Cal Poly Pomona es una universidad estatal ubicada en Pomona, California, con una extensión de 1400 acres y una matrícula de 30,000 estudiantes. La universidad requirió una modernización completa del sistema de distribución eléctrica de todo su campus.
Este proceso requirió hitos importantes como ingeniería y pruebas del sistema, pruebas de aceptación en fábrica, capacitación para operadores y documentación con el objetivo de eliminar cualquier problema durante la puesta en servicio inicial de la solución para una transición sin problemas para la universidad.
La oportunidad: Modernizar la distribución de energía del campus para necesidades de investigación y residenciales
El campus universitario alberga varios departamentos de investigación que realizan pruebas que requieren un nivel de calidad superior.
Aunque la energía es insuficiente, puede soportar cortes de energía breves si se mantienen mediante un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) local. Esto generó la necesidad de actualizar a conductores modernos, cuadros de distribución automatizados más fiables y una solución de interfaz hombre-máquina (HMI) de monitorización centralizada.
El desafío: garantizar la confiabilidad en una red de campus compleja
La infraestructura eléctrica de la universidad requería las siguientes capacidades para aumentar la confiabilidad:
- La capacidad de cambiar automáticamente entre fuentes de utilidad.
- La capacidad de aislar rápidamente cualquier falla en los tres circuitos del campus y restaurar la energía a todas las cargas
La capacidad de recibir alertas sobre eventos del sistema, recuperar datos de eventos, monitorear la posición del conmutador y la topología del alimentador y controlar el equipo de forma remota antes de cortes planificados.
La fiabilidad de las cargas eléctricas del campus era de suma importancia. En caso de fallo en el…
bucle, el sistema necesitaba evitar que todo el campus experimentara cortes prolongados, ya que el tiempo
El tiempo que tarda el equipo de mantenimiento en localizar, aislar y solucionar el problema suele ser considerable. Para mejorar
Para lograr la eficiencia, el sistema debía permitir la supervisión y el control centralizados de la aparamenta, así como
proporcionar acceso a informes de eventos, particularmente en casos donde se dispara una toma de carga del transformador.
Este fue un proyecto complejo que implicó la integración de múltiples sistemas, y todos ellos debían estar
Puesta en servicio eficientemente durante la construcción para mantener el cronograma del campus. Conjunto eléctrico G&W
Para reemplazar todos los tableros de distribución antiguos con sistema de montaje en pedestal en el sistema de distribución con un nuevo sistema de automatización
que proporcionaría un suministro continuo de energía a todas las instalaciones del campus. La monitorización central y la HMI
El sistema también necesitaba la capacidad de ampliarse fácilmente para manejar cualquier plan de la universidad para el futuro.
La solución: el enfoque integral de G&W Electric para la distribución de energía
G&W Electric pudo brindar una solución integral para abordar los complejos problemas de la universidad.
requisitos a través de la integración de LaZer® Power Grid Automation, tableros de distribución con aislamiento dieléctrico sólido y relés Hitachi.
Los interruptores blindados existentes en la subestación universitaria se sometieron a actualizaciones de relés, lo que permitió
Comunicación y control con el sistema HMI del Campus del Sistema de Automatización LaZer®. G&W Electric proporcionó la lógica y la red para garantizar que los relés que controlan los interruptores blindados pudieran implementar un esquema de restablecimiento de la red principal en caso de un corte de suministro eléctrico.
La comunicación entre relés, mediante el protocolo de mensajería IEC61850 GOOSE, abierto y no propietario, garantiza la confirmación del aislamiento de energía defectuoso y el cierre del interruptor de enlace para restablecer la energía al resto del campus. Además, todos los interruptores y relés de la aparamenta blindada existente se integraron en el software HMI del Campus del Sistema de Automatización LaZer® para la monitorización y el control remotos mediante el protocolo DNP3. G&W Electric se asoció con Survalent para crear el paquete de software HMI y del Sistema de Automatización LaZer®, enfocado en proporcionar a los campus monitorización, control y localización de fallas, aislamiento y restauración del servicio (FLISR) centralizados para aumentar la fiabilidad.
El nuevo sistema contaba con tres bucles de distribución que se originaban en la subestación y constaban de 27 G&W.
Unidades de distribución tipo pedestal con aislamiento dieléctrico sólido Electric Trident®.
