Ing. Andrés P. Poric, Gerente de Productos Outdoor Buenos Aires, Agosto Smart Grid. Soluciones en Distribución Aerea

Transcripción

1 Ing. Andrés P. Poric, Gerente de Productos Outdoor Buenos Aires, Agosto 2015 Smart Grid Soluciones en Distribución Aerea Slide 1

2 Agenda 1- Introducción 2- Soluciones en Distribución Aerea 3- Principio de Funcionamiento 4- Productos 5- Integración de Equipos 6- Ventajas 7- Casos de Exito 8- Resúmen Slide 2

3 Introducción Qué es Smart Grid? Una red inteligente o Smart Grid, es una red eléctrica que agrupa, distribuye y actúa sobre la base de información del comportamiento de todos sus componentes, para mejorar la eficiencia, confiabilidad, economía y sustentabilidad de los servicios eléctricos. Slide 3

4 Introducción Porque migrar a Smart Grid? Ventajas para el usuario/cliente Aumento de la Capacidad Mejora de la Confiabilidad Mejora de la Eficiencia Sustentabilidad dddddd Integración de Nuevas Tecnologías Aumento de la potencia entregada utilizando la infraestructura existente (ej.: compensación por factor de potencia) Reducir el número y duración de las interrupciones, reduciendo las pérdidas económicas por lucro cesante o energía no suministrada (ej.: ciclos de reconexión) Gestión y monitoreo de voltaje y flujo de potencia bidireccional (ej.: redes en anillo con control de lazo) Soluciones para la generación distribuida, así como el aumento de la vida útil de los activos (ej.: monitoreo de performance y análisis de rendimiento) Almacenamiento (baterías), comunicaciones inalámbricas (Tropos), monitoreo y diagnóstico (SCADA), FDIR (Fault Detection, Isolation and Restoration) Slide 4

5 Introducción Smart Grid y las redes actuales Desafíos Hoy en día, las redes existentes están bajo presión para cumplir la creciente demanda de energía, así como proporcionar un suministro seguro y confiable. Estos desafíos complejos están impulsando la evolución de las tecnologías de redes inteligentes. Problemas en los Sistemas Eléctricos Fallas (cortocircuitos, sobrecargas, sobretensiones, subfrecuencias, penduleo de potencia, etc) Costo de interrupciones de servicio: 72% Industrial, 25% Comercial y 3% Residencial La industria se mueve hacia un mercado eléctrico desregulado y competitivo que requiere información precisa sobre la performance del sistema eléctrico. Presupuestos de inversión limitados para mejoras en el sistema eléctrico. Slide 5

6 Introducción FDIR y Niveles de Automatización El FDIR (Fault Detection Isolation and Restoration) 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. Niveles de Automatización Nivel 1: Dispositivos Un grupo de reconectadores, seccionadores bajo carga, seccionalizadores y/o fusibles de circuitos alimentadores funcionan juntos para restaurar la energía de la manera más óptima. Nivel 2: Subestación Control coordinado entre grupos de reconectadores, seccionadores bajo carga, interruptores de subestación, seccionalizadores y/o subestaciones adyacentes. Nivel 3: Control Centralizado Monitores IED (Intelligent Electronic Device) e interruptores de control Equipo de Subestación colectan la información de los IED Equipo Subestación sirve los datos de IED al centro de control Slide 6

7 Introducción FDIR Nivel 1: Dispositivos - Ventajas Permite que se concentren las inversiones en los alimentadores que experimentan la mayoría de los cortes. Rápida implementación. Baja inversion inicial. Reduce los tiempos y los costos de reposición del servicio Reducción en la duración y frecuencia de las interrupciones, mejorando el lucro cesante Slide 7

8 Introducción Problemas en Distribución Aerea Qué sucede en las redes aéreas? 80% Fallas Transitorias Slide 8

9 Soluciones en Distribución Aerea Solución ABB vs Standard Reconectador Aguas Arriba Seccionalizador Electrónico DISPOSITIVO DE AISLAMIENTO FALLA TRANSITORIA Permite que el reconectador aguas arriba despeje la falla FALLA PERMANENTE Aisla el circuito con falla permanente Slide 9

10 Principio de Funcionamiento Reconectador + Seccionalizador Electrónico Fallas Transitorias FALLA DESPEJADA CONTINUIDAD DE SERVICIO Slide 10

11 Principio de Funcionamiento Reconectador + Seccionalizador Electrónico Fallas Permanentes CONTINUIDAD DE SERVICIO EVITA LOCKOUT CONTEO ALCANZADO AISLAMIENTO DEL RAMAL CON FALLA Slide 11

12 Productos Portafolio Reconectadores Seccionalizadores Reconectador OVR-3 AutoLink LoadBreak AutoLink Reconectador GridShield AutoLink Trifásico WiAutoLink Slide 12

13 Productos Reconectador OVR-3 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 C 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. Slide 13

14 Productos Reconectador GridShield Características Próxima Fabricación en ARABB para toda la región (RFFF Regional Focused Feeder Factory). Dieléctrico Sólido (HCEP): 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 recambio 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 MT Slide 14

15 Productos Reconectador GridShield Controlador RER620 Nativo en protocolo IEC 61850, permite comunicación entre los equipos IED fuera y dentro de la subestación IEC permite GOOSE (Generic Object Oriented Subestation Event), para la comunicación horizontal entre los IED RER620 permite la comunicación simultánea vía IEC61850 y DNP3.0 usando el puerto frontal y posterior del relé RER620, además soporta: DNP3.0,MODBUS RTU, MODBUS ASCII, IEC 101 e IEC 104. Slide 15

16 Productos Seccionalizador Electrónico AutoLink Características Nuevo!!! 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. Slide 16

