monitorización de corrientes inducidas · 2012-05-30 · transformadores de la red de 400 kv de...
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Monitorización de corrientes inducidas geomagnéticamente en transformadores
AT/AT de Cataluña
Joan Ramon Regué, Xavier Sans, Ricard Aquilué, Albert-Miquel Sánchez
La Salle R&D, Universitat Ramon [email protected]
La Salle Research&Development
Tabla de contenidos
1. Introducción
2. Sistema de medida
3. Equipos instalados
4. Conclusiones
1. Introducción
• Objetivos del proyecto:
– Monitorizar la GIC para validar el modelo de red desarrollado por el Observatorio del Ebro
– Monitorizar los 50 Hz y sus armónicos para evaluar el grado de saturación de los transformadores de 400 kV.
1. Introducción
• Medición de GIC a través de:– Medidas diferenciales del campo magnético
– Medida de tensión en una resistencia en el neutro
– Medida con sensores de efecto Hall.
Extraida de Viljanen et al. (2009)
1. Introducción
• Medición de GIC a través de:– Medidas diferenciales del campo magnético
– Medida de tensión en una resistencia en el neutro
– Medida con sensores de efecto Hall.
Extraida de Viljanen et al. (2009)
1. Introducción
Detector
Main transformer400 kV windings
Hall effect transductor
Neutral
Ground
• Medición de GIC a través de:– Medidas diferenciales del campo magnético
– Medida de tensión en una resistencia en el neutro
– Medida con sensores de efecto Hall.
1. Introducción
• Red de sensores:
Los datos obtenidos de cada sensor se envían diariamente a un servidor central que las procesa y prepara para ser analizadas.
1. Introducción
• Vandellòs – TR1 (en servicio ‐julio 2011)
• Sallente – TR2 (en pruebas)
• Garraf –TR1 (prevista)
2. Sistema de medida
• Hardware
Los datos de corriente y temperatura se digitalizan y guardan a través de un sistema de tiempo real. La comunicación con el exterior se realiza a través de la red de 3G o por vía satélite.
2. Sistema de medida
• Firmware
La FPGA genera paquetes de 1000 muestras de corriente, y junto con los datos de temperatura los envía al RT. Este los almacena y genera paquetes de un minuto.
2. Sistema de medida
• Postprocesado
A través de la STFT, la señal digital temporal se transforma al dominio frecuencial, separando así las componentes de GIC, 50 Hz y armónicos.
3. Equipos instalados
• Sistema de medida en Vandellòs:
Neutro
Sensores de medición
Sistema de medida
3. Prototipos instalados
• Medidas en Vandellòs: GIC
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
Time [h]
GIC
[A]
Vandellòs - TR1 oct 24-25, 2011
3. Prototipos instalados
• Medidas en Vandellòs: comparación medida con modelo
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2Vandellòs - TR1 oct 24-25, 2011
Time [h]
GIC
[A]
3. Prototipos instalados
• Medidas en Vandellòs: componente 50 Hz
0 5 10 15 20 25 30 35 40 450.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
Time [h]
Cur
rent
[A]
Vandellòs - TR1 oct 24-25, 2011
3. Prototipos instalados
• Medidas en Vandellòs: armónicos 50 Hz
0 5 10 15 20 25 30 35 40 450
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
Time [h]
Cur
rent
[A]
Vandellòs - TR1 oct 24-25, 2011
2nd harmonic4th harmonic6th harmonic
0
1
2
|GIC
| [A]
3. Prototipos instalados
• Medidas en Vandellòs: señal temporal con GIC
0 0.05 0.1 0.15 0.2
-2
-1.5
-1
-0.5
0
Cur
rent
[A]
Time [s]
Time-domain current. Year: 2012; month: 04; day: 12
3. Prototipos instalados
• Medidas en Vandellòs: señal frecuencial
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Frequency [Hz]
Cur
rent
[%]
Frequency-domain current
with GIC (24/10/2011)without GIC (16/04/2011)
3. Equipos instalados
• Sistema de medida en Sallente Neutro
Sistema de medida
3. Equipos instalados
• Medidas en Sallente: |GIC|
12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.50
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Time [h]
|GIC
| [A]
Sallente - Vandellòs mar 15, 2012
SallenteVandellòs
3. Equipos instalados
• Medidas en Sallente: comparación medida con modelo
12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1Sallente - TR2 mar 15, 2012
Time [h]
GIC
[A]
Measured GICPredicted GIC
3. Equipos instalados
• Medidas en Sallente: componente 50 Hz
12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.51.4
1.6
1.8
2
2.2
2.4
2.6
2.8
3
3.2
3.4
Time [h]
Cur
rent
[A]
Sallente - TR2 mar 15, 2012
3. Equipos instalados
• Medidas en Sallente: armónicos 50 Hz
12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.50
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
0.045
0.05
Time [h]
Cur
rent
[A]
Sallente - TR2 mar 15, 2012
2nd harmonic4th harmonic6th harmonic
4. Conclusiones
• Se ha implementado un sistema de medida compuesto por diversos sensores situados en transformadores de la red de 400 kV de Cataluña (dos hasta el momento y un tercero próximamente).
• Este sistema de medida nos sirve para:– Validar el modelo desarrollado por el Observatorio del Ebro. Los resultados obtenidos demuestran una buena correlación entre predicción (modelo) y medida.
– Monitorizar la GIC, los 50 Hz y los armónicos para evaluar la saturación de los transformadores.
5. Líneas de futuro
• Estimación del efecto de la GIC sobre los transformadores de AT para el caso de una tormenta extrema.
• Estudio y desarrollo de nuevas técnicas de mitigación de GIC.
Conclusiones