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PROTECCION EN LÍNEAS POR ONDA PORTADORA
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ONDA PORTADORA POR LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN (OPLAT)
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TELEMANDO POR ONDA PORTADORA
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COMENTARIO FINAL
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1. PROTECCION EN LÍNEAS POR ONDA PORTADORA A este tipo de tecnología, en la que se transmiten simultáneamente señales de radio de baja frecuencia y la señal de energía eléctrica, sin ocasionar interferencia, se le designó en español como Onda Portadora por Líneas de Alta Tensión, OPLAT. Es así como así como el sistema OPLAT abre las puertas de las comunicaciones utilizando la infraestructura de la red eléctrica como medio efectivo de transmisión de datos.
1.2 ONDA PORTADORA POR LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN (OPLAT) Todas las compañías encargadas de la generación y distribución de energía eléctrica establecen parte de sus comunicaciones utilizando como medio de transmisión de datos, sus líneas de alta tensión, debido a que estas líneas constituyen el elemento de enlace entre sus instalaciones. Como ya se mencionó, estos tipos de sistemas reciben el nombre OPLAT, Onda Portadora por Líneas de Alta Tensión. En inglés se les denomina Power Line Carrier , PLC , lo cual tiene el mismo Power Line Communications. Sin embargo, se debe tener presente que son dos tipos acrónimo que Power Line de tecnologías diferentes. Por ahora diremos que la tecnología OPLAT opera en líneas de transmisión de alta tensión, y PLC en líneas de media y baja tensión. El sistema de comunicaciones de OPLAT, consiste en la transmisión de señales de radio de baja frecuencia en forma simultánea y sin interferencia con la señal de la energía eléctrica. En este proceso se agrega la señal de comunicación ya modulada a la línea de alta tensión y se envía a través de ésta a otra central o subestación eléctrica, en donde la señal pasa por un proceso de demodulación. El ancho de banda en el cual operan los sistemas OPLAT se encuentra generalmente dentro del rango de 30 KHz a 500 KHz. Esta asignación del ancho de banda se debe fundamentalmente a que por arriba de 30 KHz se dispone de un margen lo suficientemente amplio como para que no existan problemas de ruido ocasionado por la frecuencia a la que opera la señal de potencia, la cual es de 60 Hz. Por el otro lado, la frecuencia no rebasa los 500 KHz, para que se reduzcan las posibilidades de atenuación, ya que a mayor frecuencia de operación en este medio de comunicación, mayor es la atenuación. Si se respeta este límite, la interferencia que se tiene con las ondas de radio comercial y con las de banda libre es menor. El principio más utilizado actualmente es el de la distancia; en la práctica, los relés de distancia se utilizan en combinación con sistemas de comunicación para mejorar su selectividad en la protección de LT. sin embargo una de sus limitaciones es la velocidad e transporte. Para preservar la estabilidad del sistema electrico de potencia se debe de recurrir a tiempos de liberación de fallas muy reducido, del orden de unos pocos ciclos de frecuencia fundamental. uno de las alternativas de solución de estas limitaciones del principio de protección de distancia consiste en utilizar los componentes de alta frecuencia de las señales debidas a las ondas viajeras generadas por falla como información para la función de protección
1.2.1 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS El sistema OPLAT se encuentra integrado principalmente por los siguientes elementos: 2
a) Equipo transceptor (transmisor / receptor) b) Capacitor de acoplamiento c) Equipo sintonizador d) Trampa de onda e) Línea de transmisión de alto voltaje En la Figura 1.1 se presentan los elementos antes mencionados, así como la estructura general del sistema.
