Diseño de un sistema de protección de barras con el uso de mensajes en el protocolo GOOSE bajo el estándar IEC 61850 en la subestación Mill Site

Abstract

Los sistemas de protección, hoy en día, han evolucionado gracias a los avances en la tecnología. Los relés numéricos, no solo han mejorado en el modo de configuración y tiempos de operación, sino también en su interoperabilidad con otros equipos electrónicos. Además, con el desarrollo del estándar IEC 61850 en la automatización de subestaciones, ha sido necesario que el desarrollo de los sistemas de protección no solo abarque al ámbito eléctrico, sino también el de los sistemas de integración. Es por eso que en la Subestación Mill Site, perteneciente a la empresa Southern Perú Cooper Corporation, se propone desa-rrollar la mejora de su sistema de protección de barra en base a un relé de modelo SEL587Z, a uno de modelo SE487B, que cuenta, además, con el protocolo IEC 61850, para implementación de mensajería GOOSE, que es un protocolo de comunicación multi-cast, entre equipos de manera horizontal, utilizando la misma red de comunicación. En la presente tesis, se propuso la implementación desde el inicio, tomando en cuenta la topolo-gía de la red Ethernet, y haciendo uso de dos relés de protección de barra SEL487 confi-gurables en el estándar IEC 61850. La propuesta define solo la implementación de señales digitales, puesto que, de llevarse a cabo en campo, se requeriría de aprobaciones de enti-dades que regulan la seguridad y permanencia del sistema eléctrico interconectado, ade-más que, de implementarse, se requeriría de gran cantidad de recursos en mano de obra y materiales en los trabajos de pruebas y puesta en servicio, además de permisos de manio-bras de equipos ya en servicio. Para dar crédito a la versatilidad del esquema de protec-ción diferencial de barras con mensajería GOOSE, se realizaron casos de pruebas en labo-ratorio: dos, haciendo uso de mensajería GOOSE y los mismos casos de prueba haciendo uso del método convencional, de esta manera, hacer una comparación y validar sus tiem-pos de operación. Como resultado se obtuvo que los tiempos son aceptables, demostrando que es posible implementar sistemas de protección de barras haciendo uso de mensajería GOOSE, siempre y cuando los equipos en la capa de red (Ethernet, TCP/IP) sean los sufi-cientemente robustos para garantizar la confiabilidad en la comunicación entre equipos.