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Localización de fallas de baja y alta
impedancia en líneas de transmisión
eléctrica, usando información de PMU
Presentado por:
Phd. Cesar Augusto Orozco
Ing. Jose David Doria García
2/33
1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
Contenido de la presentación
1 Problemática abordar
2 Formulación de localización de fallas propuesta
3 Resultados preliminar
4 Conclusiones y trabajos futuros
3/33
1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
1.Problemática abordar
4/33
1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
1. Problemática abordar
ℓ
Transmisión de EE a grandes distancias
Terrenos hostiles y condiciones climáticas severas
Fenómenos naturales: descargas, tempestades, vientos
Contacto de conductores energizados con vegetación
Fallas en los componentes eléctricos
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
1. Problemática abordar
ℓ
𝑥
?
Detección de la falla
Fases en de falla
Retos asociados a la
localización de fallasDeterminar de manera eficiente, rápida
y precisa la distancia al punto en falla
desde uno de los terminales de la línea Tipo de falla
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
1. Problemática abordar Retos asociados a la
localización de fallasTipo de falla
Baja impedancia Alta impedancia
• Comportamiento principalmente resistivo.
• En el caso de fallas permanentes de baja impedancia, se le atribuye un
comportamiento lineal. Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de falla
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
1. Problemática abordar Retos asociados a la
localización de fallas
• No linealidad • Buildup: la corriente de falla crece de forma gradual.
Tipo de falla
Baja impedancia Alta impedancia
• Asimetría • Shoulder: el buildup cesa por algunos ciclos y después
continua. Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de falla
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
1. Problemática abordar Retos asociados a la
localización de fallasTipo de falla
Baja impedancia Alta impedancia
Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de falla
• Incremento sustancial de la
corriente
• Puede ser detectada por el
Sistema de protección
convencional. (IEEE Power
System Relaying Committee,
1996)
• Caracterizada por una
impedancia elevada capaz de
limitar la corriente de falla
dentro de una zona no
protegida por la protección de
sobrecorriente (IEEE Power
System Relaying Committee,
1996)
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
1. Problemática abordar Retos asociados a la
localización de fallasTipo de falla
Baja impedancia Alta impedancia
Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de falla
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
2. Formulación de localización
de fallas propuesta
Tipo de falla Detección de la falla Fases en de falla
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
2. Formulación de localización de fallas propuesta Estimación de la
distancia de falla
Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de fallaPMU PMU
𝑥 ∙ 𝒁𝐿 𝑙 − 𝑥 ∙ 𝒁𝐿
𝐻𝐼𝐹
𝑍𝑇𝐻𝐴
𝑽𝑇𝐻𝐴𝑍𝑇𝐻𝐵
𝑽𝑇𝐻𝐵
𝑽𝐹
𝑰𝑆 𝑰𝑅
𝑽𝑅𝑽𝑆
Área A Área B
Data collector
HIFL/LIFL
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
2. Formulación de localización de fallas propuesta Estimación de la
distancia de falla
PMU PMU
𝑥 ∙ 𝒁𝐿 𝑙 − 𝑥 ∙ 𝒁𝐿
𝐻𝐼𝐹
𝑍𝑇𝐻𝐴
𝑽𝑇𝐻𝐴𝑍𝑇𝐻𝐵
𝑽𝑇𝐻𝐵
𝑽𝐹
𝑰𝑆 𝑰𝑅
𝑽𝑅𝑽𝑆
Área A Área B
𝑽𝑆 − 𝑽𝑅 − 𝑙 ∙ 𝒁𝐿 ∙ 𝑰𝑅 = 𝑥 ∙ 𝒁𝐿 ∙ 𝑰𝑆 + 𝑰𝑅 .
𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐
∙ 𝑥 =
𝑏𝑎𝑏𝑏𝑏𝑐
𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐
= 𝒁𝐿 ∙ 𝑰𝑆 + 𝑰𝑅 =
𝑍𝑎𝑎 𝐼𝑆𝑎 + 𝐼𝑅𝑎 + 𝑍𝑎𝑏 𝐼𝑆𝑏 + 𝐼𝑅𝑏 + 𝑍𝑎𝑐 𝐼𝑆𝑐 + 𝐼𝑅𝑐𝑍𝑏𝑎 𝐼𝑆𝑎 + 𝐼𝑅𝑎 + 𝑍𝑏𝑏 𝐼𝑆𝑏 + 𝐼𝑅𝑏 + 𝑍𝑏𝑐 𝐼𝑆𝑐 + 𝐼𝑅𝑐𝑍𝑐𝑎 𝐼𝑆𝑎 + 𝐼𝑅𝑎 + 𝑍𝑐𝑏 𝐼𝑆𝑏 + 𝐼𝑅𝑏 + 𝑍𝑐𝑐 𝐼𝑆𝑐 + 𝐼𝑅𝑐
𝑏𝑎𝑏𝑏𝑏𝑐
= 𝑽𝑠 − 𝑽𝑅 + 𝑙 ∙ 𝒁𝐿 ∙ 𝑰𝑅 =
𝑉𝑠𝑎 − 𝑉𝑅𝑎 + 𝑙 ∙ 𝑍𝑎𝑎𝐼𝑅𝑎 + 𝑍𝑎𝑏𝐼𝑅𝑏 + 𝑍𝑎𝑐𝐼𝑅𝑐𝑉𝑠𝑏 − 𝑉𝑅𝑏 + 𝑙 ∙ 𝑍𝑏𝑎𝐼𝑅𝑎 + 𝑍𝑏𝑏𝐼𝑅𝑏 + 𝑍𝑏𝑐𝐼𝑅𝑐𝑉𝑠𝑐 − 𝑉𝑅𝑐 + 𝑙 ∙ 𝑍𝑐𝑎𝐼𝑅𝑎 + 𝑍𝑐𝑏𝐼𝑅𝑏 + 𝑍𝑐𝑐𝐼𝑅𝑐
𝑽𝑆 = 𝑥 ∙ 𝒁𝐿 ∙ 𝑰𝑆 + 𝑽𝐹 𝑽𝑅 = 𝑙 − 𝑥 ∙ 𝒁𝐿 ∙ 𝑰𝑅 + 𝑽𝐹
Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de falla
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
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2. Formulación de localización de fallas propuesta Estimación de la
distancia de falla
PMU PMU
𝑥 ∙ 𝒁𝐿 𝑙 − 𝑥 ∙ 𝒁𝐿
𝐻𝐼𝐹
𝑍𝑇𝐻𝐴
𝑽𝑇𝐻𝐴𝑍𝑇𝐻𝐵
𝑽𝑇𝐻𝐵
𝑽𝐹
𝑰𝑆 𝑰𝑅
𝑽𝑅𝑽𝑆
Área A Área B
𝑨𝒏 ∙ 𝑥 = 𝒃𝒏 =
𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏0
⋮𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 ሻ𝒏0+(𝑵−1
∙ 𝑥 =
𝑏𝑎𝑏𝑏𝑏𝑐 𝒏0
⋮𝑏𝑎𝑏𝑏𝑏𝑐 ሻ𝒏0+(𝑵−1
Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de falla
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
2. Formulación de localización de fallas propuesta Estimación de la
distancia de falla
PMU PMU
𝑥 ∙ 𝒁𝐿 𝑙 − 𝑥 ∙ 𝒁𝐿
𝐻𝐼𝐹
𝑍𝑇𝐻𝐴
𝑽𝑇𝐻𝐴𝑍𝑇𝐻𝐵
𝑽𝑇𝐻𝐵
𝑽𝐹
𝑰𝑆 𝑰𝑅
𝑽𝑅𝑽𝑆
Área A Área B
Método Mínimos Cuadrados
𝑦 = 𝑋 ∙ 𝜃 + 𝜀
𝜃 = (𝑋T ∙ 𝑋ሻ−1∙ 𝑋T ∙ 𝑦
ො𝑥 = 𝑨𝒏𝑇 𝑨𝒏
−1 ∙ 𝑨𝒏𝑇 ∙ 𝒃𝑛
Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de falla
𝑨𝒏 ∙ 𝑥 = 𝒃𝒏 =
𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏0
⋮𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 ሻ𝒏0+(𝑵−1
∙ 𝑥 =
𝑏𝑎𝑏𝑏𝑏𝑐 𝒏0
⋮𝑏𝑎𝑏𝑏𝑏𝑐 ሻ𝒏0+(𝑵−1
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
2. Formulación de localización de fallas propuesta Estimación de la
distancia de falla
Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de falla
ො𝑥 = 𝑨𝒏𝑇 𝑨𝒏
−1 ∙ 𝑨𝒏𝑇 ∙ 𝒃𝑛
ො𝑥𝑎 = ൙𝑖=1
