Implicaciones de la implementacin del Bus de Proceso en las Subestaciones ElctricasEl Bus de Estacin es ya una realidad en las numerosassubestaciones elctricas construidas en todo el mundo de acuerdo al estndar IEC61850,constituyendo un xito desde el punto de ista de la !uncionalidad as" como de la !iabilidad y lainteroperabilidad# El si$uiente paso a a ser la implementacin del Bus de %roceso, lo cual a arepresentar otro $ran salto cualitatio en el dise&o de subestaciones, y a a suponer la aplicacinde la norma IEC 61850 en toda su extensin#Este paper describe con precisin 'u constituye el Bus de %roceso, y 'u dispositios y aspectosde dise&o (an de tenerse en cuenta para su reali)acin# *sumiendo como re'uisitos irrenunciablesla +iabilidad y la Interoperabilidad delsistema,si$uiendo el esp"ritu delestndar IEC 61850,elob,etio principal de este paper es poner de mani!iesto las di!icultades de su implementacin y lasposibles soluciones#-os elementos bsicos 'ue constituyen el Bus de %roceso son los e'uipos primarios con inter!aceE./E01E., resueltoactualmentemediantelas llamadas 23er$in$4nits5 6347, los IE8s de%roteccin, Control y3edida, ylapropia*r'uitecturadeComunicaciones6*C7 'uepermitecomunicar ambos dispositios#-as 3er$in$ 4nits tienen el reto de sustituir con una o arias !ibras pticas los cables de cobre 'ueconectan actualmente los e'uipos primarios 6trans!ormadores de intensidad y de tensin,interruptores, seccionadores, etc#7 con los IE8s 'ue constituyen el sistema de %roteccin, Control y3edida# 9e anali)an las enta,as de su utili)acin, como es la inmunidad de la +:anteperturbacioneselectroma$nticas!rentealasusceptibilidaddel cobre, ylasdi!icultades'uepresenta, como son posibles retrasos en la entre$a de muestras !rente a la 2inmediate)5 de lostrans!ormadores conencionales#Introduccin8esde 'ue la tecnolo$"a di$ital irrumpi en las subestaciones, no (a de,ado de aan)ar con xitoo!reciendo una alternatia, muc(o ms !lexible y enta,osa en coste, a las tecnolo$"as anteriores# *estas alturas, su implantacin no (a lle$ado a ser completa y a;n 'uedan reas itales en las 'uelas tecnolo$"as anteriores representan la ;nica alternatia real#-adi$itali)acin(aaportado$randesenta,as, entrelas'uelainte$racinde!uncionesylaconsecuente me,ora en los costes de los e'uipos tienen una importancia incuestionable, pero, sinduda, la aportacin 'ue mayores consecuencias (a tenido (a sido la aparicin de lascomunicaciones di$itales y su pro$resia implantacin, empe)ando por el acceso a la subestacindesde el 9C*8*, para las operaciones de control y acabando como la columna ertebral de losactuales sistemas inte$rados de proteccin y control# En su estadio actual, las redes serie estnsiendo sustituidas por redes Et(ernet y protocolos aan)ados, cuyo mximo exponente, en cuantoa inte$racin, !lexibilidad y apertura (acia el !uturo est representado por el estndar IEC61850#/ay aspectos 'ue (acen de la norma IEC61850 un paso de especial importancia en el proceso dedi$itali)acin de las instalaciones elctricas# 4no de ellos es, por supuesto, la normali)acin de lain!ormacin de con!i$uracin de los e'uipos 'ue constituyen un sistema inte$rado, para lo 'ue se(an de!inido !ormatos y sistemas de intercambio de datos entre e'uipos, entre (erramientas dein$enier"a y con!i$uracin y entre e'uipos y (erramientas# 9in embar$o, desde el punto de ista delintercambiodein!ormacinoperatiaydetiemporeal, laaportacinmssi$ni!icatiaeslainclusin del muestreo de las ma$nitudes anal$icas dentro del mbito del estndar 6parte 7# 8ic(o de una !orma simple, en una instalacin dise&adaba,ola normaIEC61850, el bus de procesosustituyeal sistemadecableado 'ueenunasubestacinconencionalconectael aparella,e6trans!ormadores deintensidad, trans!ormadoresde tensin, interruptores>7 con