¿Por qué implantar la norma IEC 61850 en una subestación? Posibilidades y beneficios de la norma

Como rama de infraestructuras críticas, la generación de energía es un sector extremadamente exigente para los proveedores. La demanda cada vez mayor de electricidad y la integración en curso de redes centralizadas de fuentes de energía no renovables (por ejemplo, centrales de cogeneración) y de fuentes de energía renovables distribuidas (por ejemplo, parques eólicos o fotovoltaicos) plantean un reto para mantener la estabilidad y fiabilidad de toda la red y la calidad de la energía suministrada. Esto se consigue con la norma IEC 61850, que, a pesar de la cautela del sector eléctrico ante las novedades, está ganando rápidamente popularidad y se exige cada vez más en las subestaciones de alta tensión nuevas y modernizadas.

En resumen sobre IEC 61850

La IEC 61850 es una norma internacional para la estandarización de la automatización de subestaciones. Define (entre otras cosas) los protocolos de comunicación para garantizar la comunicación entre los dispositivos de la subestación, como los de protección, control y medición, así como los dispositivos electrónicos inteligentes (IED). Para más información sobre la norma, consulte los artículos

„Introducción a la norma IEC 61850. Guía para principiantes”.

Por qué aplicar IEC 61850?

La norma IEC 61850 es una solución que ofrece muchas ventajas, tanto para las subestaciones de nueva construcción como para las obsoletas destinadas a la reconversión. Las diferencias entre las iniciativas son enormes, pero las ventajas de aplicar la norma coinciden en ambos casos.

Menores costes de cableado

A diferencia de las soluciones más antiguas, la comunicación de la estación conforme a la norma IEC 61850 se basa en Ethernet, y la comunicación de los componentes de la estación entre sí y los niveles se realiza a través de fibras ópticas. La solución permite transmitir las señales a través de un único cable Ethernet, en lugar de enviar cada señal por un cable de cobre independiente. Esta característica se traduce en una reducción drástica del número y la longitud de los cables que antes se necesitaban y, por tanto, en un ahorro considerable.

También cabe destacar que la fibra óptica es mucho más barata que el típico cable de cobre. Esto es especialmente importante en el caso de la modernización, donde el presupuesto de inversión suele ser mínimo. Para los escépticos del argumento: El precio de unas decenas de metros de cable puede no suponer una diferencia, pero con los kilómetros, el precio por metro supone una gran diferencia. Dependiendo del tamaño de la instalación, una solución de este tipo puede suponer hasta un 40% de ahorro sólo en el valor de la instalación[i].

Configuración más sencilla a nivel de red

Una ventaja que introduce la norma es que la configuración manual de los dispositivos se reduce al mínimo. Gracias a un avanzado grado de automatización, se reduce significativamente la posibilidad de posibles (y desgraciadamente costosos) errores y sus correcciones al principio.

A pesar de esta mejora, la configuración sigue siendo un proceso complejo y hacerlo bien es crucial para la estabilidad de toda la red. De ahí que acudan al rescate las aplicaciones cliente que apoyan no sólo la implantación de la red, sino también su posterior mantenimiento. Nuestra empresa ofrece el sistema de apoyo a la gestión BTNET. Con una aplicación de este tipo, el funcionamiento de toda la instalación se simplifica aún más, por ejemplo, la configuración de la red puede reducirse a la descarga de una lista de puntos directamente desde el dispositivo.

Menores costes de mantenimiento y explotación

Además de las ventajas inmediatas, la norma IEC 61850 también ofrece ahorros a largo plazo en los costes totales. La tecnología que ofrece la norma ofrece el potencial de reducir los costes energéticos netos. Con las opciones avanzadas de supervisión, se puede utilizar información como el ángulo de fase y la estabilidad de la tensión para determinar las condiciones de la red en tiempo real, como calcular la carga dinámica de la red o revelar más capacidad de transmisión que los límites basados en el modelo. Esto permite observar y realizar cambios que pueden traducirse de forma realista en la economía de la empresa.

