2/25/2019

1

2

Metodología de pruebas y comparativo de

desempeño de protecciones de línea por Bus

de Proceso IEC 61850-9

Camilo E. López

Juan D. García

2/25/2019

2

3

Subestaciones cada vez mas grandes ya sean nuevas o

ampliaciones requieren una gran cantidad de señales.

Llevar señales análogas y digitales desde y hacia los equipos

primarios requiere gran cantidad de multiconductores

4

ESTÁNDAR IEC61850

Reemplazar cableado de cobre por Fibra Óptica

Unificar los protocolos de comunicación propietarios para

Interoperabilidad entre fabricantes

IEC 61850-8 y IEC61850-9

Aparecen conceptos como GOOSE y SAMPLED VALUES

2/25/2019

3

5

SUBESTACIONES DIGITALES BASADAS EN BUS DE PROCESO

MERGING UNITS

IEC61850-9-1 IEC61850-9-2LE

RED PUNTO A PUNTO RED CONMUTADA

IEDs DE CONTROL & PROTECCIÓN

6

AÑO 2015 – Proyecto

San Miguel 110 kV:

Bus de proceso utilizando

equipos marca Alstom (GE)

en una red conmutada

según la IEC 61850-9-2LE

en estrella simple con una

Merging Unit para señales

análogas y otra Merging

Unit para señales digitales.

2/25/2019

4

7

MK DIGITAL

INSTALADO EN PATIO

TABLERO C&P

INSTALADO EN SALA

8

MK DIGITAL INSTALADO EN

PATIO CON LAS MERGING

UNITS

Merging Unit para señales

análogas

Merging Unit para señales digitales

Registrador de fallas con

capacidad de registro de señales

análogas y digitales por el bus de

proceso

2/25/2019

5

9

AÑO 2017 – Proyecto

El Molino 110 kV:

(Sistema 1)

Bus de proceso utilizando

equipos marca GE

(Multilin) en una red punto

a punto según la IEC

61850-9-1, con Merging

Units redundantes que

manejan señales del tipo

análogo y digital

10

MK DIGITAL INSTALADO EN PATIO

Merging Unit principal 2 Merging Unit principal 1

2/25/2019

6

11

AÑO 2017 –

Proyecto El Molino

110 kV: (Sistema 2)

Bus de proceso

utilizando equipos

marca NR en una red

conmutada según la

IEC 61850-9-2LE en

estrella simple con una

Merging Unit para

señales análogas y otra

Merging Unit para

señales digitales.

12

MK DIGITAL INSTALADO EN PATIO

Merging Unit

para señales

digitales

Merging Unit

para señales

análogas

2/25/2019

7

13

SAN MIGUEL 42MW

AMU

SW

SAN LORENZO 110 kV

SEL 421

ALSTOM P443

G1 G2 G1 G2

MOLINOS20MW

GE D60

NR PCS902

110/13,2/13,2 kV 110/13,2/13,2 kV

AMU

SW

DMU DMU

MU1

AMU: Merging Unit AnalogaDMU: Merging Unit DigitalSW: Suiche de Comunicaciones

Líne

aSM

G-S

LO 1

10kV

Líne

aM

OL-

SLO

110

kV

C264

MU2

MU: Merging Unit Analoga y Digital

F60

~~ ~~

14

QUE PRUEBAS HACER?

PRUEBAS CONFORMIDAD

EN LAS COMUNICACIONES

PRUEBA DE

INTEROPERABILIDAD ENTRE

LOS DISPOSITIVOS

PRUEBA DE OPERACIÓN DE

LOS DISPOSITIVOS

Cumplimiento de IEC61850

Comunicación de IEDs entre

Fabricantes (CID,SCD)

Actuación ante evento del

sistema

2/25/2019

8

15

NIVEL 0 NIVEL 1

QUÉ HERRAMIENTAS USAR

16

QUÉ HERRAMIENTAS USAR

Software de pruebas sobre archivos de configuración IEC61850 que permitan la lectura de los CID

Herramienta de simulación de variables análogas

Simulador de MU análoga, permite simular sobre la red de datos los valores muestreados

