Descripción del modelo
La parte eléctrica del modelo se muestra en la Figura 2.A ambos lados del esquema hay rejillas de 3 fases con impedancia RL. Los parámetros de las rejillas son V = 230 V y f = 60 Hz.Las redes están conectadas por una línea de transmisión de 100 km de longitud. En la línea de transmisión,se localizan dos fallas: una falla de 3 fases en el medio y una falla de 1 fase al final de la línea de transmisión.Entre la red en el lado izquierdo y la línea de transmisión hay un relé de protección de distancia que controla el contactor ubicado junto a él.
Figura 2: Modelo esquemático Typhoon HIL para un Relé de protección a distancia
La lógica de protección implementada en el bloque de relé de protección a distancia incluye un algoritmo de Operador de Diferencia de Apertura de Cierre (CODO) y una Detección de fallas para la medición, que proporciona entradas a la lógica de disparo. Esto se muestra en detalle en la Figura 3.
Figura 3: Algoritmo de protección para un Relé de Protección a Distancia
El bloque de detección de fallas es responsable de detectar la falla en la línea de transmisión y determinar si la falla está dentro de la zona 1, la zona 2 o en ambas. Medición de detección de fallas impedancia de falla según voltaje y corriente en la fase a:
Zmeasured= VarmsIarms
whereZmeasuredis impedancia observado por el relé, whileVarmsandIarmsare los valores RMS de la tensión y la corriente medida por el relé, respectivamente.
Cada punto en el plano complejo se define por el R (eje x) y X (eje y) de acuerdo a las siguientes fórmulas:
Rmeasured= Zmeasured cos(θV, I)
Xmeasured= Zmeasured pecado(θV, I)
whereRmeasuredandXmeasuredare la resistencia y de la reactancia observado por el relé, y θV,I es la diferencia de fase entre la corriente y el voltaje.
El bloque de detección de fallas proporciona señales de falla a la zona de falla 1 y a la zona de falla 2 en función de los valores medidos y los ajustes para los alcances de la zona y las características de la línea de transmisión. Se puede acceder a la vista previa de las zonas de protección a distancia haciendo clic en el botón Vista previa en el componente de Relé de protección a distancia que se muestra en la Figura 4.
Figura 4: Vista previa de zonas de protección
El bloque algoritmo Operador de Diferencia de Apertura de Cierre (CODO) contiene bloques de función C que calculan la señal de filtrado de fallas de acuerdo con el modelo basado en la morfología matemática (MM).MM es una herramienta de transformación de señal no lineal para señales transitorias no periódicas.El cálculo matemático involucrado en MM incluye solo operaciones de suma, resta, máxima y mínima, adecuadas para tiempo real application.MM comprende dos operaciones básicas: dilatación y erosión. A continuación se enumeran las definiciones básicas de los operadores MM:
Dilatación:
ydn=f ⊕gn=maxf(n-m+gm, n-m∈Df, m ∈Dg
Erosión:
yen=f ⊖gn=tranquilidad(n+m-gm, n+m∈Df, m ∈Dg
Apertura:
y0n=f ⊖g⊕g(n)
Cierre:
ycn=f ⊕g⊖g(n)
El algoritmo en el que podemos obtener el CODO de la señal se forma a partir de las ecuaciones (4), (5),(6), y (7). Su realización en el modelo se muestra en la Figura 5.
Figura 5: Vista previa de zonas de protección
Finalmente, el bloque lógico de disparo es responsable de calcular las señales de disparo de acuerdo con la señal de detección de fallas,la señal del algoritmo CODO y una señal de reinicio externa.