Testes Automatizados a Distância de IEDs Baseados na IEC61850

Trabalho apresentado e premiado no VII Simpase – Simpósio de Automacao de Sistemas Eletricos, no Rio de Janeiro - RJ - Brasil, em 2009,
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Solução de Arquitetura para Testes Automatizados a Distância de IEDs Utilizando Equipamento de Teste
Em uma instalação convencional, a troca de dados entre os dispositivos de subestação nos níveis de vão e de processo é realizada por conexões com fiação metálica, tanto para os sinais analógicos quanto para os sinais binários e comando dos equipamentos de manobra e alarmes (entradas e saídas digitais).
Além da maior quantidade de material utilizado, o número de entradas e saídas estava limitado aos terminais de hardware disponíveis. Com a norma IEC 61850 e a utilização da rede Ethernet, os sinais analógicos e digitais via fiação metálica são substituídos por dados que trafegam na rede. Os requisitos para o teste e validação de IEDs e redes de IEDs integrados baseados na norma IEC 61850 possuem diferentes abordagens e ferramentas de teste apropriadas. A execução dos testes requer a utilização de ferramentas de teste apropriadas. Estas ferramentas de teste devem estar preparadas para avaliar os componentes individuais do sistema, bem como o desempenho da operação conjunta das diferentes funções habilitadas no sistema testado.
O protocolo existente na norma IEC 61850 está apresentando novas formas de realizar ensaios nos IEDs de uma subestação através de linguagem de configuração de subestação. Enquanto esta realidade ainda não esta totalmente implantada, uma solução alternativa de arquitetura de teste remoto para aplicação nos sistemas baseados na IEC61850 é discutida neste artigo.
A principal vantagem na realização de ensaios remotos de IEDs e sistemas é o fato de o especialista estar distante do local do ensaio eliminando o tempo de espera do deslocamento até o local do problema, melhorando a desempenho de atendimento.
O trabalho apresenta a arquitetura de teste remoto utilizando um equipamento de teste Omicron para realizar ensaios à distância entre o ponto em que se encontra o especialista e o ponto do problema. No cenário de teste foi escolhida a cidade do Camaçari-BA como ponto de observação do especialista e a cidade do Recife-PE como ponto de teste e localização do IED. O artigo apresenta o resultado dos testes e analisa a influência do tempo no resultado dos testes.

Architectural Solution for Remote Testing of IEC 61850 IED Applications Using State-of-the-Art Test Equipment
In a conventional substation, data exchange between devices at the bay and process bus levels is done via hardwired connections, for analog and binary signals, as well as for switchyard commands and alarms (digital inputs and outputs). In addition to the amount of materials (copper wires, etc.) used to implement this project philosophy, the number of inputs and outputs is limited by hardware terminal availability. With the IEC 61850 standard and Ethernet network utilization, wired analog and digital signals are substituted by data exchanged in the form of digital messages in a communications network.
The test and validation requirements of Intelligent Electronic Devices (IED's) and associated networks based on IEC 61850 require different approaches and appropriate tools. Test execution requires specific tools capable of evaluating the individual system components, as well as the overall performance of the system being tested, with all its enabled functions.
The protocol included in the IEC 61850 standard presents new possibilities for testing substation IED's using a Substation Configuration Language (SCL). While this reality is not yet totally implemented, an application of remote test architecture for IEC 61850 based systems is discussed in this paper.
The possibility of remote testing of IED's and protection systems presents clear advantages for utilities with power systems spread across the world. With remote testing, deployment of test specialists to remote areas can be reduced significantly, saving time of travel and of outages, and increasing system availability.
This work presents the implementation of a remote test architecture using an OMICRON test unit for remote testing of an IEC 61850 based IED at Companhia Hidro-Elétrica do São Francisco (CHESF) in Brazil. The test scenario spanned a distance of approximately 800 km, between Camaçari in the northeastern Brazilian state of Bahia (test specialist observation point) and the city of Recife in the state of Pernambuco, where the test object (IED) and test equipment were located. The paper present test results and analyzes the impact of a remote test setup on the performance of the test, including considerations regarding delays in message transmission exchange. Another aspect of interest treated in the paper is synchronization and its impact on a remote test architecture consisting of more than one test set (i.e., testing of transmission line differential protection system).