ANÁLISIS TÉCNICO-ECONÓMICO DE UN PROYECTO DE SUBESTACIÓN DIGITAL EN ALTA TENSIÓN

Abstract

En los últimos años, hemos visto las implementaciones del estándar IEC 61850 en el bus de estación en la que los mensajes GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) intercambian información entre IEDs (Intelligent Electronic Device) de múltiples proveedores y mensajes MMS (Manufacturing Message Specification) para transferir información de control al SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Hoy en día, el desarrollo tecnológico permite la implementación de IEC 61850 a nivel de proceso, en el cual se utilizan MU (Merging Unit) para transmitir valores analógicos en forma de SV (Sampled Values) a IEDs de medida, control y protección. El bus de proceso, basado en IEC 61850, ha presentado la oportunidad de mejorar en cuanto a seguridad en el puesto de trabajo, espacio en los armarios de control y protección, monitoreo y mantenimiento de subestaciones.Con el fin de explorar estas ventajas potenciales y en un esfuerzo por alcanzar mayor experiencia con las aplicaciones del estándar IEC 61850, TRANSELEC decidió desarrollar un proyecto implementando el bus de proceso en la subestación Itahue.Como parte de esta memoria de titulación se diseña el sistema de medida, control y protecciones para toda una subestación digital tipo basada en la subestación Itahue de 154 kV. Detallando los diagramas unilineales de conexión, la arquitectura de comunicación, la disposición y los equipos involucrados. Evaluando las ventajas y desventajas técnicas de las distintas alternativas de solución disponibles, en base a las prestaciones de equipos de las marcas ABB, GE/ALSTOM y SIEMENS.Para evaluar la competitividad se realiza una valorización y comparación económica entre el sistema convencional y los nuevos sistemas basados en IEC 61850. La comparación económica incluye la inversión relacionada con el equipamiento, diseño inicial, ingeniería básica, cableado, pruebas y comisionamiento. Los resultados ilustran las ventajas potenciales de los sistemas basados en IEC 61850 y concluyen que una solución basada en el bus de proceso es altamente competitiva.In recent years, we have seen IEC 61850 implementations at the station bus in which GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) messages exchange information between IEDs (Intelligent Electronic Device) from multiple vendors and MMS (Manufacturing Message Specification) messages for upstream reporting to SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Nowadays, technological development enables the implementation of IEC 61850 at the process level, in which MUs (merging units) are used to stream analogue values in form of SV (sampled values) to measurement, protection and control IEDs. The process bus, based on IEC 61850, has presented the opportunity of improvement in terms of switchyard safety, P&C panels’ floor space, substation footprint, and substation monitoring and maintenance. In order to explore this potential advantage and in an effort to reach further experience with IEC 61850 standard applications, TRANSELEC decided to develop a process bus project in Itahue substation. As part of this report, the measurement, control and protection system based on the process bus for the entire type substation is designed based on the Itahue substation. This design is produced by detailing the unilineal connection diagrams, the communication architecture, the layout and the equipment involved as well as valuating the technical advantages and disadvantages of the various available solution alternatives based on the equipment of the suppliers ABB, GE/ALSTOM and SIEMENS. In order to evaluate competitiveness, an economic valuation and comparison are made between the existing conventional system and the new systems based on IEC 61850-9-2. The economic comparison includes investment related to equipment, initial design, basic engineering, cabling, testing and commissioning. The results illustrate the potential advantages of IEC 61850 based systems and conclude that a solution based on the process bus is highly competitive.