Estabilización del suministro eléctrico en Brasil:
Cómo Robustel y CPFL Energia utilizaron el R1520 para mejorar la protección y el control en toda su red de distribución urbana.
Caso práctico: datos clave
Ubicación
Brasil
Industria
Energía y servicios públicos
Producto(s)
- R1520
- RCMS
Cliente final
CPFL Energia – https://www.cpfl.com.br/
uno de los mayores grupos eléctricos privados de Brasil, responsable de la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica en varios estados. La empresa presta servicio a millones de clientes residenciales, comerciales e industriales, tanto en zonas urbanas como rurales. Sus redes incluyen una combinación de subestaciones, reconectadores y activos de automatización que deben funcionar de forma fiable en entornos exigentes. Como empresa de servicios públicos regulada, CPFL se ve sometida a una presión constante para mejorar la continuidad, la seguridad y la eficiencia del servicio, al tiempo que gestiona los costes.
Desafíos
CPFL necesitaba conectividad 4G/LTE segura y servicios VPN para los reconectadores y dispositivos de automatización instalados en los armarios de distribución urbanos. El enfoque existente se basaba en routers y servidores de tiempo independientes, lo que aumentaba el número de equipos, la complejidad del cableado y los puntos de fallo en cada emplazamiento. Al mismo tiempo, los equipos de operaciones carecían de una visibilidad clara y centralizada de las comunicaciones sobre el terreno y del estado de los dispositivos en una red de distribución amplia y en crecimiento.
Resultados
Al estandarizar el R1520 y el RCMS, CPFL consolidó el enrutamiento, la VPN y la sincronización horaria en un único dispositivo por armario, lo que simplificó el diseño físico y redujo el esfuerzo de instalación. Las comunicaciones para los sistemas de protección y control se hicieron más coherentes y fiables, mientras que el RCMS introdujo la supervisión y la configuración centralizadas, lo que contribuyó a reducir los gastos generales de asistencia técnica y a crear un patrón repetible para futuras implementaciones.
Modernización de la protección y el control en una densa red urbana
CPFL Energia opera una de las redes de distribución eléctrica más grandes de Brasil, prestando servicio a millones de clientes residenciales, comerciales e industriales. Sus activos de media tensión en ciudades, como reconectadores e interruptores automáticos, deben comunicarse de forma fiable con los centros de control para dar soporte a los sistemas de protección, aislamiento de fallos y restauración rápida.
A medida que la empresa de servicios públicos ampliaba y actualizaba sus sistemas de automatización, necesitaba una forma repetible de conectar los dispositivos de campo a través de redes celulares, manteniendo al mismo tiempo bajo control el número de equipos, el espacio en los armarios y la complejidad operativa. El diseño de las comunicaciones debía ser lo suficientemente robusto para una infraestructura crítica, lo suficientemente sencillo como para poder implementarse a gran escala y lo suficientemente transparente como para que los equipos operativos pudieran dar soporte a largo plazo.
Retos empresariales
1. Mantener los activos de protección críticos en línea y sincronizados.
Los reconectadores y los interruptores automáticos se encuentran en puntos clave de la red de media tensión, donde cualquier fallo en la protección o el control puede traducirse rápidamente en cortes visibles para los hogares, las empresas y los servicios públicos. Estos dispositivos dependen de comunicaciones fiables para enviar telemetría, recibir comandos y participar en esquemas de protección coordinados. Si el enlace de comunicaciones se interrumpe o se vuelve inestable, los operadores pierden la información en tiempo real y pueden tener que depender de procesos manuales más lentos durante las condiciones de fallo.
Además de la conectividad, la sincronización horaria es fundamental. Los registros de eventos, los registros de fallos y las acciones de protección deben compartir una referencia temporal coherente para que los ingenieros puedan reconstruir los incidentes con precisión y verificar que los sistemas de protección funcionan según lo previsto. El uso de servidores de tiempo independientes añadía otra dependencia a la cadena. Cualquier desviación, configuración incorrecta o fallo en esta capa ponía en riesgo el valor de los datos de campo de alta calidad, lo que dificultaba el diagnóstico de problemas y la demostración del rendimiento a los reguladores o a las partes interesadas internas.
2. Gestión de la complejidad de los armarios y asistencia técnica in situ a gran escala.
La mayoría de los armarios de distribución urbanos ya contienen una combinación de relés de protección, hardware de control, fuentes de alimentación y cableado. La arquitectura anterior, que combinaba un router VPN celular dedicado con un servidor de tiempo independiente, aumentaba el número de dispositivos, el cableado y el consumo de energía en cada armario. Más dispositivos significaban más hardware de montaje, más fuentes de calor y más puntos potenciales de fallo en espacios reducidos. Cada caja adicional también tenía su propia configuración y ciclo de vida que gestionar, lo que añadía fricciones tanto para los equipos de instalación como para los de mantenimiento.
Desde un punto de vista operativo, esta complejidad se traducía directamente en un mayor coste de servicio. Los ingenieros de campo tenían que estar familiarizados con múltiples dispositivos en cada emplazamiento, y un fallo en los equipos de comunicaciones o sincronización podía dar lugar a visitas al emplazamiento, incluso cuando los equipos de protección subyacentes funcionaban correctamente. En una amplia red de armarios, estas ineficiencias incrementales se acumulan, lo que aumenta los desplazamientos de los camiones, prolonga los tiempos de investigación de fallos y complica los programas de actualización previstos.
