Pruebas modernas de la protección de líneas de tres terminales

El grupo Illwerke VKW explota centrales eléctricas hidroeléctricas en el valle Montafon, en los Alpes de Vorarlberg, para atender los picos de demanda de electricidad. Esta electricidad pico se introduce en la red eléctrica europea-internacional. Estas centrales eléctricas están conectadas mediante varias líneas de alta tensión. A lo largo de una de estas líneas, una línea aérea de 220 kV, se encuentra un bucle de una central eléctrica en el que había que renovar uno de los campos: el alimentador a la subestación A. Dado que el alimentador a la subestación A faltaba mientras duraran los trabajos de mantenimiento, la citada línea aérea de la central eléctrica se conectó a una línea de tres terminales mediante un poste de línea temporal.

Los tres relés de los cuatro que anteriormente protegían las correspondientes secciones de la línea mediante protección de distancia con teleprotección se configuraron con este fin para un esquema de protección con protección de distancia con teleprotección para una línea de tres terminales. Esto requiere una nueva parametrización de los tres relés y una prueba de protección distribuida antes de la puesta en servicio.

Para la comunicación integral a todos los puntos, se pudieron utilizar dos de las vías de telecomunicaciones existentes y hubo que construir desde cero una vía de comunicaciones adicional. La lógica de la teleprotección se adaptó en consecuencia en los dispositivos de protección, al igual que los alcances de las zonas de protección de distancia. La zona 1 del relé de la central eléctrica se adaptó para ambas direcciones de forma que no hubiera sobrealcance sobre ninguno de los otros dos extremos; los rangos de las zonas de sobrealcance se aumentaron ligeramente para que la nueva alimentación intermedia no diera lugar a ningún subalcance.

Para la prueba, se enviaron tres equipos de personal con dispositivos de prueba CMC a las estaciones correspondientes. La prueba se controló de forma centralizada mediante una computadora portátil en la central eléctrica utilizando RelaySimTest, donde se modeló la línea de tres terminales incluyendo la línea paralela en los mismos postes. Los equipos de prueba fueron cableados a los comandos de disparo y arranque de los dispositivos de protección, así como a sus contactos binarios para las señales de teleprotección. Cada uno de los equipos de prueba estaba sincronizado en el tiempo por un reloj CMGPS 588. Se estableció una conexión a Internet mediante teléfonos móviles para controlar los equipos de pruebas de las tres centrales.

Utilizando la mencionada conexión a Internet mediante un punto de acceso de un teléfono móvil, se inició primero una conferencia conjunta en línea mediante Microsoft Teams, cada una con una cámara web, un micrófono y un altavoz en cada estación para que los técnicos de pruebas pudieran comunicarse entre sí en todo momento. Esta conferencia en línea se utilizó entonces para compartir la pantalla con la aplicación RelaySimTest en funcionamiento, de modo que el progreso y los resultados de la prueba estuvieran siempre visibles en todas las instalaciones.

Mediante la conexión a Internet establecida, los equipos de prueba de las dos subestaciones remotas se controlaron a través de una conexión a la nube utilizando Device Remote Agent de OMICRON, después de que se diera acceso al técnico de pruebas a cada uno de los dispositivos de prueba con la instancia maestra de RelaySimTest. De este modo, estas dos unidades CMC remotas pudieron utilizarse del mismo modo que la CMC conectada directamente a la computadora portátil en la central eléctrica y el comportamiento correcto de todo el sistema de protección pudo validarse en la prueba posterior.

En primer lugar, se probó la estabilidad del sistema de protección. Para ello, primero se simularon flujos de carga estables y luego fallas externas. En este último caso, los relés no deben dispararse, siempre que la falla sea cancelada por la protección externa responsable. Tras validar la estabilidad del sistema de protección, se simularon diversas fallas internas. Se comenzó con fallas con disparo sin retardo de tiempo para diferentes ubicaciones de la falla. Además, se probó la protección para casos con alimentación débil en cada extremo, en los que los relés debían dispararse mediante la función de eco de la teleprotección. A continuación, se realizaron pruebas para el caso de conexiones de señales perturbadas, que requerían que el sistema de protección respondiera con un disparo retardado en la zona 2. Por último, se probó el disparo de reserva en las zonas 2 y 3 en caso de fallas externas y de la protección externa responsable.