Implementación de una red de enlaces satelitales en Banda C para el telecontrol y telemedición de dispositivos en subestaciones eléctricas y centrales hidroeléctricas

Abstract

El presente trabajo desarrolla la implementación de una red satelital para el telecontrol y telemedición de tres subestaciones eléctricas y cuatro centrales hidroeléctricas ubicadas en sitios de difícil acceso, que necesitan conectarse al sistema SCADA del centro de operaciones situado en la región de Chiclayo. En principio, se realizó un análisis de la incidencia de precipitaciones en los puntos que conforman la red, así como del ancho de banda requerido por el área usuaria. Este análisis condujo a la selección de la banda C debido a su robustez ante las precipitaciones. Además, se optó por la tecnología TDMA, la cual se utiliza habitualmente en enlaces de tráfico bajo, como los servicios SCADA y ATM. Se decidió implementar una topología estrella, la cual es ideal para enlaces punto-multipunto. Finalmente, se seleccionó el satélite geoestacionario IS-14 por su operación en banda C y su huella satelital altamente eficiente en los puntos de instalación. El sistema completo consta de un conjunto de estaciones VSAT que comparten una misma portadora y envían los datos a un hub satelital mediante un transpondedor que actúa como repetidor. Los datos recibidos por el hub satelital son enviados al centro de operaciones donde serán recibidos por el sistema SCADA. Después de la implementación, se verificó que todas las subestaciones eléctricas y centrales hidroeléctricas lograron establecer comunicación con el centro de operaciones. Se mantuvo un retardo inferior a 750 ms y una relación señal-ruido (SNR) superior a los 13.5 dB. Este resultado garantiza una transmisión segura y constante de datos, resistente a los cambios climáticos.

This work develops the implementation of a satellite network for the remote control and telemetry of three electrical substations and four hydroelectric power plants located in difficult access sites, which need to be connected to the SCADA system of the operations center located in the Chiclayo region. Initially, an analysis of the incidence of precipitation at the points that make up the network, as well as the bandwidth required by the user area, was performed. This analysis led to the selection of the C band due to its robustness to precipitation. In addition, TDMA technology was chosen, which is commonly used in low traffic links, such as SCADA and ATM services. It was decided to implement a star topology, which is ideal for point-to-multipoint links. Finally, the IS-14 geostationary satellite was selected for its C-band operation and its highly efficient satellite footprint at the installation points. The complete system consists of a set of VSAT stations that share the same carrier and send data to a satellite hub through a transponder that acts as a repeater. The data received by the satellite hub is sent to the operations center where it will be received by the SCADA system. After implementation, it was verified that all electrical substations and hydroelectric power plants were able to establish communication with the operations center. A delay of less than 750 ms and a signal-to-noise ratio (SNR) of more than 13.5 dB were maintained. This result guarantees a secure and constant transmission of data, resistant to weather changes.