a) Equipo Transceptor (transmisor/receptor). Los dispositivos de transmisión y recepción son equipos de radio que generalmente operan con modulación de Banda Lateral Única (BLU), a través de ellos se envían las señales de voz, protección y datos. Otros tipos de modulaciones que pueden utilizar estos equipos son: Modulación de Amplitud (AM), Modulación de Frecuencia (FM), Modulación por Corrimiento de Frecuencia (FSK Frequency Shift Keying), etc. Sin embargo, el tipo de modulación BLU, es el más utilizado, debido a que en una sola banda se envía toda la información, por lo cual se reduce la cantidad de energía requerida para la transmisión. El equipo transceptor se instala en las localidades donde se requiere establecer la comunicación, por lo regular subestaciones y centros de control. b) Capacitor de acoplamiento. Este dispositivo permite el paso de la señal de la onda portadora debido a la baja impedancia que presenta para dicha señal, a la vez que impide el paso de la señal de potencia, ya que para la frecuencia de 60 Hz presenta una impedancia muy elevada. c) Equipo Sintonizador. También llamado sintonizador de línea, se encarga de discriminar los diferentes canales de onda portadora y enviarlos a los transmisores/ receptores. Reducen los efectos de la reactancia capacitiva del capacitor de acoplamiento, lo que ofrece un 3
mejor equilibrio de impedancias para lograr la máxima transferencia de energía. Otra de sus funciones es atenuar las señales no deseadas del sistema, es decir, elimina el ruido excesivo. Además, el equipo sintonizador cuenta con elementos de protección contra eventuales sobrecargas, los cuales tienen la doble función de proteger al equipo y al personal que labora en las tareas de mantenimiento del mismo. d) Trampa de onda. Este dispositivo presenta una impedancia relativamente alta para la gama de frecuencias de la onda portadora, que van desde los 30 KHz a los 500 KHz, por el contrario, para la señal de potencia, a una frecuencia de 60 Hz, la impedancia es casi nula. La trampa de onda consta de un circuito resonante en paralelo y es colocado entre el punto de conexión del capacitor de acoplamiento y la subestación. e) Línea de transmisión de alta tensión. Este elemento constitutivo del sistema OPLAT es el elemento conductor de la señal de potencia, y también es el canal de transmisión de las señales de información.
1.2.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES Las principales características del sistema OPLAT son las siguientes:
Viabilidad económica y técnica para usarse como medio de transmisión. Capacidad de transmisión para varios cables de comunicación. No son requeridos o son mínimos los repetidores que se tienen que utilizar cuando las distancias son muy grandes. Bajo costo de mantenimiento. Se puede tener un sistema telefónico y fácil de instalar. Confiable y versátil. Es susceptible al ruido de la línea de energía eléctrica. Tiene un limitado ancho de banda. Espectro de frecuencia nominal: 30 KHz – 500kHz.
1.3 TRANSMISIÓN DE DATOS A TRAVÉS DEL CABLE DE GUARDA Las subestaciones de transmisión y recepción de energía eléctrica están interconectadas por líneas de transmisión. Estas líneas están soportadas por torres, en cuya parte superior se instalan hilos de guarda, también llamados cables de guarda, cuya función es proteger a las líneas contra las descargas atmosféricas. Esta protección consiste en interceptar dichas descargas y conducirlas a tierra por medio del conductor, evitando así afectación a las líneas de transmisión y al equipo de la subestación. Sin embargo, la protección contra fenómenos meteorológicos no es la única función del cable de guarda, también sirven como medio de transporte de datos debido a las fibras ópticas que contienen en su interior. Los hilos de guarda utilizados para mantener servicios de comunicación en sistemas de alta tensión, deben ser cables de guarda ópticos denominados Optical Power Ground Wire (OPGW). Existen otros tipos de cables ópticos aéreos, sin embargo, el OPGW es el idóneo para redes de alta tensión. Estos cables se utilizan para descargar a tierra la energía eléctrica atmosférica, y al mismo 4
tiempo permiten, a través de las fibras ópticas, la intercomunicación, señalización y enlaces telefónicos del sistema eléctrico de alta tensión. El uso de la fibra óptica en los cables de guarda proporciona un valor agregado, que supera por mucho su uso original para protección y control. Cabe mencionar que para una mayor protección de la fibra óptica contra los agentes ambientales como el sol, agua y aire, los cables OPGW incluyen químicos en forma de gel para evitar la degradación de materiales. Por lo regular se utilizan fibras ópticas de tipo monomodo para esta aplicación, debido a que ofrecen mayor capacidad de transmisión a grandes distancias y menor atenuación por unidad de longitud. La Figura 1.2 muestra dos tipos distintos de hilos de guarda ópticos.
