19th International Symposium of Electrical Engineering "SIE 2021"

19th International Symposium of Electrical Engineering

SIE 2021

Diagnosis on the operation of the busbars’ protections to guarantee stability in the Isolated System of Cayo Santa María

Abstract

The stability of an isolated electrical system depends on the critical time of selective disconnection of the faults, which is why busbar protection against severe faults plays a fundamental role.

Currently, in the busbar protection of the main substation of the Cayo Santa María Isolated System, interlocking zones and directional comparison are used, with a logic wired through digital relays (P142-143), auxiliaries, timers and switches. This protection presents considerable delays in the transfer of information and has caused non-selective shooting on several occasions, which undermines the stability of the system and causes considerable economic losses.

The objective of the work is to propose actions for a response of the busbar protections in a cleaning time that guarantees stability against severe failures.

After evaluating the isolation of faults in busbars or very close to it by what is now called Special Busbar Protection, it was concluded that it presents delays of up to 240 ms, which causes the loss of stability and / or bad operating conditions. later.

By means of stability studies against busbar failures, it is obtained that the critical cleaning time, which guarantees that the system is restored in the best possible operating conditions, is in the order of 142 ms.

From there, modifications to the current system are proposed and other protection schemes that can be used are recommended, with the aim of achieving greater speed of operation and the required selectivity.

Resumen

La estabilidad de un sistema eléctrico aislado depende del tiempo crítico de desconexión selectiva de las fallas, es por ello que la protección de barras ante fallas severas juega un papel fundamental. 

Actualmente en la protección de barras de la subestación principal del Sistema Aislado Cayo Santa María, se utilizan zonas de interbloqueo y comparación direccional, con una lógica cableada a través de los relés digitales (P142-143), auxiliares, temporizadores e interruptores. Esta protección presenta considerables demoras en la transferencia de información y ha ocasionado disparos no selectivos en varias ocasiones, lo cual atenta contra la estabilidad del sistema y ocasiona pérdidas económicas considerables. El objetivo del trabajo es proponer acciones para una respuesta de las protecciones de barra en un tiempo de limpieza que garantice la estabilidad ante fallas severas.

Tras evaluar el aislamiento de fallas en barras o muy cercanas a esta por la hoy llamada Protección Especial de Barra, se llegó a la conclusión, que presenta demoras de hasta 240 ms, lo que provoca la pérdida de estabilidad y/o malas condiciones de operación posteriores. Mediante estudios de estabilidad ante fallas en barras, se obtiene que el tiempo crítico de limpieza, que garantiza que el sistema se restablezca en las mejores condiciones posibles de operación, está en el orden de los 142 ms.  A partir de ahí, se proponen modificaciones en el sistema actual y se recomiendan otros esquemas de protección que pueden usarse, con el objetivo de lograr mayor rapidez de operación y la selectividad requerida.

About The Speaker

Emilio Andrés Francesena Bacallao

MsC. Emilio Andrés Francesena Bacallao

UCLV Flag of Cuba
Practical Info
Presentation
Spanish / Español
November 25, 2021 12:30 PM
15 minutes
Sala 2
Authors
MsC. Emilio Andrés Francesena Bacallao
Dariel Jiménez Espín
Rolando Pérez Gattorno
Dr. C. José A. González Cueto
Keywords
Busbar protection
Cayo Santa María Isolated System
Critical cleaning time
Protección de barra
Selectividad
Selectivity
Sistema Aislado Cayo Santa María
Tiempo crítico de limpieza
estabilidad
stability
Documents