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envían. La mayoría de los mensajes son generados por eventos, utilizando un modelo de publicación y suscripción de
multidifusión. Esto significa que la adición de un dispositivo
o aplicación consiste en publicar mensajes en la red y suscribirse a los mensajes correspondientes que ya están en la red.
Estas características de la comunicación CEI 61850 hacen
que una solución de bus de procesos esté preparada para el
futuro. Cualquier dispositivo o aplicación que soporte CEI
61850 puede conectarse a la red e interoperar con cualquier
otro dispositivo de la red utilizando las mismas herramientas
de configuración.
Herramientas para implementar el bus de procesos

Una arquitectura de bus de procesos CEI 61850 se implementa con dispositivos discretos conectados de forma estándar para proporcionar soluciones de sistema. Los dispositivos discretos consisten en unidades de interfaz de proceso
(PIU), transformadores digitales de instrumento (DIT),
redes de comunicación, relojes y dispositivos electrónicos
inteligentes (IED).
Las PIU se encontrarán cerca de los equipos primarios y
serán la interfaz entre el mundo físico eléctrico y el mundo
digital. Su función es publicar información del equipo primario y controlarla desde señales de control digitalizadas
en las redes de comunicación. Estas PIU controlarán disyuntores e interruptores, se conectarán a transformadores
de corriente (TC) y transformadores de tensión (TT) tradicionales y publicarán tanto las señales de los equipos como
los valores recogidos digitalmente en los IED con fines de
protección y funcionamiento.
Es probable que los TC y TT sean sustituidos por DIT,
que son transformadores de instrumento no convencionales
(NCIT) conectados a través de una unidad de fusión para
emitir valores de corriente y tensión recogidos digitalmente.
Los NCIT utilizan técnicas de medición diferentes a las de
los TC y TT de bobinado por hilo. Ejemplos de NCIT son
los sensores de corriente de fibra óptica, bobinas Rogowski
y divisores de tensión capacitivos y resistivos. En la mayoría
de las aplicaciones, los NCIT deben ser DIT. La salida de
un NCIT es una señal analógica de baja energía que debe
enviarse digitalmente para facilitar la interconexión con el
equipo y evitar problemas de interferencia debido a la distancia y al apantallamiento. Los DIT no están sujetos a las
inexactitudes de las pérdidas de estímulo de un transformador de núcleo de hierro tradicional y pueden proporcionar
una precisión superior en una banda ancha. Las altas precisiones de los DIT simplificarán y desbloquearán nuevos
métodos de protección.
Muchos de los algoritmos de protección actuales tienen
limitaciones con respecto a la precisión de los transformadores de medida, y existen grandes porciones de algoritmos de
protección para hacer frente a estas inexactitudes. Un buen
ejemplo de esto es la característica diferencial inclinada tradicional que acomoda la inexactitud y saturación del TC.
Como los DIT pueden ser linealmente precisos en todos los
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niveles de corriente, la característica diferencial inclinada
no será necesaria para la protección diferencial cuando se
utilicen los DIT. Los DIT también eliminan el aceite utilizado como medio aislante en los TC y TT tradicionales.
Esta ausencia de aceite reduce no solo el posible impacto
ambiental, sino también el peso y tamaño del transformador
de instrumento, disminuyendo así el tiempo de instalación.
Las PIU publicarán y suscribirán los datos desde una red
de comunicación. El estándar 61850 define Ethernet como
la arquitectura física de la red de comunicación del bus de
procesos. La arquitectura de conmutación de paquetes de
Ethernet permite que varios protocolos se ejecuten en la
misma red, lo que maximiza el uso de la infraestructura de
comunicación. Mientras que la Ethernet punto a punto es
una implementación permitida del estándar 61850, el bus de
procesos Ethernet conmutado será la arquitectura física de
las subestaciones más grandes en el futuro. El interruptor
Ethernet será la pieza central de estas redes. Estos interruptores serán dispositivos configurados en las redes de bus de
procesos utilizados para controlar y dar forma al flujo de
tráfico en la red mediante redes de área local virtuales, filtrado de direcciones de control de acceso de medios y soluciones Ethernet deterministas, como las redes urgentes. Los
interruptores también deberán configurarse para mantener la
seguridad y transmitir señales de sincronización.
Los relojes se convertirán en un componente de protección fundamental en la subestación del futuro por la necesidad de sincronizar los flujos de datos publicados, ya que
esto es necesario para todos los flujos de datos analógicos
publicados. De lo contrario, los elementos, como la protección diferencial, podrían no funcionar correctamente debido
a las diferencias angulares mal calculadas asociadas con la
latencia de la comunicación. En la actualidad existen varios
métodos de sincronización de relojes, pero todas las señales
que pueden ser transmitidas a través de la red serán enviadas
de esa manera en vez de utilizar comunicación cableada. Por
tanto, las futuras subestaciones utilizarán la señal de protocolo de tiempo de precisión definida en el estándar IEEE
1588.
Los IED serán los contenedores de aplicación de la subestación del futuro. Estos contenedores se suscribirán a los
datos y luego los utilizarán para tomar decisiones de protección, proporcionar datos de funcionamiento o proporcionar datos de supervisión y diagnóstico. Estos contenedores
también controlarán y operarán la subestación en función
de los datos a los que estén suscritos. En la subestación del
futuro, los IED discretos serán reemplazados por un único
IED que actuará como unidad de protección centralizada.
La unidad de protección centralizada tomará todas las decisiones de protección para la subestación y actuará como una
puerta de enlace para la transmisión de datos de operación
y mantenimiento. Esta unidad de protección centralizada
probablemente se incluya en el dispositivo periférico de la
subestación. Dado que todos los componentes de la subestación digital son esenciales para proteger la subestación, la
julio/agosto 2019

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