Un sincrofasor es la unidad básica de un sistema de medidas sincrofasoriales. Un sistema de medidas sincrofasoriales permite la observación del comportamiento estático y dinámico de un sistema eléctrico de potencia, a través de variables de corriente y voltaje obtenidas desde los transformadores de corriente y potencial de las instalaciones eléctricas. Estos datos son recibidos con alta precisión y tasa de muestreo y sincronizados en el tiempo, vale decir, cada dato recibido está asociado a un tiempo en el que dicho dato se obtuvo.

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¿Qué equipos componen un sistema de medidas sincrofasoriales?

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Si bien un sistema de medidas sincrofasoriales puede tener diferentes arquitecturas, los componentes básicos son los siguientes:

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PMU: Un PMU (Phasor Measurement Unit),  es una unidad que tiene entradas análogas de alta precisión, mediante las cuales adquiere directamente las magnitudes y ángulos de corriente y voltaje desde los transformadores de medida además de la frecuencia del sistema. Un PMU, adicionalmente debe tener una entrada para sincronización horaria de alta precisión (normalmente en formato IRIG-B) que permita adquirir el tiempo y asociarlo al momento en que se realizó la medición de la variable.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Reloj Satelital: Para poder asociar la medida al tiempo en que esta ocurrió, es necesario utilizar un reloj satelital (comúnmente denominados "relojes GPS"), que obtenga la medida del tiempo directamente desde un satélite, con precisión de micro o nanosegundos. La obtención del tiempo a través de un satélite permite que todos los puntos de medición, sin importar su ubicación geográfica, tengan el mismo horario.

 

 

 

 

 

 

 

 

PDC: Un PDC (Phasor Data Concentrator) es una unidad concentradora que tiene por función reunir los datos de todos los PMU's que participan del sistema de medidas sincrofasoriales y alinearlos en el tiempo, de forma que cada dato adquirido es comparable con otro en un tiempo determinado. Existen PDCs tipo hardware y PDCs tipo software, y dependerá de la solución buscada el tipo de PDC que se utilizará. En ambos casos la información puede ser almacenada para realizar análisis posteriores.

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¿Cuál es la utilidad de un sistema de medidas sincrofasoriales?

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Un sistema de medidas sincrofasoriales en redes de 50Hz como la Chilena, se configura normalmente a 50 muestras por segundo, o una muestra por ciclo eléctrico. Esta alta tasa de muestreo, permite realizar un análisis a detalle del comportamiento del sistema eléctrico, ya sea en situación estable o dinámica y tomar acciones de control o de estudio que permitan la resolución de los eventos observados.

 

Debido a que pueden obtenerse datos en diversos puntos de la red eléctrica y compararlos entre si, un sistema de medidas sincrofasoriales permite identificar, por ejemplo, un desfase angular entre dos puntos del sistema antes de que se provoque un apagón generalizado en ambos puntos. Cuando el desfase angular es detectado, puede emitirse una orden de control que permita aislar uno de los dos puntos del sistema y así evitar un apagón generalizado.

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Aun cuando en Chile al 2016 no se conocen aplicaciones de control a partir de sincrofasores, a nivel mundial ya son varias los sistemas de control basados en este método. Hasta el momento los operadores de la red eléctrica basan sus acciones en la información disponible en el sistema SCADA, un sistema con una tasa de muestreo baja donde los datos de cada punto no están sincronizados entre si. Cuando existen perturbaciones o transientes en el sistema eléctrico, el operador no es capaz de tomar decisiones que permitan remediar el problema, no porque sea incapaz sino porque a) los datos que dispone no tienen la precisión de tiempo y medida requerida para tomar acciones de forma segura y b) muchas de las perturbaciones que ocurren en el sistema suceden a escalas de tiempo donde un humano no puede tomar acciones, no obstante un sistema de control microprocesado sí.

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¿Quiénes pueden ser los usuarios de sistemas de medidas sincrofasoriales?

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Los sistemas de medidas sincrofasoriales prestan su mayor utilidad a los clientes que disponen de varios puntos de medida dentro de un sistema eléctrico de área amplia. Las empresas de transmisión y subtransmisión son usuarios potenciales de sistemas de medida sincrofasorial, ya que  disponen de subestaciones a lo largo de los sistemas eléctricos principales que tenemos en Chile (CDEC-SIC y CDEC-SING). Por ejemplo, un sistema de medidas sincrofasoriales permitiría ver en paralelo el estado del sistema de Copiapó y Puerto Montt, analizar las diferencias entre ambos puntos y determinar acciones a partir de ellas.

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El principal usuario de un sistema de medidas sincrofasoriales es el administrador del sistema eléctrico, que para el caso Chileno sería el CEN (Ex - CDEC-SIC y CDEC-SING), quienes a partir de las medidas fasoriales (históricas o en tiempo real) podrán determinar la "salud" del sistema eléctrico, y a partir de esto decretar las acciones inmediatas o de mediano plazo que deben ser tomadas.

 

Otras empresas que pueden aprovechar las ventajas de los sistemas de medida sincrofasorial son las distribuidoras, generadoras, grandes industriales y universidades. TECMA S.A., además de haber desarrollado sistemas sincrofasoriales para empresas de transmisión, ha trabajado en conjunto con estudiantes de diferentes universidades Chilenas en la implantación de sistemas de medida sincrofasorial y en el desarrollo de tesis de grado para Ingenieros Civiles Electricistas.

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¿Existen normativas que indiquen cómo debe ser un sistema de medidas sincrofasoriales?

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Sí, los sistemas de medida sincrofasorial se rigen por el estándar IEEE C37.118-2014, IEEE C37.118-2011 e IEEE C37.118-2005, donde se establecen las especificaciones técnicas que deben cumplir los PMUs, PDCs y el sistema de comunicación asociado.

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En la normativa nacional se ha establecido, entre otras, que los PMUs deben cumplir la norma IEEE C37.118-2014. Hoy en día son muy pocos los fabricantes de PMUs que disponen de equipos certificados bajo esta norma. El fabricante SEL dispone del primer PMU del mundo en ser certificado por la ICAP (IEEE Conformity Assessment Program), denominado SEL-Axion.

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