Cuatro tendencias que fomentan la complejidad de las pruebas de protección
Los sistemas de protección están experimentando importantes transformaciones. Las empresas de servicios públicos e industriales se están modernizando con dispositivos electrónicos inteligentes (IED) que ofrecen más funciones que nunca. Los sistemas de protección y control de subestaciones (P&C) basados en la norma IEC 61850 y fuentes de energía procedentes de energías renovables basadas en inversores se ponen en marcha a diario. Las inversiones en sistemas de protección digital están produciendo beneficios tangibles en todo el mundo, pero los sofisticados ciberataques, las nuevas tecnologías y los mandatos de cumplimiento normativo dificultan las actividades diarias de ingenieros y técnicos.
He aquí cuatro tendencias que requieren nuevas estrategias, herramientas y habilidades que las empresas de servicios públicos deberán tener en cuenta.
1. El auge de las energías renovables.
La energía eólica y la solar tienen repercusiones en la red. Las nuevas características de las fallas introducidas por las energías renovables están alterando la ingeniería convencional de los sistemas de protección y la ortodoxia de las pruebas. El personal debe desarrollar un conocimiento práctico de los nuevos estándares tecnológicos e interpretar los análisis de forma eficaz para adaptar filosofías sobre nuevos conceptos e implementar nuevos enfoques.
Los equipos de ingeniería y de pruebas pueden reducir las complejidades con sistemas de gestión de pruebas y activos de protección que enfaticen la consistencia y sustenten metodologías de trabajo conocidas. Los miembros del equipo están preparados cuando los datos de configuración y otros detalles de misión crítica que ellos necesitan están disponibles en las instalaciones en las que se ponen en marcha las energías renovables y los sistemas de automatización de subestaciones.
2. La creciente preocupación por la seguridad cibernética.
Los ciberataques a las infraestructuras críticas de la red ocurren a diario. Ya no es inusual que una empresa de servicios públicos tenga que evitar decenas de miles de intentos de ataques de código malicioso cada mes. La frecuencia de estos ataques aumenta a medida que los delincuentes se vuelven más sofisticados y despliegan nuevos métodos para generar amenazas. Los hackers son muy hábiles y pueden aprender y adaptarse a las defensas de una organización.
La seguridad cibernética es una de las mayores prioridades en todos los aspectos de las pruebas de protección. Los relés de protección modernos son dispositivos informáticos – activos cibernéticos – que se deben probar periódicamente, pero al hacerlo aumenta el riesgo de que se introduzca inadvertidamente software malicioso en las redes de las subestaciones. Las medidas de seguridad que se aplican a las computadoras de campo suministradas por la empresa -activos cibernéticos transitorios- pueden evitar que se transfiera código malicioso a los relés y otros dispositivos de la subestación durante las pruebas, pero también podrían introducir restricciones en el trabajo y provocar ineficiencias.
La seguridad cibernética puede ser fluida y transparente para los trabajadores cuando las herramientas que utilizan incorporan controles y protocolos con eficacia. Las infraestructuras digitales, como los sistemas de protección de las empresas de servicios públicos, se deben defender contra los ciberataques coordinados y hay que tomar medidas preventivas contra los riesgos de fallas subsiguientes en cascada. Los ajustes y datos de configuración asociados a relés y otros dispositivos cibernéticos se pueden asegurar durante las actividades de mantenimiento con computadoras de campo protegidas que mantengan el aislamiento de las redes de las subestaciones del tráfico de Internet. La capacitación continua de los trabajadores, que refuerza nuevas expectativas en el personal, sitúa a las empresas de servicios públicos en una posición óptima para defender la red de los actores malintencionados, realizar con seguridad las pruebas de puesta en servicio y mantenimiento y maximizar el rendimiento de las inversiones digitales.
