Modelos IEC 61850 aplicados em automação de subestações

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							THE 8th LATIN-AMERICAN CONGRESS ON ELECTRICITY GENERATION AND TRANSMISSION - CLAGTEE 2009                                                  1




                            Modelos IEC 61850 aplicados em
                              automação de subestações
                   Breno J. Freitas1, UNESP Sorocaba                             Marilza A. Lemos2, UNESP Sorocaba




    Resumo - O recente padrão IEC61850 surgiu com o intuito de                                       II. INTRODUÇÃO

                                                                              O
facilitar implementação de projetos de automação e controle de
                                                                                       processo de produção de energia elétrica até o cliente
sistemas distribuídos em subestações de energia. O objetivo da
norma é garantir interoperabilidade entre equipamentos de
                                                                                   final pode ser dividido em três fases: geração,
diversos fabricantes minimizando dificuldades encontradas no                       transmissão e distribuição. Todas as fases exigem
processo de integração. Este artigo aponta vantagens e                        equipamentos de proteção, seja para subestações, linhas de
potencialidades do uso desse padrão e apresenta um teste que faz              transmissão e principalmente na fase de distribuição a fim de
uso de recursos como Ethernet, troca de mensagens e ações de                  proteger equipamentos dos clientes finais. Para essa proteção,
alta velocidade para implementar intertripping entre                          são necessários equipamentos de atuação como disjuntores e
equipamentos. O desenvolvimento está embasado num ambiente                    seccionadoras,      equipamentos     de   supervisão     como
de programação Siemens, o qual implementa modelos propostos                   transformadores de correntes (TC) e transformadores de
pela norma, definindo decomposição de funções, fluxo de dados e
                                                                              potencial (TP). Para uma efetiva proteção, é necessário que
modelagem da informação. Baseado nos recursos do ambiente,
nós lógicos foram construídos estabelecendo a relação lógica entre            lógicas sejam implementadas considerando a análise dos
os componentes do sistema distribuído. O fluxo de dados da                    valores obtidos na supervisão, assim como a tomada de ações
aplicação, o qual compreende o padrão de comunicação                          quando uma falha ou um alarme, por exemplo, é identificado.
propriamente dito, foi implementado baseado em objetos e seus                 Os dispositivos responsáveis por essas tarefas são
atributos.                                                                    denominados de Dispositivos Eletrônicos Inteligentes (IED, do
                                                                              inglês inteligent eletronic device).
   Palavras Chave -- Automation, Digital Control, IEC 61850,                     Os IEDs são parametrizados e calibrados para atuarem
Industrial Power System Control, Power Substations, Protection.               quando necessário, sendo capazes de proteger e executar
                                                                              lógicas de controle. Na maioria dos casos, a automação de
                         I. NOMENCLATURA                                      uma subestação requer vários IEDs. Todo esse conjunto de
                                                                              elementos de automação requer, por sua vez, um meio de
   DNP – Distributed Network Protocol                                         comunicação para troca de dados e mensagens. Essa questão
   GOOSE – Generic Object Oriented Substation Event                           pode ser vista como um problema, e como tal, foram propostas
   GSSE – Generic Substation Status Event                                     soluções diversas baseadas em protocolos de comunicação
   IEC – International Electrotechnical Commision                             elaborados por diversas comunidades ou fabricantes para que
   IED – Intelligent Electronic Device                                        seus dispositivos comunicassem entre si. Essas soluções
   LN – Logical Node                                                          isoladas não permitem que uma subestação utilize
   MMS – Manufacturing Message Specification                                  equipamentos de mais de um fabricante.
                                                                                 A necessidade de se estabelecer padrões para comunicação
   MU – Merging Units
                                                                              na área levou os Estados Unidos da América a utilizar, em sua
   ONS – Operador Nacional do Sistema
                                                                              maioria, o protocolo DNP 3.0 e a Europa as normas
   SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition
                                                                              elaboradas pelo Comitê Internacional da Eletrotécnica (IEC),
   SIN – Sistema Interligado Nacional                                         das quais podemos citar IEC60870-5-101/103/104. Na busca
   SV – Sampled Value                                                         por uma solução padronizada, capaz de integrar equipamentos
   TC – Transformador de Corrente                                             de diferentes fabricantes para a automação de usinas
   TP – Transformador de potencial                                            geradoras, subestações de transmissão e distribuição, surgiu a
                                                                              norma IEC 61850 [1]. A norma não é um novo modelo de
                                                                              protocolo, pois ela não abrange somente a comunicação dos
   O desenvolvimento deste projeto teve o apoio da Siemens do Brasil,
unidade de Jundiaí, SP, a qual cedeu laboratórios e equipamentos da divisão
                                                                              dispositivos. Ela abrange também as propriedades das
E D EA (Energy Distribution – Energy Automation).                             ferramentas de engenharia e também não se prende ao avanço
   1
     B. J. Freitas pertence ao departamento de Engenharia de Controle e       da tecnologia de comunicação, mas sim ao modelo do objeto,
Automação da Universidade Estadual Paulista (UNESP) do campus de              que possui funções comuns em subestações, como disjuntores
Sorocaba, SP, Brasil, (e-mail: brenojacomo@hotmail.com).
   2                                                                          e seccionadoras. O padrão também é resistente ao crescimento
     M. A. Lemos pertence ao departamento de Engenharia de Controle e
Automação da Universidade Estadual Paulista (UNESP) do campus de              da subestação, uma vez que é um padrão aberto, o qual
Sorocaba, SP, Brasil, (e-mail: marilza@sorocaba.unesp.br).
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permite a garantia dos investimentos com relação aos                  Com o sistema de aquisição de dados e supervisão, conhecido
fornecedores.                                                         como SCADA (do inglês, Supervisory Control and Data
   Apesar das inúmeras vantagens desse padrão, a Norma                Acquisition) foi possível criar a chamada IHM (Interface
IEC61850 ainda passa por um processo de experimentação.               Homem-Máquina). Isto para que o operador, a partir da sala
Assim, é de fundamental importância a realização de                   de controle, fosse capaz de saber o status do disjuntor, da
experimentos práticos que comprovem a eficiência das novas            seccionadora, o valor de tensão e corrente em cada uma das
soluções trazidas por esta norma.                                     fases, assim como emitir comandos remotos nas
   Diante desse contexto, o artigo proposto apresenta um              seccionadoras, disjuntores e outros comandos que forem
resumo dos principais pontos da norma e um estudo                     pertinentes.
comparativo de uma aplicação baseada na norma IEC 61850,
apontando as vantagens e potencialidades do uso desse padrão          B. Dispositivos Eletrônicos Inteligentes
emergente.                                                               IEDs são dispositivos capazes de enviar sinais para os
                                                                      atuadores de uma subestação de acordo com os valores
       III. ESTRUTURA DE UMA SUBESTAÇÃO DE ENERGIA                    recebidos pelos TCs e TPs, como o caso de enviar um sinal de
    O processo de energia elétrica tem início nas usinas              abertura (trip) para um disjuntor, na ocorrência de um curto-
geradoras, transformando a energia cinética da água ou do             circuito na linha, causado por intempéries climáticas, por
vento, ou energia térmica em elétrica. Na maioria dos casos, os       exemplo. A figura 2 apresenta um IED do tipo relé digital de
grandes centros de consumo estão distantes dessas usinas              proteção.
geradoras, fazendo-se necessário levar a energia por meio de
subestações e linhas de transmissão.
    Na automação, controle e supervisão de uma subestação
podemos destacar a existência de equipamentos como
disjuntores, seccionadoras – que podem ser vistos como
atuadores – e TCs (transformadores de corrente) e TPs
(transformadores de potencial) – que funcionam como
pequenos transformadores que indicam a corrente e tensão
proporcional da linha para que esta possa ser analisada e
protegida. A figura 1 mostra um esboço de um diagrama
unifilar de uma subestação de energia contendo dispositivos
típicos e que alimenta uma linha de transmissão de 500kV para
algum centro de consumo.
                                                                      Fig. 2. Relé digital de proteção (IED) [2].

