Esquema de protección de sistema eléctrico de Tumaco detecta fallas en 20 milisegundos

Con el uso de relés localizadores de fallas es posible conocer con cierto grado de exactitud el lugar en el que ocurrió el daño y disminuir tiempos y costos en las labores de mantenimiento y en la operación de sistemas eléctricos, ya que así es posible tomar decisiones acertadas, con información veraz del estado de un sistema eléctrico de potencia.

En Tumaco se presentan frecuentes interrupciones en el servicio de energía eléctrica, lo cual afecta el normal desarrollo de las actividades económicas, la prestación de servicios de salud y la calidad de vida de 150.000 tumaqueños.

El ingeniero electricista Cristian Mateo Boya Ortiz, de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, presenta una solución teórica a los problemas de las fallas en líneas de trasmisión, basada en simulaciones (equipos técnicos).

La red eléctrica de 115 kilovatios que abastece a Tumaco está conectada desde Junín (municipio de Barbacoas) hasta Bucheli, zona rural de Tumaco. Desde Bucheli se distribuye la energía para la subestación de la Carbonera –que abastece la cabecera municipal– y para la subestación del corregimiento de Llorente; esta última es una red de 34,5 kilovoltios.

La propuesta del ingeniero, quien realizó su primer ciclo formativo en la UNAL Sede Tumaco, “permite ahorrar tiempo de reparación y mantenimiento al personal de Cedenar, encargado de detectar y corregir los inconvenientes en los tramos de Bucheli a Tumaco y de Bucheli a Llorente, ya que en la actualidad no se cuenta con equipos que detecten

la ubicación de las fallas eléctricas, que corten la corriente y la vuelvan a restaurar de manera inmediata”.

Relés eficaces

La investigación se basó en simulaciones teóricas con información de la red suministrada por Cedenar, y a partir de datos obtenidos en la visita técnica realizada por el investigador a estas zonas.

La metodología consistió en el montaje del circuito eléctrico en DigSilent PowerFactory y ATPdraw, softwares de análisis de sistemas de potencia para sistemas de generación, transmisión, distribución e industriales.

El ATP sirve para comprobar la velocidad y precisión de la localización de la falla por medio de ondas viajeras, y el DigSilent PowerFactory calcula los dispositivos de medición automáticamente según las corrientes del cortocircuito. El objetivo de la simulación en este programa es analizar las características del relé en la ubicación de las fallas.

A partir de estos programas se estudió una representación simulada del sistema eléctrico de Tumaco, con el equipo de protección SEL de onda viajera, que permite estudiar sus características y verificar su eficiencia como localizador de fallas por medio de impedancia.

Así, se identificó que el tiempo de respuesta del relé de Bucheli es de 19,16 milisegundos después de ocurrida la falla, y el del relé de la subestación Tumaco es de 20 milisegundos.

“Se trata de tiempos de respuesta adecuados, rápidos, y que corresponden a los presentados por relés modernos, lo que permite aumentar la seguridad de los equipos y alargar su vida útil”.

“Al implementar un dispositivo localizador de fallas para mejorar significativamente la velocidad y precisión en la ubicación de fallas en líneas de transmisión o subtransmisión, es de vital importancia que este dispositivo cuente con las características estudiadas en este proyecto, en el que se destaca el uso de las onda viajeras como principal método, ya que está entre los más veloces y precisos por contar con señales que viajan a una velocidad similar a la de la luz”, concluye el ingeniero eléctrico.