3. Obtención de visibilidad a nivel de flota y un patrón de diseño repetible.
La red de distribución de CPFL abarca muchas regiones y un gran número de emplazamientos, cada uno con sus propias condiciones ambientales y limitaciones de acceso. Sin una visibilidad centralizada del estado y la configuración de los equipos de comunicaciones, los equipos de operaciones a menudo tenían que basarse en señales indirectas, como alarmas del SCADA o informes del personal local, para deducir dónde podían estar los problemas. Esto dificultaba el mantenimiento proactivo y ralentizaba la respuesta cuando surgían problemas, especialmente si los fallos de comunicaciones eran intermitentes.
Al mismo tiempo, la empresa necesitaba un diseño que pudiera ampliarse más allá de los proyectos iniciales. Las construcciones de armarios ad hoc y las configuraciones únicas pueden funcionar para los proyectos piloto, pero crean problemas a largo plazo cuando hay que dar soporte a decenas o cientos de sitios durante muchos años. CPFL buscaba un bloque de comunicaciones estandarizado que pudiera implementar repetidamente: una combinación de hardware y herramientas de gestión que fuera lo suficientemente coherente como para que los equipos de ingeniería confiaran en ella, lo suficientemente transparente como para que las operaciones la gestionaran y lo suficientemente flexible como para admitir futuras actualizaciones en su hoja de ruta de automatización de la distribución.
Descripción general de la solución
CPFL Energia decidió simplificar el diseño de sus armarios utilizando el Robustel R1520 como nodo central de comunicaciones en cada ubicación. El router proporciona funciones seguras de backhaul 4G/LTE, terminación VPN y sincronización horaria en un solo dispositivo, conectando los equipos de automatización de campo a los sistemas de control a través de redes celulares públicas. La supervisión y la configuración de toda la flota se gestionan a través del RCMS, lo que proporciona a los ingenieros un único panel de control para los routers desplegados.
En la práctica, el R1520 se monta dentro del armario de protección o reconectador y se conecta a los dispositivos locales a través de Ethernet. Establece túneles cifrados con la red central de la empresa de servicios públicos, lo que proporciona una ruta segura para los datos SCADA y el control remoto. Gracias a sus funciones de posicionamiento y tiempo, junto con SNTP, puede proporcionar una fuente de tiempo coherente a los equipos conectados, lo que ayuda a alinear los registros de eventos y las acciones de protección. A través del RCMS, los ingenieros pueden ver qué routers están conectados, revisar las configuraciones y enviar cambios de firmware o ajustes sin tener que desplazarse al lugar.
Por qué CPFL Energia eligió el R1520:
- Conjunto de funciones integradas: el R1520 puede actuar como router VPN celular y como fuente de sincronización horaria, lo que elimina la necesidad de un dispositivo NTP independiente y reduce el número de cajas en cada armario.
- Diseño industrial para entornos utilitarios: su carcasa resistente, su amplio rango de temperaturas y su entrada de alimentación flexible lo hacen adecuado para su instalación en armarios de distribución expuestos al calor, las vibraciones y el ruido eléctrico.
- Conectividad celular segura: la compatibilidad con VPN integrada y el cortafuegos permitieron a CPFL transferir comunicaciones críticas a través de redes públicas 4G/LTE, al tiempo que se mantenía una ruta privada y controlada hacia los sistemas centrales.
- Gestión centralizada de la flota con RCMS: RCMS proporcionó la visibilidad y las capacidades de gestión remota necesarias para operar una gran base instalada de routers, incluyendo vistas de estado, configuración y gestión de firmware desde una única plataforma.
- Escalabilidad para proyectos en curso: la combinación de R1520 y RCMS proporcionó a CPFL un componente básico repetible que podía utilizarse en emplazamientos nuevos y existentes, lo que respaldaba los planes de modernización de la red a largo plazo.
Resultados clave
Desde la perspectiva de CPFL Energia, el éxito significaba algo más que simplemente instalar nuevo hardware. Se requería un modelo de comunicaciones que fuera fiable en su funcionamiento, gestionable a gran escala y justificable en términos de coste y complejidad.
- Un patrón repetible para futuras implementaciones: la empresa de servicios públicos cuenta ahora con un diseño probado que puede aplicar en otras subestaciones y proyectos de automatización, lo que reduce el esfuerzo de ingeniería para cada nueva implementación.
- Arquitectura simplificada del armario: ahora un solo dispositivo proporciona funciones de enrutamiento, VPN y sincronización horaria, lo que reduce el cableado, las fuentes de alimentación y los accesorios de montaje en cada armario de recierre o automatización.
- Comunicaciones más fiables para la protección y el control: los enlaces 4G/LTE seguros y la sincronización horaria constante permiten un funcionamiento fiable de los sistemas de protección y un análisis más rápido de los eventos de fallo.
- Mayor visibilidad operativa: la supervisión centralizada a través de RCMS ayuda a los equipos a ver qué sitios están en línea, cuáles pueden necesitar atención y qué configuraciones se están utilizando, sin tener que esperar a los informes de incidentes.
- Menor coste del ciclo de vida por emplazamiento: un menor número de dispositivos y una mejor gestión remota reducen tanto el coste inicial de las implementaciones como el esfuerzo continuo necesario para mantener los equipos de comunicaciones sobre el terreno.
Productos destacados
Router Robustel R1520 4G/LTE
RCMS – Gestión de dispositivos en la nube
