Aplicación del protocolo IEC 61850 en la puesta en servicio del sistema de protección de subestaciones digitales

Abstract

En el diseño del sistema de protección de la subestación Valle Escondido 220/33kV, ubicada en la III Región de Atacama (Chile), Provincia de Copiapó y utilizada para la conexión al sistema del “Parque Fotovoltaico Valle Escondido”, están presentes dos tecnologías de relés de protección, la convencional y la digital. La implementación del estándar IEC 61850 para digitalizar las señales que necesita el sistema de protección, tiene un rol crucial para entender estas tecnologías, y la inclusión del dispositivo Merging Unit como interfaz físico/digital, proporciona la digitalización desde la proximidad de los equipos de patio. Los dos métodos usados en las pruebas de aceptación garantizan la operación correcta de todas las funciones del sistema de protección. El primer método, es de naturaleza 100% simulado, ingresando a la Red de Proceso solo tramas de datos de mensajes Sampled Values y GOOSE. El segundo método, es tradicional, en el cual se inyectan de forma directa corrientes y tensiones secundarias reales, con valores de falla, a las Merging Units suscritas al relé de protección digital, o al relé de protección convencional. Las respuestas, en la medición, umbrales de arranque, curvas características, tiempos y lógicas de operación de las funciones de protección fueron muy similares, demostrando así, la efectividad de los métodos y por ende la confiabilidad del sistema de protección.

In the design of the protection system of the substation Valle Escondido 220/33kV, located in the III Region of Atacama (Chile), Province of Copiapó and used for the connection to the system of the "Valle Escondido Photovoltaic Park", two technologies of protection relays are present, the conventional and the digital. The implementation of the IEC 61850 standard to digitize the signals needed by the protection system, has a crucial role to understand these technologies, and the inclusion of the Merging Unit device as a physical/digital interface, provides the digitization from the proximity of the yard equipment. The two methods used in the acceptance tests guarantee the correct operation of all protection system functions. The first method is 100% simulated in nature, with only Sampled Values and GOOSE message data frames entering the Process Network. The second method is traditional, in which real secondary currents and voltages with fault values are injected directly to the Merging Units subscribed to the digital protection relay or to the conventional protection relay. The responses, in the measurement, starting thresholds, characteristic curves, times and operation logics of the protection functions were very similar, thus demonstrating the effectiveness of the methods and therefore the reliability of the protection system.