La empresa TXU Electric Delivery arranca un Sistema Automatizado de Distribución que reduce duración de cortes en alimentadores…

En un esfuerzo por ofrecer el mejor servicio al cliente en la industria, TXU Electric Delivery (Dallas, Texas, E.U.A.) ha establecido un objetivo para lograr un desempeño óptimo en la confiabilidad del sistema para finales de la década. La acelerada integración de la tecnología a la red de distribución eléctrica será una herramienta de apoyo esencial en la consecución de dicho objetivo. El reciente compromiso, por parte de TXU Electric, de realizar un despliegue integral de banda ancha en las líneas de electricidad es un ejemplo de las iniciativas que está aplicando para respaldar esta estrategia.

TXU Electric Delivery ha seguido evaluando las nuevas tecnologías de automatización de sistemas de distribución para optimizar la confiabilidad y aumentar la satisfacción de los clientes. En realidad, en 2004, TXU Electric Delivery instaló seis interruptores IntelliTEAM II en un barrio de Dallas. Estos interruptores son distintos de todas las iniciativas de automatización anteriores de la empresa en el aspecto de que son dispositivos inteligentes que incorporan una red radial en malla que les permite “hablarse” entre sí continuamente, compartir información y tomar decisiones inteligentes.

Desarrollo de la Estrategia de Automatización
En 2002, TXU Electric Delivery creó un grupo nuevo para administrar los equipos al cual denominó: Estrategia de Operaciones y Mantenimiento, para que se enfocara a evaluar la confiabilidad del sistema y a desarrollar programas de mantenimiento y automatización que mejorasen la confiabilidad del sistema. Las dos métricas primordiales que se utilizan para medir la confiabilidad del circuito alimentador lo son: el índice promedio de la frecuencia de las interrupciones en el sistema (SAIFI, por sus siglas en inglés) y el índice promedio de la duración de las interrupciones en el sistema (SAIDI). El SAIFI indica la frecuencia con la que el usuario común experimenta una interrupción sostenida durante un periodo de tiempo predefinido, mientras que el SAIDI indica el tiempo total que se le interrumpe el servicio eléctrico a un usuario común durante un periodo de tiempo predefinido. El SAIDI normalmente se mide en minutos usuario de interrupción al año.
Los dos primeros años se pasaron expandiendo los programas de mantenimiento, evaluando los sistemas de supervisión a control remoto que ya se tenían y adquiriendo conocimientos acerca de los diferentes sistemas de automatización que había.

Proyecto Piloto Para Automatización
TXU Electric Delivery se encontró, por primera vez, con el producto IntelliTEAM II de S&C Electric en la Conferencia sobre Transmisión y Distribución, 2003, del PES IEEE, en Dallas. Se generó tal interés, que se sostuvieron reuniones para revisar el sistema y determinar el costo en comparación con las ventajas generales. En 2004, TXU Electric Delivery inició un proyecto piloto para instalar interruptores automatizados en un alimentador. Los objetivos del proyecto piloto eran adquirir experiencia sobre interruptores totalmente automatizados, medir las mejorías de la confiabilidad, evaluar las necesidades de mantenimiento de la automatización y evaluar la interacción de los despachadores con el producto. En una investigación para seleccionar el alimentador se incluyeron los siguientes criterios:

La información de la confiabilidad, especialmente la de los cortes en el alimentador, fue el primer filtro que se utilizó para seleccionar  alimentadores como candidatos potenciales. Estos alimentadores se le dieron al grupo que planeaba la distribución para que los clasificaran en fuertes, moderados y débiles. La combinación de dichas evaluaciones proporcionó una lista de candidatos potenciales.

Equipo de Automatización
Los interruptores Omni-Rupter y Scada-Mate de S&C se estaban utilizando entonces en el sistema de distribución. Se realizó un análisis de costo-beneficio en el que se comparaban los interruptores para determinar cuál utilizar en el proyecto piloto. El objetivo era elegir un interruptor para todos los proyectos de automatización.

TXU Electric Delivery decidió utilizar el interruptor Scada-Mate por los razones siguientes:

Comunicaciones Interruptor/Scada

Las comunicaciones del sistema IntelliTEAM II utilizan radios UtiliNet de par a par con capacidades de salto de frecuencia en banda ancha. Los radios saltan en un patrón predeterminado (240 canales) sin repetición durante cinco minutos. Operan en la banda de frecuencia de 902 MHz a 928 MHz y no necesitan licencia. Los radios operan con la funcionalidad de “línea de visión”, que está diseñada para comunicarse hasta 5 millas (8 km). Con los árboles y otros obstáculos, los interruptores instalados en el sistema de TXU Electric Delivery, normalmente se encuentran de 0.25 a 1.5 millas (0.4 km a 2.4 km) de separación entre sí.   

Un control de interruptores se comunica con la estación Maestra SCADA utilizando un módem celular CDMA/1xRTT. Le comunica los puntos del estado de todos los interruptores con los que interactúa al sistema SCADA, que está en nuestros centros de operación. Los despachadores utilizan en sistema SCADA para monitorear los interruptores automatizados, deshabilitar la función de automatización y operar los interruptores de forma manual (Fig. 2).    

