Triangulo De Potencias

Sistemas PCYM Integrados en Base a Relevadores

Multifuncionales y Procesadores de Comunicaciones

Jorge H. Díaz Hernández David Sánchez Escobedo Rey David González Barrios

Schweitzer Engineering Laboratories, SA de CV

Av. Rogelio González Caballero No. 425, Parque Industrial Stiva Aeropuerto

Apodaca, Nuevo León, México

Resumen: El presente trabajo describe el diseño de un sistema

integrado de protección, control y medición basado en relevadores

multifuncionales, procesadores de comunicaciones y procesadores

lógicos, y presenta la comparación de este sistema con un sistema

tradicional de protección, control y medición basado en

relevadores unifuncionales, relés auxiliares, conmutadores de

control, etc., desde los puntos de vista de confiabilidad,

funcionalidad y económico. El sistema integrado descrito, al

utilizar al máximo las funciones de los dispositivos electrónicos

inteligentes (DEIs), brinda nuevas funciones, como enlace local a

una interfaz humano-máquina, enlace remoto al sistema SCADA,

funciones de automatización y acceso de ingeniería vía Ethernet,

que los sistemas PCYM tradicionales no contemplan.

Palabras clave: Automatización, Controlador de Bahía, IHM,

Procesador de Comunicaciones, Dispositivos Electrónicos

Inteligentes, Relevadores Multifuncionales.

I. INTRODUCCIÓN

El desarrollo tecnológico ha influenciado en todas las áreas, y

los sistemas de protección, control y medición (PCYM) no han

sido la excepción. La evolución de los relevadores de

protección con la tecnología digital en las dos últimas décadas,

ha permitido el cambio de relevadores unifuncionales en los

esquemas de PCYM por relevadores multifuncionales, los

cuales son capaces de ejecutar múltiples tareas, tales como

funciones de protección, control, medición, registro de eventos,

automatización, comunicaciones, etc., que anteriormente debían

ser realizados de manera independientemente por diversos

dispositivos.

Aprovechando al máximo todas las funciones existentes en los

relevadores multifuncionales, e integrándolos con procesadores

lógicos y procesadores de comunicaciones, es posible diseñar

sistemas PCYM integrados, que incluyen la funcionalidad de un

controlador de bahía como base de la solución.

Actualmente existen sistemas PCYM tradicionales en

servicio que utilizan relevadores electromecánicos o

estáticos; adicionalmente existe la práctica de utilizar

relevadores digitales para una función específica,

desaprovechando su potencial, al convertirlos, por la

forma de utilizarlos, en equipos unifuncionales. Estos

relevadores electromecánicos, estáticos o digitales se

combinan en los tableros con relés auxiliares,

conmutadores, bloques de pruebas, cuadros de alarmas,

transductores y medidores, entre otros dispositivos. Es

decir, únicamente se ha cambiado en los sistemas

actuales un relevador electromecánico o estático por un

relevador digital. Para poder lograr la conectividad al

Sistema de Control Supervisorio y de Adquisición de

Datos (SCADA), se requiere una unidad terminal

remota (UTR). Adicionalmente, estos sistemas no

tienen en la mayoría de los casos redundancia en las

funciones de protección, no tienen capacidad de

comunicaciones ni de almacenamiento de información,

y requieren un programa de mantenimiento continuo, al

contar con equipamiento complejo.

En el sistema PCYM integrado, se propone utilizar al

máximo las funciones de protección, control, medición,

adquisición de datos y botoneras de los relevadores

multifuncionales, integrándolos con procesadores

lógicos y procesadores de comunicaciones para

proporcionar una interfaz humano-máquina local, un

enlace remoto vía SCADA, y un acceso de ingeniería

vía Ethernet a los DEIs. Esto permite eliminar relés

auxiliares, transductores, bloques de prueba,

conmutadores, cuadros de alarmas, carátulas de

medición, cableado, etc. Adicionalmente, al utilizar dos

relevadores multifuncionales, se obtiene redundancia en

el esquema de protección, lo que incrementa su

confiabilidad. Al reducir el número de componentes del

esquema, se simplifica su mantenimiento, se mejoran

las funciones tradicionales y se ofrecen nuevas

funciones, que anteriormente eran imposibles de

realizar.

En este trabajo se hace un análisis comparativo de un

sistema PCYM tradicional y de un sistema PCYM

integrado, se describen sus características técnicas de

protección, control y medición, y la forma de enlazar

ambos sistemas al sistema SCADA. Se hace también un

análisis de confiabilidad y un análisis de costos de ambos

sistemas.

II.SISTEMAS DE PROTECCIÓN, CONTROL Y MEDICIÓN

(PCYM) TRADICIONALES

Si se toma como base un sistema PCYM tradicional para una

línea de 400 kV (ver Fig. 1), la lista de equipos requeridos es la

siguiente:

Relevador de protección piloto por comparación

direccional (85L).

Relevador de protección de distancia (21/21N).

Relevador de protección direccional de sobrecorriente

de tierra (67N).

Relevador de respaldo de falla de interruptor (50FI).

Relevador de recierre monopolar (79).

Medidor multifuncional.

Relés auxiliares.

Bloques de prueba.

[5]Transductores.

Voltímetros, amperímetros, etc.

Conmutadores de control.

Cuadros de alarmas.

Al tenerse un relevador para cada función, no existe

redundancia, y se requieren bloques de prueba para poder aislar

un determinado relevador cuando se trabaja en vivo, sobre todo

cuando los relevadores están conectados a un mismo

transformador de corriente (TC).

Se requieren UTRs para controlar y monitorear a nivel superior

estos sistemas (ver Fig. 2). Para ello se requieren algunos

accesorios, como relés auxiliares para duplicar alarmas

y estados para la UTR y el cuadro de alarmas, y

transductores para reportar la medición a nivel superior.

Debido al tipo de relevadores usados en la solución

tradicional, las UTRs son los únicos dispositivos del

sistema que tiene capacidad de comunicación al sistema

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