los dispositios 'ue con!orman el sistema de proteccin, control ymedida# -asolucincableada(ademostrado, alolar$odemuc(osa&os, ser se$uray!iableaun'ue comple,a, poco !lexible y cara#?, precisamente, !iabilidad, simplicidad, !lexibilidad y coste, y como sobre ellas in!luyen las posiblesar'uitecturas y mtodos de sincroni)acin, son las ariables 'ue (an de examinarse paradeterminar si el bus de proceso representa, desde el punto de ista tcnico, una alternatia lida yenta,osa a las soluciones cableadas conencionales# 3ientras 'ue la !iabilidad resultairrenunciable, las otras ariables deben anali)arse como elementos 'ue con!orman un e'uilibrio#Como estndar 'ue IEC61850 es, resulta primordial incluir en el anlisis todos a'uellos aspectos'ue tienen 'ue er con la interoperabilidad, campo 'ue, como eremos, a ms all del el estrictombito de las comunicaciones y se adentra en la propia al$oritmia de las !unciones de medida yproteccin#-a sustitucin del cableado anal$ico por las redes di$itales supone un cambio de paradi$ma en el'ue no slo deben anali)arse los aspectos tcnicos, sino tambin otros, tan importantes o ms,'ue tiene 'ue er con las personas 'ue (an de e,ercer como a$entes operatios@ capacitacin,resistencia al cambio, con!ian)a en la !iabilidad de la solucin>Esta contribucin tcnica anali)ar el bus de proceso desde todos los puntos de ista mencionadosy expondr el concepto de 3er$in$ 4nit como el primer paso en la di$itali)acin del aparella,e# Enel estadio !inal del proceso, es de esperar 'ue sean los propios elementos primarios los 'ue seconecten al bus de procesoA en el estado actual en 'ue la o!erta de e'uipos con tal caracter"sticaes prcticamente nula, las mer$in$ units, como inter!aces entre elmundo anal$ico y eldi$ital,(acen posible su incorporacin al mundo del estndar IEC61850 y a sus enta,as de !lexibilidad ymenor coste# Este intermedio es necesario para comprobar si las enta,as tericas 'ue o!rece elbus de proceso se con!irman en instalaciones realesA si as" es, el camino 'uedar abierto para 'ueunanuea $eneracindeaparella,e noconencional se incorporea la corrienteprincipaldeladi$itali)acin#9in duda, el proceso completo necesitar arios a&osA cundo y como !inali)ar, est en manos delas compa&"as elctricas y de las enta,as y me,oras en su propuesta de alor 'ue sean capacesde extraer del cambio de paradi$ma#Requisitos para la implementacin del Bus de Proceso8e acuerdo a lo dic(o ms arriba, existen arios re'uisitos 'ue deben tenerse en cuenta si el busde proceso (a de ser alternatia tecnol$ica a la slida solucin clsica# 8e cmo se resuelan losproblemas 'ue cada uno de ellos plantea, dependern el xito o el !racaso#Personas-a tecnolo$"a debe posibilitar elcambio y la innoacin, pero las personas (an de 'uerer o, almenos, tolerar 'ue el cambio se produ)ca# En trminos $enerales, cabeesperar, comoencual'uier proceso de emer$encia de un nueo de paradi$ma, una cierta resistencia 'ue, en parte,sederiasimplemente del miedoal cambio#Esresponsabilidaddelacomunidadtecnol$icayempresarial crear las condiciones para neutrali)ar esta situacin atacando las ra"ces del problema#En primer lu$ar, es necesario contar con las personas de la !ormacin adecuada, lo 'ue en uncontextodeescase)detcnicoscuali!icados, a$raadopor el ene,ecimientodela!uer)adetraba,o, si$ni!ica'uenopodemosde,ar decontar conel alor representadopor el personalexistente# 9e(acenecesarioestablecer pro$ramasdecapacitacin'ueconiertanel nueopaisa,eenterreno!amiliaryconocido# Esta!ormacindeberadaptarsealaetapa, dentrodelprocesodedise&oyBuoperacinen'ueel tcnicodebadesenolerse@ dise&oderedesdecomunicacin, in$enier"a de subestacin, con!i$uracin y pro$ramacin de e'uipos, mantenimientode los di!erentes componentes del sistema>En se$undo lu$ar (ace !alta desarrollar un