Detection of High-Resistance Connections in Industrial Power Systems During Induction Motor Start-up

Authors

  • Pablo Martin de la Barrera Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), UNRC, CONICET, Río Cuarto, Argentina. https://orcid.org/0000-0003-4944-9522
  • José María Bossio Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), UNRC, CONICET, Río Cuarto, Argentina. https://orcid.org/0000-0003-1124-5890
  • Guillermo Rubén Bossio Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), UNRC, CONICET, Río Cuarto, Argentina. https://orcid.org/0000-0003-4079-6421

Keywords:

High–resistance connection, induction motor, fault diagnosis, negative sequence current, start-up transient

Abstract

We propose a methodology for detecting and isolating high-resistance connections (HRC) in industrial power systems during induction motor (IM) start-up. Negative sequence components are analyzed during the IM start-up transient in different points of the electric system of an industrial plant. The effects of HRC are evaluated using an analytical model of an industrial power system in steady state and validated with numerical simulations obtained of a transient model. These results show not only the possibility to detect HRC but also its isolation from unbalance voltage conditions of the grid. In addition, an approximation of the total power of motors affected by the HRC is calculated with our proposal. This power and the electric one-line diagram of the industrial plant allow us to determine the location of HRC. Finally, the proposal is validated by using experimental results obtained in a meat processing industry.

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Author Biographies

Pablo Martin de la Barrera, Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), UNRC, CONICET, Río Cuarto, Argentina.

(S’99 - GS’08 - M’09 -SM’15) nació en Río Cuarto, Argentina, en 1978. Recibió el título de Ingeniero Electricista y de maestría en la Universidad Nacional de Río Cuarto, Argentina, en 2003 y 2006, respectivamente, y el título de Doctor en sistemas de control por la Universidad Nacional del Sur, Argentina, en 2009. En 1998, se incorporó al Grupo de Electrónica Aplicada, de la Universidad Nacional de Río Cuarto. También es Investigador Adjunto del CONICET. Dentro del IEEE, fue Secretario (de 2012 a 2016), Vicepresidente (en 2017) y Presidente (en 2018) del Capítulo Conjunto de la Sección Argentina (IE13/CS23/RA24/IA34/PEL35/VT06).

José María Bossio, Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), UNRC, CONICET, Río Cuarto, Argentina.

(S’09 - M’13) recibió el título de Ing. Electricista y Magíster en Ciencias de la Ingeniería en la Universidad Nacional de Río Cuarto, Argentina, en 2006 y 2010, respectivamente, y el grado de Dr. en Control de Sistemas de la Universidad Nacional del Sur, Bahía Blanca, Argentina, en 2012. Desde 2001 se encuentra trabajando en el Grupo de Electrónica Aplicada, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Río Cuarto. Actualmente es auxiliar Docente en la Universidad Nacional de Río Cuarto e Investigador Asistente del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Argentina. Sus temas de interés académico están relacionados con el diagnóstico de fallas en máquinas eléctricas, accionamientos de velocidad variable, y generación de energía a partir de fuentes renovables.

Guillermo Rubén Bossio, Grupo de Electrónica Aplicada (GEA), Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados (IITEMA), UNRC, CONICET, Río Cuarto, Argentina.

(S’03 - M’07 - SM’15) recibió sus títulos de Ingeniero Electricista (1999) en la Universidad Nacional de Río Cuarto, Argentina, y de Doctor en Ingeniería (2004) en la Universidad Nacional de La Plata, Argentina. Desde 1994, se encuentra trabajando en el Grupo de Electrónica Aplicada, FI-UNRC. Actualmente es Profesor Asociado en la FI-UNRC e Investigador Independiente del CONICET, Argentina. Sus temas de interés en investigación incluyen diagnóstico de fallas en máquinas eléctricas, accionamientos eléctricos, vehículos eléctricos y energías renovables.

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Published

2022-10-31

How to Cite

de la Barrera, P. M., Bossio, J. M., & Bossio, G. R. (2022). Detection of High-Resistance Connections in Industrial Power Systems During Induction Motor Start-up. IEEE Latin America Transactions, 21(1), 54–61. Retrieved from https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/6219

Issue

Section

Electric Energy

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