                                                                         Estes dispositivos de tecnologia microprocessada
                                                                      possibilitam diferentes tipos de interface com o usuário, sendo
                                                                      a comunicação remota a mais importante delas.
                                                                      Particularmente no caso da aplicação da Norma IEC61850 a
                                                                      interface atual de comunicação é apresentada através de portas
                                                                      de comunicação em TCP/IP, permitindo que os IEDs possam
                                                                      usufruir de todos os benefícios que esta tecnologia possui.
                                                                      Neles também podem ser executadas lógicas de controle,
                                                                      como não permitir o comando de abertura de uma
                                                                      seccionadora, caso o disjuntor esteja fechado ou realizar a
                                                                      transferência de carga de uma linha para outra.
Fig. 1. Parte de um diagrama unifilar de uma subestação de energia.

   Os disjuntores são equipamentos capazes de isolar                  C. Divisões da Subestação
eletricamente seus pólos, dotados de carga. Logo, são os que             Uma subestação pode ser dividida, basicamente, em três
atuam primeiro em caso de ocorrência de falha. As                     níveis: processo, bay e subestação (fig. 3). No nível de
seccionadoras só podem ser manobradas quando não há carga,            processo, o mais baixo, encontra-se os equipamentos de campo
para o caso de se isolar o disjuntor de grandes tensões, para as      como disjuntores, seccionadoras, TCs, TPs entre outros, os
tarefas de substituição ou manutenção.
                                                                      quais enviam ou recebem sinais dos níveis superiores. Os
A. Sistema Supervisório                                               equipamentos desse nível não têm autonomia no sistema,
   Com a evolução da tecnologia, além da comunicação entre            sendo controlados pelo nível bay. Nesse nível podemos
IEDs, surgiu a necessidade de se ter um centro de controle que        encontrar os IEDs que fazem o controle, a proteção e
fosse possível observar o que está acontecendo na subestação.         automação da subestação, recebendo os sinais vindo do campo
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e tendo a responsabilidade de enviar comandos (i) para            que haja a necessidade de conversão de protocolos, pois a
atuação no sistema e executar lógicas de controle internas ou     norma consegue cobrir todos os níveis (fig. 5). Isso contribui
(ii) para uma IHM a fim de que o operador possa ter controle      no sentido de eliminar necessidade de conversores ou
do status de cada equipamento de campo assim como enviar          gateways e reduz a quantidade de cabos vindo do pátio para a
comando remoto para estes.                                        sala de controle.
    O nível de subestação concentra os dados vindos do nível
de bay e pode ainda repassar os dados para um centro de
controle. Um exemplo é o ONS (Operador Nacional do
Sistema Elétrico) que é uma entidade de direito privado, sem
fins lucrativos criada em 1998 e responsável pela coordenação
e controle da operação das instalações de geração e
transmissão de energia elétrica no SIN (Sistema Interligado
Nacional), sob a fiscalização e regulação da Aneel (Agência
Nacional de Energia Elétrica).




                                                                  Fig. 4. Subestação tradicional utilizando vários protocolos para o tráfego da
                                                                  informação.




Fig. 3. Topologia de uma subestação de energia.


