Si bien las subestaciones digitales han sido un concepto en la industria de la energía durante algún tiempo, su adopción se ha visto obstaculizada por factores como procesos obsoletos, regulaciones, enfoques conservadores y conocimiento limitado; sin embargo, la marea está cambiando y las subestaciones digitales ahora están ganando terreno.
¿En qué se diferencian de las subestaciones heredadas o convencionales? Las subestaciones digitales utilizan sensores y datos en tiempo real para respaldar el monitoreo y control remotos, permitir la comunicación digital y promover sistemas de suministro de energía eficientes y rentables.
Desde nuestro punto de vista, estos son cinco de los beneficios más valiosos que las subestaciones digitales brindan a las empresas de servicios públicos.
1. Cuestan menos implementar
En comparación con las subestaciones heredadas o convencionales, las subestaciones digitales pueden ser más eficientes de implementar en términos de costos y tiempo de instalación. ¿Por qué? Porque reducen significativamente la dependencia del cableado de cobre.
Por lo general, las subestaciones eléctricas dependen de millas y millas (o kilómetros y kilómetros) de cables de cobre más miles de terminaciones para respaldar los sistemas de control y las comunicaciones punto a punto, como disyuntores, transformadores de corriente, transformadores de voltaje y relés de protección.
La evolución de las subestaciones está impulsada por el creciente proceso de digitalización, facilitado principalmente por la adopción generalizada de IEC 61850. Este avance implica no solo la utilización de un bus de estación, sino también la integración de un bus de proceso. El bus de proceso implica la instalación de dispositivos digitales, como unidades de fusión y unidades de interfaz de proceso, en el patio de maniobras. Estos dispositivos transmiten datos esenciales a dispositivos electrónicos inteligentes (IED) ubicados en la sala de control. La transmisión de datos se facilita a través de redes Ethernet basadas en fibra óptica de alta velocidad.
Como resultado, las subestaciones digitales dependen principalmente de la conectividad de fibra para respaldar la digitalización de los sistemas de transmisión y distribución de energía. Esto simplifica el diseño de la infraestructura de la subestación y reduce drásticamente la cantidad de cableado de cobre necesario. Por ejemplo, en una subestación de tamaño pequeño a mediano, estimamos que el cobre puede reducirse en casi 30 km (más de 18 millas) y reemplazarse por solo 1,5 km (o menos de una milla) de fibra.
2. Son más seguros de manejar
Las subestaciones digitales mejoran significativamente la seguridad, mitigando los riesgos eléctricos que prevalecen en las subestaciones convencionales.
En las subestaciones convencionales, el uso de cobre para transportar señales desde el patio de distribución hasta la sala de control crea un riesgo potencial para la seguridad, especialmente cuando se conectan transformadores de corriente y voltaje. Cada cable de cobre tiene la posibilidad de descarga eléctrica.
En las subestaciones digitales, los transformadores de corriente y tensión son reemplazados por LPIT (transformadores de instrumentos de baja potencia), que ofrecen mayor seguridad y confiabilidad. A diferencia de los transformadores tradicionales, los LPIT no tienen salida de señal eléctrica; en cambio, transmiten corrientes y voltajes medidos a un medidor de energía totalmente digital.
Una de las ventajas significativas de las subestaciones digitales es la eliminación de conexiones eléctricas entre los equipos de alta tensión y los sistemas de protección y control. Esta reducción de los puntos de conexión eléctrica minimiza el riesgo de exposición de los trabajadores a la corriente eléctrica. Al reducir los riesgos potenciales, las subestaciones digitales pueden contribuir a reducir los costos laborales asociados con entornos de trabajo peligrosos.
3. Ayudan a transformar las salas de control de las subestaciones en microcentros de datos
Las salas de control de las subestaciones están configuradas para convertirse en microcentros de datos que contienen sus propias computadoras, almacenamiento, redes, energía, refrigeración y otra infraestructura para cargas de trabajo determinadas. Y las subestaciones digitales son el facilitador de esta transformación.
Los microcentros de datos pueden ayudar a las empresas de servicios públicos a reducir los costos y escalar hacia arriba o hacia abajo rápidamente. Al llevar la informática de punta al mundo real y más cerca de las fuentes de datos, esto permitirá que las salas de control admitan una implementación más rápida y una latencia más baja.
4. Admiten un mantenimiento más fácil
Los equipos como relés, paneles de control y protección que se encuentran dentro de la sala de control de la subestación tienen una vida útil típica de entre 10 y 15 años. Después de eso, es hora de actualizar el equipo. Una subestación digital hace que las actualizaciones y los reemplazos de equipos sean más rápidos y fáciles, y hace posible la administración remota. Los tiempos de interrupción se reducen significativamente, junto con el riesgo para el personal de mantenimiento.
Hay menos dispositivos conectados a la red y la documentación de mantenimiento es digital y de fácil acceso.
La arquitectura simple y abierta de una subestación digital también hace que la expansión futura sea más fácil, rápida y rentable.
5. Brindan acceso a datos en tiempo real
Las subestaciones digitales brindan a las empresas de servicios públicos la capacidad de capturar, utilizar y transmitir datos precisos en tiempo real, a diferencia de las subestaciones heredadas que ofrecen acceso limitado a dicha información. Estos datos en tiempo real permiten a las empresas de servicios públicos monitorear y controlar de manera efectiva la estabilidad de la red y responder rápidamente a las condiciones de la red.
Esto admite una mejor visualización a nivel local y del centro de control para una mayor conciencia del sistema y una mayor resiliencia. También brinda a las empresas de servicios públicos un acceso más profundo a sus sistemas digitalizados y la flexibilidad para estandarizar sus datos en un modelo de datos común basado en el lenguaje de configuración de subestaciones (SCL) de IEC 61850.
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