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— UniGear Digital Comunicazione IEC 61850, GOOSE e Bus di Processo
La norma IEC 61850 è stata pubblicata nel 2004 come standard internazionale globale che rappresenta l'architettura delle reti e dei sistemi di comunicazione per l'automazione delle utility elettriche. Include anche i relativi requisiti di sistema e il modello di dati delle funzioni di protezione e controllo. La modellazione standardizzata dei dati delle funzioni della sottostazione, comprese le interfacce di comunicazione, apre la strada all'interoperabilità dei dispositivi. La norma IEC 61850 definisce il bus di stazione e il bus di processo.La norma IEC 61850 distingue tra bus di stazione IEC 61850-8-1 con comunicazione verticale MMS e orizzontale GOOSE (comunicazione in tempo reale tra relè di protezione) e bus di processo IEC 61850-9-2 per la trasmissione di valori di misura campionati (SMV). I profili GOOSE e SMV consentono di progettare la comunicazione della sottostazione MT in modo innovativo e flessibile per rendere disponibili i dati di processo del relè di protezione a tutti gli altri relè di protezione della rete locale in tempo reale. Bus di stazione nei quadri di Media Tensione I relè di protezione e controllo generano segnali per l'interblocco, il blocco e l'intervento tra i pannelli tramite la comunicazione GOOSE orizzontale in UniGear Digital. Oggi la comunicazione GOOSE è sempre più utilizzata nelle sottostazioni e offre nuovi valori aggiuntivi come la semplicità, la flessibilità funzionale, la facile scalabilità, una migliore diagnostica e prestazioni più rapide rispetto ai tradizionali cavi cablati tra i pannelli. Le interfacce di processo con l'apparecchiatura MV (ad esempio, i sensori di tensione) sono a livello di processo. Oltre al cablaggio tradizionale dei segnali tra l'interfaccia di processo e i relè di protezione, la norma IEC 61850 introduce un concetto in cui lo scambio dei segnali di processo può avvenire attraverso il bus di processo, come previsto dalla norma IEC 61850-9-2. Nelle applicazioni dei quadri MT, il bus di stazione e quello di processo possono essere combinati in un unico bus comune. Quando si utilizzano trasformatori di tensione (TV) convenzionali in un quadro MT, questi sono solitamente installati nelle linee di arrivo sul lato cavi, con la tensione della sbarra misurata in una qualsiasi delle linee di partenza o in un pannello di misurazione dedicato. La condivisione della tensione delle sbarre avviene tramite cavi interpannellari tra i TV delle sbarre e i relè di protezione di tutte le linee di partenza. L'uso dei sensori e della norma IEC 61850-9-2 incide in modo significativo sulla progettazione del quadro.
Il segnale del sensore di tensione che misura la tensione della sbarra in uno dei relè di protezione viene digitalizzato in un flusso di valori campionati condiviso su rete Ethernet. Il cablaggio interpannellare dei quadri elettrici si semplifica, poiché sono necessari meno cavi di segnale galvanici. Essendo monitorata, la trasmissione del segnale di tensione tramite bus di processo consente inoltre un maggiore rilevamento degli errori. Un ulteriore contributo alla maggiore disponibilità è dato dalla possibilità di utilizzare una rete Ethernet ridondante su cui vengono trasmessi i segnali GOOSE e SMV. Ridondanza Ethernet La norma IEC 61850 definisce la ridondanza di rete che migliora la disponibilità del sistema di comunicazione per sottostazioni. Tale schema si basa su due protocolli complementari definiti nella norma IEC 62439-3: protocollo di ridondanza parallelo (PRP) e protocollo di ridondanza continua ad elevata disponibilità. Entrambi i protocolli sono in grado di eludere un guasto di un collegamento o di uno switch con un tempo di commutazione pari a zero. In entrambi protocolli ogni nodo contiene due porte Ethernet identiche per una connessione di rete. Si basano sulla duplicazione di tutte le informazioni trasmesse e forniscono un tempo di commutazione pari a zero in caso di guasto di un collegamento o di uno switch. La ridondanza PRP e HSR è supportata dai nostri relè di protezione e la scelta tra questi due protocolli dipende dalla particolare applicazione, dalla funzionalità richiesta e dall'architettura di rete che si intende implementare. Sincronismo temporale I relè di protezione che utilizzano i valori misurati campionati (SMV) devono essere sincronizzati tra loro, ovvero il relè di protezione che pubblica (relè di protezione che condivide il valore analogico) e i relè di protezione riceventi devono avere lo stesso riferimento temporale. I relè di protezione della famiglia Relion® supportano il protocollo di sincronizzazione IEEE 1588 con una precisione al microsecondo. Un relè di protezione può fungere da orologio master per l'algoritmo Best Master Clock nel caso in cui non sia disponibile un orologio master esterno. Il metodo di sincronizzazione PTP consente di utilizzare la rete Ethernet esistente per condividere i messaggi di sincronizzazione, eliminando così la necessità di un cablaggio supplementare nella sottostazione.
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