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Ensayos a relés de protección

El simulador de RTDS ofrece los medios más avanzados y eficaces para los ensayos de sistemas de protección. 

Ya que la simulación se ejecuta en tiempo real, los equipos de protección física se pueden conectar en bucle cerrado con el modelo de sistema de potencia. El entorno controlado y flexible de la simulación digital permite a los equipos de protección ser sometidos a prácticamente todos los posibles fallos y condiciones de funcionamiento. La interacción del circuito cerrado del sistema de protección con el modelo de red proporciona una visión tanto del desempeño del relé como su efecto sobre el sistema de potencia.

 

Tal como se ilustra, el simulador RTDS se encarga de modelar un sistema de potencia que incluye los componentes de alta tensión (líneas, interruptores, transformadores de medida, transformadores de potencia, generadores, etc), además de las protecciones necesarias y las funciones de control no incluidas en el equipo bajo prueba.

 

Por lo general, se utilizan modelos detallados de transformadores de medida (CT, PT y CVT) para proporcionar señales a los convertidores digital a analógico (D/A) que son proporcionales a la tensión en el secundario y a la corriente que el equipo de protección estaría sometido en servicio. Incluyendo los transformadores de medida en el modelo hace que sea posible evaluar su efecto sobre el rendimiento del sistema de protección. Por otra parte, las señales de tensión primaria y de corriente pueden ser enviadas directamente a los equipos de protección con el factor de escala apropiada.

La salida analógica del Simulador de RTDS es proporcionada por el GTAO que utiliza convertidores D/A de 16 bits y permite obtener una alta precisión y calibración de offset. El GTAO funciona en un rango máximo de +/- 10 Vpico. La salida del GTAO está conectado a los amplificadores de potencia con el fin de proporcionar tensión y corriente de secundario para el equipo de protección. En algunos casos, sin embargo, la salida del GTAO está conectada directamente al equipo de protección para los conocidos como ensayos de "bajo nivel" que bypassean los transformadores de corriente y tensión auxiliares en el interior del equipo de protección.

Cuando la prueba IEC 61850-9-2 muestra valores compatibles con los dispositivos, el GTAO y los amplificadores de potencia puede ser reemplazados por la GTNET-SV.

Con la tensión y la corriente del secundario proporcionada a los equipos de protección a través de GTAO y amplificadores de potencia o el GTNET-SV, la protección responderá a pesar de estar conectada a la red real. La protección debe responder a las faltas, proporcionando señales de disparo y posibles reencendidos posteriores. Dado que el modelo de red que se simula en tiempo real, las señales de la protección se utilizan para operar los interruptores modelados en la simulación. Los modelos de interruptor pueden incluir el tiempo de funcionamiento mecánico (ya sea fijo o variado estadísticamente) y describir el estado del interruptor.

Hay varias formas de importar los comandos del interruptor en la simulación en tiempo real del equipamiento de protección. Si la protección proporciona señales a través de contactos secos convencionales, estos pueden ser introducidos bien a través de un Panel de Interfaz Digital de Entrada/Salida de Baja Tensión o mediante una tarjeta GTDI. Los contactos secos se pueden conectar directamente a las entradas del panel de interfaz digital de Baja Tensión, pero deben ser "mojados" utilizando una fuente de tensión cuando se conectan a la entrada de corriente de la tarjeta GTDI. Cuando se conectan contactos mojados a la tarjeta GTDI es necesario utilizar una resistencia limitadora de corriente adecuada, dependiendo del nivel de tensión.

Si el equipo de protección es compatible con IEC 61850 los comandos del interruptor se pueden importar en la simulación utilizando el GTNET-GSE. El GTNET-GSE es compatible con mensajería GOOSE y GSSE (UCA GOOSE).

Con los comandos del interruptor disponibles en el simulador RTDS, estos se utilizan para abrir y cerrar los interruptores (3 polos o mono polo). Dependiendo del tipo de protección a prueba, puede ser necesario enviar el estado del interruptor del simulador al equipo de protección. El estado del interruptor se puede proporcionar a los relés convencionales que utilizan el Panel de Interfaz de Salida Digital de 250 Vdc que incluye el interfaz de contactos secos controlado por la simulación. Los contactos secos incluidos en el panel de interfaz de salida digital de 250 Vdc son dispositivos de estado sólido que operan en menos de 0,2 ms y pueden adaptarse a cualquier nivel de tensión hasta un máximo de 250 Vdc.

Una vez más si el equipo de protección es compatible con IEC 61850 el estado del interruptor se pueden exportar desde la simulación utilizando el GTNET-GSE.

Comunicación binaria entre los equipos de protección (por ejemplo, POTT) se pueden transferir a través del simulador RTDS para que el retardo de la señal pueda ser incluido en las pruebas. Por lo tanto, los sistemas de protección coordinada pueden ser probados utilizando el simulador RTDS, con el fin de observar la interacción entre los componentes del sistema de protección (por ejemplo, entre relés diferentes) y entre la protección y el sistema de potencia.

Con la simulación en tiempo real y el equipo de protección conectados en circuito cerrado, la protección puede ser sometido a una gran cantidad de faltas y escenarios de operación. Cada condición puede repetirse para investigar averías o probar la estabilidad del equipo.

Las faltas y los escenarios de operación se pueden ejecutar manualmente desde la consola de ejecución o con la instalación en modo batch automatizada. La instalación en modo batch automatizada a menudo se aplica a las pruebas del sistema de protección donde las faltas se repiten una y otra vez con pequeños cambios en el ángulo inicial de la falta, el tipo de falta, la localización de averías, etc. Estos casos se pueden ejecutar de forma automática controlados mediante scripts en C, implementados con la capacidad en modo batch automatizada. Estos scripts permiten grabar, almacenar, imprimir y evaluar los resultados. Los resultados se pueden guardar en MultiPlot RSCAD, COMTRADE, en formato jpg o pdf. Se pueden almacenar datos clave de los resultados (tiempos de viaje, valores max/min, etc.) en formato ASCII o en archivos de MS Word.

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