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Integração de subestações através do protocolo IEC 61850

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Integração de subestações através do protocolo IEC 61850

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Título Integração de subestações através do protocolo IEC 61850
Autor Volkmann, Roberto Ermy
Orientador Bretas, Arturo Suman
Data 2012
Nível Graduação
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Curso de Engenharia Elétrica.
Assunto Engenharia elétrica
[en] GOOSE messages
[en] IEC 61850
[en] Interoperability
[en] Substation automation system (SAS)
Resumo A quantidade e a qualidade da informação processada em sistemas de automação de subestações têm uma função crítica, e sofrem de uma exigência de confiabilidade maior que em outros setores da indústria. Este aspecto se torna mais agravante em refinarias de petróleo, devido ao risco inerente do processo. Todos dispositivos dentro da subestação devem ser supervisionados, protegidos e monitorados constantemente por um sistema de automação de subestações (SAS) que coleta informações dos equipamentos do sistema de potência e gerencia ações para nele atuar. Em virtude da coordenação seletiva da proteção contra curto circuitos, a troca de informação entre os dispositivos de proteção deve ser rápida e precisa, diferente da informação vinculada na comunicação com o sistema supervisório. Na última década, um padrão de comunicação foi desenvolvido e aprimorado para automação de subestações, chamado de IEC 61850. Neste trabalho, procura-se relacionar os aspectos principais deste protocolo de comunicação, que se distingue de outros padrões de comunicação em subestações. Aliando a pesquisa acadêmica a estudos de campo, a interoperabilidade entre os dispositivos, a eficiência das mensagens GOOSE e as topologias de rede implementadas são verificados. Constata-se que mesmo com alto tráfego na rede consegue-se enviar uma mensagem GOOSE de um IED para outro em 4ms, que a topologia mais adotada entre os IEDs e o switch é a estrela e entre os switches anel, que a implementação de IEC 61850 é viável, que o excesso de conversores de protocolo dificulta o comissionamento e a operação do sistema, e, finalmente, que a Refap está alinhada com a topologia na implementação de IEC 61850 no seu sistema elétrico.
Abstract The amount and quality of information processed by substation automation systems has a critical role, and suffers from a demand of reliability higher than in other industry sectors. This aspect becomes more aggravating in oil refineries because of the risk inherent in the process. All devices in the substation should be supervised, protected and constantly monitored by a Substation Automation System (SAS) that collects information from system equipment power and performs actions on it. Because of the selective coordination of protection against short circuits, the exchange of information between the protection devices must be fast and accurate, unlike the information linked in communication with the supervisory system. In the last decade, a communication standard was developed and improved for substation automation, called IEC 61850. This document aims to relate the main aspects of this communication protocol, which distinguishes this from other patterns of communication in substations. Combining academic research to field studies, interoperability between devices, the efficiency of GOOSE messages and network topologies implemented are checked. It appears that even with high network traffic can be sent a GOOSE message from an IED to another in 4ms, the topology adopted between the IEDs and the switch is star and between the switches is ring, the implementation of IEC 61850 is viable, that excessive protocol converters complicates the commissioning and operation of the system, and, finally, that Refap is aligned with the topology in the implementation of IEC 61850 in its electrical system.
Tipo Trabalho de conclusão de graduação
URI http://hdl.handle.net/10183/65608
Arquivos Descrição Formato
000858217.pdf (2.410Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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