Volver arriba

Transition Networks es propiedad absoluta de Lantronix, Inc.

Transition Networks

Subestación de energía eléctrica

Descripción del mercado

La capacidad de proporcionar energía eléctrica confiable para uso residencial y comercial depende de una infraestructura expansiva compuesta por instalaciones de generación de energía, cables de transmisión, subestaciones y transformadores locales. Esta infraestructura es fundamental para trasladar la energía de las instalaciones de generación al consumidor.

Generación de energía eléctrica

Hace años, la generación de energía se realizaba en grandes instalaciones que utilizaban diferentes tecnologías de generación de energía. Las plantas de generación de energía a menudo se ubicaban a lo largo de los principales ríos para aprovechar el poder del agua que fluye para hacer girar las turbinas de agua para generar electricidad. Donde no había ríos importantes, las plantas de energía usaban carbón o gas natural para crear vapor para hacer girar las turbinas de vapor para generar electricidad. Los avances en la tecnología nuclear crearon plantas de energía que usaban material nuclear para crear vapor para hacer girar turbinas de vapor.

Los desarrollos recientes en las fuentes de energía renovable con menor impacto en el medio ambiente han creado una variedad diversa de fuentes de producción de energía que incluyen parques eólicos, parques solares e incluso sistemas solares residenciales. Si bien esta diversidad de fuentes de generación de energía ayuda a reducir nuestra dependencia de las grandes instalaciones de generación de energía, ha tenido un gran impacto en la infraestructura de distribución de energía.

Distribución de energía eléctrica

Si bien nos hemos acostumbrado a que la energía estable esté disponible los 365 días del año, las 24 horas del día, se requiere la tecnología adecuada para cumplir con esa expectativa. Con todas las diferentes fuentes de generación de energía disponibles en la actualidad, el equilibrio de las líneas eléctricas se ha convertido en un verdadero desafío. Las fuentes de generación de energía deben coordinarse para que se produzca suficiente energía para satisfacer la demanda, pero no se produzca un excedente. Las tecnologías de generación de energía más nuevas, como la eólica y la solar, proporcionan cantidades variables de energía según las condiciones ambientales. Por ejemplo, las fuentes de energía renovables producen abundante energía en días soleados o ventosos, pero no tanto en días nublados, tranquilos o nocturnos. La producción de las fuentes tradicionales de generación de energía predecible ahora debe ajustarse en función de la energía generada a partir de fuentes de energía renovables.

Una vez que la energía está en el sistema eléctrico, “en la red”, el desafío es llevarla de la fuente de generación al consumidor. La generación de energía produce energía de muy alto voltaje que se puede transmitir a largas distancias. Para este propósito, se utilizan torres de energía altas con cables de alta tensión. Dado que estos cables transportan tanta energía, es importante controlar la cantidad de energía que transporta cada cable para evitar una falla en el cable. Equilibrar la energía entre varios cables para distribuir la carga de energía es esencial.

Subestaciones de energía eléctrica

Las subestaciones eléctricas son instalaciones entre las fuentes de generación de energía y el consumidor. Las subestaciones se utilizan para transformar la energía eléctrica y equilibrar la distribución de energía a múltiples ubicaciones. Las subestaciones transforman la energía de voltajes de transmisión a voltajes utilizables. Los voltajes utilizables varían según la aplicación. Las fundiciones de metales, por ejemplo, requieren altos voltajes para alimentar grandes hornos de procesamiento de metales. Las empresas de fabricación requieren voltajes moderados para alimentar los equipos de fabricación. Los consumidores residenciales requieren un voltaje relativamente bajo. Las subestaciones proporcionan estas reducciones de voltaje y multiplican la cantidad de líneas eléctricas para proporcionar conexiones para un gran número de clientes.

Algunos clientes requieren niveles más altos de estabilidad energética. Para los proveedores de servicios críticos como los hospitales, la confiabilidad de la energía es primordial. En caso de un corte de energía, las subestaciones pueden cambiar a una fuente de energía alternativa para garantizar que el hospital continúe recibiendo energía ininterrumpida. Esto requiere conmutación simultánea en varias subestaciones, para desconectar una fuente de alimentación y conectar otra diferente.

Las subestaciones eléctricas también se utilizan para equilibrar la energía suministrada a la red eléctrica desde varias fuentes de generación de energía. Cuando las fuentes de energía renovable como la solar y la eólica son muy productivas, se reduce la generación de fuentes variables como la hidroeléctrica, el carbón y la nuclear. Lograr esto implica la conmutación coordinada en muchas subestaciones para que los consumidores continúen recibiendo energía estable e ininterrumpida. Por tanto, la comunicación entre subestaciones debe ser instantánea. Se utilizan redes de comunicación de varios tipos para este propósito, y las redes IP están ganando popularidad debido a su capacidad para proporcionar rutas de comunicación redundantes, velocidades de comunicación muy rápidas, alertas y notificaciones, y un alto nivel de seguridad.