Sondeo de los Radios de los Interruptores
             
Se colocaron radios provisionales en las ubicaciones propuestas para los interruptores y se le hicieron pruebas a la red radial. Se midieron y se evaluaron los parámetros de la RSSI (fuerza de la señal), el porcentaje Tick (capacidad de adaptarse al patrón de salto de frecuencia) y  el del porcentaje Dack (capacidad de transferir datos) utilizando los criterios normales de aceptación UtiliNet. Se tomó nota de la dirección de las antenas para futuras instrucciones de instalación por solicitud de trabajo.

Diseño de la Solicitud de Trabajo

La instalación de los interruptores necesitó instrucciones más detalladas que las instalaciones normales. Se crearon instrucciones específicas para los diseñadores de la solicitud de trabajo. Se dieron algunos cambios en el proceso antes de que se desarrollara, para utilizarse, el mapa de instrucciones de la Fig. 4. Proporciona instrucciones para que las utilice el diseñador, como la dirección de la antena, la orientación hacia donde deben ver los sensores del interruptor y recomendaciones sobre reemplazo de postes.

Seguridad

La seguridad fue un tema de máxima prioridad durante las etapas de planeación del proyecto piloto. Los despachadores no tenían experiencia en interruptores que funcionan automáticamente para aislar una sección que tenga falla. Los recursos de restauración no tenían experiencia trabajando con interruptores que funcionaran sin la intervención de los despachadores. Se realizaron varias reuniones con los comités de seguridad, el personal de los centros operativos, con el de restauración y con las cuadrillas de construcción. El Manual de Seguridad se revisó para garantizar que éste abarcara las prácticas de trabajo seguro que se relacionan con el trabajo en equipos automáticos.      

Puesta en Marcha del Sistema
Se les dio seguimiento a las instalaciones de los interruptores para mantener el programa piloto según lo programado. Se planeó que S&C Electric trabajara con el personal de TXU Electric Delivery para hacer una revisión, en campo, de los interruptores y de la comunicación de los radios después de la instalación final y la puesta en marcha del sistema. (Fig. 6)

Scada Master
Después de la puesta en marcha del sistema, el siguiente paso era instalar el módem celular digital que interconecta al sistema con el SCADA Master en el centro de despacho. Se desarrollaron y se probaron las nuevas pantallas para SCADA. El sistema no fue completamente automático hasta que los despachadores estuvieron capacitados sobre la pantalla del sistema en el SCADA Master. El sistema quedó totalmente automatizado en 2005.
           
Ciberseguridad
La seguridad a nivel cibernético fue prioritaria para este proyecto. Se tomaron las medidas adecuadas en términos de ciberseguridad debido a que la experiencia nos ha enseñado que los piratas informáticos tratarán de obtener acceso a los interruptores.

Resultados de Funcionamiento Confiable
Ahora que los primeros interruptores están en funcionamiento, es hora de monitorear su desempeño. Se esperaba que la confiabilidad mejorara en dos aspectos: en primer lugar, que las secciones del alimentador que no tienen fallas se deben restablecer con rapidez y mejorar el SAIDI o el SAIFI; en segundo, que las cuadrillas se puedan despachar con más precisión y no perder tanto tiempo buscando la falla.

La mejoría en la confiabilidad en relación a los interruptores no se puede medir mediante el rendimiento global de los alimentadores. Los aspectos como la reciente reducción del tamaño de este alimentador mejorarán, de manera efectiva, la confiabilidad del mismo sin ningún apoyo de los interruptores nuevos. La mejor forma de medir el rendimiento en términos de confiabilidad, que se les atribuye a los interruptores, es capturar, manualmente, la operación de cada interruptor y calcular el número de usuarios a los que se les restablece el servicio antes de que las cuadrillas se lo restablezcan al resto de los usuarios. Los interruptores IntelliTEAM II han operado en 12 ocasiones diferentes y han ahorrado 184,576 minutos usuarios. El número de minutos de interrupción del servicio que los usuarios experimentaron en 2005 (desde el 1 de nov., 2005) en los tres alimentadores fue de 344,109. Sin los interruptores, los usuarios de estos tres alimentadores hubieran sufrido un total de 528,685 minutos de interrupción del servicio. Esto equivale a una reducción de 35%  del total de minutos usuario de interrupción en estos tres alimentadores por las 12 operaciones de los interruptores.  

Expansión
En 2005, se aprobó la instalación de 53 interruptores en aplicaciones adicionales. Se utilizaron los mismos criterios para la selección de las ubicaciones de los alimentadores. Estos se seleccionaron junto con alimentadores diseminados, primordialmente, en el área metropolitana de Dallas Forth Worth (Fig. 7).
           
Los resultados iniciales con el IntelliTEAM II son muy exitosos. El proyecto piloto cumplió los objetivos proyectados para la confiabilidad. El monitoreo constante del desempeño de la confiabilidad confirmará si la estrategia de automatización de la distribución está satisfaciendo las metas de servicio al cliente y de confiabilidad. El éxito temprano de este programa ha hecho que éste se ampliara en 2005 y nuevamente en 2006.

Fragmento extraído de la Revista Transmission y Distribution del mes de Septiembre del 2006 escrito por Alan Bern es gerente de estrategia de operaciones y mantenimiento del área de administración de equipos de distribución en TXU Electric Delivery.