Modeling protective devices for distribution systems with distributed generation using an EMTP-type tool

Representación en EMTP de dispositivos de protección de redes de distribución con generación distribuida

Este artículo presenta las características principales de una librería de módulos desarrollada para representar dispositivosde protección de una red de distribución de energía eléctrica con generación distribuida (GD). El impacto de la generacióndistribuida depende, entre otros aspectos, del diseño del sistema de protección y de la coordinación entre los diferentesdispositivos de protección. La presencia de unidades generadoras altera el flujo radial inherente a un sistema de distribucióny afecta al comportamiento del sistema de protección. Este trabajo presenta una introducción de los sistemas de protecciónde las redes de distribución y de la interconexión de unidades generadoras, describe la implantación de dispositivos deprotección (interruptores, relés, reenganchadores, fusibles, seccionalizadores) en un programa tipo EMTP, y presenta algunosresultados obtenidos mediante simulación, cuyo principal objetivo es ilustrar el impacto que la generación distribuida basadaen generadores síncronos puede tener sobre la coordinación de los distintos dispositivos de protección.

INTRODUCCIÓN

La protección a nivel de distribución se basa en un diseño de tiempo sobre corriente. Este diseño incluye la selección de equipos y configuraciones, la ubicación de los equipos y la coordinación de los dispositivos para despejar las faltas con el menor impacto posible en los clientes. Una de las principales prioridades es evitar que se produzcan más daños en los equipos de la compañía eléctrica. Los objetivos secundarios son la fiabilidad y la calidad de la energía. La protección de la distribución no está diseñada para tener respaldo, aunque debe haber un solapamiento entre los dispositivos de protección: un dispositivo aguas arriba debe funcionar para una avería si el protector aguas abajo falla. Además, la protección de la distribución se basa en ajustes, equipos y procedimientos estandarizados [1 - 3].

Es comúnmente aceptado que la instalación de pequeñas unidades de generación distribuida (GD) en los niveles de distribución tiene muchas ventajas: económicas (eficiencia energética), medioambientales (reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero) y técnicas (soporte de tensión) [4 - 6] . Aunque los costes asociados a las tecnologías de GD siguen siendo elevados, la GD puede ser una solución para aquellas situaciones en las que se necesita una alta fiabilidad del suministro eléctrico, o cuando la construcción de líneas de transmisión y grandes centrales eléctricas no es apoyada por los usuarios finales.

En general, a las empresas de servicios públicos les preocupa que la instalación de pequeñas unidades de GD pueda provocar daños en sus equipos o en los de sus clientes.