Modello IEC61850 per GIS con trasformatori di misura non convenzionali (NCIT)

Standard IEC 61850 e Comunicazione Relativa a NCIT in GIS

Lo standard IEC 61850 8 - 1 è specificamente applicabile alla comunicazione del bus di stazione, fornendo un framework per lo scambio di dati e l'interoperabilità all'interno dei sistemi di automazione delle sottostazioni. D'altra parte, lo standard IEC 61850 9 - 2 LE è direttamente rilevante per la comunicazione dei sensori Non-Contact Inductive Transducer (NCIT).

I driver di comunicazione ottica Ethernet svolgono un ruolo cruciale in questa configurazione. La loro importanza deriva dall'utilizzo di fibre ottiche con nucleo di vetro come mezzo fisico di trasmissione. Le fibre ottiche offrono vantaggi come il trasferimento veloce dei dati, l'immunità all'interferenza elettromagnetica e le capacità di comunicazione a lunga distanza, rendendo questi driver essenziali per una comunicazione affidabile ed efficiente.

A causa dei segnali di uscita a basso livello intrinseci a un elemento di misurazione NCIT, la presenza di un "Convertitore Primario" (PC) nelle vicinanze è indispensabile. Il PC è un dispositivo elettronico dotato di diverse funzioni chiave. Incorpora la filtrazione del segnale attraverso un filtro passa-basso per eliminare i rumori indesiderati ad alta frequenza, digitalizza il segnale utilizzando un'interfaccia Controller Area Network (CAN) e esegue le necessarie operazioni di elaborazione del segnale. Queste operazioni assicurano che i segnali grezzi dal NCIT siano in una forma adatta per ulteriori trasmissioni e analisi.

Le capacità computazionali del PC sono sfruttate per comunicare con un dispositivo noto come Unità di Fusione (MU) attraverso un protocollo proprietario. L'MU serve da hub centrale, aggregando gli input da più PC. È dotato di diverse porte di uscita, progettate per abilitare la comunicazione con vari dispositivi, inclusi relè di protezione, controllori di bay e dispositivi di misurazione. Distribuendo le misurazioni elaborate a questi diversi sistemi, l'MU facilita l'integrazione senza soluzione di continuità e l'operazione coordinata all'interno dell'infrastruttura elettrica complessiva.

Per ottenere la massima precisione nella misurazione, è fondamentale abbinare il livello di sensibilità dell'elemento di misurazione al livello di rumore di fondo della scheda a circuito stampato. Ridurre il rumore di fondo al livello più basso possibile assicura che l'elemento di misurazione possa rilevare e misurare quantità elettriche in modo accurato, senza essere influenzato da segnali spurii.

La figura [1] illustra il protocollo di comunicazione IEC 61850 in combinazione con i sensori NCIT per le Sottostazioni Isolate a Gas (GIS). Questa rappresentazione visiva fornisce una panoramica completa su come i vari componenti interagiscono e comunicano, evidenziando l'integrazione della comunicazione basata su standard e tecnologia specializzata dei sensori per migliorare le prestazioni, l'affidabilità ed l'efficienza dei sistemi elettrici basati su GIS.