Detección de fallos en energizaciones defectuosas en cables de alimentación de corriente continua de alta tensión mediante el análisis de corrientes de fuga
Autores: Mahtani, Kumar; Granizo, Ricardo; Guerrero, José M.; Platero, Carlos A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Detección de fallos en energizaciones defectuosas en cables de alimentación de corriente continua de alta tensión mediante el análisis de corrientes de fuga
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Multi-terminal
Alta tensión de corriente continua
HVDC
Energización
Funciones de protección
Detección de fallas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 50
Citaciones: Sin citaciones
El uso de sistemas de transmisión de energía de corriente continua de alto voltaje (HVDC) multi-terminal se está adoptando en muchos enlaces nuevos entre diferentes áreas de generación y consumo debido a su alta eficiencia. En estos sistemas, la energización del cable debe realizarse a la tensión nominal. Las energizaciones saludables a la tensión nominal resultan en grandes corrientes de entrada, especialmente en cables largos, principalmente debido a la capacitancia a tierra. Las funciones de protección de última generación luchan por distinguir entre transitorios causados por conmutación y aquellos asociados con fallas a tierra, lo que conduce a posibles disparos no deseados de los sistemas de protección. Para evitar esto, generalmente se bloquea el disparo durante el transitorio de energización, lo que retrasa la detección y eliminación de la falla. Este documento presenta un método novedoso para discriminar de manera rápida entre energizaciones saludables y defectuosas. El método propuesto supera a las funciones de protección convencionales ya que esta discriminación permite un disparo más temprano y confiable, evitando así daños extensos al cable y al convertidor debido al bloqueo del disparo. El método se basa en el análisis transitorio de la corriente en las pantallas del cable, por lo tanto, otra ventaja técnica es que no se requieren dispositivos de medición aislados de alto voltaje. Se proponen dos criterios de disparo distintos: uno que atiende al cambio en la polaridad de la corriente, y otro al cambio en el signo de la derivada de la corriente. Simulaciones por computadora extensivas y pruebas de laboratorio confirmaron la correcta operación en ambos casos.
Descripción
El uso de sistemas de transmisión de energía de corriente continua de alto voltaje (HVDC) multi-terminal se está adoptando en muchos enlaces nuevos entre diferentes áreas de generación y consumo debido a su alta eficiencia. En estos sistemas, la energización del cable debe realizarse a la tensión nominal. Las energizaciones saludables a la tensión nominal resultan en grandes corrientes de entrada, especialmente en cables largos, principalmente debido a la capacitancia a tierra. Las funciones de protección de última generación luchan por distinguir entre transitorios causados por conmutación y aquellos asociados con fallas a tierra, lo que conduce a posibles disparos no deseados de los sistemas de protección. Para evitar esto, generalmente se bloquea el disparo durante el transitorio de energización, lo que retrasa la detección y eliminación de la falla. Este documento presenta un método novedoso para discriminar de manera rápida entre energizaciones saludables y defectuosas. El método propuesto supera a las funciones de protección convencionales ya que esta discriminación permite un disparo más temprano y confiable, evitando así daños extensos al cable y al convertidor debido al bloqueo del disparo. El método se basa en el análisis transitorio de la corriente en las pantallas del cable, por lo tanto, otra ventaja técnica es que no se requieren dispositivos de medición aislados de alto voltaje. Se proponen dos criterios de disparo distintos: uno que atiende al cambio en la polaridad de la corriente, y otro al cambio en el signo de la derivada de la corriente. Simulaciones por computadora extensivas y pruebas de laboratorio confirmaron la correcta operación en ambos casos.