DESAFÍO:
Una importante empresa de servicios públicos del Medio Oeste se ha centrado en la automatización para garantizar un suministro eléctrico fiable a sus clientes. Durante años, ha incorporado un sistema SCADA para la monitorización de líneas de transmisión y subestaciones de distribución. Como mejora adicional, la empresa decidió empezar a construir redes inteligentes para las ubicaciones de sus bucles de red. En un proyecto reciente, la empresa eligió una ubicación rural remota que experimentaba frecuentes cortes de suministro. Estos cortes se debían a que las líneas eléctricas aéreas discurrían cerca de árboles maduros, donde las ramas rotas por el viento, la lluvia, la nieve y el hielo representaban una gran molestia. Enviar equipos de reparación a estas ubicaciones remotas tardaba más de lo previsto. La empresa decidió automatizar el bucle para crear un sistema de Detección, Aislamiento y Restauración de Fallas (FDIR). El sistema debía ser autosuficiente y capaz de proporcionar datos al sistema SCADA principal, ubicado a varios estados de distancia. Además, requería un tiempo máximo de reconfiguración de 90 segundos.
SOLUCIÓN:
Tras investigar la última tecnología en automatización, la empresa de servicios públicos seleccionó la solución de automatización Lazer® prediseñada de G&W Electric, que utiliza reconectadores Viper®-ST de G&W Electric con controles Schweitzer Engineering, modelo SEL 651R, y un procesador central SEL 3351. El 3351 se utilizó para reconfigurar automáticamente los controles del reconectador según fuera necesario para maximizar la eficiencia del aislamiento de una sección con falla.
3351 estaba ubicado en la subestación alimentadora para que pudiera interconectarse fácilmente con la red SCADA de servicios públicos.
Se instalaron cinco reconectadores en puntos específicos del bucle para proteger las secciones con mayor incidencia. Cuatro de los Viper-ST se configuraron como normalmente cerrados, mientras que el quinto se configuró como normalmente abierto (véase la Figura 1). Además del sensor de tensión interno del Viper-ST, todos contaban con transformadores de potencial a cada lado del reconectador para detectar pérdidas de tensión y alimentarlo si una de las líneas quedaba aislada. Se utilizaron radios que comunicaban con el protocolo DNP para conectar cada reconectador con el procesador central 3351 de la subestación.
Los controles del reconectador se programaron con cinco grupos de ajustes diferentes que el SEL 3351 podía modificar según el estado del circuito (p. ej., pérdida de comunicación, aislamiento de falla, restablecimiento de línea, etc.). Esta posibilidad de programar diferentes parámetros de escenario para cada reconectador permitió que el sistema de restauración funcionara incluso si se perdía la comunicación con el procesador central.
Al detectarse una falla, el primer reconectador que la detectó se reconectaba tres veces para intentar liberar la línea. Si la corriente de falla persistía, se abría. Durante este proceso, el SEL 3351 central recibía alertas sobre la condición de falla y cuáles reconectadores la habían detectado. Tras la apertura del Viper-ST en proceso de reconexión, el SEL 3351 indicaba al otro reconectador más cercano a la falla que abriera y aislara la sección afectada. Una vez aislada la falla, dependiendo de la ubicación en el circuito, el reconectador normalmente abierto se cerraba para restablecer la energía a la mayor parte posible del sistema. El tiempo máximo requerido para reconfigurar el circuito estaba dentro del requisito de 90 segundos.
CONCLUSIÓN:
La empresa de servicios públicos optó por G&W Electric por varias razones. En primer lugar, los reconectadores Viper fueron diseñados para funcionar directamente con los controles SEL, lo que facilitó su instalación. La combinación de control Viper y SEL de G&W Electric fue una solución de eficacia comprobada durante muchos años. El paquete de restauración automática Lazer ofreció una solución prediseñada y probada en fábrica. Representantes de G&W Electric y SEL estuvieron presentes para la puesta en marcha y las pruebas del sistema. La empresa ya estaba familiarizada con los controles SEL gracias a otras aplicaciones de protección de sistemas, lo que facilitó la capacitación adicional del personal operativo. Finalmente, la solución Lazer pudo funcionar completamente incluso en caso de pérdida de comunicación. Todo esto contribuyó a la tranquilidad del personal de la empresa.
