Relé de Frecuencia 81 para rechazo de Carga (Generación Perú)

Descripción y aplicación

Relé de Rechazo Automático de Carga y Generación (RACG)

Disponemos del relé de frecuencia 81, modelo VFR para dar solución al procedimiento de rechazo automático de cargas de obligado cumplimiento en Perú (acorde a los umbrales de frecuencia indicados por el COES), la tecnología de este relé de protección permite conocer en tiempo real la frecuencia para enviar las señales correspondientes a los interruptores de

clientes en el caso de rechazar cargas debido a baja frecuencia o a la generación en el caso de una sobre frecuencia. Tener implementado un esquema de rechazo automático de cargas es necesario para ayudar al sistema cuando hay desequilibrios entre la oferta y la demanda de energía, todo ello acorde a los umbrales, etapas y procedimientos del SEIN y COES.

Aquí puedes conocer en detalle nuestro relé de frecuencia VFR

En Perú se ha definido con las siglas RACG un mecanismo de protección frente a eventos ocurridos en la red eléctrica causados por desbalances de la energía, lo cual pueden afectar su estabilidad, como medida de anticipación a problemas mayores se realiza el “Rechazo Automático de Carga y Generación”, este es un procedimiento de mucha importancia para el sistema eléctrico interconectado (SEIN) con la finalidad de garantizar la mejor calidad de servicio en la red eléctrica.

Consideramos que el sistema eléctrica de Perú (así como cualquier otro país) debe estar en equilibrio en lo que se refiere a la potencia instantánea (KW) de generación y la de consumo, es decir, la suma de toda la generación (incluyendo las interconexiones con flujo de importación) debe ser igual a al consumo de todos los clientes (incluyendo las interconexiones con flujo exportador) con la finalidad de tener un sistema estable en parámetros de voltaje (tensión) y frecuencia, cuando esto se cumple se presentan desequilibrios en estas variables, los cuales son ajustados por sistemas de gestión de energía en tiempo real, es un proceso que se está ejecutando de forma constante.

El problema está cuando estas diferencias entre oferta y demanda son considerables (los umbrales de rechazo de carga los ha definido el COES), allí se deben tomar medidas más drásticas con el objetivo de mantener el sistema eléctrico dentro de un rango permitido de funcionamiento.  Cuando el umbral de la frecuencia disminuye a los valores indicados por el COES* se deben desconectar cargas “clientes” para bajar el consumo y así volver a tener la frecuencia deseada en el sistema, por el contrario, cuando la frecuencia del sistema aumenta se debe desconectar generación, para la automatización y detección de estos niveles de frecuencia se debe utilizar un relé de frecuencia de gama “protección”, fiable, robusto y con la certeza de que hará su trabajo correctamente y de forma rápida ante estos “movimientos” arriba y debajo de la frecuencia del sistema, en este caso la nominal de 60Hz para Perú.

*Web oficial del COES:  https://www.coes.org.pe/portal/

*Dirección del COES: Avenida Los Conquistadores N° 1144, piso 2 - San Isidro, Lima – Perú

Para detectar las oscilaciones de frecuencia y su valor en tiempo real, debemos contar con un relé de protección por mínima frecuencia (81m) y máxima frecuencia (81M), este además de su función de medir la frecuencia en todo momento, será el equipo donde se introducen los umbrales o etapas de actuación señalados por el COES, tanto para el rechazo de carga por baja frecuencia (ejemplo: clientes libres), como por alta frecuencia (ejemplo: generadores), la desconexión se acentúa más circuitos (mayor cantidad de potencia a quitar del sistema) si el desequilibro es mayor, todo ello temporizado y con escalones de actuación.

Se deben usar relés con las siguientes características:

• Relé electrónico de protección con función 81.
• df/dt gradiente de frecuencia
• Pantalla de visualización
• Acceso a configuración vía frontal
• Puerto de comunicación
• 7 contactos de salida

*Estos puntos corresponden a recomendaciones generales sobre relés de protección electrónicos para uso en Baja tensión, Media Tensión y Alta Tensión.

Es la Protección de Frecuencia ANSI 81, tanto para alta frecuencia como para baja frecuencia, también puede llamarse infrafrecuencia y sobrefrecuencia, además de mínima frecuencia o sub frecuencia. La protección 81 actúa frente a valores de frecuencia por encima o por debajo de los niveles ajustados, para la referencia de 60 Hz o 50 Hz según el sistema eléctrico del país donde está siendo utilizada.

Es el Relé de Frecuencia 81, acorde a la función ANSI 81 de relés de protección. Actualmente son electrónicos, con capacidad para detección de mínima frecuencia y de máxima frecuencia.

• Protección por baja frecuencia / Relé de mínima frecuencia / Relé de baja frecuencia: Es el Relé de Protección que actúa cuando la Frecuencia que está midiendo disminuye por debajo del ajuste (umbral) especificado, por ejemplo, si la frecuencia nominal es 60 Hz y se ajusta este valor a 59 Hz, actuarán los contactos del relé al disminuir de 59 Hz la frecuencia que está siendo monitorizada, en ocasiones se le conoce como protección de infrafrecuencia o sub frecuencia, generalmente su simbología es ANSI 81L 81m 81U.