17 Productos Seccionalizador Bajo Carga SECTOS Características Fabricados en China (ABB Xiamen Electric Controlgear) Permite aperture y cierre con carga y cierre sobre cortocircuito Tanque de acero inoxidable completamente sellado Dos posiciones (Abierto Cerrado) o tres posiciones (Abierto Cerrado Tierra) Medición y control del gas SF6 Bloqueo manual o por baja presión de SF6 Múltiples modos de montaje Comando motorizado como opcional Controladores ABB con capacidad de comunicación como opcional 12 24kV / 630A / 20kA 4seg / 50kA pico / 50kA de cierre Slide 17

18 Productos Interruptor SDB (15kV) y VBF (36kV) Características Fabricación en ARABB para toda la región (RFFF Regional Focused Feeder Factory). Tecnología de corte en vacío Bastidor para operación trifásica SDB kV 2000A - 25kA Corriente admisible de 25kA 3 seg 62,5kA de pico de corriente de cierre VBF 24kV 36kV 40,5kV 1250A A 2500A 25kA 31,5kA (2500A) Corriente admisible de hasta 31,5kA 3 seg 63kA de pico de corriente de cierre Slide 18

19 Integración de Equipos Por qué Integrar Equipos? Problemas Solución Ventajas Pérdida de productividad por no disponer de energía. Penalizaciones. Incremento de gastos debido a reparación y mantenimiento. Costos operativos por reposición de servicio. Integración de equipamiento de reconexión automática. Reducción de la cantidad, frecuencia y duración de las interrupciones. Recupero de energia no suministrada. Reducción del lucro cesante. Reducción de costos operativos. Slide 19

20 Integración de Equipos Etapas de Protección Los fusibles son la primera etapa de protección pues protegen los transformadores de distribución en el extremo del alimentador de media tensión, no así la línea. 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 seccionalizadores que 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. Slide 20

21 Alimentador Principal (3 Fases) Integración de Equipos Donde instalar cada equipo? Los reconectadores se ubican en los alimentadores trifásicos principales. Los seccionalizadores se posicionan en los ramales, más cerca de las cargas. Slide 21

22 Integración de Equipos Cómo Asociar los Equipos en la Red? Reconectador Seccionalizador Línea de 3 Fases Línea de 1 Fase Transformador Notas Los reconectadores se ubican en los alimentadores trifásicos principales. Los seccionalizadores se posicionan en los ramales, más cerca de las cargas. Slide 22

23 Integración de Equipos Módulo de Control de Lazo (LCM - Loop Control Module) Slide 23

24 Integración de Equipos Comunicación Punto a Punto Slide 24

25 Ventajas Mejora de Indices Mejora de productividad Casos de Análisis SAIFI Escenario Casos Sólo Fusibles Reconectador 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). Reconectador + Seccionalizador El 98% de las fallas temporales no provocan cortes gracias a la coordinación de los equipos. Fallas por Año SAIFI 6,51 4,43 1,41 SAIDI 19,53 13,28 4,22 Mejora de Indices 0 % 32% 78% Indice de frecuencia de interrupción promedio. Numero Total de Clientes Interrupidos SAIFI Número Total de Clientes SAIDI Indice de duración de interrupción promedio. Duración de las Interrupciones SAIDI Número Total de Clientes Slide 25

26 Ventajas Reconectadores Disparo Monopolar Energía Suministrada Información de la Red a Carga por Barrio kw 1371 b Carga por Ramal kw 582 c Carga por Fase kw 194 d Fallas Monofásicas (ramal/año) Un. 16 e Tiempo de Corte Hr. 3 f Precio de la Energía $/kw 0,2 g Precio de la energía no vendida (ENS) ante una falla realizando disparo Trifásico $ 5.587,00 h g = f * b * d *e Precio de la energía no vendida (ENS) ante una falla realizando disparo Monofásico h = f * c * d * e $ 1.862,00 Ahorro = mayor energía suministrada 66% Slide 26

27 Ventajas Reconectador + AutoLink Reducción Costos Operativos Slide 27 Items Reconectador & Fusible a Fallas por Año Un. 36 b Fallas Transitorias % 80 c Fallas Permanentes % 20 d Costo del Personal $ 20 e Tiempo de Corte Promedio hr. 3 f Costo de la Energía $/kwh 0,041 Reconectador & AutoLink g Carga de la Rama kw 104 Costo de Reemplazo de Equipo 3 0 h $ i j Notas: Costo de Reparación de la Falla i = a * (b + c) * (d + h) Energía No Vendida j = f * g * a * e * (b + c) $ $ Elemento Fusible $ -828 $ -144 Sólo Fallas Permanentes $ -461 $ -92 Sólo Fallas Permamentes h TOTAL $ $ $ -236 Ahorro en costos operativos + energía 82% suministrada

28 Casos de Exito EPE Energía de Santa Fé Características 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. Slide 28

29 Casos de Exito YPF Yacimientos Petrolíferos Fiscales Características 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. Slide 29

30 Resúmen Reconectadores OVR-3 y GridShield Polos con 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 operaciones nominales Configuración de Disparo Uni-Tri Polar. Slide 30

31 Resúmen Seccionalizador Electrónico AutoLink AutoLink puede distinguir entre fallas transitorias y permanentes. AutoLink es independiente de la curva tiempocorriente. No se reemplaza el dispositivo de disparo luego de su operación. Sólo 3 niveles de tensión (15, 27 y 38kV). Disparo Wireless. Continuidad de Servicio Mejor Coordinación Menos Trabajo Hasta 90% menos de inventario Flexibilidad Slide 31

32 Preguntas? Slide 32

33 Slide 33 Group