Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
© ABB| Slide 1May 7, 2015
Smart GridsSoluciones inteligentes parasistemas aéreos de distribución
Osvaldo Angel Borello, Export Sales Engineer, Jornada Técnica Perú, Abril 2015
© ABB| Slide 2
Agenda
May 7, 2015
1- Introducción2- Soluciones para Redes Aéreas de Distribución3- Principio de Funcionamiento4- Integración de Equipos5- Ventajas6- Casos de Exito
© ABB| Slide 3
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?
© ABB| Slide 4May 7, 2015
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.
© ABB| Slide 5May 7, 2015
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
© ABB| Slide 6May 7, 2015
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.
© ABB| Slide 7May 7, 2015
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.
© ABB| Slide 8May 7, 2015
Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónPortafolio de Productos
Reconectadores Seccionalizadores
Reconectador OVR
Reconectador GridShield
AutoLink 1p LoadBreak AutoLink
AutoLink 3p WiAutoLink
© ABB| Slide 9May 7, 2015
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.
© ABB| Slide 10May 7, 2015
Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónReconectador OVR – Datos Técnicos
© ABB| Slide 11May 7, 2015
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.
© ABB| Slide 12May 7, 2015
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.
© ABB| Slide 13May 7, 2015
Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónReconectador GridShield – Datos Técnicos
© ABB| Slide 14May 7, 2015
Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónLoop Control Module – Medición de Tensiones
© ABB| Slide 15May 7, 2015
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.
© ABB| Slide 16May 7, 2015
Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónRER620 – Comunicación Punto a Punto
© ABB| Slide 17May 7, 2015
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!!!
© ABB| Slide 18May 7, 2015
Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónSeccionalizador Electrónico AutoLink
80%Fallas Transitorias
Qué sucede en las redes aéreas?
© ABB| Slide 19May 7, 2015
Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónSeccionalizador Electrónico AutoLink
Qué es AutoLink?
AutoLinkDISPOSITIVO DE AISLAMIENTO
FALLA TRANSITORIA FALLA PERMANENTEPermite que el reconectadoraguas arriba despeje la falla
Aisla el circuito con fallapermanente
ReconectadorAguas Arriba
© ABB| Slide 20May 7, 2015
Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónSeccionalizador Electrónico AutoLink
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
© ABB| Slide 21May 7, 2015
Soluciones para Redes Aéreas de DistribuciónSeccionalizador Electrónico AutoLink
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).
© ABB| Slide 22May 7, 2015
Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Fallas Transitorias
© ABB| Slide 23May 7, 2015
Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Fallas Transitorias
© ABB| Slide 24May 7, 2015
Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Fallas Transitorias
© ABB| Slide 25May 7, 2015
Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Fallas Transitorias
FALLADESPEJADA
CONTINUIDADDE SERVICIO
© ABB| Slide 26May 7, 2015
Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Fallas Permanentes
© ABB| Slide 27May 7, 2015
Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Fallas Permanentes
© ABB| Slide 28May 7, 2015
Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Fallas Permanentes
© ABB| Slide 29May 7, 2015
Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Fallas Permanentes
© ABB| Slide 30May 7, 2015
Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Fallas Permanentes
CONTEOALCANZADO
© ABB| Slide 31May 7, 2015
Principio de FuncionamientoReconectador + AutoLink – Fallas Permanentes
EVITALOCKOUT
CONTINUIDADDE SERVICIO
AISLAMIENTO DEL RAMAL CON FALLA
© ABB| Slide 32May 7, 2015
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.
© ABB| Slide 33May 7, 2015
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.
© ABB| Slide 34May 7, 2015
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.
© ABB| Slide 35May 7, 2015
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%
© ABB| Slide 36May 7, 2015
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%
© ABB| Slide 37May 7, 2015
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%
© ABB| Slide 38May 7, 2015
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
© ABB| Slide 39May 7, 2015
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…”
© ABB| Slide 40May 7, 2015
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
© ABB| Slide 41May 7, 2015
Preguntas?
© ABB| Slide 42May 7, 2015