El estándar de protocolo de comunicación IEC 61850 para subestaciones eléctricas permite integrar todas las funciones de protección, control, medición y supervisión mediante un protocolo común. Proporciona los medios para aplicaciones de subestación de alta velocidad, enclavamiento en toda la estación y otras funciones que requieren intercomunicación entre los IED = recuadros azules en la figura siguiente.
El modelado de datos bien descrito y los servicios de comunicación especificados para las tareas más recientes de una estación convierten a la norma en un elemento clave de los sistemas de subestaciones modernos.
Este manual describe principalmente cómo se aplica la norma IEC 61850 en AC500. En este capítulo introductorio también se incluyen referencias y breves descripciones de la norma IEC 61850. En cualquier caso, se supone que el lector tiene conocimientos básicos sobre la norma IEC 61850.
Para comprender la norma IEC 61850 y poder encontrar la información relacionada, son importantes las siguientes partes de la norma:
Quinta parte: Requisitos de comunicación para funciones y modelos de dispositivos
IEC 61850-5 explica cómo se realizan las funciones de la subestación mediante nodos lógicos = bloques de funciones que se ejecutan en los IED. El funcionamiento de un aislador desde el nivel de estación, por ejemplo, requiere los nodos lógicos: «IHMI», «CSWI», «CILO» y «XSWI».
Parte 7-4: Clases de nodos lógicos y clases de datos compatibles
Los nodos lógicos y sus objetos de datos se definen en IEC 61850-7-4, por ejemplo «CSWI», que es una abreviatura de «Switch controller».
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Clase CSWI |
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|---|---|---|
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Nombre del objeto de datos |
Clase de datos comunes |
Explicación |
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Información de estado |
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LocKey |
SPS |
Llave local o remota |
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Local |
SPS |
Comportamiento del control local |
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OpOpn |
ACT |
Funcionamiento "Interruptor abierto" |
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SelOpn |
SPS |
Selección "Cerrar interruptor" |
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OpCIs |
ACT |
Funcionamiento "Interruptor abierto" |
|
SeLCIs |
SPS |
Selección "Cerrar interruptor" |
|
Controla |
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OpCntRs |
INC |
Contador de operaciones reiniciable |
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LocSta |
SPC |
Autoridad de conmutación a nivel de estación |
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Pos |
CPD |
Interruptor, general |
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PosA |
CPD |
Interruptor L1 |
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PosB |
CPD |
Interruptor L2 |
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PosC |
CPD |
Interruptor L3 |
Parte 7-3: Clases de datos comunes
Los objetos de datos se basan en clases de datos comunes, que se definen en IEC 61850-7-3, por ejemplo, el objeto de datos «Pos» (Posición) de «CSWI» se basa en la clase de datos «DPC» (Doble punto controlable).
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Clase CPD |
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|---|---|---|---|---|
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Nombre del atributo |
Tipo de atributo |
FC |
TrgOp |
Valor / Rango de valores |
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Control y estado |
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ctlVal |
BOOLEAN |
CO |
off (FALSE), on (TRUE) |
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operTo |
Marca de tiempo |
CO |
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|
origen |
Autor |
CO, ST |
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|
ctlNum |
INT8U |
CO, ST |
0...255 |
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stVal |
ENUM CODIFICADO |
ST |
dchg |
Estado intermedio, apagado, encendido, mal estado |
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q |
Calidad |
ST |
dchg |
|
|
t |
Marca de tiempo |
ST |
||
|
stSeld |
BOOLEAN |
ST |
dchg |
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|
Configuración, descripción y ampliación |
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|
pulseConfig |
PulseConfig |
CF |
||
|
ctlModelo |
CtlModels |
CF |
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|
sboTimeout |
INT32U |
CF |
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|
sboClass |
SboClasses |
CF |
||
|
d |
CADENA VISIBLE255 |
DC |
Texto |
|
|
dU |
UNICODE CADENA255 |
DC |
||
Los atributos de datos pueden direccionarse por su ruta completa, por ejemplo «CSWI.Pos.stVal» contiene el estado del interruptor de un determinado seccionador y puede tener los valores: encendido, estado intermedio o apagado (estado malo sólo en caso de interruptores auxiliares defectuosos).
Parte 7-2: Interfaz abstracta de servicios de comunicación (ACSI)
Los servicios abstractos de comunicación entre nodos lógicos se describen en la norma IEC 61850-7-2. La siguiente figura muestra cómo un cliente (por ejemplo, «IHMI») envía un comando de operación («Oper_req») a un objeto de control (por ejemplo, «CSWI»). Los objetos de control envían una confirmación («Oper_rsp») inmediatamente y un informe con el estado actualizado («Report_req») después de que el «CSWI.Pos.stVal» haya cambiado a desactivado.