D. Redes de comunicação
   Antes do surgimento da norma IEC 61850, pode-se citar os
protocolos mais utilizados como DNP 3.0, IEC 60870-5-
101/103/104, PROFIBUS e MODBUS, cada um com suas
particularidades. Normalmente, DNP 3.0 é utilizado pelos
americanos, as normas IEC pela comunidade européia e
PROFIBUS e MODBUS são utilizados para automação. Em               Fig. 5. Subestação atual, com o IEC 61850 realizando a comunicação entre o
cada uma delas existem pontos fortes e fracos, porém um           bay e a subestação.
protocolo não consegue se comunicar diretamente com outro.
Cada protocolo dispõe de uma melhora em algum nível, o que           A tendência futura é que toda a subestação se comunique
exigia a utilização de vários protocolos em uma única             baseada na norma IEC 61850, diminuindo as horas de
subestação, como mostra a figura 4. O uso de muitos               engenharia e quantidade de fios, minimizando probabilidade
protocolos gera um custo alto para o projeto, e a utilização de   de erros e curtos. Para tal, os equipamentos do nível de
fios vindo do campo para o nível de bay também aumenta o          processo deverão ser dotados de Unidades de Fusão (Merging
custo e deixa o sistema mais vulnerável, podendo ocorrer um       Units), que funcionarão como gateways entre o nível de bay e
curto-circuito entre eles devido à distância, aumentando a        os equipamentos em campo, como mostra a figura 6.
possibilidade de falhas.                                             Com apenas um cabo de rede (óptico ou elétrico) os
   Neste cenário surge a norma IEC 61850 que tem por              equipamentos em campo se comunicarão com os níveis acima.
finalidade fazer com que todos os equipamentos de diversos        A comunicação entre o processo e o bay é normalizado de
fabricantes se comuniquem e que esta comunicação possa ser        acordo com a IEC 61850-9-2 [3], a comunicação entre o bay e
realizada desde o nível de bay até o nível de subestação, sem     a subestação se baseia na IEC 61850-8-1 [4].
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                                                                                 A modelagem da informação é usada para definir a sintaxe
                                                                             abstrata e as semânticas das trocas de informação e é descrita
                                                                             como tipos de objetos, atributos, métodos de objetos abstratos
                                                                             e suas relações.
                                                                                 A decomposição de funções é utilizada quando se usa uma
                                                                             função distribuída. Esse modelo permite compreender a
                                                                             relação lógica entre os componentes e se apresenta em termos
                                                                             de nós lógicos (LN) (figura 8). Os Nós Lógicos podem estar
                                                                             alocados em múltiplos dispositivos e níveis de controle,
                                                                             permitindo por parte do usuário a utilização de qualquer
                                                                             filosofia de sistema.




Fig. 6. Tendência futura de uma subestação comunicando-se desde o nível de
processo até o centro de controle passando pelo bay e subestação, com base
na norma IEC 61850.


E. Estudo da Norma IEC 61850
    A norma IEC 61850 tem o foco principalmente em três
pontos     principais:    interoperabilidade,    liberdade   de
configuração     e estabilidade a longo prazo. A
interoperabilidade é a capacidade de IED’s de diversos
fabricantes se comunicarem diretamente, sem a necessidade de
conversor de protocolo. A liberdade de configuração permite a                Fig. 8. Nó lógico com algumas de suas funções representadas.
utilização de diferentes filosofias e uma liberdade na alocação
de funções, podendo o sistema ser centralizado (um único                         O fluxo de dados é utilizado para compreender interfaces
dispositivo desempenhar várias funções) ou descentralizado                   de comunicação. Estas devem ser capazes de atender os
(vários dispositivos desempenham uma única função). A                        requisitos da norma no que se refere ao desempenho e trocas
estabilidade a longo prazo permite atualizações, sendo                       de informações entre os dispositivos distribuídos pela rede. A
possível inclusão de novas funções assim como expansão da                    figura 9 apresenta a decomposição lógica de um dispositivo
subestação, com a adição de novos equipamentos ou bays.                      físico por meio de uma rede hierárquica de nós lógicos que
    Para que todos esses requisitos fossem alcançados, o                     representam funções e sub-funções do dispositivo.
desenvolvimento da norma se baseou em três métodos:
decomposição de funções, fluxo de dados e modelagem da
informação. Para tornar possível a modelagem da informação,
é necessário que se represente todos os equipamentos de
campo em objetos virtuais. A figura 7 mostra um exemplo de
mapeamento entre dispositivos reais de uma subestação e a
representação lógica destes na forma de objetos e seus
atributos.




