Localiza

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1. ¿Cuáles son las características generales del proyecto?

Localiza es un proyecto que tiene por objetivo diseñar un sistema de localización y clasificación de faltas en redes eléctricas, basado en el cálculo de la reactancia, que simplifique el trabajo de campo reduciendo el tiempo y los costes de localización.

Se trata de un proyecto cofinanciado con una ayuda pública del Principado de Asturias a través de FICYT (Fundación para el Fomento en Asturias de la Investigación Científica Aplicada y la Tecnología). En su desarrollo han colaborado EDP (a través de su programa de apoyo a doctorandos) y la Universidad de Oviedo.

Figura 1. Objetivos y financiación

2. ¿Cómo surge el proyecto y qué problema trata de solucionar?

El proyecto surge ante las limitaciones del sistema empleado actualmente para la localización de faltas en redes aéreas de distribución de media tensión.

Cuando se produce algún fallo en una línea, los equipos encargados de su localización y reparación se ven obligados a recorrer extensiones de terreno considerables (del orden de kilómetros, frecuentemente) hasta encontrar el fallo. Todo ello supone tiempos largos de localización, y por tanto de reposición de servicio, que se suman a problemas de seguridad de las personas (orografía, trabajos nocturnos, nieve, etc.). Esta problemática es la que pretende resolver el proyecto.

3. ¿En qué consiste el sistema de localización?

El sistema de localización emplea un algoritmo basado en la reactancia, un parámetro físico que se calcula en la subestación más próxima a partir de los valores de onda de las señales eléctricas. La clave está en que el valor de la reactancia depende de la distancia a la que se encuentra la falta.

Figura 2. Cálculo de la reactancia a partir de las señales eléctricas

Para explicar el procedimiento de una forma más clara, puede plantearse un símil entre la reactancia y un depósito de gasolina, así como entre las líneas eléctricas y un camino: el valor de la reactancia sería la cantidad de gasolina tal que, siguiendo el camino (la línea) desde la subestación, permita llegar exactamente hasta el punto donde tuvo lugar el fallo, momento en el que el combustible se agotaría.

Figura 3. Funcionamiento esquemático del algoritmo de localización

En resumen: conocido el valor de la reactancia es posible recorrer la línea hasta ubicar el lugar donde se produjo el fallo.

La gran ventaja de este algoritmo de localización es que opera a nivel de subestación, es decir, que el recorrido de la línea hasta agotar la reactancia es virtual, pudiendo conocer la ubicación desde la propia subestación e informar oportunamente a los equipos de campo.

En concreto, en el proceso anterior intervienen los siguientes elementos:

  • El IED (Intelligent Electronic Device), encargado del tratamiento de las señales eléctricas como fuente de información que proporciona los datos para el cálculo de la reactancia.
  • El UCS (Unified Computing System), sistema microscada (de supervisión, control y adquisición de datos) que maneja los valores fasoriales que conducen al cálculo de la impedancia y, por consiguiente, de la reactancia.
  • El DMS (Document Management System), que maneja la información relativa a las líneas para ubicar sobre ellas el punto donde se produjo la falta.

Figura 4. Proceso de localización de la falta a nivel de subestación

Figura 5. Situación de la falta en la línea afectada

4. ¿Es posible determinar la causa de la falta con la información registrada?

Hasta cierto punto sí, pero con ciertas limitaciones. Parte del proyecto consiste en el uso de máquinas de soporte vectorial para el reconocimiento de patrones, lo que requiere una serie de registros históricos que permitan establecer una correspondencia entre la alteración de las formas de onda y la naturaleza del fallo.

La principal limitación a este respecto se encuentra en la necesidad de una muestra de fallos que sea lo bastante representativa, pues (afortunadamente, por otra parte) las faltas en las líneas no son excesivamente frecuentes. En cualquier caso, sí que es posible determinar la causa del fallo hasta cierto nivel de precisión, como por ejemplo, distinguir una falta producida por el choque de un ave contra las líneas de otra debida a la caída de un rayo.

Figura 6. Determinación de la naturaleza del fallo

5. ¿Dónde está instalado actualmente el sistema de localización?

El sistema de localización se encuentra instalado en la red de Cangas del Narcea.

En concreto, afecta a un total de 32 líneas, que suponen una longitud de 956 km, de los cuales 926 km (el 96,8%) son líneas aéreas y los 30 km restantes corresponden a líneas subterráneas. En dicha extensión hay 4 subestaciones, 4 centros de reparto y 800 centros de transformación (con una potencia total instalada de 109 MVA).

Figura 7. Ámbito de aplicación actual del sistema de localización

6. ¿Cuáles son los resultados obtenidos?

Aunque el sistema de localización es prometedor y se ha probado con éxito en entornos reales, tampoco es fiable al 100%: los resultados se sitúan en torno a un 75-80%.

Figura 8. Resultados obtenidos: histórico de faltas

7. ¿Cuáles serían los próximos pasos?

Básicamente, se trataría de extender el sistema a toda la red aérea de EDP en Asturias.

Esto supondría 4.616 km de líneas, pues del total de 5.729 km, los 1.113 km restantes (el 19,4%) corresponden a líneas subterráneas. Afectaría a 49 subestaciones, 70 centros de reparto y 6.232 centros de transformación, con una potencia total instalada de 2.005 MVA.

Figura 9. Ámbito de aplicación potencial del sistema de localización