UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Proposta de metodologia para aplicação do protocolo GOOSEe em controle e proteção do sistema elétrico
Autor(es): SOARES, Paulo Henrique Vieira
Primeiro Orientador: SILVEIRA, Paulo Marcio da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: GUERRERO, Carlos Alberto Villegas
Resumo: A filosofia de proteção do sistema elétrico de potência vem passando por grandes mudanças devido à evolução dos relés numéricos, o padrão IEC61850 e a chegada do conceito de subestação digital (ou 4.0). Em conjunto com essas mudanças tem-se o dilema de evoluir sem perder a confiabilidade dos esquemas de proteção tradicionais, e usufruir dos “ganhos” inerentes da tecnologia cada vez mais próximos. Esse trabalho de dissertação propõe a definição de uma metodologia a ser seguida para definição e implantação de mensagens GOOSE em esquemas de proteção e controle de subestações baseadas na norma IEC 61850. A metodologia é proposta seguindo as considerações da norma IEC 61850 e definições internas de engenharia de uma grande indústria presente na cidade de Itabira/MG, com mais de 10 anos de experiencia na aplicação do protocolo GOOSE em proteção e controle. A análise do funcionamento do software de configuração de seis modelos de relés de proteção de três grandes fabricantes diferentes de IEDs é realizada, de forma a permitir maior entendimento sobre as particularidades de cada dispositivo. Um software para análise de tráfego de rede é utilizado de forma a validar os benefícios do método proposto. Funcionalidades para testes da comunicação GOOSE e monitoramento remoto via sistema supervisório da integridade da comunicação no esquema de proteção e controle também são propostos. Para atestar e validar o correto funcionamento das mensagens GOOSE trocadas entre os IEDs seguindo a metodologia proposta, testes baseados no capítulo 10 da norma IEC 61850 são propostos e realizados para quatro cenários distintos. São realizados mil testes para cada cenário, totalizando quatro mil testes para cada IED e vinte e oito mil testes para o conjunto de sete IEDs avaliados. Ao final, a mensagem GOOSE seguindo o padrão do fabricante é comparada com a mensagem GOOSE conforme a metologia do trabalho, mostrando de forma clara as vantagens da proposta, principalmente durante o projeto e troubleshooting em uma subestação. A metodologia empregada na definição dos parâmetros, e a proposta de teste e monitoramento via sistema supervisório da integridades das mensagens GOOSE, são itens novos que trazem maior confiabilidade ao sistema de proteção e controle. Destaca-se que os testes em bancada e a análise dos resultados comprovaram o bom desempenho dos equipamentos para os cenários testados.
Abstract: The protection philosophy of the electric power system has been under great changes due to the evolution of numeric relays, the IEC61850 standard and the arrival of the digital substation (or 4.0) concept. Along with those changes, it also presents the dilemma of evolving without losing dependability on the traditional protection schemes and exploiting the ever-closer inherent benefits of technology. This dissertation work proposes the definition of the methodology to be followed and the implementation of GOOSE messages in protection schemes and substation control based on the IEC 61850 norm. The methodology is presented following the considerations of the IEC 61850 norm and the internal engineering definitions of a large company in Itabira/MG, which has more than 10 years of experience in the application of the GOOSE protocol to protection and control. The work analysis of the configuration software of six models of protection relays from three big IED manufacturers is performed in order to ensure a broader understanding about the specificities of each device. A network traffic analysis software is employed to validate the benefits of the proposed method. Features for GOOSE communication tests and remote monitoring of the integrity of the communication via supervisory system on the protection scheme are presented. To certify and validate the correct performance of the GOOSE messages exchanged between the IEDs following the presented methodology, tests based on the chapter 10 of the norm are proposed and executed for four distinct scenarios. A thousand tests are performed to each scenario adding up to four thousand tests to each IED and twenty-eight thousand tests to the seven IEDs group evaluated. The GOOSE message following the manufacturer’s default is compared with the GOOSE message according to the work methodology, clearly showing the advantages of the proposal, especially during troubleshooting at a substation. The methodology used in the definition of parameters and the proposal for testing and monitoring in the supervisory system of the integrity of GOOSE messages are new items that bring greater reliability to the protection and control system. It is noteworthy that the bench tests and the analysis of the results proved the good performance of the equipment for the tested scenarios.
Palavras-chave: IEC 61850
IEDs
IEDs
Proteção
Controle
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA::SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2260
Data do documento: 10-Dez-2020
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