IEC Parte Principais modificações incluídas e seus impactos

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1 IEC Parte Principais modificações incluídas e seus impactos Marcelo T. Malafaia

2 ÍNDICE Breve Histórico da IEC Composição da IEC Partes Linha do Tempo da parte Motivação da parte Principais Alterações: Conceitos; Modelagem; Logical Nodes; Classes dos Logical Nodes; Common Data Classes; Situação atual dos projetos de Automação de Usinas Hidrelétricas

3 BREVE HISTÓRICO DA IEC Início da padronização da norma IEC foi em 1995 pelo comitê técnico TC57 - Equipamentos e Sistemas para Controle do Sistema de Potência, grupo de trabalho WG18; O relatório final da padronização foi emitido em 2003 (FDIS Final Draft International Standard); Ainda em 2003 foi publicado a primeira edição do padrão internacional definitivo (IS International Standard).

4 PARTES DA IEC Parte 1: Introdução e visão geral Parte 2: Glossário Parte 3: Requerimentos gerais Parte 4: Gerenciamento de sistema e projeto Parte 5: Requerimentos de comunicação para funções e modelos de dispositivos Parte 6: Linguagem descritiva de configuração para comunicação em subestações elétricas relacionados a dispositivos eletrônicos inteligentes Parte 7: Estrutura básica de comunicação para subestação e equipamentos de alimentadores (essa parte possui 4 subdivisões) Parte 8: Mapeamento do Serviço de Comunicação Específico Mapeamento para MMS Parte 9: Mapeamento do Serviço de Comunicação Específico (essa parte possui 2 subdivisões) Parte 10: Teste de conformidade

5 APLICAÇÃO DAS PARTES DA IEC Gerente Engenheiro Eng. de Aplicação Eng. de Comunicação Gerente de Produto Marketing Eng. de Aplicação Eng. de Comunicação outros Parte 1 Parte 5 Parte 7-1 Parte 7-2 Parte 7-3 Parte 7-4 Parte 6 Parte 8-1, 9-x Introdução Requerimentos Princípios ACSI CDC LN SCL mapeamento para MMS CONCESSIONÁRIA (ENERGÉTICA, TRANSMISSORA OU DISTRIBUIDORA) FORNECEDOR CONSULTORES E EMPRESAS DE ENGENHARIA Importante Média importância Menor importância

6 1995 BREVE HISTÓRICO DA IEC IEC Padronização para subestações Início da Padronização Final Draft International Standard (FDIS) e o International Standard (IS) Solicitado em Diversas Especificações Técnicas IEC Padronização para usinas hidrelétricas Início da Padronização (IEC 62344) CDV (IEC 62344) FDIS Standard (IEC ) A emissão da segunda edição da IEC completa, incluindo a parte 7-410, está prevista para 2011.

7 PORQUE A PARTE FOI ELABORADA? A primeira edição da IEC 61850, como o próprio título da mesma identifica IEC 61850: Communication networks and systems in substations foi desenvolvida para o ambiente de SUBESTAÇÕES; A parte foi elaborada para complementar as partes 7-3 e 7-4 da primeira edição, incluindo os Common Data Classes, Logical Nodes e Data Objects requeridos para sua aplicação no ambiente de usinas Hidrelétricas.

8 PRINCIPAIS ALTERAÇÕES: CONCEITOS Foi necessário primeiramente estabelecer-se os conceitos básicos e funcionalidades de uma usina hidrelétrica; Controle da água em rios: Controle de Fluxo, de Nível e em Cascata; Controle do sistema elétrico e determinação dos estados estáveis: Potência ativa, Compensador síncrono e Bombeando água de volta para o reservatório; Excitada não conectada; Sincronizada; Sincronizada em compensação síncrona; Operação isolada; Operação para suprimento de energia local apenas. IEC : Estrutura de uma usina Hidrelétrica IEC : Substation Configuration description Language (SCL) Model

9 PRINCIPAIS ALTERAÇÕES: MODELAGEM A base da modelagem, princípios e conceitos da primeira edição da norma IEC foram inteiramente mantidos, ou seja, o conceito geral de Logical Device, Logical Node, Common Data Classes não foram alterados em sua essência; As partes 7-3 e 7-4 serão aquelas que sofrerão revisões na segunda edição da IEC para contemplar as adequações necessárias.

