Nombre de la propuesta : Mejora de la calidad del suministro en. Reconectadores. Empresa : ELECTROCENTRO S.A. Área : Unidad de Control de Operaciones

Transcripción

1 A) PRESENTACIÓN Nombre de la propuesta : Mejora de la calidad del suministro en zonas Rurales, mediante la aplicación de un esquema de Protecciones con Automatismo Basado en Señales de Tensión utilizando Reconectadores. Empresa : ELECTROCENTRO S.A. Unidad de Negocio : Huancayo Gerencia : Técnica Área : Unidad de Control de Operaciones Nombre del autor/autores : Juan Aguilar Molina Fernando Vila La Serna Rafael De La Cruz Ulloa pág. 1

2 B) GLOSARIO DE TÉRMINOS SET : Subestación Eléctrica de Transmisión Recloser : También llamado Reconectador es un Dispositivo de interrupción (interruptor) de carga eléctrica, con posibilidad de recierre automático ajustable, con posibilidad de monitoreo y operación a distancia Confiabilidad : Según la IEEE se refiere a la noción que el sistema eléctrico desempeña sus tareas específicas correctamente en un cierto período de tiempo. SAIFI : Frecuencia promedio de interrupciones del suministro eléctrico por usuario en un determinado periodo. SAIDI : Duración promedio de interrupciones del suministro eléctrico por usuario en un determinado periodo. Loop Automation : Sistema de Automatización mediante recloser que permite restablecer el suministro a secciones libres de falla de una red, si estas fueron desconectadas debido a una falla en otra sección del circuito. pág. 2

3 C) RESUMEN Uno de los principales aspectos que se debe asegurar en un sistema de distribución eléctrico consiste en la mejora de la calidad y continuidad del suministro eléctrico, con fines de no afectar la calidad de vida de la población, siendo necesario un control de las interrupciones del suministro que afectan al consumidor final. Electrocentro S.A., cuenta con un área de concesión, que atiende las regiones de Ayacucho, Huancavelica, Huánuco Junín, y Pasco, en la cual están comprendidas zonas rurales, en las que debido a la accidentabilidad geográfica y longitud de las redes, los índices de calidad del suministro SAIFI y SAIDI son más altos en comparación a los de las zonas urbanas. El tiempo promedio de interrupción por usuario en los alimentadores de zonas rurales supera los límites establecidos en la NTCSER, siendo el principal motivo las extensas longitudes y la dificultad para el desplazamiento del personal técnico, a fin de ubicar y superar las fallas, asi como para llegar hasta la ubicación de los equipos de protección, los cuales no permiten restablecer el suministro en el menor tiempo posible. Al ocurrir una interrupción debido a una falla en un tramo del alimentador de media tensión, el cliente debe esperar largos tiempos para el restablecimiento del servicio, principalmente porque los equipos de protección (reclosers) están instalados en zonas alejadas del centro de transformación donde la inexistencia de comunicación y la accesibilidad a las zonas son los peores enemigos. pág. 3

4 En el año 2016 se realizó la instalación de 132 recloser en 14 sistemas eléctricos rurales de Electrocentro, todos críticos debido a los altos índices SAIFI y SAIDI. Para mejorar la calidad del suministro eléctrico utilizando este equipamiento instalado, se propuso implementar un esquema de restablecimiento automático capaz de disminuir el tiempo de interrupción a las zonas rurales afectadas al mínimo posible. El funcionamiento de esta propuesta no está basado en comunicaciones sino en señales de voltaje, lo que lo convierte en la mejor opción e innovadora, para áreas con geografía accidentada, donde no existen sistemas de comunicación radial y tampoco cobertura de comunicación vía celular GPRS, siendo posible ser replicada en otros sistemas eléctricos de similares características. Los objetivos de implementar esta solución son: Asegurar una continuidad del suministro y calidad del mismo, mediante la disminución de la duración de las Interrupciones (SAIFI y SAIDI). Aislamiento automático de las secciones del sistema eléctrico con Falla Implementar una solución de bajo costo, replicable para otros sistemas. Restablecimiento automático del servicio eléctrico, menores a 30 segundos, sin necesidad de utilizar sistema de comunicaciones. Mejorar la calidad del servicio en las zonas rurales de Electrocentro. pág. 4

