2_Presentación RTU

5/28/2018 2_Presentacin RTU

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Sistemas Compactos y Modulares para

la automatizacin de SubestacionesRTU511/540/560

Sandra Martinez, Agosto Septiembre - 2013


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Agenda

1. Evolucin de los Sistemas de Automatizacin de Subestaciones

(SAS) Historia de la RTU Tendencias

2. RTU contribucin a la norma IEC 61850 Estructura general de los sistemas de control RTU En el bus de procesos Ejemplo de aplicacin de RTU en el bus de proceso RTU En el Control de Subestaciones

3. Tendencia de las Redes Inteligentes

4. Implementaciones de la RTU en las Smart Grid5. Que hay en el mercado?

ABB GroupAugust 22, 2013 | Slide 2


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1. Evolucin de la automatizacin de subestacionesHistoria


RELES

ELECTROMECANICOS

LOGICA

CABLEADA

MICROPROCESADORES SISTEMAS DE AUTOMATIZACION

DE SUBESTACIONESIEC 61850


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1. Evolucin de la automatizacin de subestacionesTendencias

RTU560 product line

Transmission /sub transmission

Primary distributionsubstations

RTU540 product line

RTU500 series modules

RTU511 product line

Secondary distributionsubstations

Feeder automation

RTU500 series functions and software

ABB Group

August 22, 2013 | Slide 4

5.000 data points

750 data points

5.000 data points


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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850Estructura general de los sistemas de control de subestaciones.


Funcionalidad escalable quesatisface las exigencias mas altas

Soporte para las extensiones yactualizaciones futuras,

asegurando la inversin inicial

SOLUCININTEGRAL

Soluciones optimizadas para laintegracin completa de todoslos dispositivos y subsistemas


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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850RTU en el bus de proceso.





SOLUCININTEGRAL



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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850Arquitectura del SistemaRTU Cableado

Los rels no tenan capacidad decomunicacin

Monitoreo de estado y control atravs de conexiones cableadas de

RTU Cantidad significante de

conexiones, de documentacin,Ingeniera, montaje y puesta enservicio implica costo importantes y

poca flexibilidad.



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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850Arquitectura del Sistema SADNP / Modbus

Integracin de monitoreo de estado dentro

de IEDs

Reduccin eliminacin de gabinete deRTU

Definido el conjunto de protocolos

Modelado no estndar de equipos yfunciones de subestacin

Formato no estndar de datos

La integracin requiere conocimientoprofundo de cada aparato

Puede ser necesaria conversin deprotocolo



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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850Sistema SA IEC 61850 Bus de proceso 62850-9-2

Integracin y monitoreo del estado de

proteccin, automatizacin y control de losIEDs

Digitalizacin de cable s de cobre

61850-8-1 (bus de estacin)

61850-9-2 (bus de proceso)

Modelado de la subestacin, equipos yfunciones

Conjuntos de protocolos

Interoperabilidad para estandarizacin y

verificacin



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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850Que es un bus de proceso?



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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850Introduccin al bus de Proceso


El bus de proceso es una red decomunicaciones sobre nivel deproceso y adems conecta el nivelde proceso al nivel de baha

IEC 61850-9-2- describe latrasmisin de valores analgicosmuestreado sobre Ethernet

IEC 61850 permite la trasmisinde datos binarios sobre niveles deproceso (GOOSE, MMS)


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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850Bus de proceso para valores analgicos


Los valores analgicosmuestreados se tramiten comomensaje multidifusin y los puederecibir todos los IED en la mismaRED

Los IED receptores deciden yreciben o no el dato

El tiempo de trasmisin de losmensajes sobre la red no esdeterministico

Se requiere una referencia detiempo para alinear lasmuestras de diferentes fuentes


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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850Diferencia entre el estndar IEC y la gua de

implementacin



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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850Ventajas de su implementacin


Seguridad operacional incrementada:

El manejo de circuitos de TCs y TPs esta obsoleto

Aislamiento de procesos

Costo de vida util reducido

Supervisin permanente del sistema en un tiempo

real incrementando la disponibilidad del sistema ylos ciclos de mantenimiento y reduciendo tiempofuera de servicio

Cableado de cobre reducido

Reemplazando cables de cobre en paralelo conBus ptico de proceso

Diseo interoperable a prueba de obsolescencia

Aplicando estndar IED 61850


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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850Pruebas y MantenimientoImpacto sobre prueba de proteccin y control



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ABB Group


2. RTU contribucin a la norma IEC 61850Ejemplo de aplicacin de RTU en el bus de proceso

Especificacion de arquitectura requerida para la aplicacin


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ABB Group



Transformadores de potencia

ABB TECIDD Double

SW ABBAFS

MODBUS TCP desde TEC

IEC 61850 al MicroSCADA

Entradas de los sensores de campo

DNP3.0

RS485

ModbusTCP

Micro

SCADA


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ABB Group



Interruptor

PLC de alta Velocidad

Conversion analga en 50segundo

SW ABBAFS


MODBUS TCP desde PLC


ModbusTCP

Micro

SCADA


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ABB Group



Seccionadores:

