Electric Power Engineering
Analisis fasorial y
localización de las fuentes
de huecos de tensión
Roberto Chouhy Leborgne
Chalmers University of Technology - Sweden
UDELAR - Montevideo, Diciembre 2005
Roberto Chouhy Leborgne
Electric Power Engineering
Estructura de la presentación
• Introducción
• Los huecos y los fasores
• Donde esta la falta?
• Y despues?
• Discutamos
Roberto Chouhy Leborgne
RMS Voltage [
Instantaneous Volt
100
50
0
Electric Power Engineering
60
40
Qué es un hueco de tensión?
-50
-100
0
0.2
0.4
0.6
Time [s]
0.8
1
0
85
100
0.2
0.4
0.6
0.8
sag duration
85
7580
50
0
75
65
-50
55
-100
0.05
0
Time [s]
RMS
Voltage
[kV]
RMS Voltage
[kV]
Instantaneous Voltage [kV]
-150
20
0.1
0.15
0.2
0.25
sag magnitude
70
65
4560
0.05
0.1
Time [s]
Roberto Chouhy Leborgne
0.1
sag magnitude
0.2
0.150.15
0.2
Time
[s]
Time [s]
0.25 0.25
Electric Power Engineering
Para qué analizar los fasores de
tensión?
• Profundizar:
– caracterización
– representación
– entendimiento del distúrbio
• Ampliar aplicaciones del PMU
(medidor de fasores)
Roberto Chouhy Leborgne
Electric Power Engineering
La magnitud de los huecos
rms voltage
fundamental voltage
20030602
0.89
0.89
20021121
0.84
0.84
20021104
0.80
0.81
20021030
0.44
0.43
20021024
0.77
0.77
20020903
0.77
0.78
20020801
0.77
0.76
20020620
0.69
0.69
20020618
0.83
0.82
rms voltage vs tensión fundamental
Roberto Chouhy Leborgne
Voltage
75
Electric Power Engineering
70
65
Evolución de las características
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
Time [ms]
Fundamental voltage magnitude
Phasors
138kV
Phase-angle
jump
80
75
70
65
2
0
-2
-4
Imaginary part [kV]
Angle [Degrees]
Voltage [kV]
80
4
85
40
20
0
-20
-40
-60
-6
60
60
-80
80
100
120
140
160
180
200
Time [ms]
220
240
-8
100-100 120
80
caracteristicas vs 80tiempo
art [kV]
grees]
2
Roberto Chouhy Leborgne
0
160
0
180
200 50220
TimeReal
[ms]Part [kV]
Phase-angle jump
4
-50
140
60
40
20
Extreme phasors
100
240
Evolución de los fasores
Phasorsvoltage
Locus &magnitude
Extreme Phasors
Fundamental
90
Phasors Locus & Extreme Phasors
83
Imaginary part [kV]
85
80
75
70
65
Imaginary part [kV]
83
0
60
-83
0
100
200
80
2
400
500
0
600
700
[ms] Part [kV]
Time Real
800 83
60
40
0
-83
Real Part [kV]
Extreme
phasors
jump
Phase-angle
Fasores
extremos:
6
4
0
-83
300
phasors salto
Extreme
magnitude minima
vs maximo
80
de angulo
art [kV]
55
art [kV]
[kV]
s]
Electric Power Engineering
60
40
Roberto Chouhy Leborgne
Electric Power Engineering
Evolución de
los fasores
Inicio del hueco
Magnitude mínima
Salto de ángulo máximo
Fin del disturbio
Roberto Chouhy Leborgne
Voltage [p
Electric Power Engineering
0.9
0.8
Usando el PMU
0.7
0.6
0.9
0.8
0.7
0.6
0
154.9
155
155.1
Time [s]
155.2
155.3
155.1
155.2
-1
0
-2
Pre-event phasor
Minimum magnitude phasor
-6Maximum phase-angle jump phasor
-4
-8Sag threshold
-10
154.9
155
155.1
Real PartTime
[pu] [s]
0
155.2
Positive-sequence voltage angle
[Degrees]
2
0
Análisis de la tensión de secuencia positiva.
