Simulation Assignment 3

SCADA Applied to Electrical Systems (ELEG1022)
Simulation Assignment 3
Undergraduate Program in
Electrical Engineering
Síxifo Falcones
FIEC-ESPOL
Tarea
• Modelar un sistema de distribución con Loop Automation en el
simulador en tiempo real. La red debe tener con al menos:
– 2 alimentadores (feeders) y 1 enlace (tie)
– 1 CB de subestación, 1 ACR de alimentador, 2 ACR intermedios
por cada alimentador
– 1 ACR de enlace
• Esta vez, la falla se ubicará entre el ACR de alimentación y el primer
ACR intermedio de una línea (ver siguiente diapositiva), por lo tanto
al final se habrá experimentado dos disparos de las protecciones.
• El despeje de la falla debe ser realizado de manera automática por
el correspondiente ACR.
• Los ACR deberán reconfigurar la red de manera automática
siguiendo la estrategia de Loop Automation Clásico explicado en la
presentación de Schneider Electric.
Classic Loop Automation [1]
CB1
Primer
Disparo de
la
Protección
Segundo
Disparo de
la
Protección
F1
Feeder ACRs
M2
Mid-point ACRs
Tie ACR T
CB2
F2
M3
M4
CB1
F1
M1
M2
Feeder ACRs
CB2
CB: Circuit breaker
M1
Mid-point ACRs
F2
M3
ACR: Automatic circuit recloser
Tie ACR T
M4
Source: Schneider Electric
Secuencia del Loop Automation Clásico
1.
2.
3.
4.
5.
6.
La falla es detectada y es despejada después de un tiempo
prudencial por el ACR F1, por estar más próximo a la falla
ACRs M1, M2 y T inician sus respectivos temporizadores antes
de iniciar la secuencia de reconfiguración de la red
Cuando se cumple el tiempo de los ACRs M1 y M2, ellos
cambian su dirección de protección pero permaneciendo
cerrados
Cuando se cumple el tiempo del ACR T, él cierra sus contactos
La falla es detectada nuevamente y es despejada después de
un tiempo prudencial por el ACR M1, por estar más próximo a
la falla
De esta manera el segmento de la red con la falla a quedado
finalmente aislado
Indicaciones
• Desarrollar el modelo en Matlab R2015b
• Compilar el modelo y cargarlo en el target utilizando RT-Lab
• Debe correr en pasos de tiempo discreto de mínimo 50e-6
segundos
• Separar el modelo en tres subsystems: master (SM_???),
slave (SS_???) y console (SC_???)
• Diseñar una HMI dentro del subsystem console, lo más
amigable posible con bloques que sean compatibles con el
simulador. Debido a que NO podrá utilizar los indicadores
de la librería “Dashboard,” utilice “1” ó “0” para indicar el
estado de cada ACR y CB. Puede bosquejar un diagrama
unifilar (mímico) utilizando la opción “Area” en la barra
lateral de Simulink. (Ver ejemplo que sigue)
• Dentro del subsystem slave implementar las funciones
necesarias para automatizar la operación de los ACRs,
especialmente, los temporizadores.
• Trabajar en grupos de 2 estudiantes
Simulink Model Example
In
Out
In1
Out1
Out2
I_rms
I_inst
Out
Out3
SM_Grid
In2
Out4
SS_IEDs
State
SC_HMI
Console Example
Human Machine Interface
[CB_1]
State
[ACR_F1]
CB_1_State
[CB_2]
3
1
[CB_1]
[ACR_M1]
ACR_F1_State
[ACR_F1]
[ACR_F2]
[ACR_M1]
1
[ACR_M2]
ACR_M1_State
1
ACR_M2_State
0
[ACR_T]
DIAGRAMA UNIFILAR
[ACR_M2]
[ACR_M3]
[ACR_M4]
ACR_T_State
[ACR_T]
1
[CB_2]
[ACR_F2]
CB_2_State
CB_1
1
ACR_F2_State
[ACR_M3]
1
[ACR_M4]
ACR_M3_State
1
ACR_M4_State
[CB_1_man]
[CB_2_man]
[CB_1_man]
1
0
ACR_M1
831.4
[ACR_F1_man]
[ACR_F2_man]
I_a (rms)
[CB_2_man]
913.2
1
I_rms
CB_2
I_b (rms)
ACR_M2
[ACR_F1_man]
1005
1
0
Out
ACR_F1
I_c (rms)
ACR_M3
[ACR_F2_man]
ACR_F2
ACR_M4
2
I_inst
I_abc (rms)
I_abc (instantaneous)
Currents Scope
ACR_T
MANUAL COMMANDS
MEASUREMENTS
Recomendaciones
1. Asegúrese de que el modelo esté corriendo en su PC
según las especificaciones y de que sea compatible con
Matlab R2015b
2. Reserve el horario para trabajar en el Laboratorio de
Simulación en Tiempo Real. Recuerde que trabajarán dos
grupos a la vez por limitaciones de recursos.
3. Ya en el laboratorio, haga una copia de su archivo con
extensión .mdl y modifíquelo agregándole los bloques
“OpComm” y “Memory” para que pueda ser compilado y
descargado al target (hardware del simulador). Favor,
referirse al tutorial (ver diapositiva de referencias):
“Samaniego_Introduction_Real_Time_Simulation.pdf”
4. Una vez que la simulación en tiempo real del modelo esté
funcionando, tome capturas de la consola para cada
estado de la secuencia que sigue el sistema en respuesta a
la falla.
Grading Criteria
• La nota dependerá de:
– que corra la simulación según las especificaciones
– el desempeño de la automatización
– el diseño de la HMI
– la organización de los bloques y líneas
– la entrega a tiempo
• Los trabajos serán presentados en el
Laboratorio de Simulación en Tiempo Real
Referencias
[1] “Loop Automation” Schneider Electric
[2] http://sites.ieee.org/pestestfeeders/resources/
[3] Tutorial para simular en tiempo real:
https://www.dropbox.com/s/4k1v8zxwmqtkhbi/
Samaniego_Introduction_Real_Time_Simulation
.pdf?dl=0