SW ABBAFS

PLC de alta Velocidad

Conversion analga en1mili segundo


MODBUS TCP desde TEC


IEC

104

Micro

SCADA


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ABB Group



Arquitetura general de la aplicacin:

Seccionadores

87 Unidades

Interruptores

25 Unidades

Transformadores de

Potencia

14 Unidades

SWs ABB AFS (9Unidaes) MicroSCADA

IHM, Alarma deEventos, Analisis

de Historicos,Diagnostico yPronosticos

Multi-Loop/Ring Network Topology

IEC 61850 IEC 61850


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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850RTU en el Control de Subestaciones.





SOLUCININTEGRAL



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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850RTU en el Control de Subestaciones - Sistemasmodulares



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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850RTU en el Control de Subestaciones - SolucionesHibridas


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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850RTU en el Control de Subestaciones - Capacidad deextesin


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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850RTU en el Control de Subestaciones - Solucionescompactas



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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850RTU en el Control de Subestaciones - Soluciones degateway


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Sistemas de Arquitectura EscalableIntegracion de modulos de I/O y multimetro



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2. RTU contribucin a la norma IEC 61850RTU en el Control de Subestaciones - Solucin de I/Olocales y extendibles



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RTU560G- Basada en Automatizacin de SubestacionesSolucin compacta

Principales caracteristicas:

RTU Centralizada con motaje en riel DIN

Enfoque en el control remoto

Expansin de modulos de I/O

Soporta varios protocolos para laintegracin de IED (IEC61850, IEC103,DNP3.0 and Modbus)

System functionsTime synchronization

Basic user authority handling

Group alarms, group signals

Basic monitoring and control functions

System supervision, alarms, events, status indications,measurements

Remote control, monitoring and diagnostics (Gateway)

Advanced monitoring and control functionsUploading and storage of disturbance fault records

System size

Number of bay-level IEDs (estimation) 1..20Max. number of data points (fix limitation) 750Max. number of serial ports eg, for IEC101, IEC103, .. 2Max. number of Ethernet Ports eg, for IEC61850, IEC104, 1

Pequeas aplicaciones de Distribucin


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Solucin flexibleAplicaciones de Distribucin y sub-transmisin

Principales caracteristicas

Estacin de control Local basada enRTU- posibilidad de CPU

Tarjetas de I/O Gran cantidad de protocolos para la

integracion de los IED y soportar lacomunicacin con centrales remotas

Control remoto opcional

System functions

Time synchronization

Basic user authority handling





Local control and monitoring (HMI)

Advanced monitoring and control functions

Uploading and storage of disturbance fault records

System size

Number of bay level IEDs (estimation) 1..60

Max. number of data points (fix limitation) 5000

Number of remote links 4

Number of IEC61850 Networks 1..3


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Solucin flexibleAplicaciones de Distribucin y sub-transmisin

Principales caracteristicas

RTU como gateway

Gran cantidad de protocolos para la

integracin de IED y soportar lascomunicaciones remotas

Mando a distancia sumamente confiabley funcionalidad de control local muyavanzado

System functions

Time synchronization

Multi level user authorization handling

Versatile language support, including operator-specific languages


Blocking list

Zooming, panning, de-cluttering




Single line pictures and system supervision pictures

Control dialogues, select before execute for operation

Advanced monitoring and control functions

Remote parameter setting and reading

Uploading and storage of disturbance fault records

Fault record analysis

Measurement reports

Trends

External alarming (e-mail, short message, fax)

Dynamic busbar coloring

Automatic sequence control

System size

Number of bay level IEDs (estimation) 1..60Max. number of data points (fix limitation) 5000Number of remote links 4Number of IEC61850 Networks 1..3


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3. Tendencias de las Redes Inteligentes



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ABB Group


3. Tendencias de las Redes InteligentesRedes tradicionales a las redes futuras

Redes tradicionales:

Generacin centralizada Flujo de potencia unidireccional Generacin segun la demanda Operacin basada en al experiecia de historicos Limitada acesibilidad a la red para nuevos

productores

RedTradicional

Red

Futura

Redes futuras

Generacin de potecia descentralizada ydistribuida

Fuentes de energa renovable

Los consumidores empiezan a ser productores

Flujo de potencia multidireccional

Carga adaptada a la produccin

Operacin basada en datos en tiempo real


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3. Tendencias de las Redes InteligentesVentajas

1.Control y monitoreo remoto de centrales eolicas2.Incremento de la capacidad y estabilidad de la red3.Almacenamiento de energa

4.Eficiencia en las distancias de transmisin5.Tiempo de respuesta mas rpido6.Balance entre carga y suminsitro7.Operacin de la red con generacin dsitribuida8.Administracin de la carga y respuesta a la demanda basada en el

precio en tiempo real.