3. Disponibilidad limitada de capacitación adecuada.
Hoy, un personal bien capacitado es más importante que nunca, pero los enfoques de la capacitación en el entorno industrial y de servicios públicos pueden ser desorganizados y complejos. La enseñanza de la teoría de sistemas de protección, las aplicaciones y los conceptos sobre pruebas puede provenir tanto de los fabricantes de relés y equipos de prueba como de recursos internos o de cursos intensivos de la industria. Aumentar los conocimientos cuando el tiempo y el presupuesto son escasos se puede reducir a aprender lo que se pueda mientras se pueda, y a resolver el resto más tarde mediante ensayo y error.
Por ejemplo, las subestaciones digitales basadas en la norma IEC 61850 introducen conceptos y situaciones que los trabajadores deben interpretar para poner en servicio y mantener esquemas de protección con topologías Ethernet. Deben discernir si las anomalías de la red responden a las condiciones del sistema de potencia, al tráfico de datos corrupto o incluso a los propios dispositivos. También deben estar al tanto de los avances en automatización de subestaciones y tecnologías de ingeniería de protección para hacer frente a los impactos de las energías renovables basadas en inversores, el aumento de la seguridad cibernética y otras iniciativas de modernización.
Cuando la industria energética contrate nuevos trabajadores, lo mínimo aceptable será una capacitación del personal estratégica. La capacitación estratégica contempla los resultados de aprendizaje esperados por adelantado y deja a los gerentes en una posición más favorable para mejorar de manera suficiente y consistente las habilidades de su personal.
4. Cumplimiento de las normas regulatorias.
Las normas de protección y control (PRC) de NERC se ocupan del desempeño confiable de los sistemas de protección de las empresas de servicios públicos en la red eléctrica interconectada de Norteamérica. El cumplimiento de estas normas puede ser un problema para las empresas de servicios públicos debido a la variedad de registros y datos de relés que se pueden encontrar en diferentes sistemas y formatos.
Las prácticas de pruebas de relés y el propio mantenimiento de los relés pueden reducir la confiabilidad, al causar mal funcionamiento. Los problemas más comunes son que, o los ajustes se aplican incorrectamente al dispositivo de relé durante el mantenimiento, o los ajustes se calculan incorrectamente desde el principio. En virtud de la norma NERC PRC-004-6 Protection System Misoperation Identification and Correction (Identificación y corrección de mal funcionamiento del sistema de protección), las entidades informantes tienen un plazo de 120 días para identificar e informar a otros propietarios de sistemas de protección afectados si los componentes de sus sistemas de protección han causado un mal funcionamiento. Además, deben elaborar y aplicar un plan de acciones correctivas para evitar que se repitan esas fallas en los equipos.
La norma PRC-027-1 de NERC, que entró en vigor el 1 de abril de 2021, aborda los malos funcionamientos del sistema de protección que se pueden producir debido a ajustes incorrectos de los relés y a operaciones de relés que quedan fuera de la secuencia debido a cambios en los niveles de falla del sistema a lo largo del tiempo. Esta norma exige a las entidades informantes que justifiquen los procesos formales de desarrollo y revisión de los ajustes, y que realicen estudios continuos para mantener y verificar la coordinación del sistema. NERC busca la consistencia en las prácticas de los ingenieros de protección a la hora de calcular los ajustes de los relés y pretende que los cálculos realizados durante los estudios de coordinación utilicen valores de ajuste correctos. Además, las empresas de servicios públicos deben demostrar que se ha producido una comunicación proactiva con los propietarios de las instalaciones conectadas a la red eléctrica en relación con cada caso de ajustes nuevos o revisados que afecten a la coordinación del sistema.
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La evolución de las pruebas de protección se verá afectada por estas cuatro tendencias de forma significativa. Los trabajadores se enfrentarán a requisitos y pasos de trabajo adicionales a la hora de afrontar los impactos de las tendencias en sus organizaciones. Es el momento de que las empresas de servicios públicos tomen medidas para reducir el riesgo y preparar el futuro.
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