Hueco registrado en Oland (Suecia) en 2003 04 12
-2
-4
155.3
2
1
Angle [Degrees]
Imaginary part [pu]
Voltage [pu]
1
155
Time [s]
PhasorPositive-sequence
Locus & Extreme voltage
Phasorsangle
Positive-sequence voltage magnitude
1.1
154.9
Roberto Chouhy Leborgne
155.3
Electric Power Engineering
Usando el PMU
155.06 [s]
155.08 [s]
155.1 [s]
155.12 [s]
1
1
1
1
0
0
0
0
-1
-1
-1
0
1
-1
-1
155.14 [s]
0
1
-1
-1
155.16 [s]
0
1
-1
155.18 [s]
1
1
1
1
0
0
0
0
-1
-1
-1
0
1
-1
-1
155.22 [s]
0
1
155.24 [s]
0
1
-1
155.26 [s]
1
1
0
0
0
0
-1
0
1
-1
-1
0
1
0
1
155.28 [s]
1
-1
1
-1
-1
1
-1
0
155.2 [s]
-1
-1
0
Roberto Chouhy Leborgne
1
-1
0
1
Electric Power Engineering
Limitaciones del PMU
tive sequence Voltage - V1
Phase-angle jump of V1
Angle [Deg]
5
0
-5
-10
100
150
200
Time [ms]
250
300
100
150
200
Time [ms]
Roberto Chouhy Leborgne
250
Electric Power Engineering
Conclusiones
• Características de los huecos varian
• Dinámica de los fasores:
– Magnitud y ángulo vs tiempo
– Coordinadas complejas: phasor locus
• Dos fasores extremos:
– Magnitude mínima
– Salto de ángulo máximo
• Representación multiple
Roberto Chouhy Leborgne
Electric Power Engineering
Y ahora que?
• Desarrollar algoritmos para
localizar la falta que origina
el hueco de tensión
• Usando tensión y corriente
• Usando tensión: magnitud y
salto de angulo - PMU
• Herramientas en dominio de
tiempo y frecuencia
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Electric Power Engineering
La red y las empresas
Roberto Chouhy Leborgne
Electric Power Engineering
Los algoritmos
• 2000 - Parson, Grady, Powers y Soward: disturbance
power & energy
• 2003 - Li, Tayjasanant, Xu y Liu: slope of system
trajectory
• 2004 - Hamzah, Mohamed y Hussain: real current
component
• 2005 - Tayjasanant, Li y Xu: resistance sign
• 2005 - Pradhan y Routray: distance relay
• 2005 - Gomez, Morcos, Tourn y Felici: magnitude &
phase angle jump
• 2006 - Leborgne, Karlsson, Daalder: tensiones rms
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Electric Power Engineering
Simulaciones
Roberto Chouhy Leborgne
Electric Power Engineering
Resultados
Disturbance energy and power
Slope of system trajectory
Real current component
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Resultados
Roberto Chouhy Leborgne
Electric Power Engineering
Resultados
Porcentaje de resultados correctos
M e to d o s
F a lta s
LLLT
92
F a lta s L T
R e a l c u rre n t c o m p .
100
67
S lo p e o f s y s te m
100
42
R e s is ta n c e s ig n
42
60
D is ta n c e re la y
100
100
R m s c o m p a ris o n
100
100
D is tu rb a n c e E & P
Roberto Chouhy Leborgne
75
Electric Power Engineering
Conclusiones y trabajo futuro
• Dificultad para localizar faltas asimetricas
• Test en mediciones de campo (sistema Mato
Grosso, Brasil)
• Sistemas mallados:
– definir conceptos
– desarrollar algoritmos
– simulaciones y mediciones de campo
• Analisis y diagnostico de la red uruguaya
Roberto Chouhy Leborgne
Electric Power Engineering
Análisis y diagnóstico del sistema de UTE
• Consumidores sensibles
– localizar, cuantificar $, simular, medir
• Analisis de la red
– simular
– medir
– cuantificar
• Datos de referencia y benchmarking
– alimentador urbano, rural, industrial
Roberto Chouhy Leborgne
Electric Power Engineering
Muchas gracias!!
Roberto Chouhy Leborgne
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