Escalones múltiples controlados por SCADA Bancos de Condensadores con controles automáticos y filtros SCADA

Introducción
Escalones múltiples controlados por SCADA (Supervisión de Control y Adquisición de Datos), Bancos condensadores automáticos de metal y bancos filtros armónicos pueden proporciones muchos beneficios que no están disponibles con los bancos condensadores de metal estándar. Un banco condensador automático controlado por SCADA proporciona control inmediato y remoto, detección y predicción de fallas, reduce el costo operacional y da la posibilidad de incrementar el rendimiento de la transmisión y distribución del sistema con un control supervisor. Este Comentario Técnico proporciona información importante tanto para los bancos condensadores de escalones múltiples controlados por SCADA así como también un paquete de control SCADA común proporcionado por Northeast Power Systems, Inc (NEPSI).

Las especificaciones en detalle de los bancos condensadores de metal de escalones múltiples controlados por SCADA están disponibles por NEPSI vía Correo electrónico. Puede solicitar una copia a sales@nepsi.com

Figura 1 - Los bancos condensadores automáticos controlados por SCADA ofrecen muchos beneficios comparados con los Bancos condensadores de metal convencionales

Antecedentes
Los bancos condensadores automáticos de escalones múltiples convencionales constan de 2 a 5 escalones de condensadores de derivación con un kvar de banco total con un índice de 10.000 kvar. Los escalones de los condensadores se activan automáticamente y se desactivan con disyuntores de vacío para regular el voltaje, el factor de energía, o los VARs en las subestaciones de distribución que varían de 4,16kV a 34,5kV. Los bancos son enviados completamente ensambladores y listos para la interconexión. Todos los dispositivos de conmutación (incluidos los interruptores para desconectar el aire), la protección y las instrucciones de control están cuidadosamente embalados en una unidad individual que permite la conexión directa al bus principal de una subestación de distribución. Todo lo que necesita para conectar este banco a su sistema es una almohadilla de concreto, una señal transformadora de corriente externa, tres cables de energía y un cable a tierra.

Un banco controlado por SCADA ofrece los mismos beneficios que un banco de metal convencional, pero va un escalón mas arriba y permite la conexión con un sistema SCADA, además proporciona los siguientes importantes beneficios:

• Los controles SCADA permiten anular los controles automáticos del banco para proveer voltaje o soporte var a los sistemas de transmisión, sub-transmisión y distribución.
• Los controles SCADA pueden alertar al personal de utilidad las fallas de fusible y de condensador. Esto aumentará la fiabilidad del banco condensador y disminuirá el tiempo de inactividad.
• Los controles SCADA reducen los costos operacionales disminuyendo los viajes del equipo de mantención a la subestación.
• Los controles SCADA para un monitoreo remoto proporcionan la condición de todos los dispositivos de control y protección del banco.
• Los controles SCADA proporcionan un monitoreo remoto de todos los parámetros del sistema de energía (es decir, distorsión armónica, voltaje, factor de energía, etc.) asociados con el banco condensador.  Esto proporciona una importante herramienta de diagnóstico cuando un problema con la calidad de energía surge.

CONTROL SCADA
La figura 1 muestra un diagrama de bloqueo típico de un banco condensador automático de metal controlado por SCADA. Los elementos importantes mostrados en el diagrama son los siguientes:

• INTERRUPTOR DE CONTROL DE SUPERVISOR – Este interruptor normalmente esta en el panel de control del banco condensador de metal. Cuando el interruptor de control de supervisor esta en la posición “DISABLED”, todos los controles SCADA están desconectados y el banco solo puede ser operado desde el panel de control. Cuando el interruptor de control de supervisor esta en modo “DISABLED” el sistema SCADA continuara recibiendo indicaciones de la condición del banco condensador, pero se ignoraran las indicaciones recibidas por el sistema SCADA provenientes del banco.