                                                                             Fig. 9. Decomposição lógica de um dispositivo físico


                                                                             F. Estrutura da Norma
                                                                                A norma IEC 61850 foi desenvolvida para ser um padrão a
                                                                             ser seguido. Existem muitas publicações que tentam explicá-la.
                                                                             Na verdade, a norma é um documento dividido em dez
Fig. 7. Modelagem de um disjuntor real no mundo virtual.                     capítulos que explicam cada detalhe que por ela é
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padronizado. A tabela 1 fornece uma idéia de como a norma é       Traduzindo, GOOSE significa evento genérico da subestação
estruturada e pode-se encontrar desde normas que estabelecem      orientado a objeto. Esse tipo de evento suporta a troca de uma
requisitos que o switch deve ter para ser usado na aplicação      série de informações organizadas em um mesmo conjunto de
(IEC 61850-3 – General requirements) até como os dados            dados (data-set). GSSE significa evento genérico de estado da
devem ser enviados do campo (IEC 61850-9-2 – Sampled              subestação e provê a capacidade de mudança de estado.
Values over ISO/IEC 8802-3) passando pelo padrão de               Ambos os tipos de eventos são utilizados na comunicação
mapeamento dos pontos (IEC 61850-8-1 – Mappings to                peer-to-peer em uma subestação no nível de bay. Esse evento
MMS).                                                             é enviado por um IED para toda a rede em forma de Multicast
                              TABELA I                            sempre que um de seus eventos tiver seu estado alterado. O
                        ESTRUTURA DA NORMA
                                                                  mecanismo de comunicação é do tipo Publisher/Subscriber,
   Parte                               Título                     ou seja, apenas os dispositivos previamente programados para
    1-2     Introdução e Visão Geral - Glossário                  receber a mensagem conseguirão interpretá-la quando esta
     3      Requisitos Gerais                                     estiver disponível na rede, os demais ignoram a mensagem.
     4      Gerenciamento do projeto e sistemas                       Um dos principais pontos da norma é garantir a entrega das
            Requisitos de comunicação e modelos de dispositivos
                                                                  mensagens, porém no modo Multicast, não é possível receber
     5
                                                                  uma confirmação de todos que estão se comunicando. Desta
     6      Linguagem de Configuração de Subestação
                                                                  forma, a norma impõe que, quando um evento ocorre, este
     7      Modelo de Comunicação                                 começa a ser enviado em um período de tempo muito pequeno
     8      Mapeamento do barramento da subestação                (normalmente 1ms) e depois vai aumentando até chegar a um
    9.1     Mapeamento para conexões ponto a ponto                período maior e constante, o qual deve permanecer até que o
            Mapeamento do barramento do processo                  estado do ponto mude novamente, voltando a ser enviado em
    9.2
                                                                  intervalos menores novamente. Por estar constantemente
    10      Testes de conformidade
                                                                  enviando essas mensagens, é possível verificar se o
                                                                  equipamento continua ativo após o evento e também se os
   A norma também define um total de 92 nós lógicos,
                                                                  links de comunicação entre os IEDs estão todos funcionando.
identificados por um acrônimo de 4 letras [4]. A tabela 2
                                                                      Como a norma IEC 61850 opera dentro do protocolo
apresenta os treze grupos existentes que permitem formar os
                                                                  TCP/IP, as mensagens possuem cabeçalhos que contêm três
92 nós lógicos [5].
                                                                  bits que indicam a prioridade da comunicação. Como exemplo,
                              TABELA II                           uma mensagem GOOSE de comando de abertura de disjuntor
