About this course

The first digital networks installed in electrical substations to perform control, protection, measurement, and other functionalities were implemented using “proprietary” type communication protocols, which limited the possibility of integrating relays and other intelligent electronic devices (IEDs) supplied by different suppliers. This limitation motivated the development of the IEC 61850 Standard as a resource to achieve suitable interoperability between devices from different manufacturers. Since its publication, and still today, many professionals mistakenly assume that IEC 61850 is intended to describe a new communication protocol. It also happens that, when exploring its content, the Standard is often perceived as "esoteric" and intimidating. In effect, it is a much more complex publication than a classical standard dedicated to other substation components. These appraisals have hampered the natural process of assimilation of this Standard, leading to the fact that in many cases, automation processes are being implemented as “black boxes”. In other words, automation systems based on the Standard, but with minimal intervention from the O&M personnel, which implies major operational risks. This course will discuss the conceptual principles of the standard and discuss the key elements necessary to implement robust and reliable automation processes.

Syllabus

SESIÓN 1: CONTEXTO DE APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA

El Sistema de Potencia: Procesos característicos, configuraciones físicas, parámetros relevantes, efectos de las perturbaciones, premisas operacionales …; El Centro de Control Regional: Interfaz con las subestaciones, enlace de comunicaciones, funciones principales, tareas típicas, recursos para monitoreo y control, …; Las Subestaciones: Componentes primarios y secundarios, requerimientos de seguridad funcional, facilidades para monitoreo y control, tareas esenciales del automatismo interno.

SESIÓN 2: COMUNICACIÓN DIGITAL Y REDES LAN

Señales en sistemas eléctricos: Clasificaciones, rasgos característicos, mecanismos de generación …; La Comunicación Digital: Modalidades, métodos de transmisión, estructuración de los mensajes, dificultades para garantizar la calidad, recursos utilizados…, Redes de Comunicación: Tipos, topologías, principios de funcionamiento, …;El Modelo OSI de 7 capas: Significado, propósito, función de las diferentes capas…; Protocolos de Comunicación: Tipos, particularidades, principios funcionales, ámbitos de aplicación… ; El concepto de la red predominante (Ethernet): Mecanismo de acceso al medio de transmisión, método de control del error, …; Dispositivos de Conectividad: Tipos, principios de funcionamiento, ámbitos de aplicaciones, …

SESIÓN 3: PRÁCTICA ACTUAL DE AUTOMATIZACIÓN EN SUBESTACIONES

Características de las Subestaciones: Circuito primario, dimensiones, esquemas de barras, elementos secundarios, sistema de servicios auxiliares, edificaciones…; El Sistema de Automatización SAS: Componentes, principio de funcionamiento, razones para optimizarlo, señales procesadas, funcionalidades involucradas, actores en su implementación, …; Dispositivos Electrónicos Inteligentes IEDs: Tipos, composición física, principios funcionales, …; Resultados prácticos típicos: Ambientes operacionales, recursos para la visualización y el control, Informaciones a disponibilidad del operador local, …

SESIÓN 4: LA NORMA IEC 61850

Motivación y premisas de origen: Concepto de Interoperabilidad, libertad de configuración, estabilidad en el largo plazo, …; Documentos que integran la Norma: Cantidad, temáticas, complejidad, recomendación a los usuarios, …; Concepto y estructura del SAS postulado en la Norma: Modelo jerárquico, interfaces lógicas, despliegue espacial, protocolos de comunicación involucrados, filosofía de virtualización …; Atributos del SAS propuesto: Niveles de control, redes de comunicación (red de estación, red del proceso), servicios de comunicación (reportería MMS, mensajería GOOSE, valores muestreados SV) …; Requerimientos del SAS propuesto: Disponibilidad, confiabilidad, …; Metodología de implementación del SAS propuesto: Modelo de datos (Nodos Lógicos), procedimiento para elaborar la Ingeniería con Archivos SCL, herramientas de Ingeniería …

SESIÓN 5: APLICACIÓN DE LA NORMA IEC 61850

Actividades a desarrollarse en las etapas de: - Ingeniería Básica: Establecer requerimientos particulares (alcance, funcionalidad pretendida, filosofía operativa, redundancias, grado de aplicación de la Norma, criterios de integración funcional); Establecer requerimientos generales (disponibilidad, confiabilidad, …); Definir posicionamiento espacial de componentes; Describir las interfaces entre subsistemas; … - Elaboración de propuestas: Selección de IEDs, definición de la solución a proponer, … - Evaluación de Ofertas: Análisis de la topología física, revisión de detalles del HMI, verificación de características de los componentes, consideraciones sobre obsolescencia tecnológica, … - Etapa de contratación: Precisión de los suministros (Hardware + Software), acuerdo de la solución definitiva, … - Ingeniería de Detalle / Integración: Ratificar detalles de la solución definitiva, precisar alcance de la documentación, auditar identificación de los IEDs, convalidar Nodos Lógicos, desarrollar y convalidar la Ingeniería, convalidar medidas se seguridad cibernética, desarrollo de la comunicación con el Centro de Control … - Pruebas: Elaboración y revisión de protocolos, convalidación de componentes, previsión de escenarios, ejecución y testificación …

SESION 6: ESTRATEGIAS CORPORATIVAS RECOMENDADAS

Estrategias propuestas en materia de: - Especificaciones: Adecuación suficiente a la Norma. - Evaluación de Ofertas: Aspectos a ser atendidos con eficacia, para evitar impugnaciones del proceso de contratación. - Aseguramiento de Calidad: Acciones para evitar deficiencias funcionales del sistema, y riesgos en la disponibilidad del servicio. - Ampliaciones futuras: Previsiones para facilitar ampliaciones y/o mejoras.