con,unto de (erramientas 'ue permitan operar en elnueo entorno, con la misma !acilidad 'ue en el anterior# Cuedan le,os los tiempos en 'ue un planode papel, un mult"metro, un destornillador y un pelacables eran las (erramientas adecuadas paramoerse en una subestacin# 1o cabe duda de 'ue la instalaciones elctricas se conierten, enirtud de la tecnolo$"a, en un lu$ar ms abstracto y opaco a la experiencia directaA por ello lossuministradores de e'uipos y sericios debern desarrollar dispositios y pro$ramas de so!tDare'ue o!re)can a los in$enieros de subestaciones un ambiente de traba,o en!ocado a suconocimiento espec"!ico, a'uel en el 'ue $eneran alor y se sienten cmodos, y 'ue, a la e), lespermitan aproec(ar al mximo las oportunidades de las nueas tecnolo$"as# ? esto, como (emosdic(o, tanto en la etapa de dise&o como en la puesta en marc(a, operacin y mantenimiento# Enresumen, (erramientas con conocimiento embebido, 'ue ayuden a los tcnicos y traten de paliar laescase) de personal cuali!icado#9i ambas condiciones se cumplen, (abremos construido un entorno capa) de $enerar con!ian)a aa'uellos 'ue se (an de moer en l y conertiremos a las personas en aliados del cambio# .odoello, por supuesto, siempre 'ue se cumplan los re'uisitos tecnol$icos 'ue (a$an 'ue el bus deproceso sea una solucin enta,osa !rente a la situacin anterior#Fiabilidad-a !iabilidad es un aspecto clae para la adopcin del bus de proceso en sustitucin del cobre 'ueconecta el aparella,e con los IE8Es de proteccin# -as enta,as son claras, en cuanto al coste deinstalacin y !lexibilidad# Es necesario, por tanto, demostrar 'ue el nueo bus de procesoproporciona nieles de !iabilidad similares a la solucin cableada# %ara ello, aparte de estudios ein!ormes tericos, es necesario desple$ar en campo soluciones de bus de proceso en paralelo asoluciones conencionales paraobtener lasu!icientein!ormacin'uepermiteundesplie$uese$uro de la nuea solucin IEC 61850#InteroperabilidadEn el esp"ritu del estndar IEC 61850 siempre (a estado proporcionar las (erramientas para lo$rarla interoperabilidad entre dispositios de di!erentes !abricantes, y al i$ual 'ue en el caso del bus deestacin, ste es otro re'uisito irrenunciable de la solucin 'ue se adopte para el bus de proceso#*ctualmente ya existen numerosas experiencias reales de implementacin del bus de subestacinmediante sistemas multiF!abricante# -a e,ecucin de estos proyectos (a puesto de mani!iesto lasenta,as disponer de e'uipos IEC 61850 de distintos !abricantes capaces de interoperar,principalmente la !lexibilidad para la in$enier"a, y la me,ora de costes por reduccin de cableado yde tiempo de desarrollo y puesta en marc(a# :biamente tambin (a (abido di!icultades,mayormente centradas en el mbito de las comunicaciones#8elainteroperabilidadenlaimplementacindel busdeprocesopodemosesperar enta,asseme,antes, sin embar$o las di!icultades 'ue plantea an ms all delestricto contenido de lastramascomunicaciones# -aar'uitecturadel propiosistemadecomunicacionesas" comolosal$oritmos de las !unciones de medida y proteccin presentan problemas espec"!icos 'ue an a seranali)ados a continuacin, al i$ual 'ue sus posibles soluciones# El problema de comunicaciones lotrataremos en un apartado posterior# * continuacin nos centraremos en el problema elctrico#Problema elctrico9e$uramente la problemtica relatia a los aspectos 2ms5 electrotcnicos de las 34 representauno de los !actores ms di!erenciadores del bus de proceso con respecto al bus de estacin#-a 2!recuencia de muestreo5 de las 34 y de los IE8 (an de ser tales 'ue permitan la correctainterpretacin de las medidas por parte de los IE8# En la prctica elabanico de !recuencias demuestreo 'ue cada !abricante utili)a en sus IE8 es muy amplio, y a su e) la norma IEC 61850 ensu parte