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Cómo opera el mayor
SPS instalado en el
Sistema Interconectado Central

CONECTA finalizó recientemente el desarrollo, construcción y puesta en marcha de un Sistema Especial de Protección (SPS, del inglés Special Protection System) para el Sistema Interconectado Central, solución tecnológica de avanzada que permite el monitoreo y control global de las redes eléctricas, posibilitando incrementar el flujo de energía por las líneas de transmisión entre las subestaciones Polpaico y Cerro Navia, manteniendo las condiciones de seguridad establecidas bajo el criterio n-1.

Este nuevo SPS es uno de los más grandes y complejos que se hayan implementado en Chile y Latinoamérica, debido a la gran cantidad de celdas de control y sus respectivas interacciones, y que considera además una combinación de la operación de Esquemas de Desconexión Automática de Carga (EDAC), de Esquemas de Desconexión Automática de Generación (EDAG) y de cambios topológicos. De este modo, permite el incremento seguro del flujo de energía en la línea de transmisión de 220 kV entre las SS/EE Polpaico y Navia, en función de la demanda requerida por el Sistema Interconectado Central (SIC) y en función de la temperatura en la línea de transmisión.

con2.jpg (8569 bytes)Ante la eventualidad de una falla en alguno de los circuitos en la línea de transmisión, el SPS podrá llevar el flujo de potencia a niveles normales mediante la regulacio´n de la generacio´n, cambios de topología en la red de transmisio´n del SIC y desprendimiento de consumos, efectuando órdenes de apertura sobre transformadores y líneas.

Diversos subsistemas HMI ubicados en el COZ de Transelec, el CDEC-SIC y el Centro de Control de Chilectra, permiten monitorear y controlar en tiempo real todas las variables, alarmas y otros datos asociados a este SPS-EDAC/EDAGxCE, sistema que dispone de once celdas de supervisión y control ubicadas en las SS/EE Polpaico y Navia, Central Rapel, Central Renca, así como en otras SS/EE estratégicas del SIC. Todas estas celdas están interconectadas a través de enlaces de comunicación satelital respaldados por satélites de comunicación independientes.

Se espera que este SPS permanezca en servicio hasta que se ejecuten las obras de instalación del desfasador en S/E Cerro Navia, previstas de ejecutarse durante el 2012.

Esta solución está basada en la tecnología utilizada por la empresa CONECTA en los EDACxCE y EDAGxCE de ENDESA y Eléctrica Guacolda respectivamente. Cada una de las celdas (formadas por unidades terminales remotas, controladores, equipos de comunicación y otros equipos) tiene funciones de supervisión, control, autodiagnóstico, análisis, cálculo, comunicación y pruebas de enlace de comunicación; y está específicamente programada para cumplir los objetivos específicos de cada S/E.

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Arquitectura general simplificada de la solución.


Funciones Principales

Supervisión: Estas funciones están asociadas a la lectura de las variables de estado y transferencias de potencia de cada una de las SS/EE, asignadas en todas las celdas involucradas.

Control: Están asociadas a la ejecución de órdenes de apertura o cierre sobre interruptores de carga, transformadores, alimentadores, etc. y en esta aplicación están asignadas aquellas celdas que ejecutan orden de desprendimiento.

con4.jpg (7651 bytes) Autodiagnóstico: Se refieren a la permanente ejecución de rutinas que determinan el estado de los equipos componentes de cada celda. Un eventual mal funcionamiento de uno de estos equipos es informado inmediatamente a la celda central de S/E Navia, quedando como registro la respectiva alarma.

Análisis y cálculo: Son privativas de la celda de S/E Navia y corresponden a la reunión de los valores y estados de todas las celdas del sistema y a la posterior generación maestra de las órdenes de desprendimiento de carga/generación y cambio de topología como resultado de dichos análisis.

Comunicación: Cada celda administra sus enlaces de comunicación a través de los cuales se comunican con la celda de S/E Navia para transmitir su estado y para, eventualmente, recibir de la misma la orden de apertura a la carga o salida que ella administra.

