Banaketa-azpiestazio baten babes-sistemaren diseinua

Abstract

IEC61850 gaur egun dauden azpiestazioetako komunikazio-estandar ugariak bateratzeko beharrak sortutako estandar berritzailea da. Hain zuzen, lan honek estandar berri horretan oinarritzen den banaketa-azpiestazio baten automatizazio-sistemaren diseinua egitea du helburu nagusia, babes-sistema ardatz duela. Horretarako, hasiera batean azpiestazioen funtsezko teoria aztertuko da, ondoren azpiestazioen automatizazio-sistemetan sakontzeko; batez ere IEC61850 estandarrean, eta zehazki estandar horrek definitzen duen GOOSE seinaleetan. Horren ostean, automatizatutako babes-sistemaren diseinua egiteko eman diren pausuak eta honen deskribapena azalduko da. Amaitzeko, azpiestazioko irteerako lineako eta transformadoreko erreleen arteko GOOSE seinale bat programatuko da, akats baten aurrean erreleen hautakortasuna ahalik eta era azkarrenean bermatzeko. Programazio hau Bilboko Ingeniaritza Eskolako Ingeniaritza Elektrikoko Saileko laborategian frogatu da, lineako eta transformadoreko errele bana Ethernet sare batean konektatuz, eta korronte-simulagailu batez erreleetan gaintentsioak simulatuz. Era honetan, lineako erreleak korrontea moztu behar duenean transformadoreko erreleari GOOSE mezu bat bidaliko dio, azken hau blokeatuz eta era honetan barra osoa energiarik gabe uztea ekidinez, sistemaren hautakortasuna bermatuz.

La norma IEC61850 es un nuevo estándar de comunicación en subestaciones creado por la necesidad de unificar los múltiples estándares usados hoy en día. Precisamente, este trabajo tiene como objetivo principal el diseño de un sistema de automatización de una subestación de distribución basado en este nuevo estándar y centrado en el sistema de protección. Se comenzará estudiando la teoría fundamental de las subestaciones, para a continuación profundizar en los sistemas de automatización de subestación; especialmente en la norma IEC61850 y concretamente en las señales GOOSE que define este estándar. Posteriormente, se detallarán los pasos dados para el diseño del sistema automatizado de protección, así como la descripción del mismo. Finalmente, se programará una señal GOOSE entre los relés de línea de salida y los de transformador con el objetivo de garantizar la selectividad lo más rápidamente posible. Esta programación se ha probado en el laboratorio del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Escuela de Ingeniería de Bilbao, conectando un relé de línea y otro de transformador a una red Ethernet, y simulando sobreintensidades con un simulador de corriente. De esta forma, cuando el relé de línea proceda a cortar la corriente, enviará una señal GOOSE al relé de transformador, bloqueándolo y así evitando cortar la corriente a toda la barra, garantizando la selectividad del sistema.

IEC61850 is a new substation communications standard created from the need of unifying the several standards existing today. Indeed, the primary goal of this project is to design the automation system of a distribution substation, focused in the protection system. To do so, the fundamental theory of substations will be studied, to then delve into substation automation systems; especially into the IEC61850 standard and, in particular, into GOOSE messages, which are defined by this standard. Afterwards, the steps for the design of the protection system will be explained, as well as the protection system itself. Finally, the programming of a GOOSE signal between the outgoing feeder relays and the transformer relays will be described, in order to ensure the selectivity of the system in the case a fault appears. This programming has been tested in the laboratory of the Electrical Engineering Department of the Engineering School of Bilbao. More specifically, this test consists in connecting an outgoing feeder relay and a transformer relay via an Ethernet network and simulating overcurrents in the relays using a current simulator. In this way, the outgoing feeder relay will send a GOOSE signal when an overcurrent is detected, blocking the transformer relay and preventing cutting the current to the whole bus, ensuring the selectivity of the system.