6-Curso IEC61850 Introdução basico

The year of Profitable Growth

Global network of innovation

IEC 61850Introdução

Introdução ao IEC 61850 page 2

Power Transmission and Distribution

Power AutomationProgress. It‘s that simple.

Necessidades e exigências de um sistema elétrico

Redução de custo Redução de custo e tempo para modificações e ampliações

Isto resulta nas seguintes exigências:

Ampliação do sistema Possível combinação com diferentes fornecedores

Tempo curto para substituir um simples dispositivo

Redução da complexidade Automação

Engenharia

Uma solução: Padronização




Protocolos utilizados em sistemas elétricos

Há mais de 500 Protocolos utilizados em sistema elétrico




Comparação entre diferentes protocolos

StationLevel

Centro de Controle

BayLevel

ProcessLevel

-

Yes

Yes

-

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

-

Yes

Yes

-

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes

IEC60870-5-103

Profibus DNP Modbus LON IEC61850

no no no no no Yes

GlobalAdoption partly partly no no no Yes




IEC 61850 – Pontos Importantes

Suporta completamente todas as funções de automação de subestações que comprende controle, proteção e monitoramento

Capacidade de reutilizar funções típicas e/ou configurações de cada fabricante

A arquitetura é a prova de futuro e facilita futura expansão, portanto ele economiza investimentos futuros

É um padrão mundial e a chave para soluções de interoperabilidade




IEC 61850: Interoperabilidade

Interoperabilidade é a habilidade de dois ou mais IEDs

de mesmo ou de diferentes fabricantes

de trocar informações e usar esta informação em co-

operação.




IEC 61850: Interoperabilidade

Linguagem (modelo do dado)

Serviços (modelo de serviços)

Protocolos

Meio de Comunicação

Engenharia de troca de dados

Teste de Conformidade

O que é necessário para interoperabilidade

Padronização Comum:

IEC 61850 padroniza estas necessidades




A idéia por traz do IEC 61850: Nó Lógico

Funções Básicas(e.x. função de proteção)

Entrada deDados

Saída deDados

Configuraçãode Dados

Conceito do Nó Lógico

Funções permanecem ainda exclusiva de um fabricante

O intercâmbio de dados que se tornam padronizadas




Nó Lógico: Há aproximadamente 90

Grupo Indicador Grupo de Nó Lógico

A Controle Automático

C Controle Supervisionado

G Função Genérica Referenciada

I Interface e Arquivamento

L Sistem de Nó Lógico

M Contador e Medição

P Função de Proteção

R Função de Proteção Relacionada

S Sensores

T Transformador de Instrumento

X Disjuntores/Seccionadoras

Y Transformador de Força

Z Equipamentos Extras (geradores)

MMXU Medição (Unidade de Medição)MMTR ContadorMSQI Sequencia e desbalançoMHAI Harmônicos and Inter-harmonicsMDIF Medição Diferencial

XCBR DisjuntorXSWI Seccionadora

PSCH Esquema de ProteçãoPTEF Transiente de Falta a terraPZSU Zero speed or underspeedPDIS Proteção de Distância…mais

SIMG Unidade de Medição de IsolaçãoSARC Monitoramento e diagnóstico para

arcosSPDC Monitoramento e diagnóstico para

discarga parcial




IEDServer nServer 1

LogicalDevice n

LogicalDevice 1

LogicalNode n

LogicalNode 1

LogicalNode Zero

DataObject n

DataObject 1

Client 1

Physical Dev.Information

Attribute 1

Attribute n

Hierarquia do Modelo de Dados

blue coloured words means “is part of the data model”

SE nível 1

PROTCTRLMEASDR




Server(network address)

Logical Device(BayA)

LN2(MMXU)

A

PhA

LN1(XCBR)

Pos

PhBStV q

Server

Logical Device(1 to n)

Logical Node(1 to n)

Data(1 to n)

Attribute(1 to n)

Hierarquia do Modelo de Dados




IED3

IED1

IED2

Dispositivo Lógico

IED1„Bay A“

PTOC

RREC

CSWI

MMXU

Auto Religamento

Controle de Seccionadora

Unidade de Medição

XCBRDisjuntor

TCTR

Transdutor de Corrente

Sobrecorrente

IEC 61850: Exemplo

Exemplo: Unidade de Bay com:

Proteção de Sobrecorrente

Controle

Religamento

IED - Intelligent Electronic Device (cada dispositivo com sua comunicação)

Q0T1




Unidade de Bay

IEC 61850: Modelando o Exemplo

+

+

+

+

+

+

+

+

+

PTOC (Sobrecorrente)RREC (Autoreligamento)Q0CSWI (Controle - Seccionadora)MMXU (Unidade de Medição)...CSWI (Controle)MMTR (Contador)...

