Tecnologías más usadas para la automatización de las líneas de distribución eléctrica

Uno de los retos globales del servicio eléctrico más importante en los últimos años es la necesidad de cubrir con el incremento de la demanda energética.

Los retos en la distribución eléctrica se encuentran directamente influenciados por el incremento de la demanda energética producto de la expansión demográfica y el mayor consumo energético en la industria. Este reto no solo involucra un incremento en la cantidad de equipamiento y líneas de distribución instalados. Sino también los desafíos involucrados para garantizar la disponibilidad ininterrumpida del suministro eléctrico. Esto ha llevado a la proliferación de tecnologías que contemplen lineamientos de redundancia en caso de interrupción o cortocircuito lo que lleva a líneas con más de una fuente de energización. Sin embargo, la inclusión de estas tecnologías conlleva retos en la operación, al ser necesario considerar variables eléctricas y capacidad de carga de todos los circuitos involucrados. Esto ha llevado al uso de tecnologías que permita un ánalisis y procesamiento en tiempo real con el propósito de generar una distribución automatizada.

¿Qué es la distribución automatizada y que se necesita para implementar? La distribución automatizada se entiende como el uso de lineamientos y tecnologías encargadas de la toma de decisiones en tiempo real para la operación de redes de distribución eléctrica (doméstica o industrial). Esto con el objetivo de minimizar los tiempos de interrupción del suministro eléctrico. La operación principal consiste en la toma de información eléctrica de las subestaciones o equipamiento de las líneas de distribución. Información que es analizada en un servidor que permite identificar el mejor camino disponible en la red de distribución, para restituir el servicio eléctrico. Este análisis contempla la recopilación y procesamiento de variables eléctricas de capacidad de carga interrumpida y capacidad de carga de las líneas disponibles. Llevando los algoritmos más completos a incluir análisis de conductividad de las líneas de distribución entre otras.

¿Qué tecnologías para la distribución automatizada existen en la actualidad? Debido a que el principal requerimiento es tener un servidor capaz de procesar información en tiempo real. La distribución automatizada se divide en 3 grandes grupos o topologías

1. Topología Descentralizada: Como su nombre lo indica, la topología descentralizada contempla el uso de múltiples servidores encargados del procesamiento de datos. Estos son instalados a lo largo de las líneas de distribución dentro de los tableros de control de reconectadores y seccionadores bajo cargamiento y la elección del mejor ‘camino’ de restitución del suministro eléctrico. De esta forma, al extraer la data eléctrica directamente de los equipos conectados a las líneas de distribución, permite obtener tiempos de procesamiento y respuesta superiores a cualquier otra topología. Sin embargo, es esta característica lo que lo convierte a su vez en la topología con mayor precio de instalación y ejecución. Debido a que necesita que todo el equipamiento puesto en campo se compatible con la comunicación de los controladores del equipamiento de corte.
2. Topología Centralizada: La topología centralizada a su vez concentra toda la información en un solo punto de procesamiento de datos. Estos servidores centralizados conocidos como DMS (Distribution Management System) se encargan de concentrar toda la información de la red de distribución eléctrica y procesarla en conjunto. La ventaja de este tipo de arquitectura es la potencia y capacidad de procesamiento de datos. Lo que le permite concentrar la información de toda la red eléctrica con el objetivo de tomar el mejor camino en toda la red. El problema con esta tecnología es su naturaleza centralizada, lo que hace que se necesite la recopilación de información global para el procesamiento de los algoritmos de automatización. Además de su alto costo de implementación.
3. Topología Híbrida: La topología híbrida (semi-centralizada o semi-descentralizada) mezcla las funcionalidades de las otras dos anteriores. Posee capacidades descentralizadas al estar instalada en distintas partes de las líneas de distribución como subestaciones o gabinetes de reconectadores. Pero que no se limitan a la concentración de únicamente un equipamiento de corte. Más bien permite integrar información de réles de protección en subestaciones, o señalizadores de alarmas en las líneas de distribución. Su principal ventaja es la flexibilidad de implementación, al no estar ligada a un servidor central. Esto permite su instalación en circuitos problemáticos sin la necesidad de intervenir en hardware o software dedicado de alto costo.

¿Cómo funciona la distribución automatizada con estas topologías? El principio de operación de basa en la delimitación de zonas de operación. Las cuales necesitan de la consideración de

• Circuito eléctrico con variables de falla propias y medición de variables eléctricas en tiempo real.
• Punto de inyección o interruptor de cabecera con mando remoto de cada circuito involucrado.
• Circuitos dependientes o ‘ramales’ que permiten la generación de relación y dependencia entre circuitos.

Esta determinación de zonas va a permitir a los algoritmos identificar las fallas para su posterior aislamiento y la elección del mejor ‘camino’ de restitución del suministro eléctrico.

¿Cuál es la mejor tecnología para implementar? La implementación de cada una de estas tecnologías depende del requerimiento final de las líneas de distribución. Debido a que, dependiendo de la necesidad, puede predominar la implementación de cada una de las descritas. Sin embargo, es importante notar que estas topologías no son excluyentes. Por lo que, pueden ser implementadas en paralelo controlando distintos puntos en toda la red de distribución.
Por ejemplo, para circuitos problemáticos que necesiten la implementación de una solución de manera rápida y sin un costo excesivo, una topología hibrida resulta ideal por su flexibilidad y rápida implementación. Al permitir la comunicación multimarca con distintos equipamientos de corte y registro de falla, así como la implementación de algoritmos avanzados para la toma de decisiones. A su vez, este sistema podría reportar a un sistema centralizado SCADA o DMS, el cual se encargaría de recopilar y concentrar toda la información operativa de la red.

Si deseas tener más información de cómo implementar la automatización de la distribución en redes domésticas o industriales, no dudes en comunicarte con nosotros.