Browsing by Author "Pulido Venegas, Esteban Samuel"
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Thesis Análisis de la implementación de nuevas técnicas de protección anti-isla eléctrica en pequeños medios de generación distribuida de acuerdo con normativa vigente(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Araya Castillo, Matías Ignacio; Pulido Venegas, Esteban Samuel; Departamento de Electricidad; Rozas Valderrama, Rodrigo AndresEste trabajo busca ser un aporte en la investigación de nuevas técnicas para la detección de operación en isla eléctrica en Pequeños Medios de Generación Distribuida, evaluando la viabilidad técnica y normativa de métodos desarrollados como alternativa a las técnicas tradicionales implementadas en nuestro país, con el fin de disminuir los tiempos de detección de la formación de isla eléctrica y disminuir la cantidad de eventos no detectados. El estudio contextualiza la problemática de la isla eléctrica no intencional en sistemas de generación distribuida en Chile, destacando el crecimiento de las energías renovables y los desafíos asociados a su integración en la red eléctrica. Se introduce al lector a los sistemas eléctricos de potencia y las características de los sistemas de protección, así como los elementos de protección eléctrica utilizados comúnmente en distribución. Para el análisis, se seleccionan tres métodos innovadores de detección de isla eléctrica de acuerdo con el estado del arte: ROCOPV, ROCOAP-ROCORP y Comp. simétrica, y se compara su desempeño contra los métodos tradicionales contemplados en la norma vigente: ROCOF y Salto Vector. Para ponerlos a prueba se elige el sistema de potencia propuesto en el estándar IEEE Std 399-1997 como modelo base para realizar el estudio y se implementa junto con las protecciones en el software DIgSILENT PowerFactory, destacando el uso del lenguaje de simulación DSL para construir los modelos dinámicos de la protecciones. Los resultados revelan que las protecciones nuevas son competitivas en tiempos de detección y confiabilidad a las protecciones tradicionales en la detección de operación en isla eléctrica. En total, se realizan 45 simulaciones, concluyendo que las protecciones ROCOPV, ROCOAP-ROCORP y Comp. simétricas son alternativas viables para el reemplazo de las protecciones tradicionales ROCOF y Salto Vector. El estudio propone un marco de pruebas útil para investigaciones futuras en protecciones eléctricas y respuestas transitorias en sistemas de distribución.Thesis DESARROLLO DE UN ALGORITMO PARA AUTOMATIZAR EL AJUSTE DE PROTECCIONES EN TOPOLOGÍAS REPRESENTATIVAS DE UN SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA(2022-06) González Muñoz, Felipe; Rozas Valderrama, Rodrigo Andres; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Pulido Venegas, Esteban SamuelThesis Diseño e implementación de filtro de kalman extendido para descomposición en tiempo real de la tensión y estimación de la frecuencia ante contingencias en redes desbalanceadas(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08-25) Vera Soto, Pablo José Enrique; Pulido Venegas, Esteban Samuel; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Mora Castro, Andrés FelipeLa creciente complejidad de las redes eléctricas, con presencia de desbalances, armónicos y variaciones rápidas de frecuencia, demanda algoritmos robustos para estimar parámetros críticos como tensión y frecuencia. Métodos tradicionales (PLL, MSOGI) presentan limitaciones en entornos dinámicos, lo que justifica el desarrollo de soluciones más precisas y estables. Este trabajo aborda este desafío mediante el diseño e implementación de un Filtro de Kalman Extendido (EKF), evaluando su desempeño bajo perturbaciones como cambios abruptos de magnitud, fase y distorsión armónica. La evaluación de los algoritmos revela un compromiso fundamental entre la eficiencia computacional, la robustez y la precisión en estado estacionario. El MSOGI emerge como la solución más equilibrada y robusta, ofreciendo un excelente rendimiento dinámico con bajo rizado y transitorios controlados, todo ello con una carga computacional mínima del 5%. En contraparte, el EKF recursivo ajustado se especializa en la precisión final, logrando el menor error en estado estacionario de todos los métodos. Sin embargo, esta exactitud se obtiene a costa de una carga computacional prohibitiva del 40% y una respuesta transitoria menos amortiguada que la del MSOGI. Finalmente, se concluye que el EKF estacionario no representa un buen equilibrio, ya que su rendimiento es superado por el MSOGI, que es a la vez más robusto y computacionalmente más eficiente. En consecuencia, la selección depende de las prioridades del sistema.Thesis Evaluación de un sistema aislado de tierra de un parque eólico y análisis de la operación de sus esquemas de protección ante fallas a tierra(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024-04-15) Huidobro Marín, Andrés; Luque, Salvador; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Pulido Venegas, Esteban SamuelEl presente trabajo realiza un análisis exhaustivo del comportamiento de las fallas a tierra en un sistema aislado de tierra y, a partir de éste, obtener resultados prácticos que sean útiles para mejorar el desempeño del sistema de protecciones de los Parques Eólicos (PE), considerando tanto aspectos constructivos del Parque, relacionados con su reactor de aterrizamiento, como aspectos relacionados a las funciones de protección utilizadas y sus ajustes. Los PE cuentan con una zona aislada de tierra, ya que su sistema colector se encuentra entre los devanados en conexión delta del