Simulador de IEDs, simula publicación y suscripción de mensajería GOOSE (MU Digital)

Herramientas de monitoreo del trafico de la red de datos

2/25/2019

9

17

IEC61850 IEC61850-9-2LE

I V

TRIP

IEC61850 IEC61850-9-2LE

I V

TRIP

IEC61850-9-1

TRIP

VI

MUD MUA

RED CONMUTADA Y

RED PUNTO A PUNTO

IEC61850 IEC61850-9-2LE

I V V VI I

TRIP TRIP

TRIP

IEC61850 IEC61850-9-2LE

I V V VI I

TRIP TRIP

TRIP

V

MUDMUA

SV

SV

SV

PRUEBAS FAT

18

IEC61850 IEC61850-9-2LE

IEC61850-9-2LE

V V VI I

TRIP

TRIP

IEC61850 IEC61850-9-2LE

IEC61850-9-2LE

V V VI ITRIP

TRIP

SV

IEC61850 IEC61850-9-2LEIEC61850 IEC61850-9-2LE

TRIP

IEC61850-9-1

TRIP

VI

SV

PRUEBAS SAT

2/25/2019

10

19

PERFILES DE ANGULO DE FASE

20

PERFILES DE MAGNITUDES V-I

2/25/2019

11

21

Tipo de falla

T Oper nom

(ms)

Relé ALSTOM SEL ALSTOM SEL ALSTOM SEL ALSTOM SEL ALSTOM SEL

T oper.

GOOSE (ms)317,7 NA 24,9 NA 317,3 NA 24,6 NA 3330 NA

T oper. salida

dig.(ms)322.4 323 29,7 26,3 321,9 321,4 29,2 24,5 3335 3306

Z2 (F-G) Z2 (F-G) PUTT Z2 (F-F) Z2 (F-F) PUTT 67N

300 0 300 0 3267

COMPARATIVO DE TIEMPOS DE OPERACIÓN

22

Tipo de

falla

T Oper nom

(ms)

Relé GE D60 NARI GE D60 NARI GE D60 NARI GE D60 NARI

T oper.

salida

dig.(ms)

328,1 337,7 30,8 38,1 326,4 336,9 30,2 38,1

Z2 (F-F) PUTT

0

Z2 (F-G) Z2 (F-G) PUTT Z2 (F-F)

300 0 300

COMPARATIVO DE TIEMPOS DE OPERACIÓN

2/25/2019

12

23

EVENTO REAL FALLA 1F – FUNCIÓN 67NCD

24

2/25/2019

13

25

Bus de Estación (GOOSE)

Bus de proceso SV

MU ABB SAM600

MU SEL401MU SIEMENS

6MU805

MU digital SEL421

PTP

SEÑALES ANALOGAS

V -I

V -I V -I

ABB REB670 BO

BO

GOOSEBI

BI COBRE

PRUEBA DE INTEROPERABILIDAD EN 87B

26

Falla 1F Falla 2F Falla 3F Falla 1F Falla 2F Falla 3F Falla 1F Falla 2F Falla 3F

ABB - SIEMENS 18 16,7 16,5 13,7 13,8 12,3 20,4 20,6 18,7

SEL - SIEMENS 18,5 17,9 17 14,5 13,6 13,3 20,1 20,3 18,5

SEL-ABB 17,2 17,8 16,9 13,4 13,7 12,3 19,9 21,0 18,4

Tiempo Binary Output [ms]

MU SEL421

MU Inyectadas Tiempo Binary Output [ms] tiempo Goose [ms]

ABB REB670

PRUEBA DE INTEROPERABILIDAD EN 87B

2/25/2019

14

27

ASPECTOS IMPORTANTES

Los tiempos de operación cumplen con lo establecido y

son similares a los sistemas convencionales.

Importancia de la sincronización de tiempo (Evitar

disparos indeseados o bloqueos de funciones).

Definir arquitecturas de comunicación que garanticen

redundancia.

Vigilancia de capacidad de datos de las redes.

Nuevos formatos de ingeniería de control y protección

con tablas de GOOSE ( Señales Digitales)

Muchas gracias