Los reconectadores como equipos híbridos en la red de distribución moderna

¿Porqué alguien en su sano juicio utilizaría un reconectador como seccionalizador? Para responder a esta pregunta, es necesario reconocer las claves e importancia (función) que tiene esta tecnología para la red de distribución eléctrica moderna.

Reconectadores
Diagrama 1 : Diagrama de una línea de alimentación de anillo con Reconectadores.

 

Los equipos de interrupción en las modernas redes de distribución son una maravilla de la ingeniería, están diseñados para operar en condiciones de alta exigencia por más de 30 años.

El Reconectador ha sido la mejor solución para las redes de distribución desde su invención, si bien el concepto de recierre ha variado poco en los últimos años, el control del reconectador ha evolucionado exponencialmente siendo en la actualidad computadores industriales que incluyen la unidad terminal remota de SCADA (Remote Terninal Unit o RTU), el control de operación del equipo y el relé de protección con la totalidad de las funciones y curvas normalizadas.

Algunos desarrollos han sugerido que el Reconectador puede funcionar como un Seccionalizador. Este concepto se considera teóricamente posible en el control de un Reconectador, pero es confuso en términos de su aplicación práctica en las redes.

¿Por qué se utilizaría un equipo tan valioso como un Reconectador y se lo limitaría a actuar como un Seccionalizador?

En las modernas redes de distribución, esta aplicación está tomando fuerza y es definitivamente el momento de analizar tal situación. Posiblemente un interruptor híbrido, o sea un equipo que pueda actuar como reconectador, seccionalizador y como seccionador bajo carga, sea la solución ideal para éste gran desafío.

En primer lugar, es conveniente explorar el rol clásico de la jerarquía de los equipos de la red. En el extremo inferior de la jerarquía, tanto por costo como por complejidad, se encuentra el seccionador de ruptura de carga (Load Break Switch o LBS), diseñado para abrir bajo condiciones de cargas normales, siendo una solución económica para desconectar segmentos de una red.

Con el tiempo, esta tecnología se ha vuelto más sofisticada con la adición de sensores y controles a los LBS, dándole la posibilidad de avisarle al operador la existencia de una sobrecarga quién decide la acción a realizar, pero quizás lo más importante de estos equipos es que pueden compartir información con el centro de control a través de un SCADA.

En el contexto de una red inteligente, la información es de suma importancia para la toma de decisiones acertadas. El LSB “inteligente”, junto con algunos transformadores de corriente y capacidades de comunicación, se ha implementado recibiendo la denominación de indicador de falla.

De repente, un equipo que normalmente no tiene requisitos de coordinación debido a su falta de capacidad de interrupción, puede indicar un punto de falla al sistema central de automatización SCADA e informar que se ha producido una sobre corriente. Con esta información, los operadores pueden localizar el lugar de la falla e incluso cambiar la red para aislarla.

Reconectadores 1

Estos equipos inteligentes podrían justificar su inversión al considerarse el ahorro de tiempo y dinero por las futuras interrupciones.

En el siguiente nivel de la jerarquía se encuentra el Seccionalizador, que es esencialmente lo mismo que un indicador de falla ya mencionado anteriormente, con la diferencia de que la operación de apertura se realiza automáticamente y no por comando remoto desde el SCADA.
El Seccionalizador cuenta las operaciones del Reconectador aguas arriba, a través de la presencia o ausencia de tensión desde la fuente de alimentación coincidente con la secuencia de recierres. Estos equipos no tienen capacidad de interrumpir la corriente de falla, sin embargo, si puede abrir cuando el equipo aguas arriba ha cortado la corriente de falla.

La programación de un Seccionalizador solo requiere establecer el número de disparos que un equipo aguas arriba tiene que realizar dentro de un determinado período de tiempo antes de que este se dispare para aislar un segmento de la línea.

De esta manera, segmentando las líneas, las distribuidoras y cooperativas tienen una mayor capacidad para restaurar el servicio y aislar las fallas. Mientras que esta operación entre Reconectadores y Seccionalizadores funciona bien para las líneas radiales, el desafío se presenta cuando la generación distribuida y las fuentes de energía alternativa alteran el funcionamiento de la línea.
Todas las líneas radiales antiguas de repente no actúan tan “radialmente” como antes, donde la generación distribuida y las energías renovables pueden ofrecer múltiples caminos de flujo de falla. Esto se ve agravado por los requerimientos de coordinación sobre la alimentación en anillo, ya que la pérdida de un camino de suministro puede ocasionar que varios alimentadores queden interconectados. Cuando un alimentador importante con cuatro Reconectadores se convierte en un alimentador con ocho Reconectadores, la situación se vuelve más complicada, y es aquí donde está la ventaja de los equipos híbridos.

Es en este grupo de máxima jerarquía que se encuentran los Reconectadores avanzados como la serie OSM® de NOJA Power con un control RC10 con la doble función de reconectador y de seccionalizador.