Actualmente algunos hilos de guarda ópticos pueden tener hasta 144 fibras ópticas. La elección del tipo de cable de guarda dependerá de las necesidades del cliente, de la importancia de la línea de transmisión y del costo. Algunas ventajas que presentan las fibras ópticas son las siguientes:
Tienen baja pérdida de transmisión, lo que permite transmisiones a larga distancia sin repetidores. No están sujetas a polarización ni interferencias magnéticas. Proveen las señales de transmisión de más alta calidad. Proporciona una capacidad alta para la transmisión de banda ancha. Facilitan la transmisión de grandes volúmenes de información a tasas elevadas.
En la actualidad, algunos de los servicios de telefonía y datos en los sistemas eléctricos de alta tensión se suministran a través del hilo de guarda óptico. Cabe señalar que el uso de la fibra óptica 5
en los sistemas eléctricos es prácticamente exclusivo para la red de alta tensión, ya que el uso a niveles de distribución y baja tensión es poco rentable debido a los altos costos de inversión y mantenimiento que tiene. En la red eléctrica de media y baja tensión, la tecnología que se podría utilizar es la de Power Line Comunication. En la figura se observa que en la estación transformadora existen dos bobinas de onda portadora conectadas cada una en serie con la otra línea de alta tensión, montadas sobre dos fases, que suspenden desde el pórtico de entada de la línea con doble cadena de aisladores en “V”, para quitarle grados de libertad. Estas bobinas son dispositivos que tienen una impedancia despreciable a frecuencia industrial, de tal forma que no perturbe la transmisión de energía, pero debe ser relativamente alta para cualquier banda de frecuencia usada para comunicación por portadora. Esta colocada en dos fases para tener una en funcionamiento y y la otra como reserva ante cualquier desperfecto. Este sistema de comunicación vincula dos sub‐estaciones (Comunicación a distancia) . Cabe aclarar que la frecuencia portadora de orden de 10 KHz, no entra a la barra.
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1.4 CARACTERISTICAS DE LA BOBINA DE ONDA PORTADORA
Las líneas de transmisión también son utilizadas para la transmisión de señales de onda portadora entre 30 KHz y 500 KHz para telecontrol, telefonía, tele protección, tele medición etc. comúnmente llamado sistema de onda portadora (Carrier). La boina portadora también llamada ONDA DE BLOQUEO ó TRAMPA DE ONDA tiene la función de impedir de que las señales de alta frecuencia sean derivadas en direcciones indeseables , sin perjuicio de las Líneas de Transmisión de energía en la frecuencia industrial. La bobina de bloqueo es por lo tanto, acoplada en serie con las líneas de transmisión de alta frecuencia que desean ser dimensionadas para soportar la corriente nominal de la línea en la frecuencia industrial y las corrientes de cortocircuito a las cuales están sujetas las líneas de transmisión
PRINCIPALES COMPONENTES DE LA BOBINA DE BLOQUEO:
Bobina principal.
Dispositivos de sintonía.
Dispositivos de protección.
Algunos accesorios.
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a. BOBINA PRINCIPAL: La bobina principal conduce la corriente nominal de la LT. y es proporcional para soportar la corriente máxima de corto circuito. La bobina principal es de construcción robusta y liviana. se trata de una estructura abierta, con aislamiento en aire, que resulta en excelentes propiedades de enfriamiento. Debido a esta construcción, no ocurrirán grietas en la superficie de la bobina, su baja capacidad propia implica una elevada frecuencia de auto resonancia, volviendo este proyecto particularmente adecuado para aplicaciones de alta frecuencia tal como en sistema de onda portadora. Estas características aseguran un excelente desempeño en la ocurrencia de un cortocircuito.
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b. DISPOSITIVOS DE SINTONIA: Los DISPOSITIVOS DE SINTONIA pueden ser fijos ó ajustables para sintonía simple, de doble frecuencia o banda ancha. Por otro lado los todos los componentes son encapsulados con una triple capa resistente a la intemperie, protegiendo el dispositivo de constantes cambios climáticos
c. DISPOSITIVOS DE PROTECCION: El dispositivo de protección es conectado en paralelo con la bobina principal y el dispositivo de sintonía, para evitar que la bobina del bloqueo sufra algun daño debido a una sobretensión transitoria. d. ACCESORIOS:
Conectores de línea: Para conexión directa del conductor de alta tensión. Anillos anticorona: En caso de que no haya ingun requisito especial con relación al nivel de descarga de corona.
