previo de la metodología propuesta ya se realizó una comparación entre los tramos trifásicos 3 y 4, tal como se presentó en la sección 3.1 “Método para la eliminación de la múltiple estimación”. Es decir, que de las tres estimaciones pueden considerarse solo dos: el tramo monofásico y el tramo trifásico que presente el menor error calculado según la expresión (4.1.30) ya vista anteriormente, por ejemplo, la estimación 4.

mín(Error_{ABC i}) = mín (1

3∗∑ⁿ⁼³_j=1|m − m_j|

|m| ) (4.1.30) Teniendo en cuenta esto, se modifica el error calculado de estos dos tramos (estimación 4 y 5) que presentan el menor error calculado ErrorMÍN según (4.1.28), mediante la siguiente expresión:

ErrorMÍN MODIFICADO= Error_MÍN

N° de estimaciones no trifásicas + 2 ∗ N° de estimaciones trifásicas − 1 (4.1.31)

Donde, para este caso particular:

Error_MÍN = 0,50

N° de estimaciones no trifásicas = 1 N° de estimaciones trifásicas = 2 Luego:

Error modificado Probabilidad %

Estimación 1 1,00 (Cte.) 4,92

Estimación 2 0,75 (Cte.) 6,56

Estimación 3 0,50 (Cte.) 9,84

Estimación 4 0,125 39,34

Estimación 5 0,125 39,34

Tabla 4.1.2 - Modificación del error calculado

168 Como puede observarse, la corrección realizada para este caso en parti- cular no alteró el orden de probabilidad de falla de las estimaciones, sino que permitió ponderar entre sí los tramos trifásicos con menor error, de manera de reducir el número total de tramos estimados con mayor probabilidad. Así, en este ejemplo, el tramo en falla real pasó de tener una probabilidad del 24% a una del 39,34%.

Finalmente, se definen las hipótesis sobre las que se basa el algoritmo de cálculo que permite definir las modificaciones que sufre la red una vez que se produce la actuación de una protección:

▪ En todos los casos, las protecciones que actúan ante una falla son seccionadores fusibles de media tensión tipo Kearney o autodesconec- tador, de uso típico en redes de distribución rurales.

Figura 4.1.7 - Seccionador fusible autodesconectador o tipo Kearney

▪ La actuación de cada equipo es del tipo unipolar, es decir, que el disparo se produce sólo en la fase que presenta la falla.

Figura 4.1.8 - Actuación de protección en caso de falla monofásica

Figura 4.1.9 - Actuación de protección en caso de falla bifásica a tierra (ídem bifásica)

169

Figura 4.1.10 - Actuación de protección en caso de falla trifásica

▪ Existe una correcta elección de las protecciones de manera que actúan ante las mínimas corrientes de falla y tienen la suficiente capacidad de ruptura para interrumpir las máximas corrientes de falla.

▪ Además, existe una coordinación total entre los distintos fusibles de la red.

Es decir, ante una falla en un punto cualquiera de la red solo actuará la protección inmediatamente aguas arriba de dicha ubicación.

Figura 4.1.11 - Selectividad de las protecciones

En caso de una falla en el punto S1 actúa la protección F1, si ocurre en el punto S2 sólo actúa la protección F2 (F1 actúa de respaldo) y en caso de ocurrir en el punto S3 sólo actúa la protección F3 (F1 y F2 actúan de respaldo). Este concepto se aplica a todas las protecciones existentes en la red.

Una vez definido el método analítico para poder incluir las líneas monofásicas y bifásicas en el cálculo que permite realizar un análisis completo del problema de múltiple estimación del punto de falla, es necesario obtener la información de las protecciones existentes en la red y donde se ubican las mismas. Para esto, al igual en el caso de las características de las líneas, se recurrió a la base de datos georreferenciados correspondientes a los concesio- narios provinciales y municipales de distribución de energía eléctrica, definidos por la Ley N° 11.769 y su Decreto Reglamentario N° 2.479/04 y las Disposiciones D.P.E. N° 1.452/08 y N° 1.536/09 con sus modificaciones (Disposición N° 1.922).

Entre los aspectos técnicos definidos por la normativa vigente se encuentra el “Archivo de Elementos”, los cuales representan los equipos eléctricos y otros elementos de interés (transformadores, capacitores, switches, etc.). En particu- lar, dentro del ítem “Switches” es posible obtener la información respecto al “tipo”

(seccionador, seccionalizador, fusible, interruptor, reconectador, etc.), a la “fase”

(R, S, T, RS, ST, TR, RST) y a “ID_Nodo” (ID de un nodo existente en el “Archivo

170 de Nodos”). Es decir, que a partir de dicho “Archivo de Elementos” es factible contar con los datos de la ubicación de los fusibles existentes en la red en estudio, a partir de los nodos donde se encuentran. Esta información está contenida en un archivo de texto con extensión .txt propio, al igual que los demás archivos de entrada ya definidos anteriormente, y nombrado como

“protecciones.txt”.

Figura 4.1.12 - Interfaz gráfica modificada

Una vez definida la ubicación de cada protección en la red, resta obtener la información de los valores medidos de tensión y corriente post-falla en los equipos de medición a la salida del distribuidor. Análogamente a lo planteado en la sección 3.5 “Estructura del programa de cálculo” se ingresa esta información en una sencilla interfaz gráfica desarrollada a partir de MATLAB, tal como se observa en la figura 4.1.12.

Nótese que se agregaron los campos necesarios para ingresar los valores medidos de tensión VMEDIDA (Upa, Upb, Upc) y corriente IMEDIDA (Ipa, Ipb, Ipc) luego de la eliminación del defecto debido a la actuación de una protección.

Además, queda a elección del usuario seleccionar el tipo de apertura de las protecciones, es decir, si lo hacen de manera tripolar o unipolar (en este trabajo se considera la segunda opción).

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