Introducere în IEC 61850. Informații scurte despre standard și cerințele acestuia

EC 61850 este un standard inovator și unic. Abordarea progresivă și cooperarea unei echipe internaționale de experți a dus la o soluție revoluționară în clasa sa. Standardul a fost creat de la zero folosind standarde moderne de transmisie a datelor și protocoale de rețea special concepute, a căror combinație a deschis noi posibilități (până acum de neatins). În acest text, ne vom concentra asupra proprietăților elementare ale standardului - cerințele și caracteristicile cheie ale IEC 61850. Pentru informații despre potențialul și avantajele IEC 61850, consultați articolul De ce merită implementarea standardului IEC 61850 la o stație electroenergetică?.

IEC 61850 pe scurt

IEC 61850 este un standard internațional pentru standardizarea automatizării stațiilor electrice și definește (printre altele) protocoale de comunicație care asigură comunicarea între dispozitivele aflate în stație. Standardul definește cerințele generale pentru construcția, proiectarea și condițiile de mediu pentru dispozitivele de comunicații de utilitate și automatizarea IED, precum și sistemele din mediile centralelor electrice și a stațiilor.

Cerințele standardului

Documentul amplu, de aproape 1.400 de pagini, al standardului IEC 61850 a fost completat cu un set de directive și recomandări care alcătuiesc funcționarea eficientă și corectă a sistemului electroenergetic. Soluția dezvoltată a fost să permită și să faciliteze cooperarea reciprocă a dispozitivelor de la diferiți producători, indiferent de schimbările tehnologice de-a lungul anilor. Acesta a fost unul dintre numeroasele criterii stabilite la crearea noului standard.

În cursul lucrărilor la IEC 61850, au fost stabilite o serie de elemente și de principii de bază ale standardului. Din cauza dimensiunii acestei teme, ne vom concentra doar pe câteva condiții fundamentale.

• Trebuie îndeplinită condiția de interoperabilitate, care să garanteze cooperarea corectă a dispozitivelor de la diferiți producători;
• Standardul trebuie să fie rezistent la schimbările constante în tehnologia comunicațiilor în rețea și a circuitelor secundare pentru a asigura cooperarea continuă și pe termen lung a dispozitivelor noi cu cele vechi;
• Standardul trebuie să aibă servicii și funcționalități de bază standardizate în așa fel încât schimbul și procesarea informațiilor să aibă loc în timp real, fără a fi nevoie de un convertor în protocol sau de interpretarea unei persoane de supraveghere;
• Toate componentele și procesele, de la proiectare la întreținere și exploatare, trebuie să fie proiectate astfel încât IED-urile să poată funcționa atât în ​​rețele grupate, cât și în rețele distribuite, indiferent de cerințele țării sau de ȋntreprindelor energetice.
• Inexactitatea timpului în rețea trebuie să fie mai mică de ±1 µs.
• Rețeaua de stații conectată la rețeaua WAN corporativă sau accesul de la distanță la acesta trebuie să fie protejată împotriva atacurilor cibernetice.
• Redundanța conexiunii fără pierderi este o condiție prealabilă. Această cerință pentru reconfigurarea rețelei în timp real este de a asigura funcționarea continuă și corectă a sistemului.
• Intervalul larg de temperaturi a dispozitivelor este, de asemenea, un parametru obligatoriu. În cazul stațiilor electroelectrice, acest interval este între -40 și +75 ˚C.
• Cerința standardului este de a realiza o sincronizare precisă a timpului. Toate ceasurile trebuie să transmite mesaje PTP conform IEC 61850-9-3 Utility Profile.
• La stațiile de înaltă tensiune, interferențele electromagnetice pot cauza erori sau deteriorarea echipamentelor de comunicație electronică, de aceea este obligatorie îndeplinirea cerințelor pentru clasa de rezistență. Clasa de rezistență EMI IEC 61850-3 cerută depinde de mediul în care urmează să fie amplasat dispozitivul.

Aceste cerințe și cerințele nespecificate ale standardului se aplică tuturor elementelor din rețea, nu doar dispozitivelor din rețea.

Caracteristicile cheie ale IEC 61850

IEC 61850 are atât de multe caracteristici cheie încât este practic imposibil să fie enumerate complet într-o lungime rezonabilă a textului. Existența unora dintre aceste proprietăți se traduce indirect în avantajele standardului, care pot afecta direct sistemul de automatizare a stației.

• Echivalența elementelor de aplicare. Această caracteristică reprezintă o schimbare semnificativă în modul de a gândi despre stație electroenergetice. În această abordare, fiecare element are exact aceeași semnificație pentru sistem ca oricare altul. De exemplu stratul de transport sau de aplicare sunt la fel de importante ca și dispozitivele fizice.
• Standardizarea numelor obiectelor și datelor. Numele obiectelor sunt definite în standard și indicate în contextul sistemului de alimentare cu energie, în timp ce numele datelor trebuie descrise cu un șir descriptiv. Datorită unor astfel de acțiuni, fiecare parte de date este definită, iar identificarea datelor este imediată, fără a fi nevoie de a defini maparea.
• Dispozitive auto-descrise. Aplicațiile client pot descărca descrieri ale tuturor datelor acceptate de dispozitiv fără a fi nevoie să configurați manual obiectele.
• Limbaj de configurare a stației (SCL). S.C.L.(eng. Substation Configuration Language) este un limbaj descriptiv în IEC 61850 pentru configurarea echipamentelor. Acesta permite schimbul reciproc de date de configurare dintre IED și sistemul de configurare, provenite de la diferiți producătorii de IED. SCL permite, de asemenea, definirea precisă a cerinţelor pentru staţii şi echipamente, eliminând astfel problema ambiguității interpretării a cerinţelor echipamentului.
• IEC 61850 permite maparea gratuită a datelor și modelelor de servicii.