Protection from faults is one of the cornerstones in the design of reliable electrical installations. Modern protection relays with communication interfaces provide improved coordination schemes and additional features such as diagnostics and continuous monitoring. The IEC 61850 communication standard was created with the purpose to unify communication protocols, and achieve interoperability between devices of different vendors. IEC61850 is commonly used in substations and in Medium Voltage distribution. Its benefits can be extended to Low Voltage if circuit breakers with embedded IEC61850 interface are used. Purpose of this work is to assess feasibility an architecture based on IEC61850 for protection of MV /LV substations, and demonstrate it with real devices. To this purpose, after designing the protection system, a Hardware-In-the-Loop testbed was built, by which substation protection architectures can be validated using real devices. It is thus possible to examine design alternatives and prove their working in a wide range of conditions.

La protezione dai guasti è un aspetto fondamentale nel progetto di impianti elettrici. I moderni relé di protezione digitali con interfaccia di comunicazione possono realizzare sistemi di protezione sofisticati e dotati di funzioni aggiuntive, come monitoraggio continuo e diagnostica. Lo standard di comunicazione IEC61850 è stato creato per unificare i protocolli di comunicazione e rendere possibile l'interoperabilità tra apparecchiature di diversi produttori. Lo standard IEC61850 è utilizzato comunemente nelle sottostazioni e nelle reti di distribuzione di media tensione. I benefici di tale standard si possono estendere alla bassa tensione utilizzando interruttori dotati di interfaccia IEC61850. In questa tesi ci proponiamo di verificare la fattibilità di un'architettura di protezione per stazioni di trasformazione MT/BT basata su IEC61850, e di dimostrarne il funzionamento con apparecchiature reali. A tale scopo, dopo aver progettato il sistema di protezione, abbiamo realizzato un ambiente di test con tecnologia Hardware-In-the-Loop, che permette di verificare il funzionamento dei diversi schemi di protezione utilizzando dispositivi reali. E' quindi possibile valutare le alternative progettuali e verificarne il corretto funzionamento in una grande varietà di condizioni.

Hardware in the loop simulation and test of protections for MV/LV substations

FUENTES SUAREZ, FERNANDO ARTURO
2016/2017

Abstract

Protection from faults is one of the cornerstones in the design of reliable electrical installations. Modern protection relays with communication interfaces provide improved coordination schemes and additional features such as diagnostics and continuous monitoring. The IEC 61850 communication standard was created with the purpose to unify communication protocols, and achieve interoperability between devices of different vendors. IEC61850 is commonly used in substations and in Medium Voltage distribution. Its benefits can be extended to Low Voltage if circuit breakers with embedded IEC61850 interface are used. Purpose of this work is to assess feasibility an architecture based on IEC61850 for protection of MV /LV substations, and demonstrate it with real devices. To this purpose, after designing the protection system, a Hardware-In-the-Loop testbed was built, by which substation protection architectures can be validated using real devices. It is thus possible to examine design alternatives and prove their working in a wide range of conditions.
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
28-apr-2017
2016/2017
La protezione dai guasti è un aspetto fondamentale nel progetto di impianti elettrici. I moderni relé di protezione digitali con interfaccia di comunicazione possono realizzare sistemi di protezione sofisticati e dotati di funzioni aggiuntive, come monitoraggio continuo e diagnostica. Lo standard di comunicazione IEC61850 è stato creato per unificare i protocolli di comunicazione e rendere possibile l'interoperabilità tra apparecchiature di diversi produttori. Lo standard IEC61850 è utilizzato comunemente nelle sottostazioni e nelle reti di distribuzione di media tensione. I benefici di tale standard si possono estendere alla bassa tensione utilizzando interruttori dotati di interfaccia IEC61850. In questa tesi ci proponiamo di verificare la fattibilità di un'architettura di protezione per stazioni di trasformazione MT/BT basata su IEC61850, e di dimostrarne il funzionamento con apparecchiature reali. A tale scopo, dopo aver progettato il sistema di protezione, abbiamo realizzato un ambiente di test con tecnologia Hardware-In-the-Loop, che permette di verificare il funzionamento dei diversi schemi di protezione utilizzando dispositivi reali. E' quindi possibile valutare le alternative progettuali e verificarne il corretto funzionamento in una grande varietà di condizioni.
Tesi di laurea Magistrale
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