presentación de powerpoint...trabajo conjunto entre ormazabal y mu en detección, localización y...
TRANSCRIPT
© 2016 The MathWorks, Inc.
Diagnóstico del Aislamiento Eléctrico en Redes
Eléctricas de Media Tensión Mediante Medida de
Descargas Parciales
Aritz Hurtado
Research Engineer
Mikel Mendicute
Profesor e Investigador
I. Introducción
II. Sistema desarrollado
III. Diseño, simulación e implementación en MATLAB
IV. Conclusión
Índice
a.Sistema eléctrico
b.CBM Gestión de activos
c. Fuentes de DPs en la red
Introducción
ORMAZABAL & MU1
Sistema Eléctrico
Introducción
ORMAZABAL & MU2
3 ORMAZABAL & MU 2017
Condic
ión
Vida Útil
Commissioning
Mantenimiento
Correctivo
Mantenimiento
preventivo
Monitorización
Periódica
Monitorización
Continua
CBM – Gestión de activos
Introducción
Fuentes de DPs en la red de distribución
4 2017
Internal / Surface
Surface
(Incorrect Earth
Braid Placement)
Incorrect installation
of cables and
components
Instalación incorrecta
de bornas, cables,…
DPs internas/superficiales
en cables de MT
Puestas a tierra
incorrectas
ORMAZABAL & MU
Introducción
a. Sistema objetivo
b. Fases del desarrollo
c. Punto de medida
d.HW desarrollado
e.HMI Interfaces
Sistema desarrollado
ORMAZABAL & MU5
20176 ORMAZABAL & MU
Sistema desarrolladoSistema objetivo
Fases del desarrollo
7 2017
Hard
ware
Soft
ware
Benchmarking Proof of Concept Industrial Prototype
ORMAZABAL & MU
Sistema desarrollado
8 2017
• Sistema compatible con acoplos inductivos y capacitivos
• Acoplo capacitivo Ormazabal ekorEVT-C (hasta 36kV)
▪ HF BW – 2 to 32MHz
▪ LF BW – 25 to 500 Hz
ORMAZABAL & MU
Punto de medida
Sistema desarrollado
9 2017
AFE
3x HF | 80MS/s | 14 bit
3x LF | 100kS/s | 10 bit
3x CAL/REF injector
Comms
GBE
Serial Port
GPS
Aux
RS232 / RS485
DI / DO
Leds
ORMAZABAL & MU
HW desarrollado
Sistema desarrollado
10 ORMAZABAL & MGEP 2017
HMI Interfaces: WEB
Sistema desarrollado
11 ORMAZABAL 2017
• SCADA / 104 / Modbus Integration
• Generación de alarmas
• Reporte de tendencias
HMI Interfaces: SCADA
Sistema desarrollado
a. Simulación
b. Implementación previa
c. Implementación en HDL Coder
d. Comparación resultados
e. Integración con el Zynq
f. Implementación software vs lógica
programable
Diseño, simulación e implementación en MATLAB
ORMAZABAL & MU12
13 2017
Se ha trabajado durante varios años (Ormazabal+MU) en el diseño y validación por simulación de:
- Modelos de propagación de cables de media tensión.
- Detección y clasificación de descargas parciales.
Simulación: Diseño y validación de algoritmos.
Diseño, simulación e implementación en MATLAB
ORMAZABAL & MU
14 2017
Procesamiento de hasta 24M muestras tomadas en 100
ms.
Filtrado, detección de picos, ventanas, etc.
DMA de las muestras de los ADC a la DDR externa.
Todo en software:
Varios segundos por canal de captura.
Lógica programable infrautilizada.
ORMAZABAL & MU
Implementación previa en C de los algoritmos de detección de descargas parciales
Diseño, simulación e implementación en MATLAB
15 2017
Se ha realizado la implementación desde MATLAB utilizando HDL Coder.
Se han utilizado los algoritmos originales (MATLAB) y el código C (MEX-file) como testbench.
Versión MATLAB de HDL Coder (sin Simulink).
ORMAZABAL & MU
Implementación FPGA empleando HDL Coder
Diseño, simulación e implementación en MATLAB
16 2017ORMAZABAL & MU
Comparación resultados entre MATLAB original, implementación en C y HDL Coder
Diseño, simulación e implementación en MATLAB
17 2017
Desarrollado periférico controlado por bus AXI (empleando HDL Coder) y código VHDL para escribir todos
los resultados por DMA a la DDR externa.
3 x HF ADCs
3 x LF ADCs
3 x DMA (Resultados)
Config
ORMAZABAL & MU
Integración con el PS del Zynq
Diseño, simulación e implementación en MATLAB
18 2017
Integración en un proyecto mucho más complejo como periféricos AXI
ORMAZABAL & MU
Integración con el PS del Zynq
Diseño, simulación e implementación en MATLAB
19 2017
Reducción del tiempo de cómputo x10.
Carga CPUs liberada para otro tipo de tareas.
Ocupación PL (FPGA) del 40% al 85% (7035)
Refresco de resultados en el servidor web cada ½ s
Implementación de coma fija, sacrificando precisión
por velocidad.
ORMAZABAL & MU
Implementación software (C) vs lógica programable (VHDL)
Diseño, simulación e implementación en MATLAB
a. Resumen
b. Ventajas de MATLAB y HDL Coder
Conclusión
ORMAZABAL & MU20
21 2017
Trabajo conjunto entre Ormazabal y MU en detección, localización y clasificación de
descargas parciales.
Simulaciones previas realizadas en MATLAB con capturas reales.
Implementación de sistema de detección de descargas parciales sobre plataforma
Zynq.
Realizada implementación en HDL Coder que permite reducir x10 el tiempo de
cómputo respecto a implementación en C.
ORMAZABAL & MU
Resumen
Conclusión
22 2017
Facilidad de simulación de algoritmos de procesado de señal en C, MATLAB y
VHDL.
Posibilidad de comparar de forma gráfica o numérica todas las señales en todos los
puntos del diseño tanto en el algoritmo MATLAB inicial como sus versiones en C o
VHDL.
Generación y validación automática de código VHDL.
Implementación en coma fija y su validación.
Trazabilidad de los algoritmos desde primeras simulaciones a implementación final.
ORMAZABAL & MU
Ventajas de MATLAB y HDL Coder
Conclusión
23 ORMAZABAL & MU
El proyecto OPTIMUS ha sido financiado por el ministerio de Economía y Competitividad
en la convocatoria “Retos Colaboración 2014”