Introducción a la norma IEC 61850. Resumen de la norma y sus requisitos

La IEC 61850 es una norma innovadora y única. El enfoque progresista y la colaboración de un equipo internacional de expertos han dado como resultado una solución revolucionaria en su clase. El estándar se creó desde cero utilizando normas modernas de transmisión de datos y protocolos de red especialmente diseñados, cuya combinación ha abierto nuevas posibilidades (antes inalcanzables). En este texto, nos centraremos en las características elementales de la norma: los requisitos y las características clave de la norma IEC 61850. Para obtener información sobre el potencial y las ventajas de la norma IEC 61850, consulte el artículo Por qué aplicar la norma IEC 61850 en la subestación?.

En resumen sobre IEC 61850

La IEC 61850 es una norma internacional para la estandarización de la automatización de subestaciones y define (entre otras cosas) los protocolos de comunicación para garantizar la comunicación entre los dispositivos de la subestación. La norma define los requisitos generales para la construcción, el diseño y las condiciones ambientales de los IEDs y sistemas de comunicación y automatización de servicios públicos en entornos de centrales eléctricas y subestaciones.

Requisitos estándar

El extenso documento de la norma IEC 61850, de casi 1.400 páginas, está repleto de directivas y recomendaciones que conforman el funcionamiento eficaz y correcto del sistema eléctrico. La solución desarrollada debía permitir y facilitar la interoperabilidad de los equipos de diferentes fabricantes, independientemente de los cambios tecnológicos que se produjeran a lo largo de los años. Este fue uno de los muchos criterios establecidos en el desarrollo de la nueva norma.

Durante los trabajos sobre la norma IEC 61850, se establecieron una serie de elementos básicos y supuestos de la norma. Debido a la amplitud del tema, sólo nos centraremos en algunas condiciones seleccionadas y fundamentales.

• Debe cumplirse la condición de interoperabilidad, garantizando que los equipos de diferentes fabricantes puedan funcionar juntos correctamente;
• La norma debe ser resistente a los continuos cambios en la tecnología de las comunicaciones de red y de los circuitos secundarios para garantizar que los nuevos equipos sigan funcionando con los antiguos a largo plazo;
• La norma debe contar con servicios básicos y funcionalidades estandarizadas, de manera que el intercambio y el tratamiento de la información se realicen en tiempo real, sin necesidad de convertidores de protocolos ni de interpretación del supervisor;
• Todos los componentes y procesos, desde el diseño hasta el mantenimiento y el funcionamiento, deben diseñarse de manera que los IED puedan funcionar tanto en redes concentradas como distribuidas, independientemente de los requisitos de un país o una empresa energética en particular.
• La inexactitud temporal de la red debe ser inferior a±1 µs.
• La red de estaciones conectadas a la WAN corporativa o el acceso remoto a la misma deben estar protegidos contra los ciberataques.
• La redundancia de la conexión sin pérdidas es un requisito previo. Este requisito de reconfiguración de la red en tiempo real pretende garantizar el funcionamiento continuo y adecuado del sistema.
• La amplia gama de temperaturas del equipo también es un parámetro obligatorio. En el caso de las subestaciones, este rango varía entre -40 y +75 ˚C.
• El requisito de la norma es conseguir una sincronización horaria precisa. Todos los relojes deben transmitir mensajes PTP de acuerdo con la norma. IEC 61850-9-3 Utility Profile.
• En las subestaciones de alta tensión, las interferencias electromagnéticas pueden provocar errores o daños en los equipos de comunicación electrónica, por lo que los requisitos de clase de inmunidad son obligatorios. La clase de inmunidad EMI requerida por la norma IEC 61850-3 depende del entorno en el que se encuentre el equipo.

Estos y otros requisitos no especificados de la norma se aplican a todos los elementos de la red, no sólo a los dispositivos de red.

Características principales IEC 61850

La norma IEC 61850 tiene tantas características clave que es difícil enumerarlas en un texto de longitud razonable. La existencia de algunas de estas propiedades se traduce indirectamente en ventajas de la norma que pueden afectar directamente al sistema de automatización de la estación.

• Equivalencia de los elementos de aplicación. Esta característica supone un cambio importante en la forma de concebir la subestación. En este enfoque, cada componente es tan importante para el sistema como cualquier otro. Los ejemplos de las capas de transporte o aplicación son tan importantes como los dispositivos físicos.
• Normalización de los nombres de objetos y datos. Los nombres de los objetos se definen en la norma y se dan en el contexto del sistema de suministro, mientras que los nombres de los datos deben describirse con una cadena descriptiva. De este modo, se especifica cada dato y la identificación de los datos es inmediata, sin necesidad de definir mapeos.
• Dispositivos autodescriptivos. Las aplicaciones cliente pueden recuperar las descripciones de todos los datos soportados por el dispositivo sin tener que configurar manualmente los objetos..
• Idioma de configuración de la estación (SCL). SCL (ang. Substation Configuration Language)es un lenguaje descriptivo en IEC 61850 para la configuración de dispositivos. Permite el intercambio mutuo de datos de configuración entre el IED y el sistema de configuración de diferentes fabricantes. SCL también ofrece la posibilidad de definir con precisión los requisitos de las estaciones y los equipos, eliminando el problema de la ambigüedad en la interpretación de los requisitos de los equipos.
• La norma IEC 61850 permite el libre mapeo de datos y modelos de servicio.