IEC61850-Modell für GIS mit nichtkonventionellen Messtransformatoren (NCIT)
IEC 61850 Standards und NCIT-bezogene Kommunikation in GIS
Die IEC 61850-8-1 Norm ist speziell auf die Kommunikation über den Stationsbus anwendbar und bietet ein Rahmenwerk für den Datenaustausch und die Interoperabilität innerhalb von Umspannwerksautomatisierungssystemen. Andererseits ist die IEC 61850-9-2 LE Norm direkt relevant für die Kommunikation von Non-Contact Inductive Transducer (NCIT) Sensoren.
Ethernet-Optikkommunikations-Treiber spielen in dieser Anordnung eine entscheidende Rolle. Ihre Bedeutung ergibt sich aus der Nutzung von Glasfaserkabeln als physikalisches Übertragungsmedium. Glasfasern bieten Vorteile wie hochgeschwindige Datenübertragung, Immunität gegenüber elektromagnetischen Störungen und Fähigkeiten zur langstreckigen Kommunikation, was diese Treiber zu wesentlichen Komponenten für eine zuverlässige und effiziente Kommunikation macht.
Aufgrund der inhärent niedrigen Ausgangssignale eines NCIT-Messelements ist die Anwesenheit eines "Primary Converter" (PC) in unmittelbarer Nähe unerlässlich. Der PC ist ein elektronisches Gerät, das mit mehreren wichtigen Funktionen ausgestattet ist. Es beinhaltet eine Signalfilterung durch einen Tiefpassfilter, um unerwünschte Hochfrequenzrauschen zu eliminieren, digitalisiert das Signal mithilfe einer Controller Area Network (CAN)-Schnittstelle und führt notwendige Signalverarbeitungen durch. Diese Operationen stellen sicher, dass die Rohsignale des NCIT in einer geeigneten Form für weitere Übertragung und Analyse vorliegen.
Die Rechenkapazitäten des PC werden genutzt, um mit einem Gerät namens Merging Unit (MU) über ein proprietäres Protokoll zu kommunizieren. Die MU dient als zentrale Einheit, die Eingänge von mehreren PCs aggregiert. Sie ist mit mehreren Ausgangsporten ausgestattet, die es ermöglichen, mit verschiedenen Geräten, einschließlich Schutzrelais, Feldsteuergeräten und Messgeräten, zu kommunizieren. Durch die Verteilung der verarbeiteten Messwerte an diese verschiedenen Systeme fördert die MU eine nahtlose Integration und koordinierte Betriebsführung innerhalb der gesamten elektrischen Infrastruktur.
Um optimale Messgenauigkeit zu erzielen, ist es entscheidend, die Empfindlichkeit des Messelements mit dem Hintergrundrauschen der Leiterplatte abzugleichen. Das Minimieren des Hintergrundrauschens auf das geringstmögliche Niveau stellt sicher, dass das Messelement elektrische Größen präzise erfassen und messen kann, ohne von störenden Signalen beeinflusst zu werden.
Abbildung [1] veranschaulicht das IEC 61850-Kommunikationsprotokoll in Verbindung mit NCIT-Sensoren für gasisolierte Umspannwerke (GIS). Diese visuelle Darstellung bietet einen umfassenden Überblick darüber, wie die verschiedenen Komponenten interagieren und kommunizieren, und hebt die Integration standardbasierter Kommunikation und spezialisierter Sensortechnologie hervor, um die Leistung, Zuverlässigkeit und Effizienz von GIS-basierten elektrischen Systemen zu verbessern.
