Diseño de un sistema de automatización de subestaciones eléctricas basado en IEC 61850
Design of an electrical substation automation system based on IEC 61850
Angel Silva
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DINELEC Automatización y Control
Iván Iñiguez
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CNEL Unidad de negocios Bolívar
Mayra Pacheco
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Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Mónica Zabala
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Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Resumen
La implementación de sistemas de automatización de subestaciones en las empresas eléctricas ha tomado un ritmo acelerado en la última década, permitiendo mejorar la operación de los sistemas eléctricos. Para esto se ha planteado diseñar un sistema de automatización de subestaciones eléctricas basado en la norma IEC 61850 con la finalidad integrar equipos de diferentes fabricantes comunicándolos al concentrador de datos para posteriormente ser controlados a nivel de SCADA. La metodología para este trabajo se basa principalmente en la concepción de objetivos a través de procedimientos que contiene la estructura de sistema de automatización de subestaciones (SAS). Se inicia con un caso de estudio donde se analiza la estructura actual del sistema. Posteriormente se toma como base el SAS donde se diseña estudia y analiza las diferentes etapas que van desde el nivel de campo en la cual se escoge criterios propios del fabricante y de la empresa, en la etapa siguiente del SAS se analiza los equipos de bahía de subestación recogiendo la información necesaria para el diseño e integración del protocolo y un bosquejo de la arquitectura lógica del sistema. En el nivel de estación se trabaja en lenguaje de alto nivel y se diseña el modelo de cliente servidor. Finalmente se traduce el protocolo de IEC61850 a IEC 60870-5-104, que permitirá la comunicación con el Sistema de Control y Adquisición de Datos (SCADA). Los resultados están basados en la norma IEC61850 del apartado 10 donde las pruebas de conformidad establecen la calidad de las señales validadas en un 93%, así como se comprueba interoperatibilidad. Finalmente se indica que el sistema carece de redundancia al ser una arquitectura en estrella, se recomienda para las próximas implementaciones mejorar el sistema con la implementación de sistemas redundantes que soporten protocolos como Protocolo de redundancia en paralelo (PRP)
Palabras clave: Subestaciones, IEC 61850, SCADA, SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN DE SUBESTACIONES, IEC 60870-5-104
Abstract
The implementation of substation automation systems in electricity companies has taken an accelerated pace in the last decade, allowing to improve the operation of electrical systems. For this purpose, it has been proposed to design an electrical substation automation system based on the IEC 61850 standard with the purpose of integrating equipment from different manufacturers, communicating them to the data concentrator to be later checked at the SCADA level.The methodology for this work is based mainly on the conception of objectives through procedures that contain the structure of the substation automation system (SAS). It starts with a case study where the current structure of the system is analyzed. Subsequently, the SAS is taken as a base where it is designed to study and analyze the different stages that go from the field level in which the manufacturer and the company's own criteria are chosen, in the next stage of the SAS the bay equipment is analyzed substation collecting the necessary information for the design and integration of the protocol and a sketch of the logical architecture of the system. At the station level it works in high level language and the client server model is designed. Finally, the protocol from IEC61850 to IEC 60870-5-104 is translated, which will allow communication with the Control and Data Acquisition System (SCADA).The results are based on the IEC61850 standard of section 10 where the compliance tests establish the quality of the validated signals by 93%, as well as interoperability is checked.Finally it is indicated that the system lacks redundancy since it is a star architecture, it is recommended for the next implementations to improve the system with the implementation of redundant systems that support protocols such as Parallel Redundancy Protocol (PRP)
Key Words: Substations, IEC 61850, SCADA, SUBSTATION AUTOMATION SYSTEM, IEC 60870-5-104
