Metodología de pruebas de protecciones por bus de proceso IEC 61850-9 y pruebas de desempeño de sist


dic. 13, 2017

Las subestaciones de tipo convencional han sido reemplazadas por subestaciones digitales, que cada vez más incorporan los beneficios de las comunicaciones del estándar IEC 61850, la cual define la red de bus de proceso en donde se envían paquetes con señales genéricas orientadas a objetos de la subestación (GOOSE) y paquetes de datos muestreados de señales análogas de corriente y tensión llamados ¨SAMPLED VALUES¨.

Por este motivo, HMV Ingenieros instalo sistemas de control y protección con bus de proceso bajo la norma IEC 61850-9 para las bahías de salida de línea de 110 kV que conecta las centrales Hidroeléctricas San Miguel (42MW) y El Molino (20MW) con el sistema interconectado.

Las protecciones de la línea en el extremo de la central hidroeléctrica San Miguel se diseñaron con dos sistemas, uno principal con el concepto de bus de proceso bajo el estándar IEC 61850-9-2LE, donde se reemplaza el cableado de cobre por fibra óptica entre los equipos de patio y los IED de control y protección, y otro sistema de respaldo con el concepto convencional donde se utiliza cableado de cobre para las señales análogas y digitales.

Por su parte, las protecciones de la línea en el extremo de la central El Molino se diseñaron con la implementación completa de dos sistemas de bus de proceso bajo la norma IEC61850-9; un sistema bajo tecnología de red conmutada (IEC61850-9-2LE) y el otro sistema con red punto a punto (IEC61850-9-1).

Protección de línea con Bus de proceso

Uno de los principales elementos que aparecen en los sistemas de bus de proceso son las Merging Units (MU), las cuales procesan las señales análogas y digitales y las transmiten por comunicación en fibra óptica mediante redes conmutadas o punto a punto a los diferentes IEDs, estas MU están diseñadas para ubicarse por fuera de la sala de control, lo más cerca de los equipos primarios, y recibir en cableado de cobre toda la señalización de transformadores de instrumentación y equipos de patio.

La gran mayoría de las pruebas para el sistema de bus de proceso son realizadas en fábrica y se pueden dividir en 3 tipos: (i) Las pruebas de conformidad de las comunicaciones determinan si los IEDs cumplen la especificación del estándar IEC 61850. (ii) pruebas de interoperabilidad de los dispositivos conectando dos o más IEDs a la red LAN de diferente fabricante y (iii) las pruebas de operación de los dispositivos.

Para realizar pruebas sobre los sistemas bus de proceso incluye como mínimo las siguientes verificaciones:

• Pruebas sobre los componentes individuales relacionadas con el protocolo IEC61850
• Pruebas sobre las Merging Units
• Pruebas sobre las aplicaciones distribuidas a nivel de bahía
• Pruebas sobre las aplicaciones distribuidas a nivel de subestación

Adicionalmente se requieren de nuevas herramientas para las pruebas de IEDs por bus de proceso:

• Software de pruebas sobre los archivos de configuración en IEC61850.
• Herramienta de simulación de variables análogas
• Simulador de Merging Unit:
• Simulador de IEDs:
• Herramienta de evaluación: Permite el monitoreo de los elementos integrados a las
redes de datos realizando un monitoreo permanente sobre la misma
• Herramienta para la generación de reportes detallados de las pruebas a realizar sobre los dispositivos de la red.

Las subestaciones digitales basadas en la norma IEC 61850 han venido reemplazando los sistemas de control y protección convencionales aprovechando cada vez más los beneficios de los sistemas de las comunicaciones para reducir cableado convencional de cobre, obras civiles asociadas y aprovechar sus beneficios en la operación y mantenimiento.