 

Necesidades del mercado

La industria de servicios públicos de energía requiere equipos de red que puedan operar en entornos extremos, proporcionar la última tecnología y brindar la confiabilidad, notificación de eventos y seguridad que requiere la industria. Se han desarrollado varios estándares específicamente para la industria de servicios públicos de energía, incluidos IEC 61850 e IEEE 1613. Estos estándares proporcionan las pautas para entornos operativos de equipos, estándares de comunicación y seguridad. El gobierno de los EE. UU. También ha desarrollado regulaciones para proporcionar pautas más uniformes para la implementación de equipos y redes de comunicaciones en la industria de servicios públicos de energía. Estas regulaciones NERC / CIP están diseñadas para aumentar la interoperabilidad, confiabilidad y seguridad de la infraestructura eléctrica de EE. UU.

 

Productos de mercado

A medida que las necesidades cambian rápidamente, las empresas de servicios eléctricos están migrando hacia redes IP para sus necesidades de comunicación. La combinación de redes IP y tecnología de fibra óptica brinda la capacidad de ampliar la red de comunicaciones y monitorear equipos entre las subestaciones y los consumidores. Esta capacidad aumenta la confiabilidad de la red eléctrica al monitorear el equipo y proporcionar un análisis predictivo de fallas.

El equipo debe poder soportar el duro entorno de la subestación, incluidas las temperaturas extremas, los altos niveles de interferencia electromagnética, las fluctuaciones de energía y, en algunos casos, la vibración. La capacidad de comunicarse mediante cableado de fibra óptica garantiza la inmunidad a las interferencias electromagnéticas y proporciona las distancias de comunicación necesarias para interconectar subestaciones y otros equipos ubicados en forma remota.

Las empresas de servicios públicos requieren estándares como IEEE 1588 (Protocolo de tiempo de precisión) e IEC 62439 (Protocolo de redundancia de medios). PTP proporciona una marca de tiempo muy precisa en las comunicaciones para garantizar una secuencia precisa de eventos y un informe y evaluación precisos de eventos pasados. Uno de los elementos de las regulaciones NERC / CIP es la capacidad de proporcionar registros precisos de eventos. MRP es una tecnología estándar que se utiliza para proporcionar conexiones de red redundantes entre equipos de misión crítica. Dado que las empresas eléctricas utilizan equipos de una amplia variedad de proveedores, la redundancia de red no propietaria es esencial.

 

Aplicación del producto

Si bien la cantidad y los tipos de equipos pueden variar de una subestación a otra, el mismo equipo de red Se requieren elementos. Algunos de los equipos pueden variar según el equipo de control de potencia de la subestación. Los equipos más antiguos pueden tener comunicaciones de datos en serie, mientras que los equipos más nuevos probablemente tendrán una conexión de red.

Para equipos de comunicación en serie, normalmente se elige un servidor de dispositivos en serie. Los servidores de dispositivos en serie se conectan al equipo de control de energía mediante un cable en serie. Los servidores de dispositivos en serie se pueden configurar para que coincidan con el protocolo de comunicación en serie del dispositivo de control de energía. La conexión de red en el servidor de dispositivos serie se puede conectar a un conmutador o servidor. Muchas empresas de servicios públicos prefieren que esta conexión de red sea una conexión de fibra óptica, ya que la comunicación puede verse interrumpida por interferencias electromagnéticas.

La seguridad de estos dispositivos también es fundamental, por lo que se prefieren los servidores de dispositivos en serie con capacidades de cifrado. El cifrado es necesario tanto en la comunicación en serie como en la comunicación de red. Algunos servidores de dispositivos seriales, como Serie SDS de Transition Networks, también tienen la capacidad de comunicarse con más de un servidor simultáneamente, proporcionando redundancia en caso de un mal funcionamiento del servidor. Los servidores de dispositivos seriales se utilizan para automatizar equipos de energía heredados con interfaces seriales. Se están diseñando equipos más nuevos con puertos de red que permiten la conexión directa a la red local para la comunicación.

Si bien pueden existir algunas conexiones de red de cobre, la mayoría de las conexiones de red dentro de la subestación utilizan cableado de fibra óptica para minimizar el impacto de la interferencia electromagnética. Donde existan colecciones de conexiones de cobre, interruptores endurecidos con certificaciones IEC 61850 se utilizan para agregar las conexiones y proporcionar un enlace ascendente de fibra óptica a los servidores o conmutadores de red principales. Las redes están diseñadas con redundancia que asegura una comunicación confiable incluso cuando los segmentos de la red tienen fallas. Interruptores que admiten el protocolo de redundancia de medios IEC 62439 y la redundancia ITU-T G.8032, como el INDURA de Transition Networks, se prefieren ya que estas tecnologías de redundancia se basan en estándares admitidos por varios proveedores de equipos.