10 PRINCIPAIS ALTERAÇÕES: LOGICAL NODES Funções Elétricas: relacionadas essencialmente à excitação de geradores, não se limitando à hidrogeração apenas; Funções Mecânicas: relacionadas à turbina e seus auxiliares, exclusivamente para hidrogeração, motivo pelo qual novas alterações serão necessárias para outros tipos de plantas de geração de energia; Funções Hidrológicas: relacionadas ao fluxo, controle e gerenciamento da água em barragens e reservatórios. Apesar de específicos para hidrogeração, os LNs e DOs definidos podem ser aplicados em outros tipos de sistemas de gerenciamento de água; Sensores: funções para sensores proverem medições, outras que não elétrica, necessárias em uma usina hidrelétrica. Com poucas exceções, a modelagem realizada para esses sensores pode ser aplicada em áreas diversas.

11 PRINCIPAIS ALTERAÇÕES: GRUPOS DE LOGICAL NODES A: Funções automáticas de controle; C: Funções de controle D: Funções específicas para distribuição de recursos de energia F: Logical nodes representando blocos funcionais (FPID, FRMP, FXUT,etc) G: Referências genéricas H: Funções específicas para usinas hidrelétricas (HUNT, HDAM, HJCT, etc) I: Funções de interface e arquivo K: Equipamentos primários mecânicos e não-elétricos (KPMP, KFIL, KFAN, etc) L: Dispositivos físicos e Logical Nodes comuns M: Medição e medidas P: Proteção Elétrica R: Funções relacionadas a proteção S: Supervisão e Monitoramento T: Sensores e transmissores (incluindo transformadores para instrumentos) X: Subestação Novo Grupo Y: Transformadores de potência Z: Equipamentos para sistema de potência Grupo Alterado

12 PRINCIPAIS ALTERAÇÕES: LOGICAL NODES Além da inclusão de novos LNs e DOs a parte traz também uma recomendação para prefixos dos Logical Nodes, em função da sua aplicabilidade. Aqui estão alguns exemplos: Potência Ativa Fluxo Nível Velocidade Pá do Rotor Anel do Distribuidor Limitador W_ Flw_ Lvl_ Spd_ Rb_ Gv_ Lim_

13 PRINCIPAIS ALTERAÇÕES: LOGICAL NODES - Exemplos

14 PRINCIPAIS ALTERAÇÕES: CLASSES DE LOGICAL NODES Em função das alterações já descritas nos LNs houve também a necessidade de criação de novos atributos; Para estes foi elaborada uma lista de abreviação para seus nomes; O aspecto negativo da não obrigatoriedade dos atributos é que na fase de implantação do projeto, quando da integração entre diferentes fabricantes, tais casos demandarão atenção especial e, na maioria das situações, os atributos não implementados na classe específica deverão ser configurados separadamente como objetos genéricos no grupo G

15 PRINCIPAIS ALTERAÇÕES: COMMON DATA CLASSES De forma análoga aos LNs, houve necessidade de criação de novos Common Data Classes, estes em quantidade bem menor como mostrado na tabela abaixo: DOO TAG RST Identificador de propriedade do dispositivo Identificador de manutenção e operação (cartão de segurança) Restrição de operação

16 SITUAÇÃO ATUAL DOS PROJETOS A maioria absoluta dos projetos de automação de usinas hidrelétricas traz atualmente como solução típica para o barramento de processo o padrão Ethernet, em combinação com o protocolo TCP/IP; Apesar da convergência do meio físico no barramento de processo o mesmo não acontece nos protocolos que rodam sobre ele. Existem ainda muitas soluções proprietárias e padrões abertos, como Modbus/TCP, IEC e o DNP Level 3 sobre TCP/IP; A parte da norma IEC traz para o ambiente das usinas hidrelétricas a vantagem de se ter um único protocolo de comunicação entre dispositivos eletrônicos inteligentes, além das demais vantagens já conhecidas da primeira edição da norma IEC

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