• Protección por alta frecuencia / Relé de sobre frecuencia / Relé de alta frecuencia: Es el Relé de Protección que actúa cuando la Frecuencia que está midiendo supera por encima el ajuste (umbral) especificado, por ejemplo, si la frecuencia nominal es 60 Hz y se ajusta este valor a 61 Hz, actuarán los contactos del relé al superar los 61 Hz la frecuencia que está siendo monitorizada, generalmente su simbología es ANSI 81H 81M 81O.

El Relé de Frecuencia 81 tiene las siguientes especificaciones, características y funciones:

-       Pantalla de visualización de valores actuales y ajustes de programación

-       Acceso a ajustes de umbrales y tiempos de actuación

-       Acceso a configuración general (fecha, hora, comunicaciones, relación de transformadores de tensión).

-       Borneras de conexión para entradas, salidas y alimentación.

Usar un Relé de rechazo de cargas eléctricas es una fórmula de mucha utilidad para proteger el sistema eléctrico de inestabilidades entre el consumo y la generación de energía, que consiste en la desconexión de cargas cuando no hay suficiente generación para soportar la misma. La energía que requieren las cargas como la que pueden producir las fuentes de generación debe ser igual, sino hay desequilibrios, cuando no es posible generar toda la energía que se requiere consumir se producen bajadas de frecuencia en el sistema y mediante la apertura de interruptores de alimentación se consiguen desconectar cargas y darle equilibrio al sistema eléctrico.

Se rechaza carga cuando se produce la situación de más cargas que generación disponible, hay más demanda de energía de la que se puede producir, lo cual desequilibra el sistema eléctrico y produce una baja de frecuencia. Se rechazan cargas para disminuir el consumo de energía para que esté en equilibrio con la generación disponible y así volver a niveles normales de frecuencia en el sistema eléctrico

Es un mecanismo para proteger el sistema eléctrico nacional de desequilibrios entre la generación y las cargas. Hay rechazo de carga (desconexión) debido a mínima frecuencia por debajo de 60Hz (según umbrales del COES) para conseguir estabilidad entre las cargas conectadas y la generación disponible, con el objetivo de mejorar la frecuencia del sistema y prevenir de problemas mayores en el conjunto de la red eléctrica.

También hace referencia a las siguientes definiciones:

- Rechazo de carga por mínima frecuencia: Es la desconexión de cargas al bajar de los umbrales de frecuencia ajustados en un relé de 81 de mínima frecuencia, en cualquiera de sus etapas o escalones. Estos umbrales de frecuencia están definidos en el caso de Perú por el COES.

- Rechazo de carga COES: Son los esquemas de rechazo automático de carga por frecuencia (ERACMF) y rechazo automático de carga por mínima tensión (ERACMT) definidos por el Comité de Operación Económica (COES).

- Rechazo de carga OSINERGMIN: El Organismo Supervisor de la Inversión en Energía y Minería (OSINERGMIN) emite el “Procedimiento para Supervisar la Implementación y Actuación de los Esquemas de Rechazo Automático de Carga y Generación”, por medio de su gerencia de fiscalización eléctrica.

- Rechazo entre cargas eléctricas: El sistema de Rechazo entre Cargas Eléctricas es un mecanismo diseñado para proteger el sistema eléctrico de variaciones intempestivas de carga que afectan la frecuencia del sistema y su estabilidad.

- Rechazo de generación: Es el procedimiento que afecta a cargas y generación para mantener el equilibrio de estas en el sistema eléctrico. Este esquema de rechazo debe ser implantado para dar continuidad a la generación ajustando escalones de desconexión de cargas, cada uno de ellos con umbrales de minina frecuencia en el sistema.

Un sistema de rechazo de carga y generación es un mecanismo de protección del sistema eléctrico frente a perturbaciones de frecuencia causadas por desbalances en entre el consumo y generación de energía. La finalidad de este es mantener los valores de frecuencia y tensión en la red eléctrica dentro de los umbrales de operación permitidos, para ello cuando la frecuencia baja de valores permitidos durante un tiempo establecido se procede al rechazo de cargas mediante la apertura de interruptores de alimentación.

Estas siglas significan Esquema de Rechazo Automático de Rechazo de Cargas por Mínima Frecuencia (ERACMF), para ello hay que tener definidos los siguientes aspectos:

- Máximo nivel de sobrecarga que admitirá el esquema

- Máxima carga que será rechazada

- Frecuencia de inicio del rechazo

- Máxima caída partida de frecuencia

Nuestro relé modelo VFR es un equipo electrónico sofisticado, basado en tecnología de microprocesador, además de las funciones de alta frecuencia (81M – sobre frecuencia) y baja frecuencia (81m – mínima frecuencia), además es un dispositivo capaz de ofrecer el control de 7 niveles de rechazo de carga con una programación que se realiza en 5 minutos sin requerir un personal específico para su programación.

Latinoamérica es uno de nuestros mercados con mayor presencia, tenemos más 20 años de experiencia como fabricante de relés electrónicos, para todo tipo de sectores: industriales, minería y petróleo.