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1.5 FUNCIONAMIENTO DE LA ONDA PORTADORA DE CORRIENTE Es necesario entender los detalles de la transmisión o recepción de la onda portadora de la corriente para entender los principios básico del funcionamiento de los relés.
La protección piloto por onda portadora usa el esquema de bloqueo ya que no se puede garantizar que la señal de disparo llegue a la otra subestación ( pues existirá corto en la línea).
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1.6 METODOS DE FUNCIONAMIENTO
Comparación direccional
Comparación de fases
Disparo transferido de subalcance
Disparo trasferido permisivo de subalcance
Disparo Transferido permisivo de sobrealcance
Comparacion direccional
Comparación de fases
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Disparo transferido de sub alcance
Disparo permisivo de Sub alcance
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Disparo Transferido permisivo de sobrealcance 1.7 EQUIPO DE ONDA PORTADORA a. Componentes: Transmisor La línea de transmisión Circuito de acoplamiento Receptor b. Caracteristicas de l linea de transmision Impedancia característica de la Línea Z=120LN*(d/r)[W] Atenuación de la línea Al=R/(2xZ) d Distancia entre dos hilos. b Radio del conductor R Resistencia del cable coaxial
TEORIA SOBRE LAS ONDAS VIAJERAS
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Las líneas de potencia son generalmente trifásicas pero es mas fácil enterder la propagacio de la onda en líneas monofásicas. En una LT monofásica con parámetros distribuido se pueden expresar ecuaciones de onda de voltaje y corriente de la sgte. forma:
Donde “x” es la posición a lo largo de la línea y;
Es conocida como la velocidad de propagación
Esconocida como impedanci caracteristica. Las funciones:
Representan las ondas viajeras en las direcciones hacia adelante y hacia atrás de “x”(lugar de fall) respectivamente y las ecuaciones anteriores pueden ser escritas como:
Donde:
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Son las componentes de voltage hacia adelante y hacia atrás respectivamente, Los valores de i+ y i‐ las componentes de corriente hacia adelante y hacia atrás.
Del analisis anterior se ve que la impedancia caracteristica (Zo) es un número rel para una línea considerada sin perdidas y es evidente que las componentes de las corrientes son simplemente una replica de sus voltages correspodientes.
La propagación de las ondas viajeras en líneas monofásicas consideradas sin pedidas : a) Formas de onda de voltaje y corriente transmitidas. b) Formas de onda de voltaje y corrientes reflejadas. 1.8 COEFICIENTE DE REFLEXION Las LT. de longitudes sin o perdiadas consideradas homogeneas continuan propagandose a una velocidad uniforme c y no cambian en forma. Sin embargo, en puntos de discontinuidad tal como circuitos abiertos u otra terminación de la línea, parte de la onda inceidente es reflejada hacia atrás o a lo largo de la línea y parte es transmitida hacia adentro y mas alla de la discontinuidad. la onda cuando choca en la discontinuidad es a menudo llamada una onda incidente y las dos ondas a las cuales esta dara aumento son normalmente referidas como ondas reflejadas y transmitidas.
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Comportamiento de una onda viajera cuando alcanza la discontinuidad en una red eléctrica. Las ondas viajeras que se generan a la aparición de un disturbio en la LT. se propagan por las líneas hasta que llegan a una discontinuidad (elementos en una subestación, unión de varias líneas etc); en ese punto las ondas se dividen en una onda reflejada y una onda transmitida, donde la magnitud de cada una de esas ondas esta dad por los coeficientes de reflexión (KT) y refracción (KT). Donde: Za y Zb impedancias respectivamente.
1.9 PRINCIPIO DE PROTECCION DE ONDA VIAJERA Los frentes de onda viajeras en una LT. propagándose experimentan una modificación en su contorno al atravesar una discontinuidad provocada por un cambio de impedancia. En la figura siguiente se muestra una onda incidente propagándose por la línea 1 con impedancia característica Za alcanza la discontinuidad y continua a través de la línea 2 con una impedancia Zb como una onda refractada experimentando una modificación en el contorno de la onda incidente (Vi) a KT*Vi.
