Rogério Silva / Henrique Santos, ieee/pes 2010 Transmission and Distribution Latin America, 08/Nov, 2010


Download 0.68 Mb.
Pdf ko'rish
Sana30.05.2020
Hajmi0.68 Mb.

© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 1

IEC61850

Cenário Atual e Novos Desafios



Rogério Silva / Henrique Santos, IEEE/PES 2010 Transmission and Distribution Latin America, 08/Nov, 2010

© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 2

Sumário



Introdução





Revisão 2



Desafios restantes Ed. 1





Revisão 3



Redundância



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 3



IEC 61850 é a norma internacional para sistemas de 



automação de subestações



Padroniza a comunicação em rede entre equipamentos 



na subestação e sistemas de supervisão/controle



Suporta todas as funções de automação e operação das 



SE



Suas características técnicas a tornam flexível e à prova 



de futuro



Os conceitos da IEC 61850 também são aplicáveis nas



áreas de automação como monitoramento e controle

IEC61850


Introdução

© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 4

IEC61850

Introdução



Conecta todos os equipamentos da subestação formando 



um sistema integrado



Supervisão e controle de todos os IEDs





Transformadores de instrumentação



Relés de proteção





Controle de sistema



Medições




Sinais de trip



Manobras, etc...



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 5

IEC61850

Necessidade de uma norma global



Até agora diferentes protocolos sendo



usados: SPA, DNP 3.0, Modbus, etc.



Automação de Subestações sem norma





Tipos de dados sem padrão



Problemas de comunicação





Uso de diversos conversores



Criação de diferentes softwares e 



linguagens



Rápidos avanços tecnológicos





Soluções proprietárias normalmente

definem comunicação nas camadas

Física e de Enlace, onde eventualmente

podem ocorrer mudanças



Aumento constante da quantidade de 



dados necessários para

supervisão/controle



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 6

IEC61850

Necessidade de uma norma global



Alta confiabilidade





Problemas de interoperabilidade e testes



Diferentes filosofias de proteção e controle





Grande quantidade de cablagem de cobre

para comunicação e intertravamentos



Gastos elevados com treinamento de 



operadores



Vida útil de hardware e software cada vez



menores



Equipamentos de campo (disjuntores, 



trafos, TCs, TPs, chaves seccionadoras) 

vida útil de 40 anos



Equipamentos de controle e proteção têm



vida útil de 15 anos devido a tecnologia

de comunicação



ACSI

APP

COM

© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 7

IEC61850

Benefícios de uma norma global e única



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 8

Revisão 2



Desde a primeira edição, o 



desenvolvimento da norma é

continuado



A segunda parte, prevista para 2010, é



composta de 15 partes



Mudanças incluem:





Inclusão de Technical Reports



Inclusão de novas áreas de atuação





Correções da edição 1



Redundância



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 9

Revisão 2 - Novidades 

Novas áreas de aplicação



IEC61850 inicialmente definida apenas 



para ambiente de subestação (incluindo 

funções de proteção)



Novas aplicações incluem:





Sistemas eólicos



Sistemas hidroelétricos





Sistemas térmicos



Sistemas Fotovoltaicos



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 10

Revisão 2 - Novidades 

Novas áreas de aplicação



Aspectos da inclusão dessas 



aplicações:



Serviços da IEC61850 provaram 



cumprir os requerimentos 

conhecidos para essas aplicações, e 

podem ser aplicados sem 

mudanças.



O modelo de dados pode ser 



extendido apenas com a adição de 

LNs relativos às funções dessas 

aplicações



O modelo de comunicação usado é



comum e bem difundido (TCP/IP 

Ethernet)



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 11

Desafios Restantes Ed. 1

IEC61850-9-2



Define a comunicação para o barramento de processo



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 12

Desafios Restantes Ed. 1

IEC61850-9-2



Benefícios permitidos são:





Permite a troca de vários cabos de cobre por apenas um par de fibra óptica



Desconexão do primário e do secundário (manutenção facilitada)





Interface em fibra faz a aplicação independente do princípio de medição do 

instrumento (eletromagnético, capacitivo, ótico, outros)



