Szaniszló Gábor, SA rendszermérnök, ABB Kft, MEE szakmai nap előadás, 2010.11.16. Az IEC61850-es szabvány gyakorlati alkalmazása November 17, 2010 Slide 1
Bevezetés Az ABB alállomási á automatizálási ti i termékei Védelem-automatika berendezések az átviteli,- és az elosztóhálózat részére digitális berendezések kommunikációs képességgel Alállomási kommunikációs eszközök adatgyűjtés és továbbítás a hálózat-kezelő központ irányába Alállomási megjelenítő rendszer kezelői felület a primer berendezésekhez (működtetés, rendszeráttekintés, té naplózás, stb.) Szoftverek paraméterezés és diagnosztika November 17, 2010 Slide 2
Régi és új összehasonlítás Rendszertervezés Hagyományos rendszer Szabványos protokollok (IEC103, IEC101, DNP, Modbus) vagy gyártóspecifikusak (LON, SPA, stb) használhatók, adott protokollra jellemző elrendezésben Protokoll-konverterek szükségesek lehetnek különböző gyártótól származó berendezések esetén Jelzéslisták elkészítése valamilyen forrás alapján (nem szabványosított) Különböző adatformátumok, nehézkes adatbázis készítés é IEC61850 rendszer Egyszerű fizikai rendszerfelépítés: Ethernet hálózat Kommunikációs szempontból nincs különbség különböző gyártók termékei között Könnyen értelmezhető logikai felépítés: adatmodell Adatszolgáltatás szabványos SCL fájlok használatával (ICD/CID) Egy készülék több kliens egyidejű kiszolgálására képes Hosszú távú használhatóság: cserélhető adatátviteli és fizikai réteg November 17, 2010 Slide 3
Régi és új összehasonlítás Konfigurálás, üzembehelyezés Hagyományos rendszer A rendszer elemeit saját szoftver- eszközeikkel kell kezelni, ezekben nem, vagy csak nehezen kezelhetők az összefüggések IEC61850 rendszer A konfiguráció-kezelő szofverek továbbra is gyártó specifikusak, de képesek az állomásra vonatkozó információs fájl (SCD) beolvasására, értelmezésére, ésére az adott készülékre vonatkozó információk feldolgozására Egyetlen rendszerintegrátor rendszerintegrátor szoftverre van szükség November 17, 2010 Slide 4
Régi és új összehasonlítás Hibakeresés Hagyományos rendszer Adott protokollra speciális belehallgató szoftverek szükségesek A fizikai szintű hozzáférés nehézkes IEC61850 rendszer IEC61850 kiértékelő szoftver szükséges Az Ethernet technológiának köszönhetően egyszerű a táviratok elfogása Az adatmodell hibái könnyen felfedezhetők Az egyszerűbb felépítésű rendszerben egyszerűbb a hibakeresés November 17, 2010 Slide 5
Rendszer konfigurálás IEC61850 eszközökkel November 17, 2010 Slide 6
Alállomás adatmodell minta (AIRSA CCT projekt) November 17, 2010 Slide 7
Alállomás adatmodell minta (AIRSA CCT projekt) November 17, 2010 Slide 8
Az ABB IEC61850 kompatibilis készülék palettája Szerverek - Konverteres megoldások Készülékek IEC61850 nélkül: minden SPA kommunikációra képes készülék esetén a SPAZC402 protokoll konverter alkalmazható. GOOSE csak REF54x esetén, egyéb esetben csak MMS Pl: SPACOM készülékek REx54x sorozat: a SPA protokoll specializálásával a GOOSE használatára is képes protokoll konverter a SPAZC400. A GOOSE nem alkalmas védelmi működések továbbítására. Pl: REF545 K verziótól November 17, 2010 Slide 9
Az ABB IEC61850 kompatibilis készülék palettája Natív szerverek Relion sorozat: tervezési alapelv volt az IEC61850 kompatibilitás. Alállomási irányítástechnikai és védelmi feladatokra széles körben alkalmazhatók. Teljesíti a védelmi működések (pl. kioldások) GOOSE üzenetekkel történő továbbítására vonatkozó kritériumokat is. REx 605,610,615,630,650,670 www.abb.com/substationautomation November 17, 2010 Slide 10
Az ABB IEC61850 kompatibilis készülék palettája Aké készülékek kkonfigurálása Régi SPA készülékek REx54x sorozat Egyedi konfiguráló szoftverek: CAP505, CET for SPAZC Relion sorozat PCM600 + Connectivity it Packages November 17, 2010 Slide 11
Az ABB IEC61850 kompatibilis készülék palettája Kliensek (adatgyűjtők, protokoll átalakítók) RTU560: telemechanikai adatgyűjtő. A moduláris készülék felhasználható jelzések és mérések gyűjtésére, vezérlésre, kommunikációra stb. COM581: csak kommunikációs feladatokra alkalmazható. Nagy megbízhatóságú hardver. Proxyként is alkalmazható. MicroSCADA Pro: az ABB PC alapú alállomási megjelenítő szoftvere. SYS600: alállomási rendszerek DMS600: elosztóhálózatok felügyelete SYS600C: hardver + MicroSCADA COM600: kommunikációs gateway November 17, 2010 Slide 12
Az ABB IEC61850 kompatibilis készülék palettája Mérnöki eszközök ök - IET IET Integrated Engineering Toolbox. Egy alállomás mérnöki munkáit integráló szoftverrendszer. SLD egyvonalas ábra. Minden primer eszközt tartalmaz nevekkel, hivatkozásokkal. SCD a kommunikációs architektúra felépítése FBD az előbbi kettő alapján az IED-k, LN-k, és az alállomási á funkciók között ött teremt t kapcsolatot t Grafikus formában, MS Visio segítségével November 17, 2010 Slide 13
Az ABB IEC61850 kompatibilis készülék palettája Mérnöki eszközök ök - IET Célja a költségcsökkentés a mérnöki munka egyszerűsítésével Standard adatformátumot használ az adatcseréhez (SCL) Grafikus specifikáció előregyártott elemek segítségével Újrafelhasználhatóság á Automatikus jelzésfeldolgozás lehetősége Az IET projekt az alállomási funkciók és a kommunikáció ió absztrakciója a Logical Node-ok szintjéig November 17, 2010 Slide 14
Az ABB IEC61850 kompatibilis készülék palettája Mérnöki eszközök ök - CCT CCT Communication Configuration Tool. A kommunikációt teljes részletességgel kezelő rendszerintegrátor eszköz. A rendszer szereplőit (klienseket-szervereket) összekapcsolja Kifinomult SCD fájl szerkesztő: a szabályok és függőségek kényszerei mentén hozható létre a teljes alállomásra vonatkozó leíró fájl A program bemenetei az egyes készülékek leírói, kimenete a teljes állomás leírója A GOOSE mérnöki munka is itt hajtható végre November 17, 2010 Slide 15
Az ABB IEC61850 kompatibilis készülék palettája Mérnöki eszközök ök - ITT ITT Explorer: szabványos IEC61850-es rendszerek vizsgálatára alkalmas szoftver. Fontosabb funkciók: IED felolvasás: az Ethernet hálózaton található IEC61850 kompatibilis IED-k adatmodelljét olvassa fel ellenőrzés/hibakeresés céljából. Kapcsolódhat report control block -hoz, vezérlés adható ki, stb. Ethernet belehallgatás: egy előzőleg betöltött állomás leíró fájlja alapján értelmezi a táviratok tartalmát, az esetleges hibákat jelzi SCL leírók összehasonlítása November 17, 2010 Slide 16
Az ABB IEC61850 kompatibilis készülék palettája Mérnöki eszközök ök - ITT ITT Synthesizer: szimulációs szoftver: Az SCL fájl alapján egy vagy több IED szimulációjára képes: csak az adatmodellnek felel meg, a funkciók természetesen nem részei a szimulációnak MMS és GOOSE kommunikációra képes November 17, 2010 Slide 17
Megvalósult alállomások I. Göd (2007) Csak védelmi készülékek kerültek beépítésre az ABB részéről, illetve a MicroSCADA, mint védelmes munkahely RTU560-at alkalmaztunk kommunikációs eszköznek nem IEC61850! Hagyományos rendszernek tekinthető, csak a védelmes munkahely irány IEC61850 alapú, ezért a készülékek két irányban kommunikálnak SPA protokollal az RTU560 innen pedig a Prolan fejgép felé IEC101-en IEC61850 a MicroSCADA felé (VMH) Tapasztalat: az IEC61850 stabil és használható November 17, 2010 Slide 18
Megvalósult alállomások II. Albertirsa (2008) Mezővezérlő és védelmi készülékek: REx670 Kommunikációs készülék: RTU560 A Protecta Kft DTVA készülékének IEC61850-es integrálása A készülékek száma miatt a több kliens: 2 uscada, 2 RTU560 Több alhálózat: a GOOSE nem jut át a másik LAN-ba Felső ő irányok: IEC104 - teljes Ethernet t megoldás Tapasztalat: Az IEC61850 kliensek tervezésénél figyelembe kell venni a javasolt készülékszámot Az egyes mérnöki szoftverek komoly számítási teljesítményt t igényelhetnek (pl: PCM600 GOOSE import) November 17, 2010 Slide 19
Megvalósult alállomások III. Paks (2008-tól folyamatosan) Alkalmazott készülékek: Kommunikáció: COM581 Védelem, mezővezérlés: REx670 (segédüzem: REF545) A COM581 régi (LON busz, IEC103) és új (IEC61850) rendszereket kezel egymás mellett, a felső irány számára IEC104 protokollon továbbítja a jeleket Két teljesen független IEC61850 gyűrű: egy a 400kV-os alállomás számára, egy pedig a blokki rendszer számára. Ez utóbbi kommunikációs architektúrája átalakítás előtt áll, ez adatbázis szinten nem jár jelentős mérnökmunkával, köszönhetően az IEC61850 sajátosságainak. Sok készülék, viszonylag nagy adatmennyiség November 17, 2010 Slide 20
Megvalósult alállomások IV. BorsodChem GA2 120kV SF6 állomás á (2009) Alkalmazott készülékek: Kommunikáció és megjelenítés: MicroSCADA Védelem, mezővezérlés: REx670-ek, REF545, REB500 Csak ABB készülékek kerültek a rendszerbe Gyors mérnöki munka és üzembe helyezés (újrafelhasználhatóság!) November 17, 2010 Slide 21
Folyamatban lévő IEC61850 munkák Budaközép 120/10kV alállomás ABB REF545 SPAZC400-zal RTU560 mint adatgyűjtő/protokoll konverter MMS az RTU560 felé és GOOSE a mezőn belüli reteszhez Rendszerintegrátor: ABB Csarnoktér 120/10kV alállomás Protecta EP+ DTIVA készülékek natív IEC61850-nel leág. k. REC650 a Tr. betáplálásoknál RTU560 mint adatgyűjtő/protokoll konverter MMS az RTU560-nal GOOSE: egyenáramú gyűjtősínvédelem reteszlánc és a megszakító beragadásvédelmi funkció teszt jelleggel Rendszerintegrátor: ABB November 17, 2010 Slide 22
November 17, 2010 Slide 23