Las redes de subestaciones continúan creciendo en tamaño y complejidad. La seguridad física es un factor importante para este crecimiento. Las cámaras de seguridad, el equipo de detección de intrusos y el control de acceso están conectados a la red. La videovigilancia se utiliza para monitorear el funcionamiento de la subestación y proporcionar monitoreo de seguridad. El equipo de detección de intrusiones brinda mayor protección al alertar al personal de seguridad cuando ocurre un acceso no autorizado. El equipo de control de acceso físico brinda la capacidad de monitorear y registrar el acceso autorizado y los intentos de acceso no autorizados. Informar un registro de estos eventos es un elemento de las regulaciones NERC / CIP.

Todo este equipo y los datos que proporciona deben estar conectados a servidores de registro de datos dentro de la subestación, otras subestaciones e instalaciones de control. Para este propósito se utilizan conmutadores de agregación con certificación IEC 61850. Estos conmutadores contienen funciones de gestión que permiten priorizar el tráfico de la red en orden de importancia. La red se puede dividir en varias LAN virtuales (VLAN) para separar el tráfico de la red. Se puede priorizar la comunicación de red crítica para equipos de control de energía para garantizar que tenga la máxima prioridad para la transmisión de red. El tráfico menos sensible al tiempo, como la grabación de un evento, se puede priorizar más bajo para proporcionar ancho de banda de red para información crítica. El uso de IEE 1588 (Protocolo de tiempo de precisión) garantiza que todas las comunicaciones de la red tengan una marca de tiempo precisa para que las comunicaciones y los eventos se puedan secuenciar y registrar correctamente independientemente de su prioridad. Los conmutadores administrados contienen las funciones de gestión para optimizar la red de la subestación local y las funciones de seguridad necesarias para las comunicaciones fuera del perímetro de la subestación.

Para proteger mejor la infraestructura de energía eléctrica de actividades maliciosas, las regulaciones de NERC / CIP exigen que todas las comunicaciones de la red de la subestación externa se transmitan a través de un firewall de estado. Los enrutadores de capa 3, integrados con un firewall, brindan el acceso seguro requerido. El enrutador / firewall proporciona una separación entre la red de la subestación local y las redes externas de área amplia (WAN). Esto asegura que el acceso al equipo dentro de la subestación esté restringido a la comunicación autorizada a través del firewall.

 

Resumen

Las empresas de servicios públicos y la red eléctrica que comparten contienen una colección compleja de equipos de comunicación y control de energía. Los productos utilizados en estas aplicaciones son equipos de misión crítica que deben funcionar de manera confiable a temperaturas extendidas y ser tolerantes a vibraciones, interferencias electromagnéticas y fluctuaciones de potencia. Las comunicaciones de datos son cruciales para el funcionamiento confiable de la red eléctrica y deben protegerse restringiendo el acceso solo al personal autorizado, encriptando datos confidenciales y proporcionando rutas de comunicación de red redundantes para garantizar la entrega de la comunicación. Estos requisitos están documentados en estándares como IEC 61850 y regulaciones NERC / CIP. El uso de equipos de proveedores que respalden estos estándares y regulaciones garantizará la integridad y seguridad de la red eléctrica.

 

He utilizado los productos de Transition Networks en las instalaciones de mis clientes durante años. Siempre he encontrado que sus productos, servicio al cliente, ventas y soporte técnico son de primera categoría. Ni siquiera consideraría usar otra marca.

Gerente de Proyectos Senior en Proveedor de Soluciones de TI

Cerca

Solicite una cotización de distribución

Nuestros productos se venden a través de nuestra red mundial de socios. Solicite una cotización a continuación y nuestros expertos en red facilitarán el proceso de cotización asegurándose de que obtenga los productos y las soluciones que necesita con el socio adecuado para usted.

Para proyectos grandes de más de $2,000, podemos ofrecer precios especiales con descuento.
Nombre del distribuidor o revendedor que le gustaría procesar su cotización. Para obtener más información sobre nuestros socios en su área, consulte nuestra Cómo comprar página

Este producto ha sido agregado exitosamente a su cotización.

Haga clic aquí para ver su cotización.

¡Su cotización ha sido creada con éxito!

Haga clic aquí para ver su cotización.

Editar productos - Editar detalles

Su cotización aún no contiene ningún producto.

Editar productos - Editar detalles

Producto Cantidad

Su cotización aún no contiene ningún producto.

Su solicitud de cotización se ha enviado correctamente.

Recibirá un correo electrónico de confirmación en breve para facilitar el proceso de cotización. Si desea guardar su cotización solicitada, iniciar sesión o crea una cuenta.

Error

Hubo un error al procesar su cotización. Actualice la página y vuelva a intentarlo.

Solicitando cotización ...
Pregunte a los expertos