IEC 61850 – Anforderungen aus Anwendersicht - VDE

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IEC 61850 – Anforderungen aus Anwendersicht Zentraler Switch Bild 5.1 Zentraler Switch sowie sternförmiger Ethernetbus Die Variante nach Bild 5.1 ist ein möglicher Aufbau für einfache Verteilnetzanlagen. Ethernet 100Mbit/s Ethernet 100Mbit/s Switch Switch Switch Bild 5.2 Verwendung einer Ethernetstruktur in Ringstruktur mit mehreren Switches Diese aufwändigere Variante kann in Mittel- und Hochspannungsschaltanlagen mit höheren Redundanzanforderungen eingesetzt werden. Wenn künftig auch die Schaltgeräte und die Wandler über Schnittstellen nach IEC 61850 verfügen und angeschlossen werden können, erfolgt der Kommunikationsverkehr aus dem Feld heraus über den Prozessbus, der in seinem physikalischen Aufbau dem Stationsbus ähnelt. Über leistungsfähige Switches werden dann Stations- und Prozessbus miteinander verbunden. Die Kommunikation der einzelnen Buspartner wird anhand der einzelnen Dienste und Datenmodelle gesteuert. © Verband der Netzbetreiber – VDN , Juli 2004 Seite 30/76
IEC 61850 – Anforderungen aus Anwendersicht Der Einsatz der Switchtechnik vermeidet Kollisionen auf dem Ethernet-LAN, in dem sie zyklisch kurzzeitige Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen den einzelnen Busteilnehmern durchschaltet. Es wäre auf Grund dieser Technik auch denkbar, Stations- und Prozessbus zu einem physikalischen Bus zu verschmelzen. Die Kommunikation über diesen einen Bus wird dann anhand der jeweiligen Dienste und Datenmodelle definiert. Der Synchronisation aller an den Bus bzw. an die einzelnen Bussegmente angeschalteten Komponenten hat einen hohen Stellenwert, da die Anforderungen für zeitkritische Stationsfunktionen wie Sammelschienenschutz, Parallelschaltfunktionen oder Transformator-Differentialschutz erfüllt werden müssen. Die zum Einsatz kommende Technik muss bei der projektbezogenen Erstinstallation auf den zu erwartenden Kommunikationsverkehr in der Station inkl. aller möglichen Erweiterungen ausgelegt werden. Erfolgt dies nicht, wird bei künftigen Erweiterungen der Station unter Umständen die Bandbreite der ausgewählten Switches nicht ausreichen. 5.2.2 Bustechnologie Damit in einem „verteilten“, über einen Bus gekoppelten Stationsautomatisierungssystem (SAS) ein stimmiger Datenaustausch und eine korrekte Verarbeitung stattfinden kann, muss eine exakte Synchronisation aller im System arbeitenden Komponenten gewährleistet sein. Dies geschieht über eine Uhrzeit- und Taktsynchronisation über den Bus. Das bedeutet, dass alle Komponenten über exakt die gleiche Uhrzeit verfügen müssen. Darüber hinaus ist für zentrale Verarbeitungsvorgänge, wie z. B. den SS-Schutz oder die Parallelschaltfunktion zu gewährleisten, dass miteinander korrespondierende Messwerte zur Verfügung stehen. Beim Ethernetbus sind abhängig vom gewählten Übertragungsmedium und -geschwindigkeit die Buslängen begrenzt. Freiluft-Schaltanlagen mit Flächenausdehnungen von 1–2 km lassen sich durch entsprechende Strukturierung (Switchtechnologie) mit einem Ethernetbus ausrüsten. Dabei ist zu beachten, dass mit Zunahme der Flächenausdehnung einer Schaltanlage auch der technische Aufwand im Kommunikationsbereich zunimmt. Bei zusätzlichen Redundanzanforderungen für den Ethernetbus verdoppelt sich auch der Aufwand für die Kommunikationsseite. Der Einsatz von Switchtechnologie löst bekannte Probleme herkömmlicher Ethernetstrukturen, wie z.B. Kollisionsmanagement. Ebenso werden kurzgeschlossene Anschlüsse aktiver Busteilnehmer vom Switch aus dem Netz herausgetrennt. Durch Aufbau eines Ethernetbusses in offener Ringstruktur wird die © Verband der Netzbetreiber – VDN , Juli 2004 Seite 31/76
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