Otro servicio es GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event), que se utiliza para comunicaciones rápidas como el disparo de un disyuntor o el enclavamiento. Los mensajes GOOSE siempre se retransmiten. Lentamente en condiciones estables y rápidamente tras producirse un suceso.
T0
Retransmisión en condiciones estables (ningún evento durante mucho tiempo).
(T0)
La retransmisión en condiciones estables puede verse acortada por un evento.
T1
El menor tiempo de retransmisión tras el suceso.
T2, T3
Tiempos de retransmisión hasta alcanzar el tiempo de condiciones estables.
Parte 8-1: Asignación de servicios de comunicación específicos (SCSM)
El perfil de comunicación (pila IEC 61850) se describe en IEC 61850-8-1. Esta parte de la norma asigna los servicios abstractos de IEC 61850-7-2 a perfiles de comunicación concretos: Mientras que los servicios básicos de la ASCI, como el control y los informes, utilizan MMS y TCP/IP, el servicio GOOSE rápido trabaja directamente en la capa Ethernet.
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IEC 61850-7-2 |
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Cliente/servidor |
GANSO |
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Aplicación |
MMS (ISO 9506) |
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Presentación |
ASN.1 |
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Sesión |
Sesión |
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Transporte |
TCP |
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Red |
IP |
Tipo de éter |
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Enlace de datos |
Ethernet |
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Físico |
Físico |
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Sexta parte: Lenguaje de descripción de la configuración
SCL (Substation Configuration Language) se describe en la norma IEC 61850-6. El SCL es una definición basada en XML de cómo describir subestaciones de línea única, IEDs con nodos lógicos y su comunicación a través de un bus de comunicación.
Se distinguen los siguientes tipos de archivos SCL:
-
SSD (System Specification Description), que describe la línea única y los nodos lógicos necesarios.
-
ICD (IED Capability Description), que contiene la capacidad (posibles nodos lógicos) de un tipo de IED.
-
CID (Configured IED Description), que contiene la configuración de un IED concreto con nodos lógicos instanciados, servicios y direcciones de comunicación.
-
SCD (Substation Configuration Description), que contiene la descripción de la subestación completa, formada por línea única, bus de comunicaciones e IED con nodos lógicos, que están vinculados a los equipos primarios de la sección de la subestación.
La parte IEC 61850-6 también incluye las funciones de las distintas herramientas, así como los conceptos de ingeniería. Distingue entre la ingeniería de todo el sistema con un configurador de sistemas y la ingeniería específica de IED con un configurador de IED.
Parte 10: Pruebas de conformidad
Las pruebas de conformidad y la base para los documentos de conformidad se tratan en la norma IEC 61850-10.
Abreviaturas
Breve lista de abreviaturas relacionadas con IEC 61850.
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ASCI |
Interfaz abstracta de servicios comunes |
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CID |
Tipo SCL: IED configurado Descripción |
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CILO |
Nodo lógico del grupo "C -Funciones de control": Enclavamiento |
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CSWI |
Nodo lógico del grupo "C - Funciones de control": Controlador de interruptores |
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CPD |
Clase de datos común "punto doble controlable" |
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GANSO |
Evento genérico de subestación orientado a objetos |
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CDI |
Tipo SCL: Capacidad IED Descripción |
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IED |
Dispositivo electrónico inteligente (por ejemplo, relé de control o protección, AC500, ...) |
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IHMI |
Nodo lógico del grupo "I - Interfaz y archivo": Interfaz genérica hombre-máquina |
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MICS |
Declaración de conformidad de la información de modelado |
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MMS |
Especificación de mensajes de fabricación, ISO 9506 |
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FOTOS |
Declaración de conformidad de la información del protocolo |
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PIXIT |
Protocolo Información adicional |
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Pos |
Posición de un interruptor o disyuntor |
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SCD |
Tipo SCL: Descripción de la configuración de la subestación |
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SCL |
Lenguaje de configuración de subestaciones |
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SSD |
Tipo SCL: Especificación del sistema Descripción |
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stVal |
estado Valor |
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TCP/IP |
Protocolo de Control de Transmisión / Protocolo de Internet |
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TICS |
Declaración de conformidad de la información sobre tejidos |
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XSWI |
Nodo lógico del grupo "X - Aparamenta": Interruptor, seccionador o interruptor de tierra |
Encontrará más abreviaturas en la norma:
IEC 61850-2: Glosario - Términos y definiciones, abreviaturas
IEC 61850-7-3: Lista de todas las clases de datos comunes, como DPC
IEC 61850-7-4: Lista de todos los nodos lógicos, como CSWI