5 D) DESCRIPCIÓN DE LA BUENA PRACTICA Problemática De acuerdo a los resultados de performance de la medición de calidad del suministro en Electrocentro, relacionado esto a los índices de interrupciones del suministro eléctrico SAIFISAIDI, en cada año los sistemas eléctricos rurales son los más críticos, esto debido a la geográfica accidentada de la zona central del país y a las extensas longitudes de las redes de media tensión que pertenecen a los sistemas eléctricos rurales, motivo por el cual, los indicadores de interrupciones SAIFI y SAIDI son más altos en comparación a los de las zonas urbanas, tal es asi que el tiempo promedio de Interrupción luego de ocurrido una falla en los sistemas eléctricos rurales son mayores a dos horas ( 2 h). Cuando ocurre una falla en los sistemas eléctricos rurales, el personal técnico debe trasladarse en muchos casos por zonas sin acceso vehicular, en los cuales tampoco existe cobertura de comunicación celular, ocasionando que el tiempo promedio de interrupción por usuario en los alimentadores de zonas rurales supere los límites establecidos en la Norma Técnica de Calidad. Estas dificultades identificadas en las zonas rurales, incrementan el tiempo de desplazamiento del personal técnico, quienes demoran en ubicar el origen de las fallas y de modo similar, también demoran en llegar hasta la ubicación de los equipos de protección, no permitiendo restablecer el suministro en el menor tiempo posible. Por lo mencionado, los pobladores de las zonas rurales, se ven afectados por la demora del restablecimiento del servicio luego de ocurrida una falla en una zona lejana y de geografía accidentada, ya que también existen equipos de protección instalados en el recorrido de las redes de media tensión y alejados de las pág. 5

6 subestaciones de potencia, donde tampoco existe otros sistemas de comunicación que coadyuven la labor del personal técnico para superar las fallas presentadas en la redes eléctricas. Mediante el financiamiento del Ministerio de Energía y Minas, en el año 2016 se culminó la instalación de 132 recloser en 14 sistemas eléctricos rurales de Electrocentro, todos críticos debido a los altos índices SAIFI y SAIDI. Descripción de la solución: Con la finalidad de mejorar la calidad del suministro eléctrico en las zonas rurales utilizando estos de protección culminados de instalar el año 2016, se propuso implementar un esquema de restablecimiento automático del suministro eléctrico, permitiendo disminuir los tiempos de interrupción en estas zonas rurales. Este restablecimiento automático permite reconfigurar la red eléctrica para recuperar el suministro de energía a tramos libres de falla, las cuales perdieron alimentación debido a una condición de Falla en otra sección del circuito eléctrico o Alimentador de Media Tensión. A continuación se muestra el esquema básico de este restablecimiento automático: pág. 6

7 La principal característica de esta buena práctica, es de que el funcionamiento de la propuesta no está basado en comunicaciones sino en señales de voltaje, lo que lo convierte en una opción innovadora, para áreas con geografía accidentada, donde no existen sistemas de comunicación radial y tampoco cobertura de comunicación vía celular GPRS, siendo posible ser replicada en otros sistemas eléctricos de similares características, con fines de garantizar la continuidad del suministro eléctrico y calidad del mismo, mediante la disminución de la duración de las Interrupciones (SAIFI y SAIDI). Tal como puede apreciarse en el esquema básico, los equipos de protección realizan un aislamiento automático del tramo con falla y se realiza también de manera automática, una transferencia del tramo sin falla hacia otra fuente de alimentación en un tiempo menor a 30 segundos y sobretodo sin necesidad de utilizar sistema de comunicaciones. Para la implementación de esta solución, se identificó los alimentadores A4113 y A4124 del sistema eléctrico de Huancavelica Norte Rumichaca, el mismo que tiene altos índices SAIFI y SAIDI, así como también la existencia del equipamiento para aplicar la solución del esquema protecciones con automatismo basado en señales de tensión con el fin de disminuir la duración de interrupciones, utilizando equipos inteligentes de última generación. En el siguiente cuadro se muestra el perjuicio económico anual de este sistema eléctrico, por no cumplir con las tolerancias de los indicadores SAIFI SAIDI. Alimentador Clientes Compensación Compensación Costo ENS Total ($) al Cliente $ a Osinergmin $ ($) A A Total Cuadro 1. Compensación año 2016, fuente CCO. pág. 7