                INICIAIS DOS GRUPOS DE NÓS LÓGICOS                (trip) terá prioridade sobre uma medição analógica, mas não
  Inicial                              Grupo                      sobre uma mensagem para recomposição dos switches (em
    A       Controle Automático                                   caso de quebra de algum link).
    C       Controle
    G       Genéricos                                                            IV. UM ESTUDO COMPARATIVO
     I      Interfaceamento e arquivamento                           A fim de garantir o envio de mensagens consideradas
    L       Nós lógicos do sistema                                relevantes na comunicação entre IEDs, é comum existir
    M       Medição                                               aplicações onde saídas digitais (DO) de IEDs são interligadas
    P       Proteção                                              nas entradas digitais (DI) de outros IEDs. Esse tipo de
    R       Nós lógicos relacionados à proteção
                                                                  abordagem, além de tornar o projeto mais caro por serem
                                                                  necessários mais equipamentos e mais horas de trabalho para
     S      Sensoriamento e monitoração
                                                                  que esses fios sejam interligados, aumenta a probabilidade de
    T       Transformadores de instrumentação
                                                                  falhas no sistema, como por exemplo, a ocorrência de um
    X       Chaveamento
                                                                  curto-circuito. Tendo em vista este cenário, neste trabalho foi
    Y       Transformadores de potência
                                                                  implementada uma rede entre dois relés que se comunicam via
    Z       Equipamentos adicionais do sistema de potência        fibra óptica, utilizando TCP/IP e norma IEC 61850.
                                                                     Nesses mesmos relés, uma DO de um deles foi ligada na DI
   Exemplos de nós normalmente utilizados numa aplicação          do outro relé. A idéia se resume em comparar as vantagens e
são: XCBR para simbolizar um disjuntor, PTUV para proteção        desvantagens dos dois tipos de comunicação. Para a
de subcorrente temporizada ou CSWI que controla disjuntor         implementação da arquitetura proposta foram utilizados dois
ou seccionadora. A primeira letra do acrônimo indica em qual      relés da linha Siprotec 4 da Siemens: relé 7SJ61 (origem) e
grupo ele pertence, podendo pertencer ao controle, proteção,      relé 7SJ62 (destino), como mostra a figura 10. Os IEDs da
medição entre outros.                                             linha 7SJ são relés com múltiplas funções da linha Siprotec 4
G. GOOSE, GSSE e SV                                               da Siemens [6], atuando principalmente como relés de
                                                                  proteção de sobrecorrente. Ambos os dispositivos foram
   GOOSE e o GSSE são eventos genéricos relacionados ao
                                                                  equipados com placas ópticas de comunicação EN100.
funcionamento da subestação e SV são valores medidos.
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                                                                         parametrizados para ativar/desativar o led7 dos dois relés, da
                                                                         seguinte forma: quando o led7 estiver ativo na origem, sua
                                                                         saída digital DO1 atua, enviando um sinal de 125Vcc para a
                                                                         entrada digital DI1 do relé de destino. Ao reconhecer a
                                                                         chegada do sinal, o led 7 do relé destino é ativado.
                                                                            No primeiro experimento, com todos os leds apagados, foi
                                                                         pressionada a tecla F1 do relé de origem, obtendo-se as
                                                                         informações mostradas pela figura 12, originárias dos dois
                                                                         computadores que supervisionavam os IEDs. A parte superior
                                                                         da figura 12 apresenta a estampa de tempo de origem e a parte
                                                                         inferior apresenta a estampa de tempo de destino.




