Retos a las protecciones eléctricas en las redes de distribución con generación distribuida

Challenges of distributed generation on the electric protection in distribution networks

Las redes de distribución han sido diseñadas para que la potencia fluya en una sola dirección. La introducción de laGeneración Distribuida (GD) hace que esta consideración ya no sea válida. Esto traerá nuevos retos para la operación y eldiseño de la red. Una de las áreas críticas más afectadas que existe es la de las protecciones eléctricas.En este trabajo se hace el estudio de cómo se afectan los ajustes de las protecciones eléctricas al trabajar con generacióndistribuida en una red de distribución. Para ello se simuló una red con la ayuda del software denominado PSX. Se conectógeneración en distintos lugares, de diferentes capacidades y tipos. Se calcularon los niveles de cortocircuitos en los distintosescenarios para los cuales fueron ajustadas las protecciones. Se obtuvieron un conjunto de resultados interesantes, loscuales pueden conducir a nuevas estrategias en lo que respecta a estos equipos.

INTRODUCCIÓN

La conexión de GD en las redes de distribución convierte a sistemas simples en redes complicadas. Los sistemas radiales tendrán ahora múltiples fuentes, las cuales hacen cambiar el flujo de la corriente de falla. Los esquemas de protección tradicionales se convierten en no efectivos [1].

Varios estudios han mostrado los siguientes problemas en las protecciones [2]: operación incorrecta de las protecciones de los alimentadores, incremento o decrecimiento de los niveles de cortocircuito [3-4], pérdida de sensibilidad, aislamiento no deseado, recierre no sincronizado, etc.

Los esquemas de protección que existen en estas redes songeneralmente de sobrecorriente tiempo inverso o tiempo definido, de acuerdo a los criterios convencionales de la protección [5-8].

El sistema de protección tradicional ha sido diseñado considerando los niveles de los cortocircuitos, corrientes de máxima carga, sistema de voltaje y nivel de aislamiento de un sistema radial [9]. Después de la conexión de la GD, parte del sistema puede que no sea radial, lo que trae consigo problemas en la actuación de las protecciones. Pueden ocurrir operaciones incorrectas, fallo del esquema de los fusibles, reducción del alcance potencial de cortocircuitos a localizar por la protección así como disparos incorrectos, además de problemas con la coordinación.

El efecto de la GD en la coordinación depende del tamaño, tipo y conexión de la fuente que se conecte. Puede ocurrir que aparezcan altos tiempos de limpieza de falla o que exista coordinación no selectiva, ambas no aceptadas por los criterios de protección y además por el mercado de la energía eléctrica [8].