Der Kommunikationsprotokollstandard IEC 61850 für elektrische Unterstationen ermöglicht die Integration aller Schutz-, Steuer-, Mess- und Überwachungsfunktionen über ein gemeinsames Protokoll. Es ermöglicht Hochgeschwindigkeitsanwendungen in Unterstationen, stationsweite Verriegelung und andere Funktionen, die eine Kommunikation zwischen IEDs erfordern = blaue Kästen in der folgenden Abbildung.

Die gut beschriebene Datenmodellierung, die spezifizierten Kommunikationsdienste für die neuesten Aufgaben in einer Station machen den Standard zu einem Schlüsselelement in modernen Unterstationssystemen.

Dieses Handbuch beschreibt hauptsächlich, wie die IEC 61850-Norm in AC500 angewendet wird. Referenzen und kurze Beschreibungen der IEC 61850-Norm sind ebenfalls in diesem Einführungskapitel enthalten. Es wird jedoch vorausgesetzt, dass der Leser über Grundkenntnisse der IEC 61850 verfügt.

Um die Norm IEC 61850 zu verstehen und die entsprechenden Informationen zu finden, sind die folgenden Teile der Norm wichtig:

Part 5: Kommunikationsanforderungen für Funktionen und Gerätemodelle

Die IEC 61850-5 erklärt, wie die Funktionen der Unterstationen durch logische Knoten = Funktionsbausteine, die in den IEDs ablaufen, realisiert werden. Für den Betrieb eines Trenners von der Stationsebene aus sind beispielsweise die logischen Knotenpunkte erforderlich: „IHMI“, „CSWI“, „CILO“ und „XSWI“.

Part 7-4: Kompatible logische Knotenklassen und Datenklassen

Die logischen Knoten und ihre Datenobjekte sind in der IEC 61850-7-4 definiert, z. B. „CSWI“, was eine Abkürzung für „Switch Controller“ ist.

Part 7-3: Gemeinsame Datenklassen

Datenobjekte basieren auf gemeinsamen Datenklassen, die in der IEC 61850-7-3 definiert sind, zum Beispiel basiert das Datenobjekt „Pos“ (Position) von „CSWI“ auf der Datenklasse „DPC“ (Double Point Controllable).

Datenattribute können durch ihren vollständigen Pfad adressiert werden, z. B. „CSWI.Pos.stVal“ enthält den Schalterstatus eines bestimmten Trennschalters und kann die Werte: ein, Zwischenzustand oder aus (schlechter Zustand nur bei defekten Hilfsschaltern) haben.

Part 7-2: Abstrakte Kommunikationsdienst-Schnittstelle (ACSI)

Abstrakte Kommunikationsdienste zwischen logischen Knoten werden in IEC 61850-7-2 beschrieben. Die folgende Abbildung zeigt, wie ein Client (z. B. „IHMI“) einen Betriebsbefehl („Oper_req“) an ein Steuerungsobjekt (z. B. „CSWI“) sendet. Die Kontrollobjekte senden sofort eine Bestätigung („Oper_rsp“) und einen Bericht mit dem aktualisierten Status („Report_req“), nachdem „CSWI.Pos.stVal“ auf off geändert hat.

Ein weiterer Dienst ist GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event), der für schnelle Kommunikation wie das Auslösen eines Leistungsschalters oder einer Verriegelung verwendet wird. GOOSE-Nachrichten werden immer erneut übertragen. Langsam unter stabilen Bedingungen und schnell, wenn ein Ereignis eingetreten ist.

Part 8-1: Abbildung spezifischer Kommunikationsdienste (SCSM)

Das Kommunikationsprofil (IEC 61850-Stack) ist in IEC 61850-8-1 beschrieben. Dieser Teil der Norm bildet die abstrakten Dienste der IEC 61850-7-2 auf konkrete Kommunikationsprofile ab: Während die ASCI-Kerndienste wie Kontrolle und Berichterstattung MMS und TCP/IP nutzen, arbeitet der schnelle GOOSE-Dienst direkt auf der Schicht Ethernet.

Part 6: Sprache der Konfigurationsbeschreibung

SCL (Substation Configuration Language) ist in der IEC 61850-6 beschrieben. Die SCL ist eine XML-basierte Definition für die Beschreibung von Unterstationen mit einer Leitung, IEDs mit logischen Knoten und deren Kommunikation über einen Kommunikationsbus.

Der Teil IEC 61850-6 umfasst auch die Rollen der verschiedenen Werkzeuge sowie die technischen Konzepte. Dabei wird zwischen dem systemweiten Engineering mit einem Systemkonfigurator und dem IED-spezifischen Engineering mit einem IED-Konfigurator unterschieden.

Teil 10: Konformitätsprüfung

Konformitätsprüfungen und die Grundlage für Konformitätsdokumente werden in IEC 61850-10 behandelt.

Abkürzungen

Kurze Liste der IEC 61850-bezogenen Abkürzungen.

Weitere Abkürzungen sind in der Norm zu finden:

IEC 61850-2: Glossar - Begriffe und Definitionen, Abkürzungen

IEC 61850-7-3: Liste aller gemeinsamen Datenklassen, wie DPC

IEC 61850-7-4: Liste aller logischen Knoten, wie CSWI