8 La configuración actual de los alimentadores A4113 y A4124 permiten realizar transferencia de carga de uno a otro alimentador, ya que existe un punto de interconexión y que para el presente propósito se le denomina punto de transferencia. Los círculos con una línea intermedia que se muestran en la figura 1 representan a los reclosers Schneider con controlador ADVC culminados de instalarse en el año Figura 1. Diagrama unifilar reducido AMT A4113 y AMT A4124 Cuando se culminó de instalar los reclosers en este sistema eléctrico rural, se logró reducir la frecuencia de las interrupciones en los alimentadores A4113 y A4124 gracias a la habilitación de los recierres; sin embargo, a la vez se ha incrementado la duración del tiempo de reposición del servicio eléctrico debido a que ahora el personal operario tiene que trasladarse hasta el punto donde se ubica el recloser, trasportar su escalera, ver el tipo de evento, ubicar la falla, realizar los trabajos correctivos y reponer el servicio, que en suma contemplan un tiempo considerable de horas de reposición en las redes eléctricas rurales. En este esquema se muestra el esquema de Automatismo de Control Distribuido, que permite restablecer el suministro de energía a secciones libres de falla que hayan sido desenergizadas debido a una falla en otra sección de la red. Una vez reparada la falla, la función del Loop Automation también puede restablecer pág. 8

9 automáticamente la configuración original de la red. La inteligencia o algoritmo de operación del Loop Automation se basa en señales de voltaje, por lo que no requiere comunicaciones ni intervención de un operador local o remoto. En el siguiente esquema se muestra una condición de falla cercano al Alimentador A4124, para lo cual el automatismo consiste en la apertura de los recloser del propio Alimentador A4124 asi como del recloser ubicado en Quimbalate, este último permite aislar solo la zona de falla, coincidentemente y dada las condiciones del automatismo, en 30 segundos y de manera automática se cierra el recloser del punto de transferencia y deesta manera se restablece el suministro a los centros poblados de Andabamba, Lircay, Bellavista, Acobamba y Ocopa. Debido a que esta solución no requiere de comunicación celular vía GPRS, su implementación es de bajo costo y por tanto, replicable para otros sistemas eléctricos de similares características. pág. 9

10 Cuadro 2. Actividades e Inversión requerida, fuente CCO. Para ser replicado en un sistema que no cuente con el equipo de protección, en el cuadro 2, se muestra la inversión requerida, la cual asciende a US 20,000, el mismo que sería recuperado en el 2do año de operación, adicional a la mejora de la calidad de servicio e imagen de la empresa ante los clientes. pág. 10

11 E) ANEXOS O APÉNDICES Fotografía de ubicación y operación de los equipos recloser Foto1. Lejanía para llegar a la ubicación del recloser Foto2. La zona Rural es muy accidentada y no hay comunicación telefónica pág. 11

12 F) BIBLIOGRAFÍA Loop Automation, Mejorando la disponibilidad de energía y reduciendo los cortes de energía. Como reducir los clientes afectados por interrupciones. ImplementingDistribution_ _Web.pdf?v= , Implementación de la automatización y protección en distribución. pág. 12