𝑁
𝐴𝑎𝑖𝑏𝑎𝑖
𝑖=1
𝑁
𝐴𝑎𝑖2
ො𝑥𝑎 = 𝑨𝒂𝑇 𝑨𝒂
−1 𝑨𝒂𝑇 𝒃𝑎
Formulación
falla trifásica
Formulación
falla monofásica
𝐼𝑆𝑏 ≅ −𝐼𝑅𝑏
ො𝑥 =
𝐴𝑎00 𝒏0
⋮𝐴𝑎00 ሻ𝒏0+(𝑵−1
𝑇 𝐴𝑎00 𝒏0
⋮𝐴𝑎00 ሻ𝒏0+(𝑵−1
−1
∙
𝐴𝑎00 𝒏0
⋮𝐴𝑎00 ሻ𝒏0+(𝑵−1
𝑇
∙
𝑏𝑎00 𝒏0
⋮𝑏𝑎00 ሻ𝒏0+(𝑵−1
𝐼𝑆𝑐 ≅ −𝐼𝑅𝑐
𝐴𝑏 ≅ 𝐴𝑐 ≅ 0
𝑏𝑏 ≅ 𝑏𝑐 ≅ 0
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
2. Formulación de localización de fallas propuesta Estimación de la
distancia de falla
Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de falla
ො𝑥 = 𝑨𝒏𝑇 𝑨𝒏
−1 ∙ 𝑨𝒏𝑇 ∙ 𝒃𝑛
ො𝑥𝑎𝑏 =
𝑖=1
𝑁
𝐴𝑎𝑖2 + 𝐴𝑏𝑖
2
−1
𝑖=1
𝑁
𝐴𝑎𝑖𝑏𝑎𝑖 + 𝐴𝑎𝑖𝑏𝑎𝑖
ො𝑥𝑎𝑏 =𝑨𝒂𝑨𝒃
𝑇 𝑨𝒂𝑨𝒃
−1𝑨𝒂𝑨𝒃
𝑇 𝑨𝒂𝑨𝒃
Formulación
falla trifásica
Formulación
falla bifásica-g
ො𝑥 =
𝐴𝑎𝐴𝑏0 𝒏𝟎
⋮𝐴𝑎𝐴𝑏0 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
𝑇 𝐴𝑎𝐴𝑏0 𝒏𝟎
⋮𝐴𝑎𝐴𝑏0 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
−1
∙
𝐴𝑎𝐴𝑏0 𝒏𝟎
⋮𝐴𝑎𝐴𝑏0 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
𝑇
∙
𝑏𝑎𝑏𝑏0 𝒏𝟎
⋮𝑏𝑎𝑏𝑏0 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
𝐼𝑆𝑐 ≅ −𝐼𝑅𝑐 𝐴𝑐 ≅ 0 𝑏𝑐 ≅ 0
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
2. Formulación de localización de fallas propuesta Estimación de la
distancia de falla
Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de falla
ො𝑥 = 𝑨𝒏𝑇 𝑨𝒏
−1 ∙ 𝑨𝒏𝑇 ∙ 𝒃𝑛
Formulación
generalizada
Formulación
falla bifásica-g
ො𝑥 =
𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏𝟎
⋮𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
𝑇𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏𝟎
⋮𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
−1
∙
𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏𝟎
⋮𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
𝑇
∙
𝑏𝑎𝑏𝑏𝑏𝑐 𝒏𝟎
⋮𝑏𝑎𝑏𝑏𝑏𝑐 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
Formulación
falla trifásica
Formulación
falla monofásica
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
2. Formulación de localización de fallas propuesta Estimación de la
