De la ponencia “Protección catódica. Puesta en servicio de un sistema a corriente impresa en presencia de interferencias no estacionarias”
SMART GRID DAYS 2024, 18 – 19 de Septiembre de 2024.
El grupo INRETE Distribuzione Energia, parte del Grupo Hera, se encarga de la distribución de gas y energía eléctrica en las regiones Emilia-Romagna y Toscana (Italia).
El caso de estudio que presentamos se refiere a la puesta en servicio de un sistema de protección catódica a corriente impresa de una estructura de distribución en presencia de interferencias no estacionarias. Justamente por la morfología de las estructuras, este tipo de puesta a punto resulta extremadamente dinámica. Veremos entonces cómo el uso de las tecnologías AUTOMA, aplicadas a la regulación (con un G-POWER instalado como rectificador más próximo a la interferencia) y a las técnicas de medición (un dispositivo G4C-PRO instalado en el segundo rectificador y un G4C-PRO con BOX SOLAR instalado en el punto de medida remoto), puede contribuir a la eficiencia de nuestras instalaciones, regulándolas de manera más efectiva.
La situación inicial
El sistema que examinamos es una fracción de una instalación de distribución en un barrio urbano, donde persiste una interferencia causada por la cercana subestación eléctrica de un sistema de tracción a corriente continua.
La red, instalada en un terreno predominantemente arenoso, está protegida mediante dos instalaciones a corriente impresa y servida por un sistema de drenaje unidireccional. La arquitectura de la red es predominantemente mallada, con una extensión de aproximadamente 24 km, y con un desarrollo superficial de poco más de 10.000 m².
Todo comienza con la puesta fuera de servicio de la instalación de drenaje unidireccional.
La nueva configuración comienza en 2019 con: determinación del estado eléctrico; evaluación de la variabilidad del campo eléctrico; regulación y por lo tanto balanceo del sistema eléctrico. La nueva morfología lleva a los dos rectificadores (los dos rombos que ven en la imagen) a posiciones muy descentralizadas respecto a la interferencia detectada.
Esto hace que el área urbana más próxima a la interferencia registre atenuaciones de potenciales muy evidentes. Decidimos por lo tanto diseñar un sistema a corriente impresa, determinando la variabilidad del campo eléctrico y analizando las áreas más anódicas, por lo tanto las más adecuadas para esta realización.
El sistema a corriente impresa
En octubre de 2022 realizamos el nuevo sistema a corriente impresa. Como consecuencia, también pasamos a la implementación en toda la red de nuevos puntos de medida con sondas de polarización. En noviembre de 2022 realizamos el nuevo diseño eléctrico que, por cierto, coloca el rectificador de nuevo diseño más cerca de la interferencia.
Como resultado de la nueva puesta en servicio y la variación de parámetros eléctricos monitoreados – siguiendo la UNI11094 – reclasificamos todos los puntos de medida. Decidimos, por lo tanto, realizar una nueva puesta en servicio de todo el sistema, siguiendo la UNI EN ISO15589-1, comenzando desde la investigación preliminar:
- Verificación de la integridad del seccionamiento.
- Verificación de todo el cableado.
- Variabilidad del campo eléctrico.
- Inicio del sistema con lista de verificación de todas las instalaciones y dispositivos de seguridad relacionados.
- Inicio de las instalaciones con configuraciones del estado eléctrico.
- Comprobación de la continuidad eléctrica.
- Rebalanceo tanto de las instalaciones como de los resistores en nuestra red.
- Medición de las corrientes en las juntas.
En consecuencia, procedemos al mapeo completo de todo el sistema.
Procedemos con la reclasificación de los puntos de medida, actualización cartográfica y – un paso frecuentemente olvidado – la recopilación de todos estos datos en un informe de puesta en servicio, donde registramos los valores de referencia del estado eléctrico de nuestro sistema, de acuerdo con la ISO, para una comparación con medidas futuras.
Nuestro sistema de teleservicio nos brinda la oportunidad de reportar para cada punto de medida su punto de ajuste posterior a la calibración, dirigiéndolo hacia el balanceo de la instalación. Como se puede ver en la imagen, esto hace que, en caso de que se supere el punto de ajuste establecido, el sistema de monitoreo genere una línea de anomalía, de la cual se puede generar una orden de intervención.
Un sistema de corriente impresa es particularmente dinámico y las primeras intervenciones, además de la ya mencionada desactivación de la instalación de drenaje, han proporcionado la posibilidad de eficientar la instalación, reduciendo la densidad de corriente de 2,7 mA/m² obtenida con el primer diseño de 2017 a aproximadamente 1,0 mA/m² en 2023.
La solución AUTOMA al problema de las interferencias
Todas estas actividades han mitigado sin duda los problemas presentes en el sistema, pero sin resolver las interferencias que interactúan con el sistema de control del rectificador.
Afortunadamente, las tecnologías nos ayudan y la adopción de la técnica de medición del potencial Eoff (Instant-off) en el rectificador más interferido resultará ser una elección acertada.
El nuevo rectificador G-POWER by AUTOMA nos ha brindado la posibilidad de controlar la instalación directamente sobre el valor Eoff, valor depurado de la componente IR, permitiendo que el regulador PID del mismo sea menos sensible a las fluctuaciones de los potenciales.
Esto se nota especialmente en la desviación cuadrática de la entrega de corriente del rectificador. En este primer diseño, donde ambos rectificadores operaban a corriente variable, es posible ver cuánto resultaba variable la desviación cuadrática durante el transcurso del día.
En la fase de experimentación posterior hemos vinculado el control del rectificador más próximo a la interferencia a una E-sonda remotizada aún más cercana a la interferencia misma, mientras que la otra instalación de corriente impresa se ha llevado a corriente constante (los picos visibles en la imagen se deben a actividades de mantenimiento).
En el último diseño, en el que el rectificador interferido se ha llevado a un potencial de Eoff local, es posible apreciar un aplanamiento de la desviación cuadrática media. Con esta configuración, de hecho, hemos dimitido el residuo cuadrático de la corriente, un factor que, aunque menos evidente pero igualmente interesante, también se nota en el residuo cuadrático medio de la DDP E-sonda medida en el punto más característico de nuestro sistema. También en este caso hay una casi reducción a la mitad del valor en la fase de pilotaje del rectificador a través de Eoff local, que logra trabajar a potenciales E-sonda menos electro negativos.
AUTOMA diseña y produce soluciones de hardware y software innovadoras y Made in Italy para el monitoreo yel control remoto en el ámbito de Oil, Gas y Water.
Nacimos en 1987 en Italia, y hoy más de 50.000 dispositivos Automa están instalados en más de 40 países en el mundo.
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Coordinador técnico en INRETE
Massimo Tassinari es el responsable técnico de protección catódica en INRETE Distribuzione, donde se encarga de la puesta en servicio y supervisión de las pruebas de los sistemas de protección catódica, la actualización de los sistemas de monitoreo y la coordinación de la presentación de informes de datos a ARERA.
