Protocolo Iec 61850 321f57

PROTOCOLO IEC 61850

AUTORES: WILLIAM GONZALO FLORES RUIZ WILLIAM EDWARD SUAZO TUESTA PROFESOR: ING. MOISES VENTOSILLA ZEVALLOS CURSO: ANALISIS DE SISTEMAS DE POTENCIA I CICLO:

2017-1

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IEC 61850 es un estándar para la automatización de subestaciones. Es parte de la International Electrotechnical Commission's (IEC) Technical Committee 57 (TC57). El total de la norma se divide en 10 partes en las que se aborda aspectos relacionados con Requerimientos generales del sistema, Gestión de los proyectos de ingeniería y Requerimientos de comunicaciones. A partir de ello, propone un Modelo de Datos sobre el cual describe las capacidades de los IEDs. Dicho modelo es descrito a través del Lenguaje para Descripción de Subestaciones (SCL). La funcionalidad estándar de una subestación es modelada a partir de los denominados Nodos Lógicos (LN) que a su vez se formar a partir de Common Data Classes y Common Data Attributes, siguiendo una abracción a objetos

ESTRUCTURA Y ESTADO DE LA NORMA 

El alcance de cada documento se describe brevemente a continuación:

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IEC61850-1: Introducción y vista general Describe de forma general los alcances y filosofía de la norma.

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IEC61850-2: Glosario

Recopila las definiciones y acrónimos que se emplean en todas las partes que componen la norma. 

IEC61850-3: Requerimientos generales Establece cuales son los requerimientos de robustez y desempeño que deben cumplir los componentes especificados en la norma.

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IEC61850-4: Sistema y istración del proyecto Establece los conceptos relacionados a la istración de un proyecto para un SAS basado en la norma. Incluye lo referente a compromisos del fabricante en cuanto a soporte y disponibilidad de partes de repuesto.

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IEC61850-5: Requerimientos de comunicación para las funciones y modelado de equipos Establece la forma en cómo se deben interpretar y organizar tanto las funciones como la información en los dispositivos. Incluye el modelo para conceptualizar el intercambio de datos entre las distintas funciones del sistema.

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IEC61850-6: Lenguaje de descripción de la configuración para sistemas de automatización. Describe un Lenguaje de Configuración de Subestación (SCL). Su objetivo es establecer un formato normalizado para el intercambio de configuraciones de cada componente del sistema, con el fin de lograr la interoperabilidad.

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IEC61850-7.1: Estructura básica de comunicación para la subestación y alimentadores. Principios y modelos Describe la norma detallada de forma de modelar los principios de comunicaciones y los modelos de información que se describen en las partes 7.2,7.3 y 7.4. Tambien detalla como se deben implementar los servicios de las comunicaciones, empleando protocolos concretos.

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IEC61850-7.2: Estructura básica de comunicación para la subestación y alimentadores. ASCI(Abstract Communication Service Interface) Establece los servicios abstractos con los que todo dispositivo debe contar, dependiendo de su función en un SAS. Estos servicios se declaran abstractos por que no se define que medio se debe emplear, es decir, dice el “que” pero no define “como”.

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IEC61850-7.3: Estructura básica de comunicación para la subestaion y alimentadores. Clases de datos comunes Establece los tipos de datos comunes que son empleados en la parte 7.4.

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IEC61850-7.4: Estructura básica de comunicación para la subestación y alimentadores. Clases de nodos lógicos compatibles y clases de datos Especifica cómo se debe organizar la información y funciones relacionadas con las aplicaciones existentes dentro de las subestaciones. Se emplean los conceptos de dispositivos lógicos como elementos contenedores, mientras que se adopta el Nodo Lógico, como elemento para definir una función muy concreta del Sistema.

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IEC61850-8.1: Servicios de comunicación específicos de mapeo(SCSM)-MMS Define los métodos estándar en los que se deben implementar los sevicios de las comunicaciones, empleando protocolos de comunicación y medios físicos que transmitan la información.

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IEC61850-9: Servicios de comunicación específicos de mapeo Describe la forma de implementar aquellos servicios relacionados con el intercambiod e información entre equipos de medición primaria, como son transformadores de intensidad(TIs) y tansformadores de tensión(TTs).

