Aplicación Práctica / Practical Issues
Recibido: 05-05-2024, Aprobado tras revisión: 11-06-2024
Forma sugerida de citación: Freire, A.; Mullo, H.; Arias, F.; Casa, J. (2024). “Implementación de control remoto para la apertura
y cierre de compensación reactiva al alimentador de 13,8 kV de la subestación eléctrica de la empresa Novacero S.A. mediante una
tarjeta ADVC-IOEX”. Revista Técnica “energía”. No. 21, Issue I, Pp. 84-93
ISSN On-line: 2602-8492 - ISSN Impreso: 1390-5074
Doi: https://doi.org/10.37116/revistaenergia.v21.n1.2024.659
© 2024 Operador Nacional de Electricidad, CENACE
Esta publicación está bajo una licencia internacional Creative Commons Reconocimiento –
No Comercial 4.0
Implementation of Remote Control for the Opening and Closing of Reactive
Compensation to the 13,8 kV Feeder of the Electrical Substation of Novacero
S.A. by means of an ADVC-IOEX Card
Implementación de Control Remoto para la Apertura y Cierre de
Compensación Reactiva al Alimentador de 13,8 kV de la Subestación
Eléctrica de la Empresa Novacero S.A. mediante una Tarjeta ADVC-IOEX
A.S. Freire1
0000-0002-2447-3369
H.G. Mullo2
0009-0009-9392-5603
F.R. Arias2
0000-0002-5775-7800
J.J. Casa2
0009-0000-4498-8653
1Instituto Superior Tecnológico Cotopaxi, Latacunga, Ecuador
E-mail: asfreiref@istx.edu.ec
2Universidad Técnica de Cotopaxi, Latacunga, Ecuador
E-mail: mullo.hector@yahoo.com, fernando.arias6251@utc.edu.ec, jhonny.casa6@utc.edu.ec
Abstract
The present work focuses on a practical application of
remote control for the opening and closing of the
reactive compensation tuned to the fifth harmonic at the
output of the 13.8 kV distribution feeder of the
Novacero S.A. electrical substation, through the
migration from local control to remote control by means
of a Schneider Electric U27 series recloser as a switch
for its location in the yard. The process includes the use
of the recloser in one-shot mode which is performed by
the operator from the control room, in addition a SEL-
551 protection relay is implemented which commands
the recloser to open in the event of possible overcurrent
faults by means of an ADVC-IOEX card located on the
recloser board. This device helps to open and close the
filter remotely in conjunction with the WSOS software
of the equipment for the supervision and operation from
a level 2 substation automation system. The result
obtained through this automation system is to safeguard
the safety of the operator from level 0 to level 1
automation, in addition to being able to monitor and
supervise the variables measured inside the control
room from level 2.
Resumen
El presente trabajo se enfoca en una aplicación práctica
de control remoto para la apertura y cierre de la
compensación reactiva sintonizada a la quinta armónica
en la salida del alimentador de distribución a 13,8 kV de
la subestación eléctrica Novacero S.A., mediante la
migración de control local a control remoto por medio
de un reconectador marca Schneider Electric serie U27
como interruptor para su ubicación en patio. El proceso
comprende con la utilización del reconectador en modo
de un solo disparo que lo realiza el operador desde el
cuarto de control, además se implementa un relé de
protección SEL-551 que manda abrir el reconectador
ante posibles fallas por sobrecorriente por medio de una
tarjeta ADVC-IOEX ubicada en el tablero del
reconectador, este dispositivo ayuda a la apertura y
cierre del filtro de manera remota en conjunto con el
software WSOS del equipo para la supervisión y
operación desde un nivel 2 de sistemas de
automatización de subestaciones. El resultado obtenido
mediante este sistema de automatización es precautelar
y salvaguardar la seguridad del operador llevando de un
nivel 0 a nivel 1 de automatización, además de poder
monitorear y supervisar las variables medidas dentro del
cuarto de control desde un nivel 2.
Index terms— Remote control, recloser, ADVC-IOEX
Schneider Electric, reactive compensation, electrical
substation.
Palabras clave— Control remoto, reconectador,
ADVC-IOEX Schneider Electric, compensación
reactiva, subestación eléctrica.