La norma IEC 61850 también resuelve indirectamente otra cuestión: el problema de la contratación de personal cualificado. El trabajo de los equipos de campo y de los ingenieros es esencial para garantizar la continuidad de la distribución de energía, pero el mercado está experimentando una escasez de técnicos, que las empresas energéticas están notando mucho. La automatización a varios niveles que introduce la norma resuelve este problema: la minimización de la necesidad de manipulación manual de los componentes se traduce en una menor necesidad de personal. Un beneficio adicional de esta solución, resultante indirectamente de la facilitación del funcionamiento y el mantenimiento del sistema, es la reducción de los gastos de mantenimiento de las cuadrillas de campo.

Fiabilidad de la transmisión de datos

Al controlar la disponibilidad del canal de comunicación y bloquear preventivamente los paquetes de baja prioridad, una red cargada de tráfico pesado no se sobrecarga aún más con datos menos relevantes. Además, la comprobación de la integridad de los datos implementada y la opción de redundancia de la conexión garantizan una transmisión eficaz y segura.

Interoperabilidad

Permitir que los equipos de diferentes fabricantes trabajen juntos fue una novedad introducida con la norma. Esta es una diferencia significativa con respecto a la vieja escuela de redes en la industria eléctrica, donde las condiciones estaban dictadas por las limitaciones de un solo fabricante. Esta condición simplificó el proceso de actualización de una subestación, que a menudo implica que los componentes existentes trabajen junto con los nuevos equipos de automatización.

Mayor control y seguridad

La norma IEC 61850 tiene una ventaja inestimable para el sector energético crítico que la tecnología anterior no tiene: el control en tiempo real. Esta función le permite reaccionar inmediatamente ante eventos no deseados, cuyas consecuencias podrían ser costosas o (peor aún) catastróficas. Y no es una exageración, al fin y al cabo, ya hemos visto los efectos de un apagón varias veces en los últimos 20 años en diversos lugares del mundo… La opción de monitorizar la red en tiempo real es posible gracias al registro de alta velocidad de las mediciones y el estado del sistema que proporcionan la Unidad de Medición de Fasores (PMU) y el sistema de Control de Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA). El SCADA puede informar sobre el estado de la red cada cuatro segundos y la PMU puede informar de hasta 60 mediciones por segundo, por lo que se garantiza la doble supervisión: si el SCADA no capta un evento, la PMU sí lo hará. Y esto, a su vez, garantiza el mejor control de calidad y seguridad.

Además de proteger la red de posibles fallos, la tecnología utilizada en la norma ayuda a identificar la ya existente. Ninguna otra norma ofrece esta ayuda. Gracias a la utilización de Ethernet síncrona y a la sincronización precisa del evento, es posible localizar la ubicación de una avería en la línea eléctrica con una precisión de hasta 10 m. Una información tan precisa garantiza que el equipo de campo pueda llegar al lugar y subsanar la avería lo antes posible.

Ampliación de la red más fácil y económica

El uso de la misma tecnología de red en toda la empresa energética facilita la integración de la subestación en la empresa y reduce significativamente el coste de toda la operación. A su vez, la mera adición de un nuevo dispositivo tiene lugar sin necesidad de reconfigurar el dispositivo, ya que en la norma IEC 61850 no es necesario configurar los dispositivos para compartir datos. Todo esto simplifica la tarea del diseñador de integrar la red y, además, el reducido número de cables entre dispositivos resuelve el problema habitual del exceso de cables en la bandeja de cables.

Mayor resistencia de los cables

Al utilizar fibras ópticas, el circuito gana un nuevo nivel de protección. Y esto es gracias al aislamiento galvánico, que cumple dos importantes funciones. En primer lugar, protege el circuito de los daños causados por una diferencia de potencial. En segundo lugar, protege la señal de la distorsión causada por las interferencias electromagnéticas o el acoplamiento. Sin este aislamiento, las mediciones realizadas pueden dar resultados incorrectos y la transmisión de datos puede ser difícil o completamente imposible.

Resumen

La creciente popularidad de la norma IEC 61850 en todo el mundo es una señal de cambio inminente para el sector, y por una buena razón, es la dirección hacia la que se dirigen las principales empresas energéticas. La pregunta que hay que hacerse sobre la implantación obligatoria de la norma no es “¿Se exigirá la IEC 61850?”, sino “¿Cuándo se exigirá la IEC 61850?”. El continuo desarrollo de la norma y las inmensas ventajas de su aplicación hacen que sólo sea cuestión de tiempo que la norma IEC 61850 sea obligatoria en las subestaciones.