• Cuando el interruptor de control de supervisor esta en la posición “ENABLED”, el banco puede ser controlado por el sistema SCADA, pero continuará en el modo de control automático hasta que se envíe un comando de anulación. Una vez enviado dicho comando (es decir un comando SCADA para encender la fase 3), se desactiva el modo automático y el completo control del banco condensador se basan en los comandos recibidos por el sistema SCADA. El control automático se puede reiniciar por SCADA con una señal de “Volver al Control Automático”.

• INTERRUPTOR MAN/OFF/AUTO – Estos interruptores solo están funcionando cuando el banco no está siendo controlado por el sistema SCADA (es decir, cuando el interruptor de control de supervisor está en “DISABLED” o cuando el banco esta en el modo de control automático). Estos interruptores tienen 3 posiciones. Cuando está en la posición “ON”, la fase asociada con el interruptor MAN/OFF/AUTO es forzada a prenderse. Cuando está en la posición “OFF”, la fase asociada es forzada a apagarse. Cuando está en la posición “AUTO” el banco es controlado por el Controlador de Factor de Energía. Los controles previenen la recaticación de la fase en menos de 5 minutos.

• MODICON PLC – El Modicon PLC controla varios de los requerimientos funcionales del sistema de control SCADA.

• SISTEMA DE PROTECCION – Este sistema se compone de un sistema de protección de desequilibrio neutro, relé(s) de sobreintensidad y relé(s) de sobretensión (Nota: Los relés de sobretensión y sobreintensidad no siempre están instalados en los bancos condensadores de escalones múltiples. Los requerimientos para estos relés están en el sistema dependiente).

• SENSORES – - El PT, CT y otros dispositivos requeridos para proporcionar SCADA y señales de control automático como se explica en la tabla 1 de esta especificación.

• FASE DE DISYUNTOR DE VACIO – Estos interruptores son parte del banco condensador y son los encargados de energizar y de-energizar el banco condensador.

• SENSOR(ES) NEUTRO(S) – Estos censores normalmente están ubicados en el neutro de la mayoría de los bancos condensadores y son transformadores de corrientes o transformadores de voltaje. Su propósito es proporcionar una señal de corriente o voltaje al relé de desequilibrio cuando se pierde un fusible condensador.

• MEDIDOR – Este medidor monitorearía los parámetros del sistema de energía como se menciona en la tabla 1. Los parámetros del sistema de energía estarían disponibles en el PLC para detectar las condiciones de fallas y alarmas así como también para el UTR del sistema SCADA. Un protocolo de comunicación común (UTR o DNP 3 necesitan para existir entre el UTR, el dispositivo medidor y el PLC).

• AUTO CONTROLADOR – El auto controlador controla las fases del banco condensador basándose en el factor de energía del sistema, voltaje o vars. Solo se permite el auto controlador para controlar el banco cuanto no está siendo controlado por el sistema SCADA.

Figura 1 – Diagrama de bloqueo del Sistema SCADA

Requerimientos de entrada/salida de SCADA
La siguiente tabla 1 muestra los requerimientos típicos de E/S del UTR. NEPSI puede instalar y precablear el UTR y los dispositivos de comunicación en fábrica o puede dejar algún espacio en la cabina de control de metal automático para que el cliente lo instale.

Conclusión
Este Comentario técnico muestra los beneficios de los bancos condensadores automáticos controlados por SCADA. También muestra un esquema de control SCADA y los requerimientos de entrada y salida del esquema. Es importante que el cliente mencione debidamente los requerimientos del sistema SCADA y anticipe los requerimientos de E/S del UTR. Es para el beneficio del cliente el especificar un UTR y el dispositivo de comunicación que sean compatibles con el sistema Maestro SCADA. Para asegurar el completo funcionamiento del sistema de control SCADA del banco condensador automático, se le debe solicitar al fabricante la instalación y posterior prueba del sistema de control SCADA con el UTR solicitado.

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