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IEC61850-10: Pruebas de conformidad

Establece las pruebas de conformidad y la metodología para verificar si un dispositivo es capaz de comunicarse en un SAS basado en la norma. Hasta la edición 1.0 de la norma solo se incluían pruebas para los servidores, es decir, los proveedores de información, los clientes, quienes la emplean, no estaban considerados.

A modo de resumen se puede indicar que las partes 5, 6, 7, 8 y 9 se dividen en tres grupos que constituyen los grandes pilares de la norma: comunicaciones, configuración y modelos de datos. El trabajo conjunto de estos tres bloques proporciona un poder de normalización, interoperabilidad y flexibilidad del que no se disponía hasta el momento.

El núcleo de la norma consiste en la definición de los diferentes mecanismos de intercambio de información que hacen posible la implementación de las funciones de control, protección, medida y monitorización. Básicamente, estos mecanismos consisten en: •

La definición de un modelo de datos para la representación de la información

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Los modelos de transferencia de información

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La definición de un mapeo de los datos en protocolos de comunicación para transferirlos después a la red

Estos modelos de datos se encuentran definidos en la parte 7.3 y 7.4 del protocolo. En las parte 7.3 se encuentran los datos básicos y complejos usados para el modelamiento y en la parte 7.4 se adicionan todos los nodos lógicos existentes de modo que el modelado este completo en cuanto a elementos y funciones de las subestaciones

TOPOLOGIA DE SUBESTACION IEC 61850

Con la información definida de las partes anteriores la parte 7.2 del protocolo explica los servicios o mecanismos de intercambio de información, donde se pueden realizar determinadas acciones con la información contenida en el modelo de datos Luego, para ejecutar estos servicios ya mencionados antes y la realización de funciones, estos se mapean en protocolos concretos de comunicación que se transmitirán a través de la red al IED de destino y de este modo lograr la ejecución de las funciones. El mapeo realizado en esta parte esta descrito en las partes IEC 61850 8.1 e IEC 61850 9.1 y 9.2

BLOQUES DE LA NORMA

SERVICIOS

El principal objetivo de la norma IEC 61850 es la automatización de las funciones de control y protección en una subestación. Para lograr este objetivo, se necesita que los elementos del sistema se comuniquen entre si intercambiando la información contenida en el modelo de datos, de esta manera, los servicios de comunicación son los que especifican esta interacción, que esta estructurada de acuerdo al modelo de datos ya antes mencionado. Otro de los objetivos principales del estándar es ofrecer interoperabilidad entre IEDs de diferentes suministradores. Para lograr ello, los servicios de comunicación se definen de manera abstracta, lo que se quiere decir es que no entra en el detalle de la implementación. Estos servicios son independientes de los dispositivos finales y de los protocolos utilizados.

MAPEO Una vez obtenida la información modelada y los servicios definidos, es necesario especificar como van a ser implementadas las operaciones, para esto es necesario mapear los servicios y la información en protocolos de comunicación. Al introducir ello en la red Lan hace posible la ejecución de los servicios. La norma IEC define los protocolos utilizados y la estructura de los mensajes. La subestación dispone de información de diferente naturaleza y esta información pertenece a campos de aplicación que poseen diferentes requerimientos temporales. Los tipos de mensajes son: •

Mensajes rapidos para protección(Tipo 1)

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Disparos utilizados para protección(Tipo 1A)

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Mensajes de rapidez media para el control(Tipo 2)

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Mensajes lentos para la supervisión (tipo 4)

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Envio de valores de señales lógicas (Tipo 4)

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Transferencia de ficheron (Tipo 5)

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Sincronizacion de tiempo (Tipo 6)

CONCLUSIONES •

El protocolo IEC 61850 es la base para futuros desarrollos en automatización de subestaciones

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Es un estándar exitoso en subestaciones debido a que pone a todos los competidores en igualdad mediante la tecnología Ethernet/Internet

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Define un modelo de aplicación objetiva el cual es independiente de la comunicación y garantiza la inversión a largo plazo

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Sienta las bases para otras normas, como molinos de viento, agua y el mismo principio puede ser utilizado para cualquier planta estandarizada.