Automatización III – Automatización distribuida.

Construyendo una red inteligente, sin comunicaciones

Imagen 1

En el artículo anterior de nuestra serie sobre la automatización de las redes de distribución, cubrimos el caso sencillo de un esquema de intercambio automático de suministro (ACO), utilizando la detección de voltaje a cada lado del restaurador EPRECSA – NOJA Power, y algunos controles lógicos para detectar qué hacer.

Esta técnica altamente efectiva permite la automatización del cambio de suministro de energía para cargas críticas y proporciona una gran confiabilidad cuando la infraestructura de comunicaciones no está disponible. A pesar del valor económico de tal configuración, el principal inconveniente es el cierre adicional ante un escenario de falla, cuando la misma está en el lado de la carga del restaurador.

Naturalmente, nuestra resolución a esto es un solo paso adelante en complejidad, integrando un enlace de comunicaciones punto a punto (P2P) entre los dispositivos. Este método es la forma más común de automatización, tanto es así que el conjunto de características implementadas del esquema «ACO» en el sistema del restaurador EPRECSA – NOJA Power están disponibles como estándar en cada unidad.

Este sistema permite un enlace P2P entre los restauradores para compartir datos sobre fallas o calidad de la energía, abordando los dos inconvenientes clave de los esquemas sin comunicaciones:

• Mitigar el riesgo de un cierre ante un escenario de falla en el lado de la carga y
• Facilitar el control total del sistema de automatización en una sola ubicación.

Con esta base en los casos de automatización básica, llegamos al tema de esta semana.

Automatizar redes en anillo sin comunicaciones

Nuestro primer caso de estudio que demuestra la automatización de redes inteligentes sin comunicaciones es un concepto que se puede aplicar a la red más amplia, considerando los escenarios de interconexión que puedan suceder. Cuando se considera el diseño de redes confiables de distribución, se usa comúnmente la topología de red tipo «Anillo».

Imagen 2. Topología de la red tipo anillo

La red tipo anillo permite aislar de forma efectiva un punto de interconexión de un alimentador con falla, utilizando el punto de enlace, en este caso el restaurador 3, el cual deberá cerrar hacia la ubicación de la falla. Por ejemplo, supongamos que la falla ocurre entre los restauradores 1 y 2, una red que se vuelve a conectar manualmente aislando la falla y restaurando el suministro, quedaría de la siguiente forma:

Imagen 3. Estado de una falla aislada.

En un retorno manual de la maniobra, el operador primero deberá verificar que el restaurador 1 se encuentra abierto debido a una falla permanente. El método principal es cerrar el restaurador enlace (No. 3). Siempre que la protección direccional sea configurada correctamente, el restaurador 2 sería la unidad más cercana a la falla, disparando más rápido que los equipos aguas arriba, aislando de forma efectiva la sección con falla en la línea.

Si el cerrar con una falla puede ser considerado una operación de bajo riesgo, el método principal mencionado en el párrafo anterior sería el más simple para automatizar. Es funcionalmente similar al esquema de intercambio automático de suministro (ACO) sin comunicaciones analizado en nuestro primer artículo, lo que permite una mayor confiabilidad del suministro sin comunicaciones, pero a costa de un cierre adicional con falla durante cada restablecimiento.

En el caso de una pérdida de suministro de cualquiera de las fuentes, no se produce un cierre adicional en caso de falla, y el esquema de automatización proporciona una mayor confiabilidad.

¿Cómo implementar?

Usando el mismo principio de detección de voltaje en cada lado del restaurador explorado en nuestro artículo I, podemos aplicar esta lógica a los restauradores en un esquema tipo anillo para detectar y aislar fallas rápidamente. El único costo en este escenario es que las condiciones de falla ocasionarán un cierre adicional sobre la misma.

Si bien esto puede parecer un inconveniente significativo, las normas vigentes de restauradores permiten un máximo de 4 operaciones de protección en un ciclo completo, y con la automatización, los equipos pueden cerrar considerando la opción de «un disparo para bloqueo» (que se puede lograr de manera estándar con los restauradores OSM de EPRECSA – NOJA Power), de esta forma es posible limitar la secuencia de operación de protección a un máximo de 3 recierres y seguir cumpliendo con las especificaciones, evitando romper las regulaciones locales.

Conclusión:

En aplicaciones donde la infraestructura de comunicaciones no es confiable para la automatización o se permite un cierre adicional ante una falla, entonces la automatización de la distribución sin comunicaciones puede ser una práctica altamente efectiva.

Si bien esta práctica conlleva un cierre adicional ante una falla, la confiabilidad y la remuneración económica son excepcionales sin depender de las comunicaciones, lo que hace que esta sea una implementación muy popular de una Red Inteligente.

«Esta serie de artículos han demostrado que la automatización puede ser un proceso paso a paso, que invierte en los bloques de construcción durante un periodo de años en conjunto con los presupuestos de capital disponibles, comenzando con restauradores para proteger la red» – mencionó el Director General de EPRECSA – NOJA Power.

En nuestra próxima edición, cubriremos las sutilezas de la coordinación de protecciones utilizada en este tipo de esquemas de automatización de redes inteligentes en modo anillo.

En caso de requerir más información sobre el restaurador OSM de EPRECSA – NOJA Power, Contacte a: j.sainz@eprecsa.mx / f.sainz@eprecsa.mx o visita nuestra página: www.eprecsa.mx.