Cigré/Brasil
CE B5 – Proteção e Automação
Seminário Interno de Preparação para a
Bienal 2006
Rio de Janeiro, setembro/06
Por Marcelo Paulino
[email protected]
Dados do Artigo
• Número
B5-111
• Título
TESTING OF IEC 61850 SAMPLED ANALOG VALUES
BASED FUNCTIONS
• Autoria
BENTON VANDIVER e ALEXANDER APOSTOLOV
• País
USA
Sumário
Este trabalho introduz o conceito de funções distribuídas baseadas
em valores analógicos amostrados e descreve em detalhes os
componentes do sistema.
Ele compara o IED convencional que inclui todos os módulos
usuais necessários (transformadores de entrada, filtros analógicos,
conversores A/D, filtros digitais, proteção, controle, medida e
registro de dados) com a funcionalidade de uma solução baseada
em valores analógicos amostrados da IEC61850
Discute os diferentes componentes de um sistema de teste
designado para habilitar o teste funcional com funções baseadas
em valores analógicos amostrados.
Funções Distribuídas Baseadas em Valores Amostrados
A IEC61850 define diferentes grupos de nós lógicos que
representa elementos funcionais de equipamentos primários e
secundários.
As funções são executadas pelo IED (equipamento físico) e
pode ser dividido em partes direcionadas para diferentes IEDs mas
em comunicação de cada um (função distribuída) e com partes
de outras funções.
Uma função é considerada distribuída quando realizada por dois
ou mais nós lógicos localizados em diferentes IEDs.
A comunicação dos valores analógicos amostrados é realizado
sobre o barramento de processo usando duas possibilidades:
Unicast ou Multicast.
Processando Sinal Analógico para Proteção e Controle
Unidades de Medida (Merging Units) devem ser devidamente
testadas, pois são um elemento essencial para qualquer
barramento de processo na IEC 61850.
O teste inclui a comparação da fase e amplitude das amostras
individuais da Unidade de Medida sob teste e da Ferramenta de
Simulação pela Ferramenta de Avaliação de Teste.
Componentes de Sistema de Teste com SMV (1)
Sistema
de Teste
SCD: Substation
ConFiguration
Description.
Descrição XML de uma
substação
CID: Configured IED Description.
Descrição XML da configuração de
um IED especifico.
Network Simulator (NETSIM) – Geração de SMV
Testes Funcionais de Unidades de Medida Baseadas na
IEC61850-9-2
A norma permite diferentes taxas de amostragem, então a unidade
de Medida deverá suportar as taxas definidas na IEC61850-9-2.
Dependendo do modo de operação, a ferramenta de avaliação
recebe diferentes mensagens:
•Aplicações de proteção: 80 amostras/ciclo
em 80 mensagens/ciclo
•Aplicações de PQ ou gravação
de dados: 256 amostras/ciclo
em 32 mensagens/ciclo
(8 amostras por mensagens)
Testes Funcionais IED Baseados na IEC61850-9-2
Configuração do sistema híbrido de teste de IEDs com
saídas com relés e com troca de dados através de
mensagens GOOSE
FUNCTIONAL TESTING OF IEC 61850-8-1 AND IEC 61850-9-2 BASED BAY AND
SUBSTATION LEVEL DISTRIBUTED APPLICATION
Conclusões
1. Os valores medidos amostrados baseados na IEC 61850 requerem
diferentes abordagens e ajustes da ferramenta de teste de
componentes individuais do sistema, como também a avaliação do
desempenho das funções distribuídas.
2. O trabalho apresenta o conceito de funções distribuídas baseadas em
valores analógicos amostrados e descreve em detalhes os
componentes do sistema.
3. Também descreve os diferentes componentes de um sistema de teste
designado para habilitar o teste funcional com funções baseadas em
valores analógicos amostrados.
4. Se o IED testado possuir relés de saída, sua operação pode ser
comparada com o recebimento de mensagens GOOSE e determinar o
desempenho das comunicações.
5. O sistema de teste pode reaplicar, no dispositivo sob teste, formas de
onda gravadas e novamente comparar com as formas de onda
originais da ferramenta de simulação.
6. O trabalho descreve a arquitetura de um sistema de teste para para
testes de dispositivos individuais usando valores analógicos
amostrados, bem como esquemas de proteção ou registro de dados
que envolvam múltiplos dispositivos.
Respostas às questões do REP
• Número da questão
 1.3
• Questão
 Are fault-tolerant systems acceptable as a
replacement for the main 1 and main 2 approach for
protection schemes?
• Resposta:
Respostas às questões do REP
• Número da questão
1.4
• Questão
If testing of distributed applications requires sophisticated test
systems, how can the complexity of such systems be managed in
such a way that test results remain consistent, reproducible, and
comparable?
• Resposta:
A aplicabilidade do sistema de teste depende da Ferramenta de
Configuração de Teste Padrão (Standard Test Configuration Tool), de
sua capacidade de gerenciamento dos arquivos SCD e CID e da
geração de sinais através de Simulador de Rede (Network Simulator).
O sistema de teste deve ainda conter simuladores de IED e MU para
comparação e análise. A repetibilidade e a comparação de resultados
é obtida com ferramentas capazes de permitir a configuração flexível
das seqüências de teste solicitadas e simulações, em interfaces
gráficas e amigáveis.
Respostas às questões do REP
•
Número da questão
 1.5
•
Questão
1. If an IED has both IEC 61850-8-1 and IEC 61850-9-2 connections, the test
equipment and the system under test (in that case the IED) need only be
connected with a communication link. This means the test equipment does
not require specific hardware anymore?
2. Test functions could be loaded in any computer connected to the
substation automation system, or could become part of the substation
automation System?
3. What impact can this have on future test concepts?
•
Resposta:
1. Se não forem testados os componentes de interface analógica e unidades
de medida o DUT e o UTD podem estar conectados somente aos links de
comunicação. Os hardwares devem atender aos requisitos de
conectividade e velocidade de comunicação
2. Sim, desde que carregada com a Ferramenta de Configuração de Teste
adequada capaz de gerenciar todas as demais ferramentas de teste.
3. Não se pode realizar um ensaio nos componentes do SAS sem um
Sistema de Teste adequado, com os mesmas características do sistema a
ser testado. Pode-se realizar testes em sistemas híbridos com sinais
analógicos via cabeamento rígido e sinais via rede (SMV e GOOSE).