Ainda pendente pois os instrumentos de medição são dependentes de outras 



normas:



IEC61869, ainda em desenvolvimento, não podendo ser referenciada na rev. 2 



da IEC61850

© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 13

Desafios Restantes Ed. 1

Sincronização de tempo para medição



Não há solução definida para 



sincronismo em microssegundos para 

medição




UCA desenvolveu uma recomendação 

de aplicação



IEC61850-9-2LE (Light Edition)





Sincronização via pps (+ /- 4µs)



Está sendo trabalhada uma solução 



baseada na IEEE1588, que irá suportar 

sincronismo via Ethernet



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 14

Revisão 3



Já em desenvolvimento através de uma força-tarefa





Tópicos em desenvolvimento:



Arquiteturas Ethernet dentro de subestações incluindo redundância e 



configuração de switches ethernet



Uma configuração para supervisão e diagnóstico de equipamentos primários, 



chamada CMD (Condition Monitoring and Diagnosis)

© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 15

Redundância

Introdução



Consiste em duplicar a rede





Especialmente em aplicações onde sinais majoritários são trocados via rede

(GOOSE)



Redundância na rede Ethernet não é contemplada da edição 1





As arquiteturas de redundância em rede Ethernet existentes não seguem uma

norma reconhecida, são soluções proprietárias



Não há garantia de interoperabilidade do sistema





Não há auto-supervisão da rede e checagem de comunicação do relé



Vários tipos de solução quando a norma estiver disponível





Outras técnicas como switch interno ou Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) 

podem resultar em perdas de dados



IEC61850 rev. 2 adota a IEC62439



-3 

como padrão para redundância



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 16

Redundância

Cenário Atual



Anel de redundância de Backbone:



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 17

Redundância

Cenário Atual



Redundância em anel (RSTP):



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 18

Redundância

IEC62439




IEC62439: Highly Available Automation

Network Suites



Define requisitos para redes 



redundantes 



Não estipula topologias (Anel, 



estrela, etc)



Usada hoje em todas as redes 



industriais Ethernet, pois é

independente de protocolo



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 19

Redundância

IEC62439




Define dois tipos principais de 

redundância, podendo ser escolhido 

apenas um, ou ambos para a rede 

utilizada.



Redundância na rede: a rede 



oferece links e switches 

redundantes, mas os nós da rede 

não são redundantes



Uso de RSTP (Rapid Spanning Tree



Protocol) – Tempo de recuperação 

de até 1 seg.



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 20

Redundância

IEC62439




Redundância nos nós



Os dois nós do relé são conectados a dois pontos de acesso diferentes





Somente um nó está ativo por vez



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 21

Redundância

IEC62439-3



A IEC61850 adotou a IEC62439-3 como referência para redundância





IEC62439-3: Redundância na rede e nos nós



Duas redes ativas ao mesmo tempo





Protocolos usados: PRP e HSR



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 22

Redundância

PRP




Paralel Redundancy Protocol



Rede fisicamente duplicada





Recovery-Time nulo



Tamanho do sistema ilimitado





Custo alto



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 23

Redundância

PRP


workstation1

logger


printer

COM


NCC

DANP


DANP

SAN


duplex bay

COM


NCC

legacy


legacy

duplex bay

back-up workstation2

Gateway


legacy

SAN


non-redundant bay

DANP


gateway

DANP


gateway

switch A1

switch B1

SAN


© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 24

Redundância

HSR




High-Availability Seamless Redundancy



Mesmo princípio do PRP, porém em rede anel





Comunicação em ambos os sentidos do anel



Redes separadas em VLANs ao invés de fisicamente (Dois IPs para cada porta)





Não há switches externos -> baixo custo



Tamanho de rede limitado (latência do switch)



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 25

Redundância

HSR


end 

node


end 

node


end 

node


end 

node


end 

node


end 

node


end 

node


sender

receiver


„A“-frame

„B“-frame

switch

RedBox


singly attached nodes

interlink



© ABB Group 

November 16, 2010 | Slide 26



Download 0.68 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2020
ma'muriyatiga murojaat qiling