Cuando la corriente está fluyendo en condiciones de carga convencionales con un punto de conexión abierto, la coordinación no representa ningún problema (Diagrama 1). El reto se presenta cuando se pierde una fuente de suministro y el punto de conexión está cerrado (Diagrama 2). Este problema está relacionado con mantener la coordinación de protecciones bajo un cambio de dirección del flujo de potencia. Un Reconectador moderno que puede identificar diferentes direcciones del flujo de corriente a través de sus funciones, puede actuar selectivamente como un Seccionalizador o Reconectador dependiendo de la configuración de la red en forma automática. Por ejemplo, si la subestación 1 sale de servicio, R1 se abrirá, y R4 cerrará energizado nuevamente las cargas.

Con esta configuración R2 tendrá problemas con mantener la coordinación en una falla que ocurra aguas abajo en relación con el suministro de la subestación 2. Para enfrentar este reto, R2 se puede programar para actuar como un Seccionalizador en esta ruta de flujo de corriente para asegurarse de que se cumple la coordinación. Durante la operación convencional e inversa (pérdida de la subestación 2 y R4 cerrado, el flujo de corriente ocurre en la dirección opuesta y este equipo ahora se convierte en el segundo Reconectador más cercano a la subestación. En esta operación, debería comportarse como un Reconectador, ya que la coordinación es mucho menos exigente en este punto y se espera que un segundo Reconectador de línea media interrumpa las fallas que ocurran aguas abajo.

LOS
RECONECTADORES HAN SIDO LA MEJOR SOLUCIÓN PARA LA MAYORÍA DE LOS
INGENIEROS DE LAS REDES DE
DISTRIBUCIÓN DESDE EL MOMENTO DE SU INVENCIÓN.

Con una versatilidad excepcional, las distribuidoras y las cooperativas ahora tienen la capacidad de mantener la coordinación, incluso bajo difíciles condiciones de suministro. Este nivel de inteligencia asegura que la red siga acoplada, independientemente de la configuración, manteniendo el rendimiento y fiabilidad.

En la práctica, un reconectador también podría desempeñar el papel de un indicador de falla. A menudo, durante las operaciones de conexión de la red, los operarios de las distribuidoras y de las cooperativas desactivan las funciones de protección de los reconectadores debido a que fluctuaciones en la carga podrían generar falsos disparos e interrupciones de suministro. No obstante, sería un desperdicio desactivar la función de protección en estos equipos y esencialmente cegar a los operarios de las posibles sobrecargas que las operaciones de conexión pueden causar. La solución implementada en el NOJA Power RC10 es lo que se conoce como “modo de alarma”, en el cual se deshabilita y elimina todas las funciones de apertura por protección, pero las alarmas SCADA se siguen activándose por sobrecarga. Se trata de una sencilla aplicación para asegurar que los operarios disponen de la información necesaria para el control de la red de distribución.

Reconectadores 2
Diagrama 2: Utilización como equipo híbrido.

“Los Reconectadores han tenido una evolución tanto desde la perspectiva de costo como de funcionalidad, permitiéndoles desempeñarse como un equipo exclusivo de protección y control en las redes de distribución modernas, eliminando la necesidad de seccionalizadores y seccionadores bajo carga de control remoto. Con la adopción de esta estrategia, las distribuidoras y las cooperativas se están preparando para las redes inteligentes automatizadas que sus clientes les demandarán en el futuro”. (Neil O’Sullivan, Director General de NOJA Power)

Esta capacidad híbrida abre un mundo de oportunidades para las distribuidoras y las cooperativas, ya que pueden reemplazar sus seccionalizadores tradicionales por Reconectadores modernos, y actualizar ajustes de forma remota, permitiéndoles usar el equipo ya sea como Seccionalizador o como Reconectador según se requiera.
Este nivel de versatilidad ha significado para distribuidoras y cooperativas utilizar solo el control RC10 de NOJA Power para satisfacer los requisitos de la red de distribución. Esto presenta múltiples ventajas en ahorro de costos, ya que es un equipo estándar que logra satisfacer todas las necesidades que las redes modernas de distribución requieren.

CON UNA
VERSATILIDAD
EXCEPCIONAL, LAS DISTRIBUIDORAS Y LAS
COOPERATIVAS
AHORA TIENEN LA CAPACIDAD DE
MANTENER LA
COORDINACIÓN, INCLUSO BAJO DIFÍCILES
CONDICIONES DE SUMINISTRO.

Todas las capacidades anteriormente mencionadas están disponibles como estándar en el Reconectador OSM de NOJA Power con controlador RC10, esto demuestra porque es claramente el equipo más avanzado en el mercado.

Con esta continua inversión en I+D para resolver los requerimientos de las redes modernas de distribución, NOJA Power ofrece una solución completa para satisfacer las demandas de protección, conexión y seccionamiento.

Más información: www.electroingenieria.com

Ver tambien:

La Red, como una herramienta para la apertura de negocios

Cuatro décadas cooperando con energía y decisión