Fig. 10 Relés utilizados no experimento.

    A fim de registrar o tempo de duração dos experimentos, os
relógios dos relés foram sincronizados. Isto foi implementado
com um servidor de tempo digital sincronizado por GPS,                   Fig. 12 Imagens das mensagens trocadas entre os IEDs via GOOSE.
utilizando-se um RT420 do fabricante Reason, o qual
sincroniza os relógios dos IEDs por meio do protocolo IRIG-                 Um teste análogo foi realizado como um segundo
B.                                                                       experimento, utilizando-se a entrada e a saída digital e
    Para supervisão dos nós na rede (relés), computadores                pressionando-se a tecla F3. Os resultados são mostrados na
foram interligados com os relés via RS-232, comunicando-se               figura 13. A parte superior da figura apresenta a estampa de
por protocolo proprietário por meio do software DIGSI. A                 tempo de origem e a parte inferior apresenta a estampa de
arquitetura utilizada pode ser vista na figura 11.                       tempo de destino.




                                                                         Fig. 13 Imagens das mensagens trocadas entre os IEDs via binárias.

                                                                                            V. ANÁLISE DOS RESULTADOS
                                                                            Analisando os dois experimentos, verifica-se o mesmo
                                                                         resultado final. Porém, a comunicação via protocolo IEC
                                                                         61850 (experimento 1) mostra uma redução de tempo no
                                                                         processo de comunicação, comparando-se com a comunicação
Fig. 11 Arquitetura de comunicação com relógios sincronizados por GPS.   entre I/Os (experimento 2).
                                                                            A parte superior da figura 12, a qual trata do experimento 1,
A. Testes                                                                apresenta os dados coletados do relé origem; na parte inferior
   Utilizando uma lógica simples de flip-flop tipo RS, os                apresenta os dados do relé destino. O registro de informações
botões F1 e F2 do frontal do relé de origem foram                        mostra o momento exato em que a mensagem foi emitida pelo
parametrizados para que F1 ativasse (set) o led1 dele próprio e          IED origem, quando a tecla foi pressionada. A estampa de
do relé de destino via mensagem GOOSE e F2 desativasse                   tempo registra que foi exatamente em 04.08.2009 às
ambos (reset). De forma análoga, os botões F3 e F4 foram                 10:58:52.617 h. A chegada da informação no IED de destino
                                                                         foi registrada em 04.08.2009 às 10:58:52.625 h. Essas
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informações permitem calcular o tempo total de 8 ms de                                        VIII. REFERÊNCIAS
duração da operação baseada na norma IEC 61850.
   Na parte superior da figura 13, a qual trata do experimento     [1]   INTERNATIONAL              ELECTROTECHNICAL              COMMISSION.
2, a estampa de tempo registra que a informação saiu do IED               Reference      structure       of     IEC61850.      Disponível     em:
                                                                         http://www.iec.ch/cgi-bin/procgi.pl/. Obtido em: Janeiro de 2009.
origem em 04.08.2009 às 11:00:23.186 h. O fim do processo          [2]   SIEMENS. SIPROTEC Overcurrent Time Protection7SJ80. Manual.
de comunicação e atuação no IED destino foi registrada em                E50417-G1140-C343-A3, Release 03.2009, 512p., 2009. Obtido em
04.08.2009 às 11:00:23.200 h. Essas informações permitem                 Janeiro            de            2009.           Disponível          em:
calcular o tempo total de 14 ms de duração da operação                   http://siemens.siprotec.de/download_neu/devices/7SJ80x/Manual/7SJ80
                                                                         xx_Manual_A3_V040201_us.pdf
baseada em comunicação entre I/Os.                                 [3]   INTERNATIONAL            STANDARD          IEC    61850-9-2.     Specific
   No experimento apresentado neste artigo, apenas dois I/Os             Communication Service Mapping (SCSM) – Part 9-2: Sampled Values
foram utilizados, mas em aplicações reais a abordagem de                 over ISO/IEC 8802-3.
                                                                   [4]   INTERNATIONAL STANDARD IEC 61850-8-1. Communication
comunicação entre I/Os resulta num aumento considerável de               networks and systems in substation – Part 8-1: specific communication
material (cabos e conexões), de custo homem-hora e,                      service Mapping (SCSM) – Mapping to MMS (ISO 9506-1 and 9506-2)
principalmente, aumento na probabilidade de erros.                       and to ISO/IEC 8802-3, First edition 2003-05.
