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Nº Tesis: 63
 
 
Wavelets adaptivas aplicadas a funciones de protección de líneas de transmisión.
 
 
Autor:  Dr. Fabián Ernesto Perez Yauli
 
 
Nacionalidad:  Ecuatoriana
 
 
Fecha de defensa oral:  25/9/2012
 
 
Jurados:  Dr. Ing. Johann Jäger. Facultad de Ingeniería. Universidad Friedrich-Alexander de Erlangen-Nürnberg - Dr. Ing. Eduardo Orduña. IEE-UNSJ, Argentina.
 
 
Beca:  Servicio Alemán de Intercambio Académico DAAD
 
 
Estadía en el exterior
 
 
Período: -
 
 
Lugar:  -, -
 
 
Resumen:
 
 
De acuerdo a lo puntualizado por un conjunto importante de investigadores, los actuales sistemas de potencia son redes eléctricas realmente complejas que operan al límite de su capacidad y can bajos márgenes de estabilidad. Además, la probabilidad de ocurrencia de fallas catastróficas para el sistema se ha incrementado dado que la implementación de sistemas de transmisión de extra y ultra alto voltaje (en inglés EHV/UHV networks) es cada vez mayor.
Eso ha motivado la búsqueda de nuevos sistemas de protección que sean más veloces que los tradicionales, con el objetivo de minimizar los efectos causados por fallas en líneas de transmisión EHV/UHV ya que podrían conducir a serias condiciones de inestabilidad del sistema eléctrico y peor aún a los denominados apagones.
Así, el principio de protección basado en transitorios (TBP por sus siglas en inglés), ha permitido a muchos investigadores proponer diferentes esquemas de protección de alta velocidad para distintos componentes del sistema de potencia. La gran mayoría de tales propuestas, utilizan la trasformada wavelet para extraer y procesar las componentes de alta frecuencia de las señales transitorias causadas por falla. Sin embargo, para asegurar un adecuado desempeño de cada esquema propuesto, combinaciones de dos o más wavelets madre han sido requeridas y eso ha significado la inversión de grandes cantidades de tiempo en análisis exhaustivos a fin de determinar las wavelets madre más adecuadas para cada esquema.
El análisis de la literatura técnica indica que no existe una wavelet madre única que sea empleada de manera generalizada en todas las propuestas. Sin embargo, existen algunas que han sobresalido del resto y han marcado preponderancia, como las wavelets denominadas Daubechies 4 y Symlet 4.
De esta manera, el presente trabajo de investigación tiene como objetivo generar wavelets madre diseñadas para procesar eficientemente señales transitorias procedentes de fallas, para aplicarlas en un esquema de protección de alta velocidad para líneas de transmisión, de modo que el desempeño del esquema propuesto supere al logrado al utilizar wavelets madre tradicionales.
Se pretende así proporcionar a la comunidad científica una función de análisis, también llamada wavelet madre, que promueva y facilite el desarrollo de esquemas TBP más simples y con mayor posibilidad de implementación a corto plazo.
El esquema TBP de alta velocidad propuesto en esta investigación, brinda protección principal a la longitud total de la línea de transmisión y protección de respaldo remoto hasta la longitud total de la siguiente línea más corta, sin la utilización de sistemas de comunicaciones que vinculen los relés instalados en los terminales opuestos. Supervisando únicamente la señal de corriente de una de las fases en un extremo de la línea, el esquema desarrolla exitosamente la detección de la zona de falla, la clasificación de la falla y el disparo de interruptores unipolares en caso de falla monofásica a través de la función de selección de fase.
Tres módulos componen el esquema propuesto: detección, protección y lógica. El algoritmo de detección así como las funciones de protección, se basan en la transformada wavelet. El esquema utiliza ventanas de tiempo inferiores a un cuarto de ciclo de la frecuencia fundamental por lo que es catalogado como un esquema de alta velocidad. Para el sistema de potencia utilizado en esta investigación, ventanas de aproximadamente medio y dos milisegundos aseguran el correcto funcionamiento del algoritmo de detección y de la funciones de protección, respectivamente, para proteger una línea de transmisión de 500 kV y 390 km de longitud.