distancia de falla
Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de falla
ො𝑥 = 𝑨𝒏𝑇 𝑨𝒏
−1 ∙ 𝑨𝒏𝑇 ∙ 𝒃𝑛
Formulación
generalizada
Baja impedancia Alta impedancia
ො𝑥 =
𝐴𝑎00 𝒏0
⋮𝐴𝑎00 ሻ𝒏0+(𝑵−1
𝑇 𝐴𝑎00 𝒏0
⋮𝐴𝑎00 ሻ𝒏0+(𝑵−1
−1
∙
𝐴𝑎00 𝒏0
⋮𝐴𝑎00 ሻ𝒏0+(𝑵−1
𝑇
∙
𝑏𝑎00 𝒏0
⋮𝑏𝑎00 ሻ𝒏0+(𝑵−1
𝐴𝑖 𝒏𝟎 ≈ 𝐴𝑖 𝒏𝟎+𝟏 ≈ 𝐴𝑖 𝒏𝟎+𝟐 ≈ ⋯ ≈ 𝐴𝑖 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
𝑏𝑖 𝒏0 ≈ 𝑏𝑖 𝒏0+1 ≈ 𝑏𝑖 𝒏0+2 ≈ ⋯ ≈ 𝑏𝑖 ሻ𝒏0+(𝑵−1
ො𝑥 = 𝑖=1
𝑁
𝐴𝑎2 + 0 + 0
−1
𝑖=1
𝑁
𝐴𝑎𝑏𝑎 + 0 + 0 =𝑁𝐴𝑎𝑏𝑎
𝑁𝐴𝑎2 =
𝑏𝑎𝐴𝑎
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
2. Formulación de localización de fallas propuesta Estimación de la
distancia de falla
Detección de la falla
Fases en de falla
Tipo de falla
ො𝑥 = 𝑨𝒏𝑇 𝑨𝒏
−1 ∙ 𝑨𝒏𝑇 ∙ 𝒃𝑛
Formulación
generalizada
ො𝑥 =
𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏𝟎
⋮𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
𝑇𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏𝟎
⋮𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
−1
∙
𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏𝟎
⋮𝐴𝑎𝐴𝑏𝐴𝑐 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
𝑇
∙
𝑏𝑎𝑏𝑏𝑏𝑐 𝒏𝟎
⋮𝑏𝑎𝑏𝑏𝑏𝑐 𝒏𝟎+(𝑵−𝟏ሻ
𝐴𝑖 𝒏0 = 𝐴𝑖 𝒏0+1 = 𝐴𝑖 𝒏0+2 = ⋯ = 𝐴𝑖 ሻ𝒏0+(𝑵−1 = 0
𝑏𝑖 𝒏0 = 𝑏𝑖 𝒏0+1 = 𝑏𝑖 𝒏0+2 = ⋯ = 𝑏𝑖 ሻ𝒏0+(𝑵−1 = 0Sin falla
ො𝑥 → Τ0 0Caso ideal
ො𝑥 → ∞Caso realista
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
3. Resultados preliminares
21/33
1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
3. Resultados preliminares Sistema de estudio y
modelo de HIF
Desempeño del
método propuesto
Análisis de sensibilidad
Vth2Vth1
Zth1 Zth2
HIF
Bus E Bus A Bus B Bus C Bus D
Line 1 Line 2Line 4 Line 5
DFR DFR DFR DFR
ZL4 ZL2 ZL5xZL1 (l-x)ZL1
DFR DFR
ZL3
Bus F
Line 3
R(t)
Dp
Dn
NO
RT
T9
4ss
Vn
+
Vp
+
NO
RT
T9
4ss
𝑅𝐹(𝑡ሻ
𝐿𝐹
+
+𝑉𝑃
𝑉𝑁
Nodo en falla Nodo en falla
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80
500
