Original title:
Systémy ochran a vzdáleného řízení vn rozvodny s použitím ochran s komunikací Profibus a IEC61850
Translated title:
Systems of protection and remote control of medium voltage substation with using protection with communication Profibus and IEC61850
Authors:
Tesařík, Jan ; Fazekaš, Tibor (referee) ; Huzlík, Rostislav (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2014
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Abstract:
[cze][eng]
Tato Diplomová práce se zabývá systémy ochran a vzdáleného řízení VN rozvodny s použitím ochran s komunikací PROFIBUS a IEC61850. První část této práce reprezentuje teoretický úvod do problematiky. V první podkapitole se čtenář seznámí s komunikačním standardem IEC61850, dále typickou architekturou rozvodny postavené na tomto standardu. Poté je představen datový model a komunikační síť IEC61850. Druhá podkapitola je věnovaná komunikaci PROFIBUS. Zde je nejprve popis tohoto systému pomocí OSI modelu a následně je rozebrána přenosová technologie RS485 společně s komunikačními protokoly PROFIBUS-DP. Poslední část teoretického úvodu je věnována komunikačnímu protokolu MODBUS. V této podkapitole se čtenář seznámí s tímto komunikačním protokolem, získá základní pohled na jeho komunikační vrstvy, a je uveden do problematiky mapování dat v MODBUS. Druhá část se zabývá použitými ochrannými terminály od firem Siemens a ABB a převodníku od firmy HMS. Jednotlivé podkapitoly představují postupně tato zařízení. V první podkapitole je popis ochrany REM620 od firmy ABB, představení základů konfigurace a postup práce na bázi standardu IEC61850. Prostřední podkapitola je věnována HMS Anybus komunikátoru pro PROFIBUS. Po úvodu ve formě představení jsou rozebrány základní funkce tohoto zařízení, model výměny dat a popis jednotlivých komunikačních protokolů, se kterými tento převodník pracuje. V poslední podkapitole je popsán ochranný terminál od firmy Siemens SIPROTEC 7SJ64 s důrazem na jeho komunikační rozhraní. Třetí částí této diplomové práce začíná praktická část, která rozebírá dva typy systému zapojení ochranných terminálů a použité komunikační protokoly. První systém je připojení ochrany REM620 do sítě PROFIBUS pomocí převodníku od firmy HMS. Čtenář zde nalezne postup konfigurace těchto zařízení v software PCM600 a Anybus Configuration Manager a engineering testování komunikačních protokolů MODBUS v software ModScan, který je dále pomocí Anybus převodníku konvertován na protokol PROFIBUS. Pro konfiguraci sítě PROFIBUS byl použit software PROFIBUS Master Simulator. V rámci testování se pracovalo se signály na vyčítání pozic vypínače a hodnoty měření z ochrany REM620 a zpět byl poslán příkaz na reset alarmu od ochranných funkcí. Druhý systém představuje zapojení ochrany SIPROTEC 7SJ64 do ethernet switche a engineering této ochrany pro vertikální komunikaci IEC61850. V rámci testování byly nakonfigurovány dva signály, které byly ovládány pomocí tlačítek na čelním panelu ochrany a následně vyčítány pomocí software ITT600 SA Explorer. Na konec je srovnán engineering obou postupů a doporučení pro další práci s těmito zařízeními. Poslední část se zabývá práci s nástrojem LabVIEW. V rámci tohoto nástroje byla vytvořena softwarová emulace ochrany. Program nabízí uživateli zadání vstupních efektivních hodnot napětí a proudu, dále fázový posun pro jednotlivé fáze proudu a nakonec nastavení prahových hodnot ochranných funkcí. Měřené signály jsou zobrazeny graficky. Z ochranných funkcí má uživatel na výběr nadproudovou ochranu, ochranu proti přepětí a nadpětí, frekvenční ochranu a nakonec zpětnou wattovou ochranu fází proudu.
This Diploma thesis deals with the system for protection and remote control for MV switchgear by using protection relays with communication protocols PROFIBUS and IEC61850. The first part represents a theoretical introduction to points at issue. In the first part, the reader will get conceived with the communication standard IEC61850 and its typical architecture for MV switchgear, and also with data model based on this standard. Second part discusses the PROFIBUS communication protocol. In this part, the reader can acquire information about transmit technology and communication protocol for PROFIBUS. Last part of this theoretical chapter contains an overview on the MODBUS communication. The second part deals with the description of protection relays, which were used for the purposes of this thesis. In the first subchapter, the reader can learn about the REM620 from ABB Company, its configuration and cooperation with IEC61850 standard. Second subchapter describes the HMS Anybus communication converter. The reader will get further knowledge about description of this device and how to configure the communication protocols. In last subchapter, a description of protection relay SIPROTEC 7SJ64 produced by Siemens company is explained. With the third part starts the practical work within this thesis with protection relays. This chapter is divided into two parts; each describes different system with using the protection relays. First system contains ABB REM620 relay and HMS Anybus converter. By converting MODBUS protocol with the Anybus converter, the REM620 can be connected to PROFIBUS network. This part includes the configuration of REM620 and Anybus converter, the engineering of MODBUS and PROFIBUS protocols and testing various signals in those networks. The second system contains Siemens SIPROTEC 7SJ64 and ethernet switch. This subchapter deals with the preparation of configuration for SIPROTEC 7SJ64 and the engineering for IEC61850 communication. This part finishes with the comparing of both systems on the engineering bases. The last part of this thesis is about working with the LabVIEW instrument. Within this part, the software emulation of protection relay was made. The program offers to the user the possibility of setting input parameters as the effective values of current and voltage, the frequency and the current phase shift. Also the user can set the thresholds for protection functions, such as the Overcurrent, the Voltage and the Frequency protection. As last one, the Phase unbalance protection for the current phases is present.
Keywords:
engineering; HMS Anybus converter; IEC61850; IED; REM620; MODBUS; PROFIBUS; protection relay; SIPROTEC 7SJ64; engineering; HMS Anybus převodník; IEC61850; IED; REM620; MODBUS; ochranný terminál; PROFIBUS; SIPROTEC 7SJ64
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/32041
guest ::