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Edición No. 21, Issue I, Julio 2024
1. INTRODUCCIÓN
En la industria, los motores eléctricos generan
potencia reactiva-inductiva ocasionando pérdidas en los
elementos del sistema por efecto Joule. Mediante la
ubicación óptima de bancos de condensadores u otros
dispositivos de compensación, se mejora la eficiencia
energética. El objetivo es la reducción de pérdidas de
potencia y el control de voltaje, adicional de la mejora del
factor de potencia en una subestación, incrementar la
disponibilidad del alimentador para recibir carga, en el
transformador la liberación en la capacidad en el
suministro eléctrico de corrientes reactivas que
representen pérdidas de energía con la empresa
distribuidora evitar penalización y recargos por un bajo
factor de potencia [1]. La finalidad de la compensación
reactiva es aumentar la seguridad y confiabilidad del
sistema eléctrico, mediante la corrección del factor de
potencia, el mejoramiento del perfil de voltaje y la
disminución tanto en pérdidas técnicas de energía como
en costos relacionados [2].
Novacero S.A., planta Lasso es una empresa
siderúrgica que cuenta con trenes de laminación y hornos
de arco eléctrico. En su mayoría de carga en el entorno
industrial, cuenta con variadores de frecuencia, lámparas
de descarga, soldadura por arco, rectificadores, entre
otros [3]. Cargas que generan armónicos y alteran la onda
sinusoidal original creando distorsiones que perturban el
funcionamiento normal de los equipos, generados por la
quinta armónica en el alimentador de 13,8 kV [4], para
compensar la energía reactiva que necesitan los motores
de la industria se tiene instalado un filtro pasivo
sintonizado a la quinta armónica de manera de no entrar
en resonancia al momento de realizar la compensación al
alimentador.
El ingreso de la compensación reactiva para el
alimentador del anillo de distribución de la empresa a
13,8 kV es maniobrado de manera local, el proceso se
ejecuta cuando el factor de potencia se encuentra bajo los
niveles mínimos permisibles de 0,92, evitando así
penalización por bajo factor de potencia [5], a través de
un disyuntor de apertura y cierre de contactos que se
encuentra instalado en el centro de control y que es
maniobrado de manera local, representado un peligro
para el personal operativo que labora en la subestación,
para dar solución a esta problemática se implementa un
control de mando remoto para la operación de un
reconectador de la marca Schneider Electric serie U27,
llevando desde un nivel 0 hasta un nivel 2 en sistemas de
automatización de subestaciones.
El propósito es realizar maniobras de campo con
mayor confiabilidad, seguridad, rapidez y el respaldo de
maniobra en la bahía 13,8 kV y a su vez precautelar la
vida y la seguridad, reduciendo la exposición del
personal técnico a peligros potenciales en la subestación,
en especial del operador que manipula este equipo
maniobrado de manera local. El objetivo es adaptar un
proceso de implementación de control remoto para
apertura y cierre de compensación reactiva al
alimentador de 13,8 kV mediante una tarjeta ADVC-
IOEX en la subestación eléctrica de la empresa Novacero
S.A., para optimizar parámetros de seguridad,
confiabilidad y calidad del suministro eléctrico de la
subestación. Este documento es organizado de la
siguiente manera: el análisis de la teoría de la
automatización de subestaciones y equipos utilizados
para el control remoto de operación se presenta en la
sección 2, el desarrollo de la implementación, diseño y
configuración del equipo se discute en la sección 3 y
finalmente las conclusiones y recomendaciones en la
sección 4.
2. ANÁLISIS TEÓRICO
2.1 Revisión literaria
La norma internacional en subestaciones eléctricas
para comunicación es el protocolo IEC 61850, que es
diseñado para la interoperabilidad de los equipos de
diferentes fabricantes dentro de una misma subestación,
además de cumplir con requisitos de disponibilidad y
seguridad, para la operación y control de sistemas,
optimizando la transmisión de datos y el suministro de
energía eléctrica [6].
En [7] manifiesta que los esquemas de
automatización de distribución eléctrica dependen de
ordenadores basados en subestaciones para el control en
subestaciones primarias. A medida que varía la carga
reactiva en los alimentadores, este esquema de
compensación permite la colocación y dimensionamiento
óptimo de condensadores variables en el tiempo.
En [8] determina la influencia de compensación
reactiva en dos subestaciones peruanas para disminuir las
pérdidas por transmisión eléctrica mediante la
implementación de un banco de condensadores en el lado
de baja tensión de las subestaciones, concluyen que el
proyecto tuvo influencia positiva tanto en la parte
económica mediante la reducción en la facturación, como
en la parte técnica logrando elevar el factor de potencia
de 0,77 a 0,95.
Proponen un método de compensación de potencia
reactiva para mejorar la calidad de energía de un horno
de arco eléctrico en un sistema de distribución de energía
mediante un compensador estático y un filtro activo.
