A medida que esperamos la llegada masiva de los transformadores ópticos al mercado, es evidente que los equipos merging units (MU) han ganado prominencia en varios proyectos centrados en la digitalización de las subestaciones.

Las merging units son dispositivos diseñados para digitalizar las señales analógicas provenientes de los transformadores de medida. De esta manera, las señales que antes eran de naturaleza analógica se convierten en bits, lo que permite su transmisión a través de una red de comunicación. 

Imagen 1: Esquema básico del proceso de conversión desde los transformadores de instrumentación hasta el bus de procesos.

Después de completar el proceso de digitalización, las magnitudes analógicas se convierten en Valores Simplificados (Simpled Values), los cuales se envían a través de la red de comunicación de la subestación, también conocida como el Bus de Procesos. Esta conversión permite que los relés conectados a la red accedan a todas las medidas proporcionadas por las Unidades de Fusión (Merging Units o MUs) y las utilicen en sus procesos de detección de fallas.

Es crucial asegurarse de que los paquetes de información cuenten con una trazabilidad temporal adecuada. Para ello, se requiere una fuente de sincronización externa, como IRIG-B/PTP, para evitar desfases entre la señal original y la digitalizada.

En este artículo, presentamos la información de manera simplificada para facilitar la comprensión del proceso. A menudo, la complejidad y la terminología excesiva pueden obstaculizar el avance hacia la digitalización de nuestros sistemas. Por eso, nos enfocamos en una explicación práctica y accesible. No obstante, si estás interesado en detalles más normativos, te recomendamos consultar la IEC 61850-9-2/IEC61869-9 para obtener información adicional.

Imagen 2: Esquema principal del proceso de muestreo para dispositivos basados en valores Simpled (SV) según la norma IEC 61869-9. Con fines ilustrativos, se aplica una frecuencia de muestreo no estandarizada de 500 S/s (10 muestras por período a 50 Hz

Es importante tener en cuenta que el proceso de conversión inicialmente se basó en la guia de aplicación IEC 61850-9.2LE para asegurar la interoperabilidad entre marcas de diferentes fabricantes. Actualmente, la norma IEC 61850-9-2 ha integrado todos los elementos necesarios en términos de interoperabilidad. Esto significa que los criterios utilizados para la digitalización de las señales deben ser los mismos en cada marca. En otras palabras, una Merging Unit (MU) de Siemens debe ser capaz de enviar señales digitalizadas (Simpled Values) de manera que un relé de ABB pueda leerlas sin problemas. Esto nos brinda la posibilidad de construir sistemas de protección donde coexistan diferentes marcas, lo que proporciona una mayor flexibilidad en nuestras aplicaciones.

Las Merging Units (MUs) no solo son capaces de digitalizar señales analógicas, sino que también pueden utilizar otro mecanismo llamado GOOSE, descrito en la norma IEC-61850. Este mecanismo nos permite digitalizar las señales, alarmas y comandos binarios necesarios para la operación de interruptores y seccionadores. Sin embargo, profundizaremos en este tema en el próximo artículo.

Para asegurar la comprensión de estos conceptos, los invito a ver el siguiente video, donde se presenta una explicación animada y muy completa.

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Como se mostró en el video anterior, el equipo Merging Unit (MU) en muchos casos es físicamente muy similar a un relé y puede configurarse según las necesidades del proyecto. En el ejemplo presentado, el equipo seleccionado tiene la capacidad de procesar medidas de corriente, tensión y señales digitales para el control de interruptores y seccionadores. Además, permite el control del cambiador de tomas del transformador y otras medidas provenientes de sensores externos. De este modo, se miden y digitalizan todas las señales analógicas, control, alarmas y mandos del sistema.

La información digitalizada se envía a través de módulos de comunicación Ethernet con puertos ópticos hasta llegar al bus de procesos.

Además, el equipo Merging Unit puede ser parametrizado con funciones de protección de respaldo y alimentado con fuentes de energía redundante, lo que añade mayor seguridad y confiabilidad al sistema.

¡Esperamos encontrarnos en el siguiente artículo para seguir explorando este apasionante tema!