Dinámica y optimización de los sistemas de puesta a tierra

Abstract

Con la presente Tesis de Doctorado se desarrolló una metodología para el análisis de sistemas de puesta a tierra (SPT) utilizando técnicas de Optimización. El objetivo anterior se trabajó teniendo en cuenta un método de evaluación de SPT, el empleo de métodos de Optimización y su aplicación a la norma de la IEEE–80 (2013) y la realización de un experimento comparativo del método elaborado. Todo este trabajo fue posible con la elaboración de diferentes configuraciones de red caracterizadas por distintas distancias entre conductores, a través de diversas geometrías y también por varias profundidades de excavación. Además, considerando la corriente de falla que entrega la línea de transmisión que llega a la subestación para el diseño del SPT. El comportamiento en los sistemas de puesta a tierra relacionados con la dinámica ante la presencia de perturbación se pueden estudiar utilizando un enfoque de modelo de circuito propuesto por G. Kron, usando las ecuaciones de Maxwell y observando las formulaciones lagrangianas, con ellas, se resuelve la ecuación de la relación constitutiva de la Ley de Ohm en la teoría del campo electromagnético; en esta Tesis se presenta un modelo de circuito diseñado con el enfoque de Kron implementado en el Programa de Transitorios Electromagnéticos (ATP por sus siglas en inglés). El modelo es adecuado para describir con precisión el comportamiento de los SPT complejos reales relacionados el comportamiento dinámico del sistema de puesta a tierra. En esta Tesis se analizan los métodos de elementos finitos (MEF), utilizando un enfoque de circuito para la solución de la ecuación diferencial. Seguida a esta solución, se desarrolla un nuevo procedimiento para la Optimización con la idea de modificar el algoritmo propuesto en la IEEE-80 (2013). Se utiliza el programa ETAP para el trabajo con el MEF

Abstract : With this dissertation it is to develop a methodology for the analysis of grounding systems (SPT) using Optimization techniques developed. The above object is worked considering a method of evaluation of SPT, the use of methods of optimization and its application to standard IEEE-80 (2013) and a comparative experiment of the method developed. All this work was made possible with the development of different network configurations characterized by different distances between conductors through various geometries and for various depths of excavation. Moreover, considering the fault current which delivers the transmission line that reaches the substation for the design of SPT. The behavior in ground systems related to the dynamics in the presence of disturbance it can be studied using a model approach proposed by G. Kron circuit using Maxwell's equations and observing the Lagrangian formulations with them resolves the constitutive equation relationship Ohm's law in electromagnetic field theory; This Thesis presents a circuit model designed with Kron approach implemented in the Electromagnetic Transients Program (ATP). The model is suitable to accurately describe the behavior of real SPT related complex dynamic behavior of the system grounding. In this Thesis finite element methods (FEM) are analyzed using a circuit approach for the solution of the differential equation. Followed to this solution, a new procedure for the Optimization with the idea of modifying the proposed IEEE-80 (2013) algorithm is developed. The ETAP program for working with the MEF is used