Estos estaban equipados con relés Hitachi, sensores de corriente y voltaje, interruptores magnéticos capaces de aislar fallas en 3-4 ciclos y equipos de comunicación para monitoreo y control en tiempo real. Los interruptores magnéticos garantizan el aislamiento de fallas y el restablecimiento de la energía a todas las cargas en aproximadamente 20 ciclos.
Prueba de aceptación en fábrica (FAT)
Antes de la implementación, CalPoly colaboró con G&W Electric para participar en una Prueba de Aceptación de Fábrica (FAT) de la solución de automatización LaZer®. Durante la FAT, se mapearon, probaron y documentaron todos los puntos de la aparamenta para minimizar el tiempo, el costo y los errores de la puesta en servicio. Esto representa una ventaja significativa al contar con un solo proveedor involucrado en la integración del sistema in situ. La FAT fue útil para evaluar la funcionalidad completa del sistema, intentar detectar fallos e implementar mejoras en los esquemas de automatización.
Monitoreo y control de energía mejorados: diseño de estaciones de trabajo HMI y redes de comunicación
G&W Electric también diseñó y construyó gabinetes para estaciones de trabajo HMI, que se instalarán tanto en la subestación como en las oficinas del departamento de instalaciones. Estas estaciones incluyen servidores redundantes que se sincronizan continuamente para evitar tiempos de inactividad. Los switches Ethernet administrados desde iS5 dirigen el tráfico de comunicación y protegen la red.
Características clave del diseño de la red de comunicaciones
- La comunicación entre el tablero de distribución montado en pedestal Trident y las estaciones de trabajo se mantiene a través de un anillo de fibra óptica.
- Los conmutadores Ethernet y las rutas de comunicación redundantes garantizan una conectividad constante y alertas inmediatas si una ruta se ve comprometida.
- Se configuraron varios usuarios para acceder al software para monitorear únicamente, monitorear y controlar, o realizar modificaciones.
- Se personalizaron varias pantallas según las necesidades de la empresa de servicios públicos y las preferencias del operador para ver la información.
lo más eficientemente posible.
Localización de fallas, aislamiento y restauración del servicio:
El sistema puede alternar entre modo automático (habilitando operaciones LOV o FLISR) y modo manual. También es posible retirar los interruptores individuales del esquema de restauración automática durante las tareas de mantenimiento. En caso de fallo, solo se dispara el interruptor más cercano a la falla, mientras que las señales de bloqueo mediante mensajes GOOSE IEC61850 se envían a la fuente, lo que garantiza que el menor número posible de cargas sufran interrupciones.
El esquema de aislamiento y restauración identifica el segmento de línea con falla y envía una orden al cuadro de distribución correspondiente para aislarlo completamente. Finalmente, si la fuente de alimentación alternativa está en buen estado, el interruptor de punto abierto del bucle recibe una orden de cierre para restablecer la alimentación a todas las cargas del bucle.
El resultado: Un proyecto llave en mano con una implementación fluida y eficiente
El proyecto llave en mano se completó a tiempo y se puso en marcha y probó con éxito en el sitio.
Toda la lógica FLISR y el funcionamiento de los bucles, así como las estaciones de trabajo HMI, se probaron completamente en el
fábrica antes del envío. Este enfoque redujo significativamente el tiempo de puesta en marcha, ya que cualquier hardware o
Los problemas de configuración se resolvieron antes de la entrega en el sitio, lo que permitió que el equipo de puesta en servicio se centrara en
puntos de conexión y comunicación de red.
El personal de las instalaciones del campus recibió capacitación sobre todos los aspectos del sistema, incluyendo la aparamenta Trident, los relés, la comunicación y el software Survalent. El uso de un solo proveedor para todo el alcance permitió que la capacitación abarcara la interacción entre los diferentes equipos y la resolución de problemas. Se impartió capacitación integral adicional sobre el sistema a un público más amplio durante las pruebas de aceptación y la puesta en servicio en el sitio.
Afortunadamente, el campus no ha experimentado ninguna falla ni interrupción del suministro eléctrico desde la puesta en servicio del sistema. El personal de las instalaciones ha valorado enormemente la monitorización de la topología de su sistema, incluyendo si los interruptores están abiertos o cerrados, a diferencia de su anterior proceso de documentación manual.
