Imagen 1. Restauradores automáticos de circuitos trifásicos NOJA Power en el estadio Castelão de Brasil, anfitrión de Brasil vs México y Alemania vs Ghana en el torneo de la Copa Mundial de la FIFA.

La automatización de las redes de distribución de electricidad proporciona beneficios económicos sustanciales para las compañías de servicio eléctrico y para la sociedad en general.

La ubicación efectiva de las fallas y el restablecimiento de energía en la mayoría de los casos es un algoritmo, que la optimización de la confiabilidad del suministro y proporciona una capacidad de recuperación efectiva ante las fallas en la red.

Las técnicas para realizar la automatización de las redes de distribución son diferentes, y aunque los méritos de la automatización pueden ser elogiados como «modernización de la red», la implementación de esquemas de automatización, si es ejecutada cuidadosamente, puede generar grandes beneficios para las empresas de servicio eléctrico.

En el contexto de la distribución de electricidad, la Automatización del Sistema de Distribución (DSA, por sus siglas en inglés) se puede resumir en la automatización del Recierre (de interruptores automáticos) y la conmutación (de interruptores bajo carga o aisladores), con el objetivo de restaurar la energía al mayor número de clientes de forma segura en el menor intervalo de tiempo.

Este artículo es el primero de una serie, cubriendo las numerosas técnicas de automatización de redes de distribución disponibles para los ingenieros de las empresas de servicio eléctrico.

Esquema ACO 

El caso más elemental es el de un esquema de cambio automático de suministro (ACO, por sus siglas en inglés), sin comunicaciones peer to peer (P2P). Hoy, exploramos las técnicas, evaluamos sus costos, beneficios y limitaciones de este esquema sencillo logrado con restauradores y sin necesidad de comunicaciones.

Imagen 2: Esquema ACO sencillo.  

En este caso se utiliza la detección de voltaje tanto en el lado fuente como en el de carga del restaurador, que es una característica disponible como estándar en el sistema de los restauradores OSM de EPRECSA – NOJA Power.

Lógicamente, la intención es mantener siempre disponible el suministro de energía para la carga crítica. Por lo tanto, el restaurador 1 (fuente preferente), permanece cerrado. En esta condición, el restaurador 2 estará normalmente abierto (NA) y tendrá voltaje en sus seis terminales.

Si la fuente preferente falla, el Restaurador 1 puede detectar esta condición y abrirse. El restaurador 2 detecta la pérdida de suministro (LSD) e inicia un temporizador antes de cerrar la fuente emergente.

Para evitar la retroalimentación en el suministro 1, el único criterio necesario es que el restaurador que abra sea más rápido que el que cierre. En este caso, el restaurador 1 debe dispararse por bajo voltaje (UV3) antes de que se cierre el restaurador 2 para restablecer la energía.

Los restauradores OSM de EPRECSA – NOJA Power pueden configurarse para ejecutar las maniobras de retorno de forma automática si se abren debido a la pérdida de suministro, como el caso del restaurador 1 mencionado anteriormente.

Ventajas:

Las principales ventajas de este sistema son la simplicidad y el costo: no es necesario utilizar sistemas de comunicaciones para implementar la automatización, solo se requiere de 2 restauradores para controlar la conmutación.

El término «carga crítica» también es bastante amplio, no solo podría ser la carga de un solo edificio, como un hospital, sino que este método se ha aplicado para el suministro a suburbios o ciudades enteras, donde se cuenta con dos interruptores de alimentación en ambos extremos de la ciudad, que operan en conjunto detectando la presencia de voltaje y permiten cambiar de fuente en caso de falla del suministro preferente.

Desventajas:

La desventaja principal es que si hay una falla entre los restauradores automáticos y la carga, el sistema de restablecimiento causará un cierre adicional con falla y, por lo tanto, una re-energización de la misma.

Este es un tema común para los esquemas de automatización que no tienen comunicaciones, pero si este intento de cierre adicional es tolerable para el escenario, entonces el sistema de automatización puede ser altamente efectivo para mejorar la confiabilidad de la red.

Otro posible desafío es la capacitación del personal operativo para comprender que abrir un interruptor automático, particularmente para trabajos en la línea, puede hacer que otro interruptor se cierre y energice el circuito. En nuestra experiencia, esto se maneja bien a través de señalización y enclavamientos en el punto del cubículo de control.

Otra opción es tener comunicaciones centralizadas en ambos dispositivos, lo que permite a los operadores deshabilitar la automatización de forma remota antes de que comience el trabajo, pero esto agrega complejidad y costo. Este punto lo publicaremos en nuestro siguiente artículo.

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“Los restauradores son los pilares fundamentales clave para las redes inteligentes. Los clientes que inviertan en la implementación de restauradores en su red mejorarán la confiabilidad. Agregar la automatización con base en la lógica integrada en los dispositivos, establecida en la comunicación centralizada o la automatización utilizada en la comunicación peer to peer (P2P), es posible paso a paso una vez que se han implementado las características fundamentales del restaurador». – comenta el Director General de EPRECSA – NOJA Power.

Únase a nosotros la próxima semana en nuestro siguiente artículo para explorar una nueva topología de automatización de las redes de distribución.

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.