Modelo IEC61850 para GIS com Transformadores de Instrumentos Não Convencionais (NCIT)

Padrões IEC 61850 e Comunicação Relacionada ao NCIT em GIS

O padrão IEC 61850-8-1 é especificamente aplicável à comunicação de barramento de estação, fornecendo um framework para a troca de dados e interoperabilidade dentro dos sistemas de automação de subestações. Por outro lado, o padrão IEC 61850-9-2 LE é diretamente relevante para a comunicação dos sensores de Transdutores Indutivos Não Contatantes (NCIT).

Os drivers de comunicação óptica Ethernet desempenham um papel crucial neste cenário. Sua importância decorre do uso de fibras ópticas de núcleo de vidro como meio físico de transmissão. As fibras ópticas oferecem vantagens como transferência de dados de alta velocidade, imunidade à interferência eletromagnética e capacidades de comunicação de longa distância, tornando esses drivers essenciais para uma comunicação confiável e eficiente.

Devido aos sinais de saída de nível intrinsecamente baixo de um elemento de medição NCIT, a presença de um "Conversor Primário" (CP) nas proximidades é indispensável. O CP é um dispositivo eletrônico equipado com várias funções-chave. Ele incorpora filtragem de sinal através de um filtro passa-baixo para eliminar ruídos indesejados de alta frequência, digitaliza o sinal usando uma interface Controller Area Network (CAN) e realiza o processamento de sinal necessário. Essas operações garantem que os sinais brutos do NCIT estejam em um formato adequado para transmissão e análise adicionais.

As capacidades computacionais do CP são utilizadas para se comunicar com um dispositivo conhecido como Unidade de Fusão (UF) por meio de um protocolo proprietário. A UF atua como um hub central, agregando entradas de múltiplos CPs. Ela está equipada com várias portas de saída, projetadas para permitir a comunicação com diversos equipamentos, incluindo relés de proteção, controladores de baia e dispositivos de medição. Distribuindo as medições processadas para esses diferentes sistemas, a UF facilita a integração sem costura e a operação coordenada dentro da infraestrutura elétrica geral.

Para alcançar a máxima precisão na medição, é imperativo ajustar o nível de sensibilidade do elemento de medição ao nível de ruído de fundo da placa de circuito impresso. Minimizar o ruído de fundo ao menor nível possível garante que o elemento de medição possa detectar e medir quantidades elétricas com precisão, sem ser afetado por sinais espúrios.

A Figura [1] ilustra o protocolo de comunicação IEC 61850 em conjunto com sensores NCIT para Subestações Isoladas a Gás (GIS). Esta representação visual fornece uma visão abrangente de como os vários componentes interagem e se comunicam, destacando a integração da comunicação baseada em padrões e tecnologia de sensores especializados para melhorar o desempenho, a confiabilidade e a eficiência dos sistemas elétricos baseados em GIS.