Modifican el factor de potencia y equilibran las corrientes
trifásicas. Los autores realizan una simulación para
demostrar la viabilidad del método propuesto para una
fábrica metalúrgica [9].
En [10] menciona que los sistemas electromecánicos
encargados de proteger y controlar las redes eléctricas
tienen limitantes que no permiten funcionalidades como
la comunicación, la auto-supervisión ni la capacidad de
monitoreo en tiempo real en la operación de redes
eléctricas. A través de la automatización de
subestaciones, se provee, entre otros, el control remoto
de todo tipo de instalación eléctrica, añadiendo capacidad
85
Freire et al. / Implementación de control remoto para apertura y cierre de compensación mediante una tarjeta ADVC-IOEX
adicional en la supervisión, monitoreo, registro,
comunicación y medición, permitiendo mejorar la
operación interna con el sistema externo.
En [11] manifiesta que la automatización de
subestaciones tiene tres funciones, la primera es la
recopilación de datos y transmitir información, la
segunda es la protección que consiste en recopilar
información del relé de protecciones o seccionadores con
el fin de proteger los equipos, la tercera función consiste
en realizar el control remoto de la operación del
interruptor, seccionador u otros componentes con la
finalidad de dar una respuesta rápida a las condiciones de
operación.
En [12] analiza en detalle los requisitos y el diseño
para el sistema SCADA y el sistema de automatización
de una subestación, además menciona que estos equipos
protegen de altas tensiones en fallos, perturbaciones y
sobrecargas en la red eléctrica.
En [13], evalúa la implementación de tarjetas ADVC-
IOEX SCHNEIDER para restaurar circuitos de
alimentación de la subestación Celso Castellanos y no
realizar complicadas maniobras manuales, concluyen
que el tiempo de maniobra para la restauración por
sistemas comunes es lento, esto se puede reducir
mediante el uso de sistemas automatizados, lo que dará
como resultado una disminución de fallas en el sistema
de distribución.
En [14]. Implementa tarjetas ADVC-IOEX
SCHNEIDER para control remoto de reconectado
trifásico en media tensión bajo procedimientos
electromecánicos. Logrado la restauración del sistema de
distribución de cada circuito de alimentación sin recurrir
a la bahía de maniobras. Concluye que con la ejecución
del proyecto el sistema de distribución se vuelve más
amigable.
2.1 Sistemas de automatización de subestaciones
Los sistemas de automatización de subestaciones
(SAS) permiten la supervisión y monitoreo en tiempo
real de los equipos instalados en campo de la subestación,
y de sí mismo, es decir, cuenta con una autosupervisión,
además del control en modo local y remoto de todos los
componentes de la subestación [15]. Para alcanzar un
control jerárquico de todos los componentes, como de
control y supervisión, se requiere un enfoque de tres
niveles que se detalla a continuación [16].
2.1.1 Nivel 0
Es el nivel de patio, donde se encuentran los equipos
de campo, como seccionadores y disyuntores, el control
de estos equipos se realiza de manera local, desde los
gabinetes de patio.
2.1.2 Nivel 1
Es el nivel de relés – IED´s (Dispositivos electrónicos
inteligentes), el control de operación es por medio del
IED, sirven para proteger y controlar los equipos
instalados en campo. En los tableros del cuarto de control
podemos encontrar la integración de varios tipos de
IED`s en uno solo.
2.1.3 Nivel 2
Es el nivel de subestación, donde se encuentra un
HMI que incorpora a todos los IED´s para el control,
supervisión y adquisición de datos de una subestación. El
control se realiza de manera remota, precautelando la
seguridad de los operadores.
Desde este nivel se puede obtener la información
como:
• Estado de los equipos de campo (abierto o
cerrado).
• Valores analógicos de medición (voltajes,
corrientes y más).
• Niveles de aceite.
• Consumo de energía.
2.1.4 Nivel 3
Es el nivel de centro de control – SCADA, es la
concentración de información de varios centros de
control de varias subestaciones, de manera de controlar y
supervisar y adquirir información de manera directa
desde este nivel.
2.2 Reconectador Schneider Electric
El Reconectador Schneider es un dispositivo crucial
en la industria eléctrica y en la gestión de la distribución
de energía. Se compone de elementos como sensores de
corriente y tensión, un controlador lógico programable
(PLC) y un interruptor.
En resumen, los reconectadores son dispositivos
diseñados para restablecer automáticamente el
suministro eléctrico en caso de interrupciones
temporales, también pueden ser utilizados como
interruptores de un solo disparo, todo configurado
mediante el software WSOS [17].
2.3 Controlador Schneider ADVC
El controlador ADVC Schneider es un conjunto de
módulos que permite configurar, monitorear, controlar,
leer y mostrar información acerca del estado de operación
del reconectador automático de circuitos (ACR) [18].
2.4 Tarjeta expansora de entradas y salidas
ADVC-IOEX Schneider
La IOEX (Input Output Expander Module) es un
accesorio del controlador ADVC que permite asignar
señales de control de dispositivos externos, alimentada
con tensión propia para la IOEX [19].
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Edición No. 21, Issue I, Julio 2024
2.5 Relé de protección SEL-551
Son dispositivos electrónicos direccionados a
mantener un alto nivel del servicio eléctrico. Son
dispositivos de protección, control y monitoreo,
utilizados en la industria de energía eléctrica para
garantizar la operación segura y confiable de sistemas de
distribución y transmisión eléctrica. El SEL-551
proporciona protección contra sobrecorriente hasta
cuatro disparos de reconexión en un paquete compacto.
El relé mide las corrientes de fase y neutro, mas no las
tensiones [20].
3. DESARROLLO
La presente aplicación práctica se realiza en la
subestación de la empresa industrial Novacero S.A.,
justamente en la barra de medio voltaje a 13,8 kV con una
compensación reactiva de 2,65 MVAr por un filtro
pasivo sintonizado a la quinta armónica para la carga no
lineal que cuenta la empresa, de manera de cumplir un
factor de potencia en el PCC (Punto de común
acoplamiento) de 0,92.
Para la ejecución del proyecto se siguió la siguiente
metodología, como se observa en la Fig. 1.
La planta actual se conforma simplificadamente
como el diagrama unifilar de la Fig. 2.
La compensación reactiva mencionada entra en
operación cuando la carga a nivel de 13,8 kV tiene un
factor de potencia menor al 0,92, lo cual el operador de
turno debe realizar la entrada del filtro de compensación
de manera manual, proceso que conlleva un peligro al
momento de realizar la apertura y cierre del disyuntor
ubicado dentro del cuarto de control (ver Fig. 3).
Figura 1: Diagrama de flujo de la metodología propuesta
Figura 2: Diagrama unifilar de la subestación eléctrica de la
empresa Novacero S.A.
Figura 3: Disyuntor Miami Breaker 17,5 kV/ 630 A/ 95 kV-Bil /
Isc 16 kA
Debido al inconveniente que representa realizar las
maniobras, se ha visto la necesidad de implementar un
control remoto para la operación de la entrada y salida de
la compensación reactiva. El proceso cuenta con los
siguientes procedimientos:
1. Salida de operación del disyuntor de la Fig. 4,
debido a que es un interruptor para interiores y
colocación de un reconectador marca Schneider serie
U27 en patio.
2. Implementar un control de operación remota para
llevar de un nivel 0 a un nivel 1 y 2.
3. Parametrización de protecciones y medición del
filtro pasivo.
3.1 Cambios ejecutados en equipos de potencia
Debido a que el disyuntor de la Fig. 2 es para
interiores, se implementa un reconectador de la marca
Schneider serie U27 (ver Fig. 4) configurado como
interruptor para realizar un solo disparo de manera local
o remota.
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Freire et al. / Implementación de control remoto para apertura y cierre de compensación mediante una tarjeta ADVC-IOEX
Figura 4: Colocación de reconectador en patio de la subestación
eléctrica Novacero S.A.
Los trabajos realizados dan como resultado la
instalación del reconectador en patio (ver Fig. 5), para
efectuar su control de manera local. El reconectador
cuenta con su propio tablero de control que se puede
manipular de manera local. La finalidad de esta práctica
es que los equipos de potencia se encuentren en patio y
sean operados dentro del cuarto de control.
Figura 5: Reconectador Schneider serie U27 27 kV/ 630 A/ 125
kV-Bil / Isc 12 kA instalado en patio
3.2 Implementación de operación remota
Para pasar de un nivel 0 a un nivel 1 y 2 en un sistema
de automatización de subestaciones, se procede a llevar
las señales analógicas y digitales del equipo a operar
hacia el cuarto de control para su supervisión y control.
El proceso contempla la instalación del módulo
ADVC-IOEX de la marca Schneider Electric al tablero
de control local del reconectador instalado en patio, el
mismo que sirve como PLC (Controlador Lógico
Programable), las señales de entrada están compuestas
por las señales de pulsadores de abierto y cerrado más
una señal de apertura enviada desde el relé de protección
ante posibles fallas, las salidas del IOEX serán avisos
para luces piloto que indican la entrada o salida del filtro
pasivo.
Las comunicaciones entre reconectador y medidor de
energía al switch de la subestación se realizan por
protocolo DNP3 TCP/IP, en la computadora de
operaciones se instala el software WSOS para la
configuración del IOEX, operación y supervisión del
reconectador en patio (ver Fig. 6).
Figura 6: Implementación del SAS para operación y supervisión
del reconectador de compensación reactiva
3.2.1 Conexión de ADVC-IOEX control nivel 1
El control de manera remota consiste en operar el
reconectador desde el cuarto de control, físicamente
desde los controles del tablero. La implementación del
circuito de control se visualiza en la Fig. 7.
Figura 7: Circuito de control eléctrico para apertura y cierre de
manera remota
Como se observa en la Fig. 7, las señales de apertura
se conectan en paralelo con la del relé de protección en
un contacto NA (Normalmente Abierto) para posibles
fallas que pudieran ocurrir al filtro pasivo. Como
resultado de las conexiones realizadas de la Fig. 7 se
obtiene el resultado de la Fig. 8.
-
+
IOEX
1
2 3 4 5 678
X1 X2
OPEN CLOSE
DENTRO FUERA
RG
ALI MENTACIÓN
XVDC
120 VDC
B3
2 3 4 5 6 7 8
1
ENTRADAS
SALIDAS
+ -
RELÉ DE PROTECCIÓN
101 102 103 104 105 106 107 108 215 216
I1 I2 I3 IN + -
203 204
OUT 1
S1 S2
88
Edición No. 21, Issue I, Julio 2024
Figura 8: Conexionado físico: (a) Instalación del relé de
protección en conjunto con el medidor de energía; (b) Instalación
de módulo ADVC-IOEX en tablero de reconectador
3.2.2 Configuración de ADVC-IOEX
Mediante la comunicación Ethernet entre el tablero de
control del reconectador al Switch, podemos enlazar la
comunicación y crear el interruptor digitando la dirección
IP asignada (ver Fig. 9).
Figura 9: Creación de interruptor nuevo mediante el programa
WSOS
Una vez realizadala creación del interruptor, se
procede a configurar la IOEX previamente instalado. En
la barra de herramientas en la pestaña
Customise/IOEX/Configure ADVC IOEX Mappings, se
obtienen las siguientes pantallas de configuración (ver
Fig. 10). Para este proyecto, a base de las conexiones de
control vistas en la Fig. 7, la configuración del ADVC-
IOEX es la siguiente:
Figura 10: Configuración del ADVC-IOEX: (a) Señales de
entrada; (b) Señales de salida
3.2.3 Supervisión y control nivel 2
Una vez creado el reconectador como interruptor con
el software WSOS, el usuario puede controlar por
computadora la apertura y cierre del interruptor en patio
(ver Fig. 11) y de la misma manera poder supervisar los
parámetros medidos como voltajes, corrientes y
potencias, etc. que ofrece el tablero ADVC del
reconectador (ver Fig. 12).
Figura 11: Mando remoto de disparo del reconectador
Figura 12: Visualización de mediciones del reconectador en
tiempo real
3.3 Protección y medición
El filtro pasivo cuenta con su equipo de protección y
medición al ubicar transformadores de corriente y
potencial (TC´s y TP´s) cerca de la barra de 13,8 kV. Las
señales analógicas de voltaje y corriente son conectadas
al medidor de energía PM5340 y a un relé de protección
SEL-551 (ver Fig. 12), las características de los equipos
utilizados son las siguientes (ver Tabla 1 y Tabla 2):
Tabla 1: Características de TC´s y TP´s utilizados
Marca
Relación
Burden
Clase
Transformador
de potencial
Howest
8400/120 V
30 VA
0,2
Transformador
de corriente
Camsco
400/5 A
5 VA
1,0
Transformador
de corriente
residual
Sadtem
30/5 A
20 VA
0,5
Tabla 2: Características de relé de protección y medidor de
energía utilizados
Marca
Serie
Relé de protección
SEL
551
Medidor de energía
Schneider Electric
PM5340
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Freire et al. / Implementación de control remoto para apertura y cierre de compensación mediante una tarjeta ADVC-IOEX
Figura 13: Diagrama unifilar de la conexión de protección y
medición para el filtro de la quinta armónica
La Fig. 13 presenta una conexión en serie de las
señales de corriente que pasan por el relé y medidor,
además se toman las señales de corriente por parte del
transformador de corriente residual. Las conexiones
trifilares de la Fig. 13 se aprecian en la Fig. 14.
Figura 14: Diagrama trifilar de la conexión de protección y
medición para el filtro de la quinta armónica
3.3.1 Protección de sobrecorriente
De manera que el relé de protección proteja el
reconectador y el filtro pasivo instalados en patio, se
realiza con la parametrización del relé SEL-551, la
función 50 instantánea y 51 de sobrecorriente
temporizada.
Los datos del filtro pasivo recolectados en sitio tienen
las siguientes características (ver Tabla 3):
Tabla 3: Características del filtro pasivo
Filtro Pasivo
5ta Armónica
Qc
kVAr
2.646,00
f
Hz
60,00
V
V
11.832,00
Xc
Ω
52,91
hs
4,85
XL
Ω
2,25
Qfiltro
kVAr
3759,23
Para la protección de sobrecorriente temporizada 51,
se utiliza la ecuación 1 y 2:
(1)
(2)
Para la protección de sobrecorriente instantánea 50 se
utiliza la ecuación 3:
(3)
Para la protección residual 50N se considera la falla
de un capacitor del banco de capacitores, se utiliza la
ecuación 4:
(4)
Para mejorar el ajuste antes que se dispare, el fusible
del capacitor se ajusta a un valor de 15 amperios
primarios (ver ecuación 5):
(5)
La parametrización del relé SEL-551 se realiza con
los siguientes datos expuestos en la Tabla 4.
Tabla 4: Parámetros cargados al relé SEL-551
RELÉ
SEL-551
DISPOSITIVO DE
PROTECCIÓN
QUINTA ARMÓNICA
PROTECCIÓN 50
INSTANTÁNEA
RTC
80
Ajuste 50 (A.sec)
9,4
Ajuste de tiempo
(ciclos)
9
PROTECCIÓN 51
TEMPORIZADA
RTC
80
Ajuste 51 (A.sec)
2,5
Dial:
0,5
Tipo de curva.
U2
PROTECCIÓN
50N
INSTANTÁNEA
RTC
6
Ajuste 50N (A.sec)
2,5
Las curvas de protección 50, 51 y 50N se visualizan
en la Fig. 15.
Figura 15: Curvas de protección del relé SEL-551
PM5340
RECONECTADOR
SCHNEIDER U27
BIL: 125 kV
Vn: 27 kV / In: 630 A
Isc: 12 kA
13,8 kV
TP: 8400/120 V
SEL-551
PM5340
RECLOSING RELAY
OVERCURRENT RELAY
SEL–551
SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES
NCBA
LO
RSINSTEN
79
PORT F
1
9
TC: 400/5 A
TC: 30/5 A
5ta
2,65 MVAr
TABLERO BAHÍA
FILTROS
TC-L3
XVDC
ALIMENTACI ÓN
XVDC
120 VDC
B2
+ -
+ -
RECONECTADOR
L1
L2
L3
XTC
X2A1
TP-L1
TP-L2
TP-L3
TC-L1
TC-L2
TC-L3
s1 s3s1 s3s1 s3
X4A1 X1A1
XTP
X3A1
1234 5 6
1 2 3
123
1 2 1234 5 67815 16
1234 5 6
ALIMENTACI ÓN
XVAC
120 VAC
B1
x1 x2 x1 x2 x1 x2
MEDI DOR DE ENERGÍ A RELÉ DE PROTECCIÓN
101 102 103 104 105 106 107 108 215 216V1 V2 V3 VN +I1 -I1 +I2 -I2 +I3 -I3
I1 I2 I3 IN
0,010
0,100
1,000
10,000
10,00 100,00 1000,00
Tiempo (s)
Corriente (A)
50-51 50N
90
Edición No. 21, Issue I, Julio 2024
Como resultado, tenemos el tablero de control de
filtros armónicos con la implementación de un control
remoto de apertura y cierre de compensación reactiva al
alimentador de 13,8 kV dentro del cuarto de control de la
subestación eléctrica Novacero (ver Fig. 16).
Figura 16: Tablero de control de compensación reactiva de la
quinta armónica (cuadro de color rojo)
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La implementación de un reconectador en patio de
equipos primarios para el ingreso de compensación
reactiva en el alimentador de 13,8 kV permitió que los
operadores y técnicos de mantenimiento de la
subestación eléctrica de la empresa Novacero S.A. ya no
estén expuestos ante posibles accidentes como el arco
eléctrico al operar los equipos localmente, llevando de un
nivel 0 hasta un nivel 2 en sistemas de automatización de
subestaciones implementando el control de apertura y
cierre desde el cuarto de control y supervisión de los
parámetros medidos.
El reconectador se utiliza como interruptor de un solo
disparo, para este proyecto implementado se configuró de
esa manera, debido a que se necesitan aperturas y
recierres, no requiere recierre, para operar de manera
remota se deberá colocar el tablero ADVC del
reconectador en modo remoto para que el proceso de
automatización opere desde el cuarto de control, de esta
manera el reconectador abrirá sus contactos en las
condiciones como apertura desde el tablero de control o
mediante el programa WSOS del equipo y además ante
posibles fallas vistas por el relé de protección.
Si bien se cuenta con un control de mando remoto
donde el operador de turno visualice los rangos
adecuados de factor de potencia, contando con la
seguridad de realizar la entrada y salida de compensación
reactiva si se lo requiere, se recomienda sumar la
implementación de un control automático para la
conexión y desconexión de los filtros para evitar el
proceso de supervisión, mejorando la conexión y
desconexión automática según requiera el sistema de
alimentación a 13,8 kV.
5. AGRADECIMIENTOS
Un agradecimiento a los compañeros de trabajo que
conforman la subestación eléctrica de la empresa
Novacero S.A. que por medio de su ayuda de trabajo
técnico y profesional se pudo realizar la ejecución y
puesta en servicio del proyecto presentado.
6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] C. O. Velásquez, “Análisis para la compensación
de potencia reactiva del alimentador circuito dos
perteneciente a la subestación vía Quevedo de la
CNEL EP unidad de negocio Santo Domingo,”
2016. [Online]. Available:
http://repositorio.utc.edu.ec/handle/27000/6265
[2] F. R. Tipán, “Determinación de la compensación
reactiva en paralelo en sistemas de transmisión
usando resultados de sensibilidad y curvas QV,”
p. 30, 2020.
[3] Novacero, “Primer reporte de sostenibilidad y
responsabilidad social empresarial. Un enfoque
centrado en la persona,” Latacunga, 2013.
[Online]. Available:
https://www.novacero.com/wp-
content/uploads/2021/05/ReporteRSENovacero
2013.pdf
[4] ARCERNNR, “Resolución Nro. ARCERNNR-
003/2023,” vol. 20, p. 35, 2023, [Online].
Available: www.controlrecursosyenergia.gob.ec
[5] ARCONEL, “Regulación No. CONELEC
004/01 1,” pp. 1–7, 2012.
[6] Mario Benítez Lobato, “Implementación práctica
del protocolo IEC 61850 en subestaciones
eléctricas,” 2017. [Online]. Available:
https://biblus.us.es/bibing/proyectos/abreproy/7
0641/fichero/4.+IEC-61850.pdf
[7] J. C. Peñaherrera, “Automatizacion de
subestaciones e integración al sistema SCADA,”
2007. [Online]. Available:
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/181
[8] M. Hernández, “Elección de un sistema de
automatización en subestaciones eléctricas
mediante un modelo multicriterio,” 2022.
[9] S. Mnukwa and A. K. Saha, “Implementation of
Substation SCADA and Automation Systems in
the Port of Durban,” 2018 IEEE PES/IAS
PowerAfrica, PowerAfrica 2018, pp. 214–219,
2018, doi: 10.1109/PowerAfrica.2018.8521141.
[10] J. J. GRAINGER, S. CIVANLAR, and S. H.
LEE, “OPTIMAL DESIGN AND CONTROL
91
Freire et al. / Implementación de control remoto para apertura y cierre de compensación mediante una tarjeta ADVC-IOEX
SCHEME FOR CONITINUOUS CAPACITIVE
COMPENSATION OF DISTRIBUTION
FEEDERS,” Computer (Long. Beach. Calif)., pp.
3271–3278, 1983, doi:
10.1109/mc.2020.2974641.
[11] Y. W. Liu, S. H. Rau, C. J. Wu, and W. J. Lee,
“Improvement of Power Quality by Using
Advanced Reactive Power Compensation,”
IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 54, no. 1, pp. 18–24,
2018, doi: 10.1109/TIA.2017.2740840.
[12] K. C. Cairo, “Influencia de la compensación
reactiva en las sub estaciones Bolivar y San
Jerónimo en la disminución de las pérdidas de
transmisión de energía en la empresa minera
Catalina Huanca, Ayacucho-2019,” 2019.
[Online]. Available:
https://repositorio.continental.edu.pe/bitstream/2
0.500.12394/7114/1/IV_FIN_109_TE_Cairo_H
uaringa_2019.pdf
[13] J. Culqui, H. Caicedo, and D. Pulloquinga,
“Implementación De Tarjetas Advc-Ioex
Schneider Implementation of Advc-Ioex
Schneider Cards for Restoration of Power Supply
Circuits in Celso,” no. 2343–6115, pp. 55–68,
2020.
[14] Danny Pulloquinga, “Análisis e implementación
de tarjetas aDVC- IOEX SCHNEIDER para
comando remoto de reconectador trifásico de
media tensión tipo nulec u27 schneider en la
subestación Celso Castellano, ubicado en Lago
Agrio de la empresa corporación nacional de
electricidad,” 2019.
[15] E. Terán, “Guía de conceptos , características y
funciones de los sistemas de automatización de
subestaciones,” pp. 1–61, 2017.
[16] M. A. Toscano Palacios, “Automatización de una
subestación Electrica utilizando Protocolo IEC
61850 y el ICCP para el envio de datos,” Univ.
Ricardo Palma, p. 91, 2010.
[17] M. Ready and M. Ready, “Release Notes –
WSOS5,” Management, vol. 14, no. April, pp. 1–
6, 2009.
[18] Schneider Electric, “ADVC Controller Range
Operations Manual,” p. 260, 2009.
[19] I. Output and E. Ioex, “IOEX Installation guide 1
Introduction,” 2010.
[20] Schweitzer Engineering Laboratories, “SEL-551
Overcurrent / Reclosing Relay,” p. 278, 2022.
Armando Freire Freire. - Nació
en Latacunga, Ecuador en 1994.
Curso sus estudios secundarios en
el Instituto Tecnológico Ramón
Barba Naranjo. Recibió su título de
Ingeniero Eléctrico de la
Universidad Técnica de Cotopaxi
en 2020. Recibió su título de
Magíster en electricidad con mención en sistemas
eléctricos de potencia de la Universidad Técnica de
Cotopaxi en 2023. Actualmente desempeña el cargo de
docente a tiempo completo en el Instituto Superior
Tecnológico Cotopaxi. Sus campos de investigación
están relacionados con las energías renovables, calidad
de energía, coordinación de protecciones, mantenimiento
y operación de equipos de potencia.
Héctor Mullo Pulloquinga. -
Nació en Latacunga, Ecuador en
1987. Curso sus estudios
secundarios en la Institución Dr.
Trajano Naranjo Iturralde. Recibió
su título de Ingeniero eléctrico de la
Universidad Técnica de Cotopaxi
en 2015. Recibió su título de
Magister en Electrónica y Automatización de la
Universidad Tecnológica Israel en 2022. Actualmente
desempeña el cargo de operador y técnico de
mantenimiento de la Subestación Eléctrica Novacero
S.A. planta Lasso. Sus campos de investigación están
relacionados con la Electrónica y Automatización para
Sistemas de Control de Procesos Industriales, Calidad de
Energía, Operación y Mantenimiento de Equipos de
Potencia.
Fernando Arias Atiaja. - Nació el
02 de septiembre de 1980. Curso
los estudios tecnológicos en el
Instituto Tecnológico Superior
Ramón Barba Naranjo; título de
Tecnólogo en Mantenimiento
Eléctrico y Control Industrial.
Recibió su título de Ingeniero
Eléctrico de la Universidad Técnica de Cotopaxi en 2021.
Recibió su título de Magíster en electricidad con mención
en Sistemas Eléctricos de Potencia de la Universidad
Técnica de Cotopaxi en 2023. Sus campos de
investigación están relacionados con la automatización
industrial, eficiencia energética, calidad de energía,
protección ambiental y sistemas eléctricos de potencia.
92
Edición No. 21, Issue I, Julio 2024
Jhonny Casa Toctaguano. - Nació
en Latacunga, Parroquia Tanicuchi,
Ecuador en 1995. Curso sus estudios
secundarios en la Institución Ramón
Barba Naranjo. Recibió su título de
Ingeniero Eléctrico de la
Universidad Técnica de Cotopaxi en
2023. Actualmente desempeña el
cargo de Residente Eléctrico en el proyecto Jardín
Azuayo, ubicado en Cuenca. Sus campos de
investigación están relacionados con la Electrónica y
Automatización para sistemas de control de procesos
industriales, diseño y construcción de redes eléctricas,
calidad de energía.
93