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En caso de qu ambas líeas sean idénticas (Za=Zb) , el contorno de la onda viajera no se ve alcanzado, y no existe onda reflejada. Esta situación, (Za=Zb) es difícil que se presente en istemas eléctricos de potencias reales. Por otro lado las ondas que se propagan en una LT. Homogénea se ven mínimamente afectadas en su contorno aún considerando pérdidas por atenuación. Un frente de onda originado por una falla externa experimenta una modificación en su contorno al pasar por la discontinuidad que representa el cambio de la Z característica entre las líneas de transmisión (Za a Zb) . A diferencia un frente de onda originado por una falla interna sol es afectado por la atenuación propia de la línea. Cuando la falla ocurre en una posición de la línea a Df Km de distancia del relevador, se generan ondas viajeras y se propagan a lo largo de la línea. Cuando la onda de la línea V1 es reflejada hacia atrás a la fuente G1 a través del relevador y ocurre una reflexión. La onda reflejada Vr1 regresa a lo largo de la línea hasta el punto de falla. Ahí en el punto de falla parte de esta es reflejada y otra parte es transmitida.si la resistencia de la falla no es cero. La onda reflejada Vr2 regresa a la barra 1 después de algún tiempo. Si podemos obtener un intervalo de tiempo t0, entre la llegada de la onda Vr1 y la onda hacia atrás Vr2 , entonces la distancia puede ser obtenida del tiempo t0 como:
Con la distancia Df, s posible determinar si es una falla dentro de la línea protegida o si es una falla externa. Si es una falla interna el elevador debe mandar una señal de disparo del interruptor, y en caso que la falla sea externa el relevador no mandara dicha señal. 1.10 SELECCIÓN DEL EQUIPO TRANSMISOR La relación señal ruido (SNR) determinada por la potencia del equpo transmisor y es la diferencia entre el nivel de la señal recibida y el nivel de ruido o interferencia de la línea. Niveles de señal portadora. 17
Niveles de ruido de la transmisión para la onda portadora.
El procedimiento para seleccionar el equipo transmisor es:
Se calcula el ruido producido por la línea.
Se calcula la atenuación.
Se obtiene el nivel de transmisión. 18
Se calcula la potencia del transmisor.
El nivel de ruido a la entrada del receptor, determina el nivel mínimo de la señal recibida que asegura el funcionamiento adecuado del sistema de comunicación. Nivel de ruido de conductores en mal tiempo:
Donde: Nf:Es el ruido producido por los conductores en mal tiempo (en dbm) Ef :Es el gradiente ficticio del potencial, Kv/cm.
Gradiente efectivo: Ef. Donde:
Q: Distancia relativa del aire. Q=1 para temperaturas ambiente de 25 ®C y 760 mmde Hg de presión. E gradiente de potencial superficial del conductor, perpendicular a la superficie del conductor.
E: gradiente del potencial superficial del conductor:
R:Radio del conductor en cm. q: Carga superficial. Cuando se tiene haz de conductores por fase, este se puede remplazar por un conductor equivalente. 19
R: Radio del conductor equivalente R: Radio del sub conductor A: Distancia entre conductores más cercanos. n: Número de sub conductores. La atenuación total para el circuito completo es la suma de:
Perdidas en el cobre coaxial entre el equipo de portadora y la unidad de acople.
Perdida en el equipo de acople y sincronización.
Perdidas en las conexiones en puente.
Perdidas en los circuitos ramales.
Pérdidas debido a la baja impedancia presentada por una línea sin trampa.
Pérdidas debidas a la propagación simultanea sobre caminos alternos.
1.11 ONDA PORTADORA VS HILO PILOTO
Es la mejor y las más utilizadas en líneas de AT.
Es más confiables y fáciles de aplicar.
Completamente controlado por el usuario prácticamente sobre la base del equipo terminal. Económicamente más confiable, siendo utilizado por otros servicios al mismo tiempo, como teléfonos de emergencia y relés de control remoto operado.
Diagrama de impedancias del equipo transmisor: Obtención del lugar geométrico de la impedancia en condiciones de salida de sincronismo de la maquina. Demostración que el lugar geométrico d la impedancia vista por el relé de distancia es un circuito que tiene radios.
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Para obtener este resultado partimos del siguiente circuito.
La ecuación (3) representa un circulo que tiene el centro en el sitio determinado por la resultante de los vectores.
El radio tiene la magnitud del vector el cual describre el circulo cuando varia de 0 a 2ᴫ esta determinada por la ecuación (4)
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2.TELEMANDO POR ONDA PORTADORA Esta técnica consiste en trasmitir un número ilimitado de señales codificadas, a través de la red eléctrica existente, utilizándola como soporte de la transmisión (vía de transmisión). Al sistema que utiliza los mismos conductores que transportan energía eléctrica para llevar además las señales de control, se le llama normalmente, control por onda portadora (Cunningham 1981). Las señales de control, también denominadas tonos, modulan una onda portadora de radio frecuencia, que se inyecta a la red de energía; PL (Power Line), actuando como transmisor. Mientras que en el punto de control se utiliza un receptor y un demodulador para recuperar la señal enviada. En algunos casos donde solo se pretende enviar el comando para una sola acción, por ejemplo la de “abrir”, basta con generar solamente la portadora por un tiempo determinado, sin la modulación por tono.
2.1 Selección de la Frecuencia de Transmisión La línea de transmisión de energía eléctrica PL, no esta diseñada para transportar señales de RF (Radio Frecuencia), ya que se encuentra formada por un conjunto de resistencias y reactancias, distribuidas en serie y paralelo a los largo de esta, que dificultan el normal desplazamiento de la señal de RF. Este problema puede ser superado seleccionado convenientemente la frecuencia adecuada para la onda portadora.
2.2 Frecuencia de la portadora Debido al hecho de que las características de las líneas eléctricas no son exactamente las misma, es imposible especificar una única frecuencia que sea optima en todos casos. Existen, no obstante, algunas consideraciones que simplificaran considerablemente la selección de una frecuencia, que hará trabajar adecuadamente al sistema de onda portadora en un caso particular. Con el fin de evitar importantes variaciones de la señal portadora, debido al efecto de las ondas estacionarias, hay que seleccionar una frecuencia baja en donde el efecto de la longitud de línea sea insignificante. En general, el mayor trayecto del sistema de onda portadora, no deberá ser más que un 10% aproximadamente, de la longitud de la onda de la frecuencia de trabajo. La mayoría de los sistemas de onda portadora, trabajan a frecuencia por debajo de la banda estándar de radiodifusión. Son normales frecuencias entre 60 y 180 kHz (Para el sistema de 23
trasmisión de datos por la red eléctrica, se ha fijado recientemente para Europa, la banda de 125 a 140 kHz, para aplicaciones tipo “consumers”. Norma EN 50.065‐1)
2.3 Frecuencia de la Señal Modulante Así como la elección de la frecuencia de la portadora es importante, también lo es la selección de la frecuencia de la onda modulante o moduladora. Una regla fundamental para la elección de las frecuencias de tono, es evitar la frecuencia de la red eléctrica 50 o 60 Hz y sus armónicos. Cuando el sistema lo justifique, una elección ideal de las frecuencias de la señal de control, es utilizar tonos del tipo DTMF (Dual Tone Multi Frecuency), ya que estas frecuencias fueron elegidas de manera que no coincidan con la frecuencia de la línea de alimentación o con sus armónicos. Además, el hecho de que cada dígito esté representado por dos tonos simultáneos, supone que aún cuando una señal espuria coincidiera con uno de los tonos, no sería causa de confusión, debido a que ambos tonos tienen que estar presente a la vez para hacer funcionar el sistema. 2.4 Un Sistema Implementado El sistema de telemando por onda portadora propuesto, consta de dos partes: Un transmisor en la casa del usuario y Un receptor en la sala de maquinas. El transmisor está compuesto por un circuito oscilador de alta frecuencia modulado por uno de baja frecuencia. La señal generada se inyecta a la línea por medio de dos capacitores de acoplamiento (Ver fig.13).
Mientras que el receptor está formado por tres bloques: Un circuito detector, un monoestable y un relé, Acoplados a la red, por medio de un par de capacitores como en el circuito transmisor (ver fig.14).
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El circuito oscilador de baja frecuencia trabaja en aproximadamente 3kHz., mientras que el de alta en 100kHz. Para casos donde solo se pretende enviar una sola señal, hay que acondicionar al receptor con un multivibrador biestables (flip‐flop), para que interprete que un tren de pulsos es para abrir, mientras que el siguiente es para cerrar. En la PCH del Salto Pereyra en el Pueblo Ilia en Misiones, se utilizó para el transmisor, un oscilador de 100kHz, generado por un circuito integrado LM555, en configuración multivibrador astable y otro LM555, en configuración monoestable (ver fig. 19). La onda de salida del transmisor, se muestra en la fig.15. Si bien la forma de onda es rectangular no afecta el buen desempeño del sistema Donde:
2.5 Funcionamiento Cuando el usuario acciona el pulsador P1, dispara el multivibrador monoestable, que por un tiempo t1 de aproximadamente 10 s, hace funcionar el oscilador astable que genera la portadora, por el tiempo t1 El periodo de funcionamiento del monoestable se calcula usando la expresión: T = 1,1 R3 C3 25
La etapa de potencia está formada por un par de transistores en configuración Darlington, que se vinculan a la red por medio de un trasformador toroidal de ferrite y dos capacitores de acoplamiento. Receptor El corazón del receptor está formado por un circuito integrado LM567, en configuración decodificador de tonos. Que detecta la señal de la onda portadora y excita un multivibrador monoestable que a su vez, acciona el sistema de arranque y/o parada de la hidrogeneración. La frecuencia central de codificado, del LM567, está dada por la ecuación:
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El receptor por lo tanto reconoce la señal por su frecuencia y por la duración del pulso. Ante la ausencia de cualquiera de las dos condiciones no produce acción alguna (Anocibar 1997). Con el fin de evitar tener que identificar la “fase” de la línea trifásica por donde será enviada la señal de mando, se implemento el circuito de la fig. 17, donde se conecta el receptor a la línea por medio de tres capacitores, uno por cada fase y uno más para el neutro. En el aprovechamiento del Salto Pereyra, se implementó una línea de transmisión de energía en 13,2kV, desde la presa al centro de consumo, mientras que del generador hasta la presa, en 380V.
Figura 18 ‐ Sistema implementado en el aprovechamiento del Salto Pereyra Como la señal de la onda portadora, presenta gran dificultad de salvar un transformador de potencia, máxime si se encuentra conectado en configuración estrella‐triángulo y los capacitores de acoplamiento para el telemando en media tensión, son costosos. Se optó por el agregado de un conductor mas, que junto con el neutro portante se utilizó como vía de transmisión en el tramo de media tensión de aproximadamente 3500m. Mientras que desde la turbina hasta el transformador se usa la propia línea de potencia. 27
El acoplamiento entre la línea de potencia que viene desde la microturbina, con el hilo adicional, se realizó por medio de un capacitor en las inmediaciones del transformador. 2.6 Conclusiones El sistema de telemando por onda portadora, se presenta como una alternativa técnica y económica interesante, porque permite la transmisión de datos en forma relativamente sencilla y utilizando el mismo conductor de energía eléctrica o un simple par telefónico que no implica erogación importante.
Si se trasmite datos con la técnica DTMF, es posible enviar distintas ordenes, por el mismo par, no solo la de abrir y cerrar. Por otra parte, usando un transmisor y receptor en sentido contrario, es posible disponer información a distancia de lo que ocurre con el sistema en la casa de máquinas. 2.7 Conclusión Final Los circuitos para telemando presentados en esta oportunidad, no son todos los que se han experimentado e implementados, ni los únicos que existen. Cada proyectista podrá recrear, modificar o mejorar, estos sistemas para una aplicación en particular.
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3 COMENTARIO FINAL: Para realizar este trabajo se consulto bibliografías y manuales de los siguientes empresas. EMSA – ELECTRIFICADORA DEL META S.A. ESP. ARTIGO PLATAFORMA X10 COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU
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