1000
1500
2000
2500
3000
time [s]
Res
ista
nce
[
]
50 [ ]
150 [ ]
300 [ ]
𝑅 𝑡 = 𝑒𝑐1−𝑐2 𝑡−𝑡𝑓 + 𝑐3𝑒−𝑐4 𝑡−𝑡𝑓 sin 𝑐5 𝑡 − 𝑡𝑓 +
1
2𝑒𝑐1−𝑐2 𝑐6
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
3. Resultados preliminares
R(t)
Dp
Dn
NO
RT
T94
ss
Vn
+
Vp
+
NO
RT
T94
ss
𝑅𝐹(𝑡ሻ
𝐿𝐹
+
+𝑉𝑃𝑉𝑁
Nodo en falla Nodo en falla𝑅 𝑡 = 𝑒𝑐1−𝑐2 𝑡−𝑡𝑓 + 𝑐3𝑒
−𝑐4 𝑡−𝑡𝑓 sin 𝑐5 𝑡 − 𝑡𝑓 +1
2𝑒𝑐1−𝑐2 𝑐6
Parámetro
𝑐1
𝑐2
𝑐3
𝑐4
𝑐5
𝑐6
𝑡𝑓
Suelo
7.1
2.4
30
1
25
0.5
0.06
Árbol
6.4
3
40
2
50
0.5
0.06
Arena
5
2
10
2
100
0.5
0.06
Suelo
7.1
2.4
30
1
25
0.5
0.06
Árbol
6.4
3
40
2
50
0.5
0.06
Arena
5
2
10
2
100
0.5
0.06
Sistema de estudio y
modelo de HIF
Desempeño del
método propuesto
Análisis de sensibilidad
23/33
1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
3. Resultados preliminares
Scenarios Description Faults
1- Individual
performs of
proposed
method
Fault type: single-phase faults A-g. B-g, C-g, double-
phase-fault to ground AB-g, BC-g, CA-g, three-phase
faults ABC-g.
140 Fault resistance: 76 Ω
Fault distance: Line 1 from 0-10% in steps of 1%, 10-
100% in steps of 10%
2 – Fault
detection
Faults on line section L1, L2, L3 form 0 – 100%
No fault: variation of 𝑍𝑆2 from 75% to 125% in steps of
5%
Capacitor switching: Capacitor bank of 30, 40 and 50
MVA switching at 0°, 45°, 90° and 135°
55
3- Comparison
test Methods: Proposed method (PM) and Ferraz method (FM) 154
Total 349
Sistema de estudio y
modelo de HIF
Desempeño del
método propuesto
Análisis de sensibilidad
24/33
1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
3. Resultados preliminares Sistema de estudio y
modelo de HIF
Desempeño del
método propuesto
Análisis de sensibilidad
Scenarios Description Faults
1- Individual
performs of
proposed
method
Fault type: single-phase faults A-g. B-g, C-g, double-
phase-fault to ground AB-g, BC-g, CA-g, three-phase
faults ABC-g.
