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Subestaciones digitales modernizarían sector eléctrico

Aunque en Colombia se ha implementado poco esta infraestructura para subestaciones eléctricas –debido a la incertidumbre sobre el impacto que tendría en el tiempo de respuesta para mitigar las fallas del sistema–, los retardos pueden ser admisibles para la operación.

Bogotá D. C., 09 de mayo de 2019Agencia de Noticias UN-

Una subestación eléctrica es el punto donde la energía se distribuye hacia diferentes sectores. Fotos: archivo Unimedios.

En el país solo hay unos cuatro proyectos digitales entre las más de 500 subestaciones que existen.

Operación de una protección eléctrica convencional vs. IED.

La protección digital opera en un tiempo entre 10 y 20 % superior a la convencional.

Actualmente las subestaciones eléctricas realizan muchos de sus procesos mediante señales enviadas por cable de cobre.

A esta conclusión llegó Oscar Andrés Tobar Rosero, magíster en Ingeniería - Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Medellín, quien a partir de un proyecto de investigación ejecutado para el grupo empresarial multilatino ISA SA, evaluó el tiempo de respuesta de los sistemas de protección en subestaciones eléctricas con “bus de proceso”.

El bus es un medio más complejo por el cual se transmiten digitalmente las señales de corriente y voltaje a partir de las cuales operan los equipos de control y protección en la subestaciones eléctricas.

“En cada segmento de red que tiene una derivación en el sistema eléctrico de potencia colombiano existe una subestación eléctrica; es el punto donde la energía se distribuye hacia diferentes sectores y se convierte en caso de que se requiera aumentar o reducir la magnitud del voltaje”, explica el investigador.

Agrega que en los últimos cincuenta años dichos sistemas han cambiado poco, a excepción de las nuevas aplicaciones de tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) en los sistemas de protección.

Tales sistemas se encargan de sensar las variables que atraviesan la subestación, para tomar medidas de protección que mitiguen el impacto de las posibles fallas en el sistema, evitando su deterioro por sobrecargas, fallas de voltaje, de corriente o de frecuencia, entre otras, lo cual podría desencadenar incluso en apagones de gran magnitud.

“Una subestación digital según el estándar IEC 61850 se podría segmentar en dos partes fundamentales: el ‘bus de proceso’ y el ‘bus de estación’; este último es un poco más aceptado en el mundo por la facilidad de maniobra de las señales binarias o booleanas que usa.

Mayor confianza

Con su estudio, el magíster espera generar mayor confianza en el uso de esta infraestructura en el país, donde hoy solo hay unos cuatro proyectos entre las más de 500 subestaciones que existen, es decir que su implementación es de menos del 1 %.

“Vimos que uno de los principales limitantes para avanzar en la implementación de esta tecnología es el miedo de las empresas sobre lo que ocurrirá con esas señales cuando se lleve a cabo su proceso de digitalización, encapsulado y transmisión mediante una red informática hacia los diferentes dispositivos con los cuales van a operar”, señala el ingeniero.

Para esto diseñó una arquitectura de comunicación que emulara el proceso que se da en una subestación convencional y en una digital para realizar pruebas de forma simultánea y verificar si los tiempos de respuesta de la protección eléctrica realmente aumentaban por la digitalización de las señales.

“Se obtuvo que, como era de esperarse, el equipo convencional –que utiliza señales análogas eléctricas de corriente y voltaje– operó en menos tiempo que el dispositivo electrónico inteligente (IED). Esto es razonable debido al procesamiento de la señal y una transferencia de esta hacia otro dispositivo, que involucra un retardo de tiempo”, detalla el investigador Tobar.

No obstante, ese retardo se comparó entre los dispositivos en prueba, y se concluyó que no tiene un impacto importante en el tiempo final de operación de estos: “la protección digital opera en un tiempo entre 10 y 20 % superior a la convencional, lo cual, a la hora de proteger el sistema, no es significativo”, asegura el ingeniero.

Hacia la modernización del sistema

Para el investigador, cuando exista la confianza suficiente para implementar el bus de proceso y se garantice que el tiempo de respuesta de las protecciones eléctricas no se verá afectado, la infraestructura eléctrica del país evolucionará considerablemente y se encaminará en el entorno de las redes inteligentes. Ello aplicando las TIC desde las subestaciones eléctricas y expandiéndose hacia todo el sistema de potencia colombiano.

Actualmente las subestaciones eléctricas realizan muchas de sus conexiones de gestión, control y supervisión mediante señales enviadas por cable de cobre, lo que implica grandes gastos en material, además de altos riesgos eléctricos para el personal que esté en los alrededores. Este es uno de los cambios más relevantes que se obtendrá con la aplicación de TIC que hacen las subestaciones digitales.

(Por: fin/ALP/MLA/LOF
)
N.° 226

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