Procesamiento De Señales; Filtrado Digital De La Protección Principal; Protección De Distancia - Alstom MiCOM P543ES M Manual Tecnico

P54x/ES FD/K74
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del sistema. Dicha función toma cada conjunto de nuevas muestras del módulo de entrada y lo
almacena en un búfer de dos ciclos; estas muestras son almacenadas simultáneamente por el
coprocesador.
3.4.2 Procesamiento de señales
La función de muestreo realiza el filtrado de las señales de entrada digitales de los
optoacopladores y el rastreo de frecuencia de las señales analógicas.
El rastreo de frecuencia de las señales analógicas de entrada se consigue mediante un algoritmo
Fourier recursivo aplicado a una de las señales de entrada, y trabaja detectando un cambio en el
ángulo de fase de la señal medida. El valor calculado de la frecuencia permite modificar la
velocidad de muestreo que utiliza el módulo de entrada para alcanzar una velocidad constante
de 48 muestras por ciclo de la forma de onda de la red eléctrica. El valor de la frecuencia
también se almacena para su utilización por la tarea de protección y control.
Cuando la función de muestreo reinicia la tarea de protección y control, calcula las componentes
de Fourier de las señales analógicas. El cálculo de las componentes de Fourier se realiza por
medio de una Transformación Discreta de Fourier (siglas en inglés, 'DFT') de 48 muestras en un
ciclo. Para calcular la DFT, se utiliza siempre el último ciclo de muestras del búfer de dos ciclos,
es decir, los datos más recientes.
componente fundamental de frecuencia de la red y genera la magnitud y el ángulo de fase de la
fundamental en formato de componentes rectangulares. La DFT proporciona una medida precisa
del componente de frecuencia fundamental y un filtro eficaz de las frecuencias de armónicas y
del ruido. Estas operaciones se llevan a cabo de manera conjunta con el módulo de entrada del
relé, que utiliza un filtro 'anti-alias' para atenuar las frecuencias que superan la mitad de la
velocidad de muestreo y que realiza el rastreo de la frecuencia para mantener un ritmo de 48
muestras por ciclo. Las componentes de Fourier de las señales de entrada de intensidad y de
tensión se almacenan en memoria para que puedan ser utilizadas por los algoritmos de todos los
elementos de protección. El registro de oscilografía también utiliza las muestras en forma no
procesadas del módulo de entrada, para registrar la forma de onda y calcular los verdaderos
valores eficaces de intensidad, tensión y potencia necesarios para propósitos de medidas.
3.4.3 Filtrado digital de la protección principal
Todo el procesamiento de los algoritmos de la protección diferencial y de distancia se realiza en
la tarjeta coprocesadora.
3.4.3.1 Protección diferencial
FD
La protección diferencial se basa en los relés situados en los extremos de la línea que
intercambian mensajes de datos cuatro veces por ciclo. Para ello, el coprocesador toma las
muestras rastreadas por la frecuencia, a razón de 48 muestras por ciclo, de la tarjeta de entrada
y las convierte en 8 muestras por ciclo con base en la frecuencia nominal (no rastreadas por la
frecuencia). El coprocesador calcula la transformada de Fourier de las muestras de velocidad fija
después de cada ciclo, utilizando una ventana de un ciclo. Ello genera unas medidas de la
intensidad de ocho veces por ciclo que se utilizan para el algoritmo de la protección diferencial y
se transmiten a los relés remotos, utilizando el protocolo de comunicaciones HDLC (en inglés,
'high-level data link control').
La tarjeta del coprocesador también maneja los comandos de interdisparo mediante el enlace de
comunicaciones
El intercambio de datos entre la tarjeta del coprocesador y la tarjeta del procesador principal se
realiza mediante el uso de la memoria compartida en la tarjeta del coprocesador. Cuando el
procesador principal accede a esta memoria, el coprocesador se detiene temporalmente. Una
vez copiado el código del coprocesador en la tarjeta después de la inicialización, el tráfico
principal entre las dos tarjetas consiste en información de cambio de ajustes, órdenes del
procesador principal, mediciones de la protección diferencial y datos de salida.
3.4.3.2 Protección de distancia
Las entradas de intensidad y de tensión son filtradas mediante filtros digitales de respuesta de
impulso finito (siglas en inglés, 'FIR'), para reducir el efecto de los componentes de frecuencia
diferentes a la de la red en las señales de entrada, tales como desplazamientos de CC en las
formas de onda de intensidad, y transitorios por transformadores de tensión capacitivos (siglas
en inglés, 'CVT') en las tensiones. El P54x utiliza una combinación de un filtro de 1/4 de ciclo,
usando 12 coeficientes, un filtro de ½ ciclo usando 24 coeficientes, y un filtro de un ciclo usando
48 coeficientes. El relé realiza una conmutación automática inteligente al aplicar los filtros, para
La DFT utilizada de este modo extrae de la señal la
y la reconfiguración
Diseño del Firmware
MiCOM P543, P544, P545, P546
iniciada desde los relés remotos.