140 Fault resistance: 76 Ω
Fault distance: Line 1 from 0-10% in steps of 1%, 10-
100% in steps of 10%
0 20 40 60 80 100-0.25
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
Fault distance [%]
Err
or
[%]
20 40 60 80 100
-0.02
0
0.02
0.04
Faults ABC-g Faults A-g Faults B-g Faults C-g Faults AB-g Faults AC-g Faults BC-g
25/33
1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
3. Resultados preliminares Sistema de estudio y
modelo de HIF
Desempeño del
método propuesto
Análisis de sensibilidad
Scenarios Description Faults
2 – Fault
detection
Faults on line section L1, L2, L3 form 0 – 100%
No fault: variation of 𝑍𝑆2 from 75% to 125% in steps of
5%
Capacitor switching: Capacitor bank of 30, 40 and 50
MVA switching at 0°, 45°, 90° and 135°
55
Actual location of
the fault
Estimated location of the fault
Fault in line
1
Fault in line 2 Fault in line 3 No fault Capacitor
switching
Fault in line 1 11 0 0 0 0
Fault in line 2 0 11 0 0 0
Fault in line 3 0 0 11 0 0
No fault 0 0 0 11 0
Capacitor switching 0 0 0 0 11
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
3. Resultados preliminares Sistema de estudio y
modelo de HIF
Desempeño del
método propuesto
Análisis de sensibilidad
Scenarios Description Faults
3- Comparison
test Methods: Proposed method (PM) and Ferraz method (FM) 154
PM FM PM FM PM FM PM FM PM FM PM FM PM FM
-0.02
-0.01
0
0.01
0.02
0.03
Err
or
[%]
Double-phase fault AC-g
Double-phase fault AB-g
Single-phase fault B-g
Single-phase fault C-g
Double-phase fault AB-g
Three-phase faults
Single-phase fault A-g
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1
OutlierUpper extreme Q3+1.5IQ
Upper quartile Q3(75th percentile)
Lower extreme Q1-1.5IQ
Lower quartile Q1(25th percentile)
Median
IQ
27/33
1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
3. Resultados preliminares Sistema de estudio y
modelo de HIF
Desempeño del
método propuesto
Análisis de sensibilidad
Factors Levels Number of leves
𝑥𝑝: Fault point distanceSteps of 10%, from the beginning to the end of the
line. (0%, 10%, etc)11
𝑇𝐹: Fault type
Single-phase faults A-g, B-g, C-g
Double-phase faults to ground AB-g, BC-g, CA-g
and Three-phase faults ABC-g
7
𝑅: Noise Clear, 15dB and 30 dB 3
𝑅𝑓: Fault resistance. 50 Ω, 150 Ω and 300 Ω 3
𝑁: Fault natureLow Impedance Faults (LIF) and High Impedance
Faults (HIF)2
𝐸𝑙 : Percentage of error in
line parameters-5%, 0 % and +5% 3
𝐴: Fault incidence angle. 0°, 45°, 90° and 225° 4
𝑇𝑁𝐸: Total number of
experiments
𝑇𝑁𝐸 = 𝑟ෑ𝑖=1
𝑛
𝑛𝑖
Where 𝑟 is the number of repetitions and 𝑛𝑖 is the
number of levels of the factor 𝑖.
33264
28/33
1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
3. Resultados preliminares Sistema de estudio y
modelo de HIF
Desempeño del
método propuesto
Análisis de sensibilidad
Table 7. ANOVA for each factor: single-phase
Source
Principal effects SS df MSS F-Ratio P-Value
A: Line percentage [%] 7,52174E6 10 752174, 61289,30 0,0000
B: Fault type 10,1076 2 5,05381 0,41 0,6625
C: Noise, S/N [dB] 23007,7 2 11503,8 937,37 0,0000
D: Nature 7,73217 1 7,73217 0,63 0,4273
E: R-fault [Ohm] 9,70295 2 4,85148 0,40 0,6735
F: Error in line [%] 201154, 2 100577, 8195,31 0,0000
G: Angle of incidence 10,0436 3 3,34788 0,27 0,8451
ANOVA por cada factor: monofásica
Source
Principal effects SS df MSS F-Ratio P-Value
A: Line percentage [%] 7,5305E6 10 753050, 57196,21 0,0000
