Magazin | Ausgabe 2 2022 Nach zwei Jahrzehnten zunehmender Akzeptanz und Anwendung ist die Norm IEC 61850 heute etabliert und Netzbetreiber setzen entsprechende Geräte in immer mehr Anlagen weltweit ein. Die Verbreitung der Sampled Values (SV) im Prozessbus von digitalen Schaltanlagen wurde durch die IEC 61850-9-2 Light Edition (9-2-LE) deutlich gesteigert, da dieser Leitfaden die Konfiguration und Interoperabilität von Geräten erleichtert. Lesen Sie hier, wie die Norm IEC 61869-9 es jetzt ermöglicht die Netzwerklast im Prozessbus zu optimieren. Der Leitfaden 9-2-LE definiert die Methoden der Prozessbuskommunikation, erlaubt jedoch nur wenige Optionen, um die SV im Prozessbus anzupassen. Für Strom- und Spannungswerte sieht dieser Leitfaden ein festes Dataset bei SV vor. Diese Definition enthält dabei immer vier Ströme und vier Spannungen. Die Strom- und Spannungswerte der Phasen und des Neutralleiter eines Dreiphasensystems werden dabei mit 80 Samples pro Periode für Schutz- bzw. mit 256 Samples pro Periode für PowerQuality-Anwendungen abgetastet. Das Datenpaket nach 9-2-LE ist zwar auf den ersten Blick sinnvoll, erzeugt aber unnötigen Datenverkehr, wenn nicht alle Größen verwendet werden. Je nach Anwendung kann es dadurch zu beträchtlichen ungenutzten Datenmengen kommen, welche sowohl das Datennetzwerk, als auch die angeschlossenen IEDs unnötig belasten. 2016 löste die Norm IEC 61869 die vormalige Norm IEC 60044 für die Definition von Strom- und Spannungswandlern ab. Im Abschnitt IEC 61869-9 ist eine Digitalschnittstelle vorgesehen, welche mit 9-2-LE kompatibel ist. Zusätzlich sind weitere SV Varianten definiert welche mehrere Abtastwerte (ASDU – Application Service Data Unit) in einem Netzwerkpaket ermöglichen. Mehr ASDUs per Paket sparen Bandbreite, da das Verhältnis von Payload zum Header optimiert und die Paketrate auf dem Netzwerk reduziert wird. Diese Schnittstelle ermöglicht zudem eine Konfiguration der Datasets, sodass etwa auch nur einzelne Ströme bzw. Spannungen übertragen, oder auch mehrere Strom- und Spannungssysteme in einem SV Datasets zusammengefasst werden können. Wie signifikant die, sich daraus insgesamt ergebenden Einsparungen sind, soll im Folgenden beispielhaft gezeigt werden. Ein Beispiel ist eine 1½ Leistungsschalteranlage. Bei einer derartigen Anlage müssen für einen Abgang acht Ströme und vier Spannungen über Sampled Values übertragen werden. Wenn diese acht Ströme und vier Spannungen mittels 9-2-LE-Datasets versendet werden, sind dafür zwei 9-2-LE SV-Streams nötig, da pro 9-2-LE SV-Stream jeweils nur vier Ströme im Dataset möglich sind. Bei der Umsetzung als IEC 61869-9-Dataset genügt jedoch DAS NETZWERK IN DIGITALEN SCHALTANLAGEN ENTLASTEN Mit konfigurierbaren Datasets in Sampled Values nach IEC 61869-9 Festes Dataset 4×Strom + 4×Spannung (9-2 LE) Flexibles Dataset Reduzierung Datenrate gegenüber 9-2 LE Trafotyp Anzahl MU/ Streams Datenrate 50Hz (Mbit/s) Datenrate 60Hz (Mbit/s) Anzahl MU/ Streams Datenrate (4800/2ASDU) (Mbit/s) bei 50Hz (4000/1ASDU) bei 60Hz (4800/1ASDU) 3 Wickler 3 3×5,4 = 16,2 3×6,5 = 19,5 1 6,5 60% 67% 5 Wickler 5 5×5,4 = 27,0 5×6,5 = 32,5 1 9,0 67% 72% Tabelle 1: Reduktion der Datenrate bei einem Transformator mit drei bzw. fünf Wicklungen 30
RkJQdWJsaXNoZXIy NTkxNzY=