Soluciones inteligentes para sistemas aéreos de distribución

© ABB| Slide 1May 7, 2015

Smart GridsSoluciones inteligentes parasistemas aéreos de distribución

Osvaldo Angel Borello, Export Sales Engineer, Jornada Técnica Perú, Abril 2015

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Agenda

May 7, 2015

1- Introducción2- Soluciones para Redes Aéreas de Distribución3- Principio de Funcionamiento4- Integración de Equipos5- Ventajas6- Casos de Exito

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Una red inteligente o Smart Grid, es capaz de gestionar la demanda eléctrica de forma sostenible, fiable y económica. Se basa en una infraestrucuraavanzada y diseñada para facilitar la integración.

May 7, 2015

IntroducciónQué es Smart Grid?


IntroducciónPorque migrar a Smart Grid?

Prioridades basadas en valor agregado para el cliente

Mejora de la Fiabilidad

Reducir el número y

duración de lasinterrupciones,

aumentar la vidaútil del activo.

Mayor eficienciaffffff

Mejorar el factor de potencia,

realizar la gestiónde voltaje,

proporcionar un flujo de potencia

bidireccional.

Sostenibilidaddddddd

Soluciones para la generacióndistribuida, así

como el aumentode la vida útil de

los activos a través del

monitoreo y análisis de

rendimiento.

Aumento de la Capacidad

La entrega de potenciaaumenta

utilizando la infraestructura

existente.

Nuevastecnologías

Almacenamiento, comunicaciones

inalámbricas, FDIR (fault detection,

isolation and recovery),

monitoreo y diagnóstico.


IntroducciónSmart Grid y las redes actuales

Hoy en día, las redes existentes están bajopresión para cumplir la creciente demandade energía, así como proporcionar unsuministro estable y sostenible de laelectricidad. Estos desafíos complejos estánimpulsando la evolución de las tecnologías deredes inteligentes.

Desafíos de la Red

Aumento en el uso de fuentes de energía renovable para generación de energía.

Aumento de la eficiencia energética.

La industria se está moviendo hacia un entorno desregulado y competitivo que requiere información precisa sobre el rendimiento del sistema.

Presupuestos de capital limitado para seguir mejorando la fiabilidad de la red.

Necesidades de los Sistemas Eléctricos Futuros

Confiabilidad en los sistemas Eléctricos


IntroducciónSelf Healing y Niveles de Automatización

Niveles de Automatización

Nivel 1: Dispositivos

Un grupo de reconectadores, interruptores de corte en carga, y los interruptores de circuitos alimentadores funcionan juntos para restaurar la energía de la manera más óptima.

Nivel 2: Subestación

Control coordinado entre grupos de reconectadores, interruptores de rotura de carga y los interruptores de la subestación y posiblemente con subestaciones adyacentes.

Nivel 3: Control CentralizadoMonitores IEDs e interruptores de controlEquipo de Subestación colectan la información de los IEDsEquipo Subestación actúa como puerta de enlace; sirve los datos de IED al centro de control, SCADA y DMS

El Self Healing refiere a la capacidad de la red de analizar, detectar, responder y, cuando resulta necesario, restaurar componentes o secciones de la red, con el

objetivo de minimizar las interrupciones del servicio.

El Self Healing refiere a la capacidad de la red de analizar, detectar, responder y, cuando resulta necesario, restaurar componentes o secciones de la red, con el

objetivo de minimizar las interrupciones del servicio.


IntroducciónSelf Healing – Nivel 1: Dispositivos

Permite que los servicios públicosconcentren lasinversiones en los alimentadores queexperimentan la mayoría de los cortes.

Rápidaimplementación.

Baja inversion inicial.

Mejora de los indicadores SAIDI y CAIDI.


Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónPortafolio de Productos

Reconectadores Seccionalizadores

Reconectador OVR

Reconectador GridShield

AutoLink 1p LoadBreak AutoLink

AutoLink 3p WiAutoLink


Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónReconectador OVR

Características

Fabricación en ARABB para toda la región (RFFF – Regional Focused Feeder Factory).Disponible en 15, 27 y 38 kV.Sinergia con AutoLink.Diseñados bajo normas ANSI C37.60. Tecnología de corte en vacío.Actuadores Magnéticos independientes por fase con operación bi-estable.Sensores de Tensión y Corriente encapsulados dentro de cada polo. Larga vida – 10,000 operaciones nominales.Posiblidad de Disparo Uni-Tri Polar.


Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónReconectador OVR – Datos Técnicos


Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónReconectador OVR – Disparo Monopolar

Características

Tipo de falla Porcentaje (%)

Fallas

Permanentes (%)

Temporales (%)

Trifásicas 6 95 5

Bifásicas 15 70 30

Monofásicas 79 20 80

(composición probabilística entre los tipos de falla y su naturaleza)

Provee la capacidad de disparo y/o bloqueo si se presenta una falla de cualquier indole.No se requieren cambios en la unidad de potencia.Solo requiere de actualización en la tarjeta de la CPU del Control PCD.Puede adquirirse con el reconectador o actualizarse en el futuro.


Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónReconectador GridShield

Características

Dieléctrico Sólido:• Botellas de vacío y sensores embebidos en los polos

del reconectador.

• Montaje modular del polo y el actuador magnético

• Actuadores magnéticos independientes por cada fase, permitiendo el disparo monofásico.

• Permite fácil extracción del polo en campo.

Control RER620:• El control más avanzado para reconectadores

disponible en el mercado.

Gabinetes en acero inoxidable 304. Larga vida – 10,000 operaciones nominales.Sin componentes electrónicos en el gabinete de HV.


Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónReconectador GridShield – Datos Técnicos


Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónLoop Control Module – Medición de Tensiones


Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónRER620 – Comunicación

Nativo en protocolo IEC 61850, permite comunicación entre los equipos IED fuera y dentro de la subestación IEC 61850 permite “GOOSE” (Generic ObjectOriented Subestation Event), para la comunicación horizontal entre los IEDRER620 permite reportes simultáneos de eventos a 5 diferentes clientes de la subestación RER620 permite la comunicación simultánea vía IEC61850 y DNP3.0 usando el puerto frontal y posterior del reléRER620, además soporta: DNP3.0,MODBUS RTU, MODBUS ASCII, IEC 101 e IEC 104.


Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónRER620 – Comunicación Punto a Punto


Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónSeccionalizador Electrónico AutoLink

Características

Fabricación en ARABB para todo el mundo (GFFF – Global Focused Feeder Factory).Es un seccionalizador electrónico, de aplicación en lineas aéreas de media tensión.Disponible en 15, 27 y 38 kV.Apertura monofásica o trifásica.Opción monofásico Load Break.Nueva versión con disparo Wireless (WiAutoLink).Permite una mejor coordinación del sistema en caso de fallas.Su uso logra una reducción en los costos operativos y en la cantidad de cortes del servicio de energía.Mejora significativamente los índices de calidad relacionados con el suministro de energía.

Nuevo!!!



80%Fallas Transitorias

Qué sucede en las redes aéreas?



Qué es AutoLink?

AutoLinkDISPOSITIVO DE AISLAMIENTO

FALLA TRANSITORIA FALLA PERMANENTEPermite que el reconectadoraguas arriba despeje la falla

Aisla el circuito con fallapermanente

ReconectadorAguas Arriba



Datos Técnicos

Rated voltage 15, 27, 38 KV Rated frequency 50 or 60 Hz Nominal current < 215 A Operating Mode Single Phase & Three PhaseActuating current range Between 6 and 215 A Number of opening counts Between 1 and 4 counts Inrush current detection method Harmonic analysis Types of inrush currents detected Symmetric and asymmetric Inrush detection time <1 cycles Dead line detection 200mA Dead line verification time 80 msecTotal opening time 0.5 secMemory resetting time 30 sec Insulation level 110, 125, 150 and 170 KV BIL Short-time current (1 sec) 4 KA symmetric Short-time current (Peak value) 10 KA



Nuevo Modelo: WiAutoLink

Operación Bifásica y Trifásica Wireless.Programable a través de un puerto Micro USB.Corriente de pick up y número de conteos ajustable.Umbral de corriente línea muerta ajustable.Umbral de corriente Inrush ajustable. Tiempo de Reset ajustable.Registro de eventos. LED de status.Capacidad de actualización de firmware. Función de comunicación robusta FCC, IC e ETSI en banda WiFi sin licencia (entre las unidades).


Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Fallas Transitorias



FALLADESPEJADA

CONTINUIDADDE SERVICIO


Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Fallas Permanentes



CONTEOALCANZADO



EVITALOCKOUT

CONTINUIDADDE SERVICIO

AISLAMIENTO DEL RAMAL CON FALLA


Integración de EquiposPor qué Integrar Equipos?

Integración

Mediante equipamientode reconexiónautomática.

Calidad de Servicio

Reducción de la cantidad y duración de las interrupciones.

Mejora de Indices.