B: Fault type 22,1084 2 11,0542 0,84 0,4319
C: Noise, S/N [dB] 19190,0 2 9595,02 728,77 0,0000
D: Nature 34,1817 1 34,1817 2,60 0,1071
E: R-fault [Ohm] 4,4112 2 2,2056 0,17 0,8458
F: Error in line [%] 373628, 2 186814, 14189,04 0,0000
G: Angle of incidence 3,62116 3 1,20705 0,09 0,9647
ANOVA por cada factor: bifásica
Source
Principal effects SS df MSS F-Ratio P-Value
A: Line percentage [%] 1,7283E7 10 1,7283E6 77166,82 0,0000
B: Fault type 5746,47 2 2873,23 128,29 0,0000
C: Noise, S/N [dB] 59118,1 2 29559,0 1319,78 0,0000
D: Nature 23,738 1 23,738 1,06 0,3032
E: R-fault [Ohm] 6,12109 2 3,06055 0,14 0,8723
F: Error in line [%] 959443, 2 479721, 21419,04 0,0000
G: Angle of incidence 5,70585 3 1,90195 0,08 0,9683
P>0,05 el factor no es estadísticamente significativo
ො𝑥 = 1,7251 + 74,7694 ⋅ 𝐴 + 0,166941 ⋅ 𝐵 − 3,40781 ⋅ 𝐶 − 130,117 ⋅ 𝐹
Modelo de regresión multifactorial (99,4%)
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
3. Resultados preliminares Sistema de estudio y
modelo de HIF
Desempeño del
método propuesto
Análisis de sensibilidad0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
Fault distance [%]
Err
or
[%]
Line parameters error: 5% Line parameters error: 0% Line parameters error: -5%
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
4. Conclusiones y trabajos
futuros
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
Sistema de estudio y
modelo de HIF
Desempeño del
método propuesto
Análisis de sensibilidad
4. Conclusiones y trabajos futuros
R(t)
Dp
Dn
NO
RT
T9
4ss
Vn
+
Vp
+
NO
RT
T9
4ss
𝑅𝐹(𝑡ሻ
𝐿𝐹
++𝑉𝑃 𝑉𝑁
Nodo en falla Nodo en falla
Source
Principal effects SS df MSS F-Ratio P-Value
A: Line percentage [%] 1,7283E7 10 1,7283E6 77166,82 0,0000
B: Fault type 5746,47 2 2873,23 128,29 0,0000
C: Noise, S/N [dB] 59118,1 2 29559,0 1319,78 0,0000
D: Nature 23,738 1 23,738 1,06 0,3032
E: R-fault [Ohm] 6,12109 2 3,06055 0,14 0,8723
F: Error in line [%] 959443, 2 479721, 21419,04 0,0000
G: Angle of incidence 5,70585 3 1,90195 0,08 0,9683
0 20 40 60 80 100-0.25
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
Fault distance [%]
Err
or [
%]
20 40 60 80 100
-0.02
0
0.02
0.04
Faults ABC-g Faults A-g Faults B-g Faults C-g Faults AB-g Faults AC-g Faults BC-g
• Desarrollo de un modelo HIF: tipos de suelo, variación de
resistencia de falla, asimetría, etc
• Desempeño sobresaliente sin conocer el tipo
de falla
• Igual o superior a los métodos del estado del arte
• Desempeño satisfactorio para la detección de fallas
• No es afectado por factores como : naturaleza de la
falla, resistencia de falla y ángulo de incidencia .
• Inciden en su desempeño: errores en los parámetros
y ubicación de la falla. (Tipo de falla y ruido)
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU
4. Conclusiones y trabajos futuros
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
Fault distance [%]
Err
or
[%]
Line parameters error: 5% Line parameters error: 0% Line parameters error: -5%
• Formulación con estimación de parámetros de línea
• Modelo de línea de parámetros distribuidos
• Pruebas con registros de fallas reales
• Implementación en SEP
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1. Problemática abordar 2. Formulación de localización propuesta3. Resultados preliminares4. Conclusiones y trabajos futuros
Localización de fallas de baja y alta impedancia en líneas de transmisión eléctrica, usando información de PMU