transformador elevador a alta tensión y de los transformadores asociados a cada aerogenerador. Esto ocasiona problemas con la sensibilidad de las corrientes de cortocircuito y con la identificación de su direccionalidad, provocando errores en la operación de las funciones de protección del parque. La zona aislada de tierra es aterrizada, en la gran mayoría de los casos, mediante un reactor zigzag. Sin embargo, su presencia no termina de solucionar los problemas ocasionados por esta condición al parque. Se evidencia, por ejemplo, que la protección diferencial de transformador no logra detectar las fallas internas debido a su falta de direccionalidad. Un correcto dimensionamiento del reactor zigzag podría ayudar a solucionar este problema, pero al realizar un catastro de distintos PE nacionales y sus características, nos damos cuenta de que no hay rigurosidad en la elección del tamaño de este equipo en casi ningún PE. Aunque la literatura existente entrega algunas pistas para obtener un reactor correctamente dimensionado, los problemas de los PE y sus protecciones no son abarcados en su totalidad en prácticamente ningún artículo científico, norma o guía de aplicación. Por lo mismo, este trabajo propone una metodología para dimensionar correctamente el reactor zigzag, basado en las características constructivas del parque y buscando mejorar el desempeño de su sistema de protección. La metodología propuesta se guía por el tamaño de su transformador elevador, la capacitancia de secuencia cero de su sistema colector y la intención de incluir una protección de tierra restringida (87N) que proteja correctamente la zona del transformador de poder. Junto con lo anterior, se realiza un análisis teórico de fallas a tierra en sistemas aislados, y se lleva a cabo la evaluación de un PE real y el desempeño de su sistema de protección ante fallas a tierra. De esta forma, se logran evidenciar los problemas existentes en la operación de las protecciones del PE real, con el fin de dar recomendaciones que ayuden a planificar correctamente su sistema de protecciones y mejorar su desempeño ante fallas a tierra. Estas recomendaciones incluyen: uso de protección diferencial de tierra restringida para el transformador de poder, preferencia de relés GE T60 para la zona del transformador en lugar de los SEL, ABB y SIEMENS, reajuste de protecciones de sobrecorriente residual, entre otras recomendaciones menores. Estas recomendaciones se complementan con un correcto dimensionamiento del reactor, mediante la metodología que se propone.Thesis Evaluación del comportamiento de las centrales eólicas y fotovoltaicas durante cortocircuitos y su influencia en los sistemas de protección eléctrica en el sistema eléctrico nacional(2023-04-18) Schück Parra, Sirius; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Pulido Venegas, Esteban SamuelThesis Implementación de un paño a escala de una subestación eléctrica para la conexión, ajustes y pruebas de protecciones digitales en un sistema eléctrico reducido(2024-05) Mendieta León, Alfonso Alejandro; Luque, Salvador; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Pulido Venegas, Esteban SamuelActualmente en la UTFSM, existen asignaturas para los estudiantes de Ingeniería Eléctrica que enseñan protecciones eléctricas desde un enfoque teórico hasta abarcar programas de simulación como DIgSILENT, permitiendo modelar redes eléctricas y efectuar análisis de cortocircuito para posteriormente realizar estudios de coordinación de protecciones. Sin embargo, en la UTFSM, aún no existe un Laboratorio de Protecciones Eléctricas que permita al estudiante de esta rama de la ingeniería consolidar sus conocimientos en la práctica y poder interactuar con dispositivos de protección eléctrica reales. Este trabajo de memoria aporta una solución a esta situación mediante un primer equipo para la Universidad que permite realizar experiencias básicas de un laboratorio de protecciones eléctricas. Este equipo consiste en una unidad modular (rack portátil) que representa un paño eléctrico a escala para la conexión de una línea de transmisión. Está conformado por los elementos mínimos necesarios que hacen posible a cualquier protección real realizar lecturas de la red y operar, como lo son interruptores, desconectadores, transformadores de corriente y transformadores de potencial. El equipo se dividió en tres zonas: zona de componentes, zona de circuitos (primario y secundario) y zona para el montaje de protecciones eléctricas. Su circuito primario está compuesto por cables de 6 [mm2] de sección, con capacidad de 33 [A]/750 [V], por otro lado, el circuito secundario está compuesto por cables de 2.5 [mm2] de sección, con capacidad de 20 [A]/750 [V]. Se ocuparon transformadores de corriente cuya razón de transformación es de 50/5 [A] y transformadores de potencial cuya razón de transformación es de 220/110 [V]. Se ocuparon relés de estado sólido para cumplir la función de interruptores (52), los que pueden interrumpir corrientes de hasta 80 [A]. También se ocuparon interruptores termomagnéticos de 40 [A] para cumplir la función de desconectadores. Los costos asociados al proyecto ascendieron a $1,153,890 sin considerar la protección integrada al equipo, la que cuesta aproximadamente $8,773,595. Además, en este documento se describe cómo operar y ajustar una protección digital SEL 321-5, diseñando también la red eléctrica a escala sobre la que se realizan distintos ensayos de cortocircuito reales que permiten evaluar el desempeño de los ajustes de la protección y el funcionamiento del equipo.
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