Teste moderno de proteção de linha de três terminais

Como o Illwerke VKW Group valida a proteção

 

Testar uma proteção de distância distribuída com teleproteção costumava ser bastante demorado, uma vez que os planos de teste a serem executados simultaneamente nas extremidades devem ser coordenados com precisão. Testar uma proteção de linha de três terminais é ainda mais complicado e caro do que proteger uma linha aérea simples com apenas duas extremidades. Como os sistemas de proteção de múltiplas extremidades podem ser testados com base no sistema, esses testes também são relativamente fáceis de executar. Os testes podem ser preparados e controlados por meio de um único laptop. O fato de que isso também funciona muito bem em instalações sem acesso à Internet foi demonstrado pelo teste mais recente realizado no Illwerke VKW Group, em que o controle do equipamento de teste foi acompanhado por uma sessão do Teams através da qual o RelaySimTest mestre foi transmitido por hotspots de telefone celular para que cada etapa de teste pudesse ser seguida exatamente nas outras extremidades.

Motivação para o teste

O Illwerke VKW Group opera usinas hidrelétricas no Montafon, nos Alpes de Vorarlberg para cobrir o pico de demanda de eletricidade. Este pico de eletricidade é demandado pela rede elétrica europeia e internacional. Essas usinas são conectadas através de várias linhas de alta tensão. Ao longo de uma dessas linhas (uma linha aérea de 220 kV), uma usina é conectada em loop, na qual um dos campos, o alimentador para a subestação A, teve que ser renovado. Como o alimentador para a subestação A estava agora faltando durante o trabalho de manutenção, a linha aérea acima mencionada na usina foi conectada a uma linha de três terminais por meio de um poste de linha temporário.

Configuração de proteção

Os três dos quatro relés que anteriormente protegiam os respectivos trechos de linha com proteção de distância com teleproteção para dois terminais foram então configurados para um esquema de proteção com proteção de distância com teleproteção para uma linha de três terminais para esse fim. Isso requer uma nova parametrização dos três relés e um teste de proteção distribuído antes do comissionamento.

Comunicação, lógica e alcance

Para uma comunicação abrangente em todos os pontos, dois dos caminhos de telecomunicações existentes poderiam ser usados e um caminho de comunicação adicional teve que ser construído recentemente. A lógica da teleproteção foi adaptada de acordo com os dispositivos de proteção, assim como as faixas das zonas de proteção de distância. A Zona 1 do relé na usina foi adaptada para ambas as direções de tal forma que não houve sobrealcance sobre nenhuma das outras duas extremidades. As faixas das zonas de sobrealcance foram aumentadas ligeiramente de modo que a nova fonte intermediária não resultou em qualquer subalcance.

Preparação do teste

Para o teste, três equipes com dispositivos de teste CMC foram enviadas para as respectivas estações. O teste foi controlado centralmente por meio de um laptop na usina usando RelaySimTest, em que a linha de três terminais incluindo a linha paralela nos mesmos postes foi modelada. Os dispositivos de teste foram conectados aos comandos de Trip e Pickup dos dispositivos de proteção, bem como aos seus contatos binários para os sinais de teleproteção. Os equipamentos de teste foram sincronizados por um relógio CMGPS 588. Uma conexão de Internet por meio de celulares foi estabelecida para controlar o equipamento de teste nas três plantas.

Comunicação durante o teste

Usando a conexão de Internet de hotspot do celular acima mencionada, uma conferência online conjunta foi iniciada pela primeira vez pelo Microsoft Teams, com uma webcam, um microfone e um alto-falante em cada estação para que os engenheiros de teste pudessem se comunicar uns com os outros em todos os momentos. Esta conferência online foi então usada para compartilhar a tela com o aplicativo RelaySimTest em execução, para que o progresso e os resultados dos testes estivessem sempre visíveis em todas as instalações.

Controle dos CMCs nas três estações

Através da conexão à Internet estabelecida, os dispositivos de teste nas duas subestações remotas foram controlados através de uma conexão em nuvem usando o Device Remote Agent da OMICRON, depois de que o acesso aos equipamentos de teste foi concedido acesso ao engenheiro de teste com RelaySimTest mestre. Assim, esses dois CMCs remotos poderiam ser usados da mesma forma que o CMC conectado diretamente ao laptop na usina, e o comportamento correto de todo o sistema de proteção poderia ser validado no teste subsequente.

Quais casos de teste foram realizados?

Primeiro, a estabilidade do sistema de proteção foi testada. Para tanto, primeiramente foi simulado o fluxo de potência estável e, em seguida, as faltas externas. Neste último caso, os relés não devem disparar, desde que a falha seja eliminada pela proteção externa responsável. Após a validação da estabilidade do sistema de proteção, várias falhas internas foram simuladas. Iniciou-se com falhas com disparo rápido para diferentes locais de falha. Além disso, a proteção foi testada para casos com weak infeed em cada extremidade, onde os relés tiveram que disparar por meio da função de eco da teleproteção. Em seguida, foram realizados testes para o caso de falha nos canais de teleproteção, exigindo que o sistema de proteção responda com atraso no disparo na Zona 2. Finalmente, o disparo de backup foi testado nas zonas 2 e 3 em caso de falhas externas e falha da proteção externa responsável.

 

 

Internet via hotspot de celular

Uma conexão com a Internet foi estabelecida nas três instalações como base para todas as comunicações posteriores.

Conferência online

Em seguida, uma conferência online foi iniciada para que a comunicação pudesse ocorrer convenientemente a qualquer momento e todo o conteúdo importante pudesse ser compartilhado entre si, incluindo as etapas de teste individuais.

Conexões

Finalmente, os cabos dos CMCs foram conectados exatamente como se estivessem em um teste de extremidade única, e alguns disparos foram executados para garantir que a fiação em todas as estações estivesse correta.

Device Remote Agent da OMICRON

O Device Remote Agent foi então usado para controlar centralmente todos os CMCs convenientemente por meio de um laptop executando o RelaySimTest mestre.

 

 

Quando a manutenção em campo na usina for concluída, os dispositivos de proteção retornarão ao modo de operação original para proteção simples de duas extremidades, que será novamente verificada por dois testes com uma extremidade remota cada.

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