12

3

4

56

7

8


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3. Tendencias de las Redes InteligentesFunciones

Decentralized energy resources - DER DERs son almacenamientos de energadescentralizados y unidades degeneracin de 15MW o menos

DER son usuarios finales que no hacenparte de las empresas de servicios

La potencia generada por los DER espara autoconsumo, los excedentepodran ser vendidos a la empresa deservicios de distribucin

Las regulaciones estipulan que fuentes

de energa > 100 KW debern sercontroladas y supervisadasremotamente


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3. Tendencias de las Redes InteligentesAplicacin de las RTUs

Decentralized energy resources - DER


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Respuesta a la Demanda

La respuesta a la demanda permitir al consumidor lareduccin responsible de carga, por condiciones deemergencia o por la variacin de la tarifa. AMR/Medicin Inteligente Precio Dinamico DomticaControl de la carga por el usuario


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Rapida deteccin de falla con georeferenciacin

Aislamiento de la Falla Reduccin de falla y del tiempo de rastreo

Conmutacin automatizada

Rpida restauracin


Fault detection isolation restorationFDIRCB

Substation

CB

Substation


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Respuesta a la Demanda


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Fault detection isolation restorationFDIR


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ABB Group


Control Coordinado de:

Cambiadores de tap en una subestacin de transformacin

Regulacin de la alimentacin del voltaje Banco de capacitores que aseguraran VAR y la curva de voltaje

Mejoramiento de la eficiencia energetica y reduccin de emisiones La demanda mxima se reduce, lo que reduce el costo para las

empresas de servicios


Optimizacin del Voltaje

sensor meter

tap changers

cap bank regulator switches

S

FACTS

S

M

M

M

M

S S

M

M

M

M

M


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3. Tendencias de las Redes InteligentesAplicacin de las RTUsOptimizacin del Voltaje


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ABB Group


Feeder automationRequerimientos de mercado para las RTUs

RTUs de montaje en poste

Bancos de capacitores

RTUs para anillos de unidades principales (RMUs)

F d t ti


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ABB Group


Feeder automationPole-top RTU

Pequeas y robustas RTU para el controldel interruptor

Medida directa de las tres fases de voltajey corriente

Calculo de: Potencia activa, reactiva y aparente

Factor de Potencia Direccion del flujo de potencia Energia activa y reactiva

Deteccin de falla con la localizacin Seccionamiento Automatico Comunicacin Inalambrica

Condiciones ambientales agresivas Alimentacin de datos al SCADA en

tiempo real por ejemplo: Localizacin delas fallas, estado de interruptores yseccionadores, medida

F d t ti


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ABB Group


Feeder automationBancos de Capacitores

Ajuste del factor de potencia requerido

Ajuste al rango de voltaje

Ajuste de la conmutacin al retardo

Si el factor de potencia no es

alcanzado, se da la auto desconexin Transferencia del actual factor de

potencia

Participacin en la deteccin de fallaislamiento y restauracin (FDIR)

F d t ti


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ABB Group


Feeder automationUnidades en anillos principales

Aplicaciones en lineas de distribucinde medio voltaje : Subestaciones compactas Grandes infraestruturas Areas resideciales Centros comerciales Aeropuertos Trasporte masivo

Restriccin de espacio

Medida directa de las tres fases decorriente y voltaje

Calculo de la potencia

Funciones de medicin por deteccin defallas

230/400 V

110 kV6-36 kV

6- 36 kVconnection

110 kVconnection

Industry

S i RTU500


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ABB Group


Serie RTU500Requerimientos de RTU modernas

Diseo flexible y modular

Soluciones escalables segun las tendencias de los estandares y delmercado

Tecnologas inovadoras de alta funcionalidad

Facil configuracin para el usuarioAsegura redes de potencia seguras y confiables

Robustes contra ataques de ciberseguridad

Inversin protegid

Soporte eficaz y confiable

S i RTU500


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ABB Group


Serie RTU500Requerimientos del mercado para RTUs modernas

Sistema del control de la red

Estacin deControl

Subdevices

Monitoreo yControl

ParallelI/OsFunciones de

PLC

Diagnostico

IngenieraAmigable HMI Integrada

Gama deprotocolos

Cybersecuridad

Archivo deDatos

Redundancia

S i RTU500


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Serie RTU5005-year market development for RTU products

RTU560 product line

Transmission /sub transmission

Primary distributionsubstations

RTU540 product line

RTU500 series modules

RTU511 product line

Secondary distributionsubstations

Feeder automation

RTU500 series functions and software


5.000 data points

750 data points

5.000 data points


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Documents

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