Prueba de enlace: Metodología predictiva de autodiagno´stico desarrollada por la empresa CONECTA y que corresponde a la emisión de una trama periódica de datos neutros (dummy data) que permite estar permanentemente evaluando la calidad del enlace de comunicaciones, de modo de detectar, en forma predictiva, una eventual pérdida de calidad del enlace que, de no ser advertida con anticipación, podría eventualmente causar una pérdida total de comunicación.


con5.jpg (5960 bytes)Funcionamiento

El modo de funcionamiento diseñado para las celdas de S/E Navia (principal y de respaldo) es tal que ambas celdas reciben simultáneamente los datos necesarios para la toma de decisiones, como magnitud de las transferencias, estado de interruptores, magnitud de los consumos, estado de máquinas y transformadores de las distintas SS/EE del sistema, así como de la temperatura de las SS/EE Navia y Polpaico. Asimismo, para la construcción de sus escenarios de decisión, ambas celdas disponen de la información de configuración y de aquella manualmente ingresada (por ejemplo, reserva en giro de Central Rapel), que se ejecuta a trave´s de alguno de los servidores dispuestos para tal efecto, tanto en S/E Navia como en el COZ de Transelec.

La función de estos servidores es actuar como elemento de interacción del sistema con el usuario a través de un HMI desarrollado específicamente para tal efecto, permitiendo almacenar a la vez todos los registros del sistema, tanto los periódicos como aquéllos relacionados como alarmas y eventos. Cualquiera sea el servidor mediante el cual se ingresa información al sistema y se modifica la configuración, las acciones quedan registradas en los archivos del sistema, así como el usuario que las generó y el servidor desde el cual fueron efectuadas dichas acciones.


Activación y Operación

con6.jpg (14004 bytes)El sistema de supervisión y control se activa cuando las celdas de S/E Navia y S/E Polpaico detectan simultáneamente una sobrecarga en la línea Navia-Polpaico. Las decisiones de apertura y cambios de topología son generadas simultáneamente en ambas celdas de la S/E Navia (principal y de respaldo). Esta orden es emitida a una o más celdas del sistema utilizando para ello ambos canales de comunicación satelital dispuestos.

La celda receptora recibe, por uno o por sus dos canales de comunicación, una orden de control que ella ejecuta inmediatamente sin esperar ningún otro tipo de confirmación. El arribo de una segunda orden (por ejemplo, del servidor de respaldo) no hace más que solicitar la ejecución de la misma acción de control anterior, la que, como ya está ejecutada, no produce ningún cambio adicional en el sistema respecto de la orden anterior. En consecuencia a lo expuesto, el sistema utiliza su función de respaldo simultáneamente, duplicándose así las órdenes de control, asegurando de esta forma la correcta operación del sistema.

Luego de emitida la orden, la celda de S/E Navia espera un "refresco" de la información de las celdas del sistema, en particular, de la celda receptora de la última orden, y analiza y verifica que se haya producido el cambio esperado, es decir, una apertura de interruptor, una reducción en la transferencia por consumo, etc. Cada una de las acciones ejecutadas por el sistema queda registrada en uno o más de tres archivos de registro de datos residentes en la celda de S/E Navia y almacenados en los servidores principal, de respaldo y remoto.

con7.jpg (10579 bytes)Estos archivos corresponden a los registros de log (datos del sistema tomados a intervalos regulares), registros de eventos (datos que se almacenan cada vez que se produce un cambio de estado, condición del sistema, ingreso de usuarios a cambiar, o de nuevos parámetros del sistema) y registros de alarmas, que almacenan todas aquellas condiciones definidas como críticas en la operación del sistema. Cada evento registrado tiene su propia estampa de tiempo, sincronizada vía GPS con una resolución de un milisegundo.

Artículo gentileza de CONECTA.
Mayores antecedentes: (56-2) 6997913, conecta@conecta.cl
Abril 2011
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