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subestaciones sobre la degradación gradual en tiempo real
del rendimiento del sistema de retransmisión de protección.
Esta capacidad, cuando se combina con el centro de monitoreo y diagnóstico de la salud de los activos de última generación, podría ayudar a mitigar el riesgo de prolongar las
condiciones de falla que causan fallas importantes, como en
los casquillos de los transformadores, y reducir así cualquier
costo asociado a la reparación y el reemplazo.

Subestación digital
Como un gran paso hacia la mejora de sus capacidades
digitales, NYPA ha iniciado varias implementaciones de
subestaciones digitales utilizando proyectos de varias escalas y alcances. El concepto de subestación digital implica
la digitalización de una parte del sistema secundario de la
subestación, eliminando la mayoría de los circuitos secundarios analógicos entre los transformadores de los instrumentos y los relés de protección. CEI 61850, Estándar para
Redes y Sistemas de Comunicación en Subestaciones, es el
marco sobre el cual se construye una subestación digital.
Al conectar las diversas piezas del equipo de campo, como
los disyuntores, los relés de protección, los transformadores
de corriente (TC) y los transformadores de potencial (TP)
mediante cables de fibra óptica, se simplifica la disposición
de la subestación, se mitigan varios problemas de seguridad
y la implementación se hace más rentable en el caso de la
construcción de una nueva subestación.
La red óptica CEI 61850 funciona con el protocolo
Ethernet. Dentro de este marco, las señales tradicionales de
estado y comando se transmiten usando un evento genérico
de subestación orientado a objetos (GOOSE, por sus siglas
en inglés). GOOSE es un formato específico de datos que
permite transmitir señales de estado de protección en 4 ms.
Es esencial para garantizar el funcionamiento confiable y sin
demoras de los IED interconectados.
El gráfico 3(a) y (b) muestra la estación con redundancia
doble y el nodo de proceso en una subestación digital, lo que
proporciona una mayor confiabilidad para las subestaciones
más importantes en comparación con un nodo de proceso
único. Los sistemas de nodo de la estación y de proceso se
implementan mediante conmutadores Ethernet externos,
conectados entre sí en una configuración de anillo. El nodo
de la estación permite el intercambio de señales entre los IED
a nivel de la bahía y el control de la estación, mientras que
el nodo de proceso permite la comunicación entre los IED a
nivel de la bahía y los dispositivos de campo, transductores y
otros equipos. Las unidades de fusión (MU, por sus siglas en
inglés) se utilizan para recoger señales de diversos equipos
de campo, incluidos los TC y los TP. Estas señales luego son
digitalizadas y transmitidas a través del nodo de proceso a
otros dispositivos como valores recogidos (SV, por sus siglas
en inglés). La unidad de fusión es la interfaz entre las señales
analógicas tradicionales y los relés de protección digitales y
otros IED. A diferencia de la metodología editor/suscriptor
utilizada por los protocolos GOOSE y SV, el protocolo de
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especificación de mensajes de fabricación (MMS, por sus
siglas en inglés) se basa en un mecanismo cliente/servidor y
se utiliza normalmente para intercambios de información de
nivel superior uno a uno, como los que se realizan entre una
subestación y un sistema de control y adquisición de datos
de supervisión.
Actualmente, hay tres proyectos en curso que buscan
incorporar arquitecturas de subestaciones digitales en las
subestaciones de transmisión existentes. La primera implementación es el sistema de monitoreo y control automatizado
del patio de maniobras que se está instalando en el patio de
maniobras de 115 kV del Proyecto Eléctrico Robert Moses
Saint Lawrence, una de las principales plantas hidroeléctricas de NYPA. El proyecto implica la implementación de un
nodo de proceso del GOOSE y la mensajería del GOOSE
entre los relés y las estaciones de MMS, manteniendo al
mismo tiempo las tradicionales conexiones por cable entre
el edificio de los relés y los TC y TP del patio de maniobras. Un segundo proyecto, que ya se ha encargado y está
en funcionamiento, consiste en instalaciones de TC de fibra
óptica y la implementación de una red de SV en la subestación Fraser Annex, ubicada en el centro de Nueva York.
La subestación alberga una batería de condensadores en
serie que funciona en un corredor de transmisión de 345 kV.
Por último, se está trabajando actualmente en un proyecto
más amplio de la CEI 61850 como parte de una importante
mejora de una subestación de 115 kV en el norte de Nueva
York. El proyecto incluye instalaciones ópticas de TC y TP
para relés de protección de líneas, la instalación de unidades
de fusión de campo y la implementación de los esquemas SV
y GOOSE tanto en el proceso como en la disposición de los
nodos de las estaciones.
La subestación digital ofrece las siguientes ventajas
frente a una disposición convencional:
✔✔ instalación más fácil y sencilla (mucho menos cableado)
✔✔ interoperabilidad entre los dispositivos de diferentes
fabricantes
✔✔ mejor confiabilidad
✔✔ mejor precisión de medición y registro de información
✔✔ mejor puesta en marcha y operaciones
✔✔ fácil incorporación de modernos sensores electrónicos
de TC y TP.

Despliegue de las PMU en toda la zona
El propósito de este proyecto, iniciado en 2016, fue instalar
nuevas PMU que ampliaran la observabilidad del sistema en
la red de PMU existente, y también reemplazar varios dispositivos antiguos instalados a principios de la década de 1990.
Estas PMU proporcionan valiosos datos de los fasores, que
sirven para mejorar el monitoreo y el funcionamiento de la
red en tiempo real y, cuando se combinan con otras herramientas de análisis y control, ayudan a aumentar los flujos
de potencia en las interfaces existentes, aliviar la congestión
y mejorar la confiabilidad de la red.
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Table of Contents for the Digital Edition of IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2020

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