3.2.2.1 Nhiệm vụ
Có một số chức năng tự động trong hệ thống tự động hóa trạm biến áp đòi hỏi phải giới hạn thời gian truyền của các thông tin nhị phân giữa các chức năng nằm trong cùng một ngăn lộ hoặc trong các ngăn lộ khác nhau. ví dụ:
- Trao đổi giữa bảo vệ đường dây và thiết bị tự động đóng cắt - Trao đổi giữa ngăn lộ và khóa bị hỏng
- Trao đổi giữa các ngăn lộ và các khớp nối
Thông thường, các chức năng này không sử dụng sự tương tác với con người và được giới hạn thời gian. Chúng bị giới hạn về thời gian vì chúng cần độ an toàn cao. Các thông tin được chấp nhận trễ tối đa trong khoảng vài phần nghìn giây. Nếu các chức năng trao đổi thông tin được đặt tại các IED khác nhau thì thông tin trao đổi có thể được thực hiện bằng dây đồng với địa chỉ liên lạc và role phụ trợ hoặc sử dụng truyền thông nối tiếp. Việc trao đổi thông tin này là một truyền thông ngang giữa các thiết bị ở cùng một mức phân cấp giống như trình bày ở hình 3.4.
Hình 3.4 Truyền thông ngang trong hệ thống tự động hóa trạm biến áp
Về mặt lý thuyết, việc trao đổi thông tin có thể thực hiện bằng cách sử dụng truyền thông client-server. Tuy nhiên, truyền thông client-server sử dụng bảy lớp đầy và do đó tương đối tốn thời gian. Một khái niệm truyền thông khác phù hợp được sử dụng là truyền thông publisher-subscriber. Publisher phân phối thông tin qua mạng lưới truyền thông, subscriber có thể nhận được các thông tin theo nhu cầu của mình. Trong IEC 61850 truyền thông publisher-subscriber không sử dụng dịch vụ xác nhận và do đó cách truyền trên làm giảm các ngăn xếp truyền thông dẫn đến kết quả thời gian truyền rất ngắn.
3.2.2.2 Mô hình
Các khái niệm về nút logic đã được giới thiệu tại phần 3.2.1. Ví dụ, cho việc trao đổi thông tin giữa các chức năng bảo vệ và chức năng hỏng máy cắt thì các nút logic sau có liên quan đến:
- PTRC (Protection Trip Conditioning) đại diện cho logic trong một thiết bị bảo vệ tạo ra các kết quả đầu ra nhị phân (bắt đầu và ngắt đầu ra các thiết bị ví dụ thiết bị bảo vệ đường dây)
- RBRF đại diện cho chức năng bảo vệ liên quan đến hỏng máy cắt
Trao đổi thông tin giữa các nút logic cũng có chế độ như là dữ liệu.Dữ liệu là một phần của các nút logic và là nguồn gốc của việc trao đổi thông tin. Ví dụ, các nút logic PTRC có một dữ liệu Tr đại diện cho thuộc tính chung của ngắt đầu ra của các thiết bị bảo vệ đối với ngắt chung. Các tín hiệu này không chỉ được sử dụng để vận hành máy
cắt mà nó còn được sử dụng giống như một tín hiệu kích hoạt ví dụ khích hoạt chức năng hỏng máy cắt (xemhình 3.5 và 3.6).
Hình 3.6 Bảo vệ hỏng máy cắt
Để trao đổi các loại thông tin (nhị phân) trên truyền thông nối tiếp, IEC 61850 giới thiệu một dịch vụ trao đổi thông tin đặc biệt được gọi là GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) dựa trên khái niệm publisher-subscriber. Nội dung của tin nhắn GOOSE được định nghĩa với một bộ dữ liệu (tương tự như đối với các mô hình báo cáo mô tả ở trên). Các tin nhắn GOOSE được gửi dưới dạng tin nhắn đa phương tiện trên mạng truyền thông.Điều đó có nghĩa rằng nhiều thiết bị có thể nhận được thông báo và lấy các thông tin cần thiết từ tin nhắn.Các dịch vụ truyền thông không phải xác nhận thay vào đó tin nhắn được lặp đi lặp lại nhiều lần.
Trong ví dụ về chức hỏng máy cắt một tin nhắn GOOSE được cấu hình trong thiết bị bảo vệ phải chứa ít nhất là dữ liệu thuộc tính PTRC.Tr.general.Ngay sau khi PTRC.Tr.general thay đổi giá trị của nó đến TRUE thì các tin nhắn GOOSE được gửi đi.Thiết bị thực hiện chức năng hỏng máy cắt nhận được tin nhắn này và phát hiện PTRC.Tr.general đã thay đổi giá trị của nó đến giá trị TRUE.Một tin nhắn GOOSE khác được gửi khi giá trị thay đổi trở lại FALSE.
3.2.2.3 Ứng dụng
Về cơ bản, có hai loại ứng dụng, tùy thuộc vào việc trao đổi thông tin là giữa các thiết bị bên trong ngăn lộ hoặc giữa các thiết bị được đặt trong các ngăn lộ khác nhau.
Đối với trao đổi thông tin trong ngăn lộ: Một ví dụ điển hình là việc trao đổi thông tin giữa thiết bị logic "bảo vệ khỏang cách" bao gồm các trường hợp của LN PDIS mỗi khu vực và LN PTRC (và các thiết bị logic "tự đóng" có chứa các LN RREC), trong trường hợp cả hai chức năng được cài đặt riêng trong thiết bị (Hình 3.5). LD " bảo vệ khoảng cách " gửi thông tin tới LD "tự đóng": khởi động các thành phần khởi động trong LN PTRC (PTRC.Str) và ngắt trong LN PTRC (PTRC.Op). Dựa trên những thông tin và tùy thuộc vào cách thiết lập (tự đóng một pha hoặc tự đóng ba pha; RREC.TrMod) chức năng tự đóng đại diện bởi RREC sẽ gửi thông tin (RREC.TrBeh) cho LD " bảo vệ khoảng cách" để kích hoạt ngắt dự kiến (nếu một hoặc ba pha PTRC.Tr) tới máy cắt. Lệnh mở máy cắt phát ra do chức năng tự động đóng (RREC.Op).
Trao đổi thông tin giữa ngăn lộ: Việc trao đổi thông tin giữa các thiết bị bảo vệ và sự cố máy cắt được sử dụng để bắt đầu các chức năng hỏng máy cắt đã được sử dụng như ví dụ để giải thích các mô hình ở trên. Trong trường hợp máy cắt có liên quan không thực hiện mở được thì chức năng ngắt có thể thