SCMS Sistema de monitorización de corrientes parásitas

SUBESTACIONES
SCMS
Sistema de monitorización
de corrientes parásitas
SCMS (SISTEMA DE MONITORIZACIÓN DE CORRIENTES PARÁSITAS)
Definición de corrientes parásitas
El funcionamiento de los sistemas de tracción de CC requiere medidas adecuadas para impedir la corrosión causada por las
corrientes parásitas en las instalaciones ferroviarias y no ferroviarias. En este ámbito, la normativa europea EN50122-2:2011
(anexo B) recomienda una supervisión continua del aislamiento del raíl. El sistema de monitorización de corrientes parásitas de
Sécheron es un método sencillo y eficiente que evita la repetición repetitiva de las mediciones manuales y cualquier contacto con
el sistema de captación de corrientes parásitas. El sistema mide de forma continua la diferencia de potencial entre el raíl y tierra
en condiciones operativas y dispone de completas funcionalidades centrales de análisis, visualización, señalización y archivo.
Las corrientes parásitas son la parte de la corriente de tracción de retorno que no sigue el circuito previsto (normalmente el raíl),
sinó que se desplaza por las estructuras adyacentes.
Cualquier estructura metálica, por ejemplo una tubería enterrada en el suelo, representa un circuito de baja resistencia para la
corriente, y es por lo tanto fundamentalmente vulnerable a los efectos de las corrientes parásitas.
Una corriente parásita contínua de un (1) amperio durante un año puede oxidar 9,11 kilogramos de hierro.
Corriente de retorno
Corrosión
Tuberías subterráneas
Corrosión
Corrientes parásitas
Principio de la monitorización de la corrientes parásitas (caso flotante)
Puesto que el retorno fluctúa, la diferencia de potencial entre el raíl y tierra fluctúa también.
Circuito eléctrico
Corriente de tracción en el cable de contacto
Subestación
Corriente en el raíl
Distribución del
potencial
Potencial del raíl
comparado con el neutro
sin deficiencias en el
aislamiento
Tierra del neutro
Potencial del raíl
comparado con el neutro
con deficiencias en
el aislamiento
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El sistema de monitorización de corrientes parásitas de Sécheron se basa en comparar la distribución del voltaje de los raíles
con una referencia tomada por el mismo sistema de monitorización cuando la línea se certificó en buen estado.
Una línea en buen estado presenta un voltaje específico que tomamos cómo referencia. Si el sistema de monitorización de
corrientes parásitas detecta ciertas modificaciones del perfil de voltaje respecto de los perfiles de refencia, el sistema de
monitorización dispara las alarmas.
Ventajas:
• Medición más sencilla y práctica
• Sin interferencias con el sistema de captación de
corrientes parásitas
• La mejor disposición para limitar el nivel de corrientes
parásitas
Desventajas:
• Medición relativa e indirecta
• Dependiente de la operación de la línea (trenes, frecuencia
horaria, subestación de tracción fuera de servicio)
• La línea debe tener certificado su buen estado y debe
cumplir todos los requisitos normativos antes de
proceder a registrar la referencia.
Arquitectura
Evaluación remota vía módem o Internet
Unidad central de evaluación
Línea de contacto
Circuito de retorno
Sistema de medición
Transmisión de datos
Tierra de la estructura
El sistema de monitorización de corrientes parásitas (SCMS) recoge de forma continua datos sobre el voltaje entre el circuito de
retorno y la estructura de tierra a lo largo de la línea. El valor del potencial se mide mediante el dispositivo de limitación del voltaje
(VLD). Los valores medidos se almacenan en la Unidad Central de Evaluación (UCE) para su posterior análisis.
La Unidad Central de Evaluación (UCE) realiza las funcionalidades del SCMS:
• Configuración de líneas y estaciones de red, hasta 10 líneas y 60 puntos de control
• Adquisición y transmisión de datos por la red de comunicaciones
• Determinación de la referencia de datos
• Integración de un algoritmo específico dependiendo del tipo de red
• Supervisión del estado del VLD en todas las estaciones y alarma de entrada en funcionamiento del dispositivo
• Análisis automático permanente de los valores registrados y alarma de incremento de la corrientes parásitas
• Localización de la avería detectada
• Análisis manual de los valores registrados
• Almacenamiento de los valores medidos
• Exportación de los valores medidos y registrados
• Comunicación con sistema SCADA
El SCMS puede adaptarse a una red nueva o ya existente.
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SCMS (SISTEMA DE MONITORIZACIÓN DE CORRIENTES PARÁSITAS)
Unidad central de evaluación (UCE)
La UCE se encarga de llevar a cabo las funciones del SCMS. La UCE incluye un programa de interfaz que representa gráficamente
los datos en tiempo real capturados por el SCMS, así como los datos almacenados en la base de datos. Este programa de interfaz
permite además que el usuario visualice los datos de diferentes maneras, exporte los datos representados, realice diversos análisis
manuales de los datos almacenados y parametrice el SCMS.
La UCE está diseñada con memoria suficiente para mantener al menos 16 semanas de valores instantáneos y archivar los valores
promedio durante 10 años. Los datos almacenados en la UCE se conservan de forma segura en un sistema de discos duros
redundantes RAID-1. Los datos pueden exportarse a archivos de texto.