Problemas

Pérdida de ingreso por la no-venta de energía.

Penalizaciones.

Incremento de gastos debido a reparación y mantenimiento.

Costos por pérdidas sufridas por la industria / clientes residenciales.

Pérdida de confianza de los consumidores.


Integración de EquiposEtapas de Protección

Los fusibles son la primera etapa de protección pues protegen los transformadores de distribución en el extremo del alimentador de media tensión.

Algunos fusibles se agrupan y aguas arriba se dispone un seccionalizador.Este se ajusta en corriente y conteos, y constituye la segunda etapa de protección.

Luego, se disponen los reconectadores.Estos deben estar coordinados con los seccionalizadoresque se encuentren aguas abajo, con un intento más de reconexión.

En general, algunos reconectadores (de poste o subestación) se coordinan con un interruptor en SE.


Integración de EquiposCómo Asociar los Equipos en la Red?

Reconectador

Seccionalizador

Línea de 3 Fases

Línea de 1 Fase

Transformador

Notas

Los reconectadoresse ubican en los alimentadores trifásicos principales. Los seccionalizadoresse posicionan en los ramales, más cerca de las cargas.


VentajasMejora de Indices

Casos de Análisis

Indice de frecuencia de interrupción promedio.

Indice de duración de interrupción promedio.

SAIFI

SAIDI

ClientesdeTotalNúmeroosInterrupidClientesdeTotalNumero

SAIFI

ClientesdeTotalNúmeroonesInterrupcilasdeDuración

SAIDI

Escenario 1 2 3

Casos Sólo Fusibles Reconectador Reconectador + Seccionalizador

Descripción

Todas las fallas (temporales y permanentes)

son despejadas por fusibles.

El 40% de las fallas

temporales son despejadas con

el primer recierre (fuse

saving).

El 98% de las fallas temporales

no provocan cortes gracias a la coordinación de los equipos.

Fallas por Año 50 34 14

SAIFI 6,51 4,43 1,41

SAIDI 19,53 13,28 4,22

Mejora de Indices 0 % 32% 78%


VentajasReconectador OVR – Disparo Monopolar

Información de la Red

a Carga por Barrio kW 1371b Carga por Ramal kW 582c Carga por Fase kW 194d Fallas Monofásicas (ramal/año) Un. 16e Tiempo de Corte Hr. 3f Precio de la Energía $/kW 0,2

g

Precio de la energía no vendida (ENS) ante una falla realizando disparo

Trifásico $ 5.587,00g = f * b * d *e

h

Precio de la energía no vendida (ENS) ante una falla realizando disparo

Monofásico $ 1.862,00h = f * c * d * e

Ahorro 66%


Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Ventajas Económicas

Items Reconectador &Fusible

Reconectador & AutoLink

a Fallas por Año Un. 36b Fallas Transitorias % 80c Fallas Permanentes % 20d Costo del Personal $ 20e Tiempo de Corte Promedio hr. 3f Costo de la Energía $/kWh 0,041g Carga de la Rama kW 104

hCosto de Reemplazo de Equipo

$ 3 0Notas: Elemento Fusible

i Costo de Reparación de la Falla $ $ -828 $ -144i = a * (b + c) * (d + h) Sólo Fallas Permanentes

j Energía No Vendida $ $ -461 $ -92j = f * g * a * e * (b + c) Sólo Fallas Permamentes

h TOTAL $ $ -1.289 $ -236Ahorro 82%


Casos de ExitoEPE – Energía de Santa Fé

Cliente: EPE – Energía de Santa Fé.

Segmento: Utility.

Ubicación: Provincia de Santa Fé – Arg.

Aplicación: Automatización de Redes de Distribución Rural, que consistió en la provision de 200 Reconectadores OVR y 105 Seccionalizadores AutoLink.

Características


Casos de ExitoEPE – Energía de Santa Fé

“…en esa línea teníamos un promedio de 8 aperturas mensuales. Con la instalación de los

seccionalizadores, hemos logrado llegar a 1 apertura mensual…”

“… consideramos que el comportamiento de los seccionalizadores es altamente

satisfactorio…”


Casos de ExitoYPF – Yacimientos Petrolíferos Fiscales

Cliente: YPF – Yacimientos Pet. Fiscales

Segmento: Oil & Gas.

Ubicación: Provincia de Neuquén – Arg.

Aplicación: Protección de Bombas de Extracción de Petróleo, que consistió en la provision de 300 Reconectadores OVR y 210 Seccionalizadores AutoLink.

Características


Preguntas?

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