ELT 3971–SUBESTACIONES ELÉCTRICAS AUTOMATIZACIÓN DE SUBESTACIONES Raúl Choque Sandoval INTRODUCCIÓN Situación actual de los protocolos de comunicaciones ¡Hay más de 50 protocolos en todo el mundo para diferentes aplicaciones para protecciones y automatización de subestaciones en uso! 2 INTRODUCCIÓN MVB UCA2 Propietario Fieldbus LON DNP3 60870-5-103 Profibus Modbus INTRODUCCIÓN Los fabricantes implementan sistemas de automatización usando distintas tecnologías, de acuerdo con los requerimientos específicos de cada instalación. En cada solución el fabricante emplea uno o más protocolos de comunicación para integrar los IED’s (Dsipositivos Electrónicos Inteligentes) al Sistema de Automatización de la Subestación. Para realizar la sustitución de algún IED se requieren contratar servicios especializados que sólo el fabricante original tiene capacidad de realizar. Lo anterior genera un costo adicional que el cliente final debe pagar para la realización de este tipo de trabajos. DEFINICIONES Que es IEC 61850 ? Configuración del Sistema Lenguaje de configuración de subestaciones Comunicación estándar con TCP - IP Definir funciones de control y protección Comunicación Relé a relé IEC 61850 Basado en el estándar de Ethernet Registros de fallas en formato Comtrade Sincronización de Tiempo vía SNTP DEFINICIONES Beneficios de IEC 61850 Características Features Interoperabilidad Beneficios Benefits Separación de Aplicaciones Servicios Comunicación Combine diferentes fabricantes Sin convertidores Ínter bloqueos entre bahías Inversión a prueba del Futuro Aún si la tecnología de comunicaciones cambia los datos y servicios de los modelos son los mismos (estandarizados) Comunicación entre dispositivos Usa velocidad estándar de la infraestructura (100Mbps) Sin maestro para comunicación Soporta arquitectura Cliente-Servidor Ingeniería fácil Tiempos cortos de respuesta Sin más cuellos de botella entre maestro y esclavo Complejidad Manejable Lenguaje de descripción y cambios de datos de ingeniería estandarizados DEFINICIONES Nivel de Control IEC 60870-5-101, DNP, ... Nivel de Estación IEC 60870-5-101 / 103, DNP,Modbus ... Nivel de Campo Cableado Entradas y Salidas Binarias Nivel de Proceso 100V..120V, 1A/5A Cableado y Contactos • Los dispositivos solo se comunican uno a uno. • La comunicación era serial y los protócolos usados son Maestro-Esclavo. • Los protócolos de comunicación más usados eran propietarios. • Frecuentemente, se incrementa el costo en conversión de protócolos. • Redundancia solo podría ser con doble comunicación (dos Buses independientes). DEFINICIONES DEFINICIONES CONFIGURACIÓN Cableado Convencional Cableado con IEC 61850 CONFIGURACIÓN Anillo RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) Controlador de subestación Enlace Dual RSTP Hasta 30 IED’S por Anillo . • 2 Switches externos con RSTP. • IED’S con Switch integrado en RSTP. • Anillos con hasta 30 dispositivos. • Es necesario la configuración de los parámetros RSTP. Tecnología estable con experiencia aproximada de ( > 250.000 dispositivos) Interoperabilidad garantizada. Tiempo de conmutación puede variar entre los 40ms hasta los 2s. CONFIGURACIÓN Enlace Doble Redundante • 2 Switches externos – directamente conectados Controlador de subestación Enlace Dual . • IED’S conectados en configuración estrella a switches • IED’S con dos puertos Ethernet • Puerto 1 Transmitiendo • Puerto 2 en standby • Tiempos de conmutación < 5 ms Establecido desde 2004. CONFIGURACIÓN Centro de Control Remoto Nivel 3 Comunicación IEC 60870-5-101 Nivel 2 IHM GPS Unidad de Control de Subestación Switch Switch Reloj IEC 61850 (TCP/IP) Nivel 1 X2 X2 6MD 7SA87 Control y Protección Tablero de Control y Protección de Línea 6MD 7SA87 Control y Protección Tablero de Control y Protección de Línea Nivel 0 Fibra óptica STP conector RJ45 Conexión Serial Señales de Campo Equipos de Patio Señales de Campo Equipos de Patio APLICACIÓN Experiencias Bolivia en la aplicación del IEC 61850 Subestación Cataricagua 115 kV. • Fecha de puesta en servicio: 28 de Octubre de 2012 • Protocolo utilizado: IEC 61850 Edición 2 • Topología de la Red: Enlace Doble Redundante • IED’S: Marca Siemens SIPROTEC 5 • GOOSE: Se programo GOOSE para Arranque de la función 79 Arranque de la función 50BF Ausencia de tensión, para enclavamiento de cuchilla PAT Arranque de la oscilografía GOOSE para pruebas APLICACIÓN 15