La UCE puede comunicar por la red y con el sistema SCADA por medio de protocolos de comunicaciones de diferentes tipos:
IEC61850, IEC60870-5-104 (-5-101), Modbus-TCP, DNP3.0 con conectividad flexible (cable de cobre RJ45, fibra óptica).
Gestión de alarmas y eventos
Medidas
Número máximo de líneas
10
Número máximo de puntos de medición
Mín. 60 para un sistema
Frecuencia de adquisición
1 seg.
Comunicación
Protocolo de comunicaciones
Protocolo Fieldbus estándar
Visualización y archivado
Valores instantáneos
• En función del tiempo
• Últimas 16 semanas
Valores de análisis a corto plazo
• Valores promedio / Promedio del valor absoluto
• En función del tiempo o de la posición
• Ventana promedio de 1 a 60 minutos
• Archivado durante 10 años mínimo
Valores de análisis a largo plazo
• Valores promedio / Promedio del valor absoluto
• En función del tiempo o de la posición
• Ventana promedio de 1 a 30 días
• Archivado durante 10 años mínimo
Tamaño total de la memoria
1 TB
Idiomas disponibles
Inglés
Histograma del número de operación del contratista
Análisis
Número de adquisición del perfil de referencia
Las 10 mediciones más relevantes
Número de adquisición (global)
Todos los puntos para 16 semanas
Valores medios guardados para 10 años
Periodo de registro diario
Ajustable
Visión de la línea
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Lista de alarmas
Representación en función de la ubicación
• Valores típicos del potencial de la línea durante el funcionamiento
(huella digital)
• Referencia a la localización de la deficiencia en el aislamiento
Representación temporal
• Los valores a corto plazo permiten el análisis de las deficiencias
en el aislamiento
• Los valores a largo plazo permiten el análisis de la tendencia
El software realiza un análisis automáticamente cada día. Este análisis calcula el estado de la línea y dispara alarmas si el resultado
sobrepasa los umbrales establecidos.
Los análisis pueden ser parametrizados y lanzados manualmente. Cada análisis se guarda en disco y puede ser visualizado
posteriormente. Los análisis pueden ser exportados en formato PDF.
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SCMS (SISTEMA DE MONITORIZACIÓN DE CORRIENTES PARÁSITAS)
Medición y certificación de la vía
Potencial [V CSE]
0
-0,2
-0,4
-0,6
-0,8
-1
La variación del potencial
de la estructura puede
considerarse nula y por lo
tanto conforme al requisito
de la norma EN50122-2
(< 200 mV).
Antes de registrar los datos de referencia se debe comprobar si la instalación cumple con las características definidas en la
norma EN50122-2. Sécheron puede proporcionar el servicio de sus expertos en conexionado y puesta a tierra para dicha
certificación:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Medición de la resistencia del raíl
Conductancia por longitud entre los raíles y las estructuras
Certificación de aislamiento de juntas de raíles
Interferencia de corrientes parásitas de las estructuras de hormigón reforzado
Emisión de corrientes parásitas
Consejo y recomendaciones
Formación de personal
Asistencia en el registro de datos de referencia
Ayuda en la parametrización
Fase de
funcionamiento
Fase de
puesta en servicio
Fase de
diseño y
construcción
Inicio del proyecto
Tiempo
6
Servicios de ingeniería de puesta a tierra y
conexionado
Formación para el control de la conductancia
entre tierra y los carriles antes de soldar
Certificado de junta de aislamiento de carriles
Certificado de cambio de potencial de la
estructura inferior a 200 mV
Certificado de instalación de vía (aislamiento
de carriles)
Simulación del potencial carril – tierra
Fase de registro de referencias
Definición de los ajustes de protección
Monitorización para mantenimiento (intervalo
de prueba)
Recopilación de datos de VLD
El sistema de monitorización de corrientes parásitas (SCMS) recoge de forma continua datos del dispositivo de limitación de voltaje
(VLD) a lo largo de la línea:
• Voltaje entre el circuito de retorno y la estructura de tierra a través de un sensor de alta precisión
• Flujo de corriente en el VLD a través de un sensor de alta precisión
• Estado del VLD
STRAY
SISTEMA
DE CURRENTS
MONITORIZACIÓN
DE CORRIENTES
PARÁSITAS
MONITORING SYSTEM
BUS
BUS
PLC
PLC
PLC
PLC
A
V
PLC
PLC
A
V
A
V
VLD
VLD
VLD
VLD
VLD
VLD
VLD
Minimización de las corrientes parásitas
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Retorno negativo flotante (no puesto a tierra)
Subestación de tracción cercana a la estación de pasajeros
Subestaciones de tracción razonablemente separadas
Riel soldado de forma continua
Armadura de los bloques de vía electricamente contínua
(“captador de corrientes parásitas”)
Hormigón de alta resisténcia para los bloques de vía, por
ejemplo con aditivo de humo de sílice
Talleres aislados eléctricamente de la línea principal
Diseño de catenarias i terceros raíles con criterios de
prevención de corrientes parásitas
Incrementar la resistencia entre el raíl i la tierra
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SG825868BES_B00-09.14
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Fax: +41 (0)22 739 48 11
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