Device 1




QOCSWIMode ModoBeh ComportamentoHealth Condições de OperaçãoNamePlt Nome de placaLoc Local de operaçãoOperCnt Contador de OperaçãoPos Posição dos FaseOpOpn Operação “aberto”OpCls Operação “fechado”

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

PTOCRREC

+

+

-

Bay A Unidade de Bay

IEC 61850: Modelando o Exemplo




Mode ModoBeh ComportamentoHealth Condição de FuncionamentoNamePlt Name de placaLoc Local de operaçãoOperCnt Contador de OperaçãoPos Posição do Polo

+

+

+

+

+

+

+

PTOCRREC

+

+

-

ctlValstValpulseConfigoperTimq…more

Estad. Intermed. (0)Desligado (1)Ligado (2)Estad. Indef. (3)

Bay A Bay Unit

IEC 61850: Modelando o Examplo

QOCSWI




BUK01/Q0CSWI1.Pos.ctlVal

Logical Device Name (free)

Logical Node Name Prefix (free)

Data Object Name (fixed)

Attribute Name (fixed)

Logical Node Class (fixed)

Logical Node Name Suffix (free)LN -Name

IEC 61850-7: Endereçamento de uma Seccionadora




IEC 61850 PrincIEC 61850 Princíípio GOOSEpio GOOSE

GOOSE IED X envia

a mensagem

GOOSE IED Y não recebe

a mensagem

GOOSE IED Z recebe a mensagem

Eth

ern

et

EXEMPLO:

GO

OS

Em

ensa

gem




IEC 61850 PrincIEC 61850 Princíípio GOOSEpio GOOSE

Linha Ultrapassada pelo IEC GOOSE

Buffer de um telegrama normal

Ethernet-Switch

GOOSE

Telegrama normal

Somente IEC 61850 pode funcionar em rede Ethernet de 100 Mbit

O rápido

GOOSE – telegramas diretos

Nem UCA2.0, nem DNP, nem T104 !




Ethernet: Caminho para todas as aplicações

100 MBIT/sEthernet

Sistema de Transmissão de dados

DIGSI




Estrutura de uma rede Ethernet

100 Mbit/s Ethernet com Anel Redundante

Cliente

Fibra (62,5µ ou 50µ)

TP

TP TP

TP

3rdParty

Device

TP




IEC 61850

Topologia de rede (Estrela)




IEC 61850

Topologia de rede (Anel)




Engenharia de processo definido pelo IEC 61850

Dispositivo-descrição

Fabricante B

Dispositivo-Configuração

Fabricante B

Sistema-Configuração

Fabricante B

Sistemadescrição


Fabricante A

Dispositivo-descrição

Fabricante A


Fabricante A


Fabricante BDispositivo-

descriçãoFabricante X

Arquivo Padronizado

Ferramenta de configuração específica do Fabricante

Todos dispositivos precisam de um Configurador para ser disponibilizado




IEC 61850: SIPROTEC 4 – Placas de Comunicação

• IEC 60870-5-103 + VDEW Extension

• Profibus DP• Profibus FMS

• Modbus• DNP 3.0

• IEC 61850

• Download Osilopertubografia• Download e Upload de Ajuste• IED Configuração




O IEC 61850 na Linha Siprotec

Utilizado para a comunicação do supervisório com o relé;

Utilizado para a comunicação relé-relé (independente do fabricante dos mesmos - interoperabilidade);

Visa diminuir a quantidade de fios de interligação de equipamentos;




Definindo um ponto para o Sistema

Vamos admitir que o supervisório irá monitorar o comportamento da tecla F1 do relé. Assim, esse ponto na matriz deverá ser enviada ao Sistema para que haja a supervisão do mesmo:





Na próxima janela, o DIGSI solicita a configuração do ponto que irá subir ao Sistema:





A definição desse ponto deverá seguir a norma que foi definida anteriormente;

Ao salvar esse arquivo, uma mensagem no report seráexibida, informando que o parâmetro 61850 foi alterado;

Para que esse ponto chegue ao supervisório, há a necessidade de se criar a Station 61850;




Station 61850

A Station 61850 é o ambiente onde são definidos os pontos do sistema que irão comunicar um relé com o outro;

Possui uma estrutura separada por relé, onde todos os pontos que sobem ao sistema são representados;

Possibilita também a troca de parâmetros de rede dos relés (IP,GW);

Alterações na Station são salvas automaticamente e são irreversíveis!!!




Criando uma Station 61850 no arquivo do Curso

A Station pelo ponto de vista do DIGSI é tratada como um Device que deve ser inserido como se fosse um relé qualquer:

Click com o botão direito na raiz da SE





Abrindo a Station:

Antes de abri-la é necessário definir quais devices estarão associados a essa estação;





Click com o botão direito na Station E selecionar as propriedades

Adicionar todos os devices a estação e aceitar

Com isso está definido que todos os pontos do sistema fornecidos por

esses relés estarão disponíveis na estação

61850!!!





Abrindo a Station pela primeira vez:





Lincando pontos na Station:

Quando a tecla F1 do relé 7SJ64 for apertada, um goose deverá ser enviado ao 7SJ62 e um LED no seu frontal deverá ser acionado;

Primeiro passo: criar um ponto auxiliar no relé 7SJ62 que irá ser lincado com o ponto do relé 7SJ64;





O campo Source na Station será o relé 7SJ64, e Destination o 7SJ62:





Com o goose configurado, há a necessidade de atualizar a Station:





Se a atualização for concluída para todos os Devices aparecerá:





Após todo o procedimento, descarregar nos relés que a Station atualizou e realizar testes de funcionalidade;

Caso haja necessidade, utilizar o IEC Browser (analisador de sinais na rede) para a confirmação da alteração de estado do ponto;

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