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Una adecuada coordinación de protecciones eléctricas es fundamental en los sistemas de potencia, con el fin de evitar desconexiones inesperadas que pueden desencadenar problemas en la operación de la red eléctrica y sus diferentes componentes. Aunque esta actividad tiene una alta complejidad en sistemas de gran tamaño, actualmente existen algunos métodos de coordinación de protecciones automáticos, los cuales han sido aplicados en casos de estudio. En este documento se desarrolla un algoritmo adaptativo de coordinación de cuatro relés de sobrecorriente direccionales, que se encuentran en dos líneas de transmisión adyacentes en el caso de estudio de nueve barras IEEE 9; dos protecciones por cada línea de transmisión seleccionada. Posteriormente se encuentra un análisis de los resultados obtenidos, explicando ciertas características del sistema de potencia y relacionándolas con el comportamiento de los parámetros de los relés ante los cambios en la topología de este. Finalmente, se mencionan las conclusiones sobre dichos resultados y el desempeño del algoritmo. Los aportes de este trabajo radican en el análisis de una alternativa innovadora en Colombia, que permita optimizar el uso del esquema de protecciones en un sistema de potencia. Asimismo, los resultados obtenidos permiten validar la implementación del algoritmo en equipos reales, para un piloto sobre un segmento de la red, el cual es propiedad de CODENSA.

The digitization of electrical substations brings great challenges for the commissioning of electrical protections, and interoperability tests must be performed with different equipment. Therefore, this work evaluates the response time of an electrical protection relay operating with sampled values in a digital substation with a process bus. A test scheme is proposed to emulate the process bus based on analyzing the main components in a digital substation with multi-vendor device interoperability. In addition, the delay times of the protection relay with the process bus are measured, considering interoperable infrastructure as a fundamental factor in the system performance. The results are compared with the response times of a conventional relay that operates with analog signals to identify the impact of the digitalization of signals in electrical substations with a process bus. Each relay has an instantaneous overcurrent function adjusted to operate with the same pickup currents at different fault current levels. The results show that tripping times are admissible for the operation of the protection relays, considering three-time measuring points in the test scheme. The time delays found are related to high data traffic in the communication network and the traffic saturation according to the time measuring point. Other delays related to processing SVs in an MU do not represent a risk for the protection scheme. For the industry, the methods presented in the research are useful for configuring and testing electrical substations with different equipment and topologies. In addition, the results presented here seek to generate confidence in companies and engineering teams when migrating to systems with digital substations.

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