IEC 61850 -standardin käyttö ja vaikutus sähköasemien kunnossapidossa

Abstract

Digitaalitekniikan lisääntyminen ja sen nopea kehittyminen on näkynyt sähköasemien digitalisoitumisessa. Vuonna 2004 julkaistu IEC 61850 -standardi mahdollistaa sähköaseman sisäisen tiedonsiirron yhtenäisesti laitevalmistajista riippumatta. Ennen tätä standardia laitevalmistajat käyttivät omia tiedonsiirtoprotokolliaan, jotka tuottivat ongelmia laitteiden välisessä kommunikoinnissa ja niiden uusimisessa.

Työn tavoitteena oli saada tuotua enemmän tietoa kunnossapitohenkilöstölle standardin sisällöstä, sen käytöstä ja vaikutuksista sähköasemien kunnossapidossa sekä teorian että työohjeen muodossa. Näin ollen standardin ja sitä hyödyntävien laitteiden tuntemusta saataisiin parannettua sekä standardin sisältöä voitaisiin jatkossa hyödyntää paremmin sähköasemien kunnossapidossa.

Työn teoriaosuudessa tarkastellaan sähköaseman eri järjestelmistä muodostuvaa kokonaisuutta, standardin sisältämää datamallia, eri tietoliikenneprotokollia, protokollien tarkoitusta ja hierarkiaa sähköasema-automaatiossa sekä eri topologiamuotojen käyttöä sähköasemilla. Lisäksi kartoitettiin IEC 61850 -standardia noudattavien IED-laitteiden kanssa ilmenneitä ongelmia. Perustuen ilmenneisiin ongelmiin, laadittiin työohje sekä selvitettiin kyseiseen standardiin perehtyneiltä näkemyksiä siitä, mikä standardin sisällöstä on tärkeää kunnossapidon kannalta. Kunnossapidon kannalta tärkeimpinä asioina on ymmärtää standardin käyttö ja hierarkia sähköasemalla.

Tuloksena saatiin muodostettua kuvaus standardista, sen sisällöstä ja käytöstä sekä vaikutuksista sähköasemien kunnossapidossa. Teoriaosuus toimii pohjana standardiin perehtymiselle. Lisäksi tuloksena saatiin rakennettua työohje, joka perustuu kunnossapitokoestajilta tehdyssä kartoituksessa ilmenneisiin ongelmiin. Työohje tukee asemaväylässä olevien IED-laitteiden tietoliikenneongelmien ratkaisua.

The growth of digital technologies and its fast development have been seen in substation automation systems. In 2004 the first edition of IEC 61850 standard was published and it allows consistent inner data transfer without manufacturer dependencies. Prior to this standard device manufacturers used their own protocols, which created problems with replacing devices and compatibility between different manufacturers. The goal of this thesis is to increase knowledge of IEC 61850 standard of maintenance personnel order to utilize the content of the standard more efficiently in substation maintenance.

The first part of this thesis includes view of the different systems in a substation and IEC 61850 standard’s data model, the main purpose and structure of different protocols in substation automation. Problems with IEC 61850 standard were collected by interviewing maintenance personnel. Also people who have been working with the standard were interviewed about what is important in IEC 61850 standard considering substation maintenance. The key to substation maintenance is to understand the use of standards and hierarchy in substation.

The result of this thesis is a description of IEC 61850 standard and its usage and impact on substation maintenance. The theory part of this thesis works as an introduction to IEC 61850 standard. Instructions for maintenance personnel were made to find solutions related to intelligent electronic devices’ telecommunication problems. Already, by looking at the usage of IEC 61850 standard it is possible to notice that it has a good probability to be a contributor in substation digitalization in future.