Comparación de esquemas de protección en redes de medio voltaje utilizando simulación en tiempo real

dc.contributor.advisorSanango Fernández, Juan Bautista
dc.contributor.authorRodas Vélez, Augusto Orlando
dc.date.accessioned2025-09-26T18:39:17Z
dc.date.available2025-09-26T18:39:17Z
dc.date.issued2025-09-24
dc.descriptionEn este trabajo de titulación se desarrolla y valida un esquema de protección para un alimentador de media tensión, implementado en un entorno de simulación con herramientas de modelado en Simulink y programación en MATLAB. El objetivo principal es analizar la coordinación entre dos funciones de protección ampliamente utilizadas en sistemas eléctricos: la protección diferencial (87) y la protección de sobrecorriente temporizada (51). Los algoritmos se diseñaron mediante bloques MATLAB Function que reproducen el comportamiento de un relé físico, considerando transformaciones de corriente, lógica de disparo, memorias de estado y tiempos de operación. La protección 51 se configuró con curvas normalizadas de acuerdo con las normas IEC 60255-151 e IEEE C37.112-1996, abarcando familias de tipo inverso, muy inverso, extremadamente inverso y ultra inverso. Con estas curvas se evaluó el desempeño del sistema ante fallas trifásicas y monofásicas a tierra, verificando la secuencia de disparo y la selectividad entre protecciones principales y de respaldo. La simulación incorpora un modelo equivalente de un alimentador típico del sistema de distribución ecuatoriano, ajustado a condiciones reales de operación. Se integraron herramientas de medición y monitoreo para registrar los tiempos efectivos de actuación y compararlos con los valores teóricos de cada curva. Los resultados confirman que el sistema mantiene una coordinación temporal adecuada, validando la lógica de selectividad, sensibilidad y confiabilidad. Este trabajo fortalece el análisis técnico aplicado a la protección de redes de distribución y sienta las bases para futuras implementaciones en tiempo real mediante Hardware-in-the-Loop o pruebas con relés físicos en entornos de laboratorio, alineadas con la tendencia hacia subestaciones digitales e inteligentes.
dc.description.abstractThis thesis develops and validates a protection scheme for a medium-voltage feeder, implemented in a simulation environment using Simulink modeling tools and MATLAB programming. The main objective is to analyze the coordination between two widely used protection functions in power systems: differential protection (87) and time-overcurrent protection (51). The algorithms were designed with MATLAB Function blocks that reproduce the behavior of a physical relay, considering current transformations, trip logic, state memory, and operating times. The 51 protection was configured with standardized curves following IEC 60255-151 and IEEE C37.112-1996, including inverse, very inverse, extremely inverse, and ultra-inverse families. Using these curves, the system performance was evaluated under three-phase and single-phase-to-ground faults, verifying trip sequence and selectivity between primary and backup protections. The simulation includes an equivalent model of a typical Ecuadorian distribution feeder, adjusted to real operating conditions. Measurement and monitoring tools were incorporated to record actual operating times and compare them with teoretical values derived from each curve. Results confirm that the system maintains proper time coordination, validating the logic of selectivity, sensitivity, and reliability. This work strengthens the technical analysis applied to distribution network protection and establishes a basis for future real-time implementations through Hardware-in-the-Loop testing or experiments with physical relays in laboratory environments, aligned with the ongoing transition toward digital substations and intelligent protection systems.
dc.description.uri0000-0002-3684-6134
dc.formatapplication/pdf
dc.format.extent62 páginas
dc.identifier.urihttps://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/47481
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad de Cuenca
dc.relation.ispartofTE; 546
dc.rightshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
dc.rights.accessRightsopenAccess
dc.subjectElectricidad
dc.subjectCoordinación de protecciones
dc.subjectConfiabilidad
dc.subjectSelectividad
dc.subject.otherIngeniería Eléctrica::Redes de baja tensión
dc.titleComparación de esquemas de protección en redes de medio voltaje utilizando simulación en tiempo real
dc.typebachelorThesis
dcterms.descriptionIngeniero Eléctrico
dcterms.spatialCuenca, Ecuador

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