                                                                   [5]   INTERNATIONAL STANDARD IEC 61850-7-4. Communication
                                                                         networks and systems in substation – Part 7-4: Basic communication
                       VI. CONCLUSÕES                                    structure for substation and feeder equipment – Compatible logical node
                                                                         classes and data classes, First edition 2003-05.
   A aplicação apresentada neste artigo está embasada num
                                                                   [6]   SIEMENS. Catálogo SIPROTEC do Relé de Proteção Família 7SJ62xx.
ambiente de programação Siemens, o qual implementa os                    143p., 2008. Obtido em Janeiro de 2009. Disponível em:
modelos propostos pela norma, definindo decomposição de                  http://siemens.siprotec.de/download_neu/devices/7SJ62x/Catalog/7SJ62
funções, fluxo de dados e modelagem da informação.                       xx_Catalog_SIP-2008_en.pdf.
Baseados nesses recursos do ambiente, dois nós lógicos foram
construídos estabelecendo a relação entre dois relés. O fluxo                                   IX. BIOGRAFIA
de dados da aplicação, o qual compreende o padrão de                                     Breno Jácomo de Freitas nasceu em Uberaba,
comunicação propriamente dito, foi implementado baseado em                               Minas Gerais, Brasil em 02 de Abril, 1986.
                                                                                         Graduando do último semestre do curso de
objetos e seus atributos.
                                                                                         Engenharia de Controle e Automação na
    Com base nos resultados obtidos no experimento conclui-se                            Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita
que, para aplicações reais, a utilização da norma IEC 61850                              Filho (UNESP), campus de Sorocaba, SP.
traz vantagens por minimizar a quantidade de equipamentos e                                  Atualmente é estagiário na empresa Siemens do
                                                                                         Brasil, unidade de Jundiaí, SP, na divisão E D EA
ligações físicas, garantindo um número menor de erros na                                 (Energy Distribution – Energy Automation). Seus
instalação e economia em tempo de montagem. A informação           esforços acadêmicos incluem estudos de línguas inglesa e alemã nas escolas:
sobre os estados dos disjuntores e seccionadora é mais             InLingua em Vancuver B.C., Canadá, Sprachcaffee em Frankfurt am Main,
                                                                   Alemanha e Cultura Wien, em Viena, Áustria.
rapidamente entregue aos seus destinatários utilizando a norma
do que por cabos diretos. Os resultados podem variar                                       Marilza Antunes de Lemos é doutora em Engenharia
dependendo do processamento de cada dispositivo. Como                                      Elétrica pela Escola Politécnica da Universidade de
mencionado anteriormente, a alta velocidade de entrega de                                  São Paulo (2004), professora assistente e
                                                                                           coordenadora do curso de Engenharia de Controle e
uma mensagem pode ser garantida dependendo de sua                                          Automação da Universidade Estadual Paulista Júlio
prioridade sobre as outras mensagens que trafegam na rede.                                 de Mesquita Filho (UNESP), campus de Sorocaba.
Além disso, a velocidade de comunicação do protocolo de                                    Como pesquisadora no Núcleo de Automação e
                                                                                           Tecnologias Limpas (NATEL) da universidade,
Internet, utilizando fibras ópticas, pode chegar a 100Mbps                                 orientou projetos educacionais envolvendo robótica,
mesmo a kilometros de distância. A demora da entrega da                                    lógica fuzzy e visão computacional.
mensagem através de DI e DO ocorre principalmente devido
ao tempo em que a DO leva para fechar seu contato e excitar o
relé da DI (cerca de 4ms em cada relé de contato).
    A exploração do padrão IEC 61850 não se esgota aqui,
pelas vantagens já citadas e principalmente pela
interoperabilidade entre dispositivos de diferentes fabricantes,
acredita-se na tendência de todos os fabricantes de
equipamentos destinados a subestações focarem a atenção
sobre esta norma que poderá, num futuro próximo, ser a única
utilizada em toda a subestação de energia.

                   VII. AGRADECIMENTOS
  Os autores são gratos às contribuições de R. F. Amaral, R.
T. Oue e O. Foroni Junior para que esse trabalho pudesse ser
concluído.

						
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