Cigré/Brasil CE B5 Proteção e Automação Seminário Interno de Preparação para Bienal 2008 Rio de Janeiro, Junho/2008
Dados do Artigo Número: B5-104 Título: Process Bus: Experience and Impact on Future System Architectures Autoria: Damien Tholomier (AREVA T&D), Luc Hossenlopp (AREVA T&D), Dac P. Bui (Hydro Quebec). SPECIAL REPORT FOR PREFERENTIAL SUBJECT 1: Impact of process bus (IEC 61850-9-2) on protection and substation automation system
Objetivo O artigo introduz o conceito de process bus como um link digital ou merger unit entre TC/TP e IED, medidor e bay controler. Esta técnica está baseada na norma IEC 61850 parte 9-2 que trata especificamente de transformador de instrumento não convencionais (NCIT), além da modelagem dos valores amostrados e o mapeamento ( mapping ) e saída p/ rede Ethernet. É apresentados ainda o estado da arte do Merger Unit (desafios, aplicações e evolução). O artigo cita diversos exemplos de aplicações reais dos NCIT, Merger Unit e IED de proteção em empresas Canadenses, Inglesas e Francesas.
Destaques Diagrama de Bloco simplificado do Merger Unit (filtros, amplificadores, A/D e DSP). Sinal de sincronização (PPS) via GPS é usado p/ compensar o atraso de processamento cujo desvio afetará todas as funções usando valores amostrados.
Destaques Conceito Process Bus ou Barramento de Processo A parte 9-2 (ainda inexplorada) normativa o link de conexão ou merger unit entre TC/TP e os IED (sistemas secundários) representado na figura pelo link 4. O Merger Unit então converte sinais de entrada analógicos provenientes dos TC/TP (convencionais ou ópticos) e fornece sinais de saída para os IED em formato de mensagens (Ethernet).
Destaques Desafios: a)adaptação das principais proteções trocando módulos convencionais (TC/TP) para permitir interface com link (Ethernet), possibilitando o processamento dos algoritmos devido a re-amostragem (ex. 80 p/ 48 amostras/ciclos); b) Checar que a proteção trabalha corretamente, isto é a performance não se degrada. c) A Redundância deverá ter custo competitivo. d) Capacidade para prover interface com TC/TP convencionais e não convencionais; e) Assegurar a interoperabilidade entre fabricantes; f) Definir filosofias de testes;
Destaques Experiência em Campo NGT (U.K.), Osbaldwick 400 kv GIB, with hybrid sensor : merging unit and differential line protection ; RTE (France), Saumade 245 kv GIS substation with hybrid sensors, merging unit and distance protections ; HQ (Canada), La Prairie 315 KV AIS substation, with CTOs, and conventional CCVTs mixed in the merging unit, and protections ; PSERC Project, TAMU and ASU (USA Universities), several manufacturers of NCIT/Protections (see on website the report about this experiment).
Destaques Resultados Comparativos: Proteção x TC/TP x Merger Unit
Local MU 1 FO 61850-9-2LE Switch Ethernet
VTCE CTOE Line Protection other protection Ia,Ib,Ic,Io,Ua,Ub,Uc,Uo Ia,Ib,Ic,Io,Ua,Ub,Uc,Uo Ia,Ib,Ic,Io,Ua,Ub,Uc,Uo Digital Interface IEC 61850-9-2 1 pps Merging Unit Digital FO Digital FO
Conclusões The process bus is a very promising technology. First experiences have proven its feasibility. The simultaneous experimentation of NCIT and process bus has first been driven by the NCIT in order to connect them to protection systems. The test of both technologies is probably one of the reason of the limited use today of the process bus.
Não houve. Dúvidas
Questões Questions 1.7 Conformance and interoperability certification of devices is recommended. Conformance certificates are available today, but no interoperability certification is defined. Is it generally accepted, that conformance testing of devices is not sufficient to guarantee interoperability? 1.8 Results from a few pilot projects are presented in paper B5-104. Now that results from pilot projects are available does the market accept process bus based solutions and what are the conditions that need to be fulfilled for that acceptance? 1.9 In many cases, in particular in the case of retrofit projects or extensions of an existing substation, some parts of a substation automation system will have a process bus while other parts will not have one. That means, a so called "mixed mode" needs to be supported by the protection system, where one part of the measured currents and voltages is available as a conventional analogue signal and the other part is coming from a merging unit as a digital signal based on IEC 61850-9-2. Are solutions using a mixed mode well proven or is it recommended to use a IEC 61850-9-2 based solution only substation set ups where no mixed mode is required?