IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - January/February 2022 - 86

La localización rápida y precisa de las fallas es fundamental para
las largas líneas de transmisión que atraviesan terrenos difíciles de
vigilar, lo que se vuelve crítico durante la temporada de incendios.
PDC y FCP se combinan en un controlador de automatización
de última generación.
En la figura 7 se muestra la interconexión general de los
componentes del sistema de FCP. Cada instalación de IED
de circuito se comunica con un nodo transceptor de radio
receptor en una subestación, como en la figura 5. El nodo
de radio intercambia paquetes de datos Ethernet con el PDC
y la red Ethernet con un controlador de automatización del
esquema en tiempo real, la PMU del relé de la subestación y
la interfaz de comunicación SCADA. En algunas instalaciones,
el controlador del esquema se comunica directamente
con el sistema SCADA de distribución, desempeñando su
propia función de unidad terminal remota SCADA. En
algunas instalaciones de FCP, el PDC concentra y transmite
toda la matriz de datos de PMU del circuito a través de un
canal de retorno de banda ancha a un servidor del centro
de datos de la red de área amplia (figura 5). Estos registros
completos de medición de la PMU están a disposición
de los ingenieros para la observación del circuito casi en
tiempo real, el análisis de los eventos y su almacenamiento,
así como para el desarrollo de otras aplicaciones de la PMU
de distribución, como el monitoreo del perfil de tensión y
corriente del circuito.
Funcionamiento del esquema
El controlador recibe un nuevo conjunto de tramas fasoriales
a través de un circuito monitoreado 30 o 60 veces/s. Con
cada nueva trama, el controlador ejecuta una secuencia de
cinco algoritmos que analizan las relaciones de tensión trifásica
mediante una serie de tiempos de la trama. la apertura
de un conductor produce un cambio único en las relaciones
entre las magnitudes y los ángulos de la tensión fásica. Por
ejemplo, en la figura 8 se muestra cómo una extracción compuesta
de los ángulos de las tensiones trifásicas (ángulos de
tensión de secuencia negativa y cero) a lo largo del circuito
encierra la localización de una apertura.
En el momento de una apertura, los ángulos extraídos
cambian de posición, presentando una diferencia característica
entre los ángulos a ambos lados de la ruptura. La comparación
de estos ángulos extraídos a lo largo del circuito y
de varios intervalos de trama del sincrofasor proporciona una
indicación confiable de la sección con el conductor roto y
activa un comando de disparo GOOSE a los dispositivos de
conmutación más cercanos a cada lado de la ruptura. El controlador
envía una alarma SCADA al centro de control para
alertar a un operador sobre los detalles del aislamiento de FCP
de una cable abierto. Esto provoca una respuesta inmediata de
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campo para investigar la sección de circuito abierto, reparar la
rotura y restablecer el servicio. Los expertos de FCP realizan
un análisis posterior a los registros históricos de los sincrofasores
y de los eventos para garantizar que el sistema funcionó
correctamente y orientar las mejoras del algoritmo.
Se han desarrollado cinco algoritmos en extensas pruebas
de laboratorio en una simulación digital en tiempo real
de un alimentador real con cargas variables, desbalances y
fuentes de energía conectadas a través de inversores, como
la generación residencial y comercial fotovoltaica que es
omnipresente en el sistema de distribución de SDG&E.
Cada algoritmo tiene la mayor capacidad de detección para
determinadas condiciones de funcionamiento. Para toda la
gama de carga del circuito, el desbalance de la carga y la
generación fotovoltaica en niveles altos y bajos, múltiples
algoritmos pueden detectar una apertura en el conductor.
El régimen de pruebas también demostró la seguridad, o la
resistencia al funcionamiento no deseado, para los eventos
de conmutación normales y los desbalances de la conmutación
de la carga monofásica y los desajustes de las tomas del
regulador de tensión.
En el caso de las fallas, la activación del control de los
relés y los reconectores bloquea la FCP para que los relés
y los dispositivos de protección contra fallas de un circuito
puedan ejecutar decisiones de disparo debidamente localizadas
y temporizadas. La experiencia de las primeras pruebas
de campo con la FCP condujo a la inclusión de un algoritmo
que detecta la formación de arcos de corriente a partir de
un aislamiento deficiente de los aparatos, lo que bloquea el
funcionamiento de la FCP a partir de la alteración de la tensión,
al mismo tiempo que se activa la alarma para detectar
los problemas de los aparatos que se deben reparar. Estas
señales de arco habían quedado ocultas en las mediciones de
SCADA y de los relés, por lo que aportan un valor adicional
al esquema de FCP.
Experiencia y planes de despliegue
La experiencia adquirida hasta la fecha con el despliegue de
FCP ha demostrado que un diseño, una ingeniería, una construcción
y una puesta en marcha de recursos bien coordinados
pueden lograr un despliegue eficiente en un territorio de
servicio. En la actualidad, la FCP está funcionando en siete
circuitos de distribución, y hay docenas más en desarrollo.
Más adelante, SDG&E tiene previsto desplegar la FCP en
más de 150 circuitos de distribución. Se pondrán en servicio
miles de IED con PMU para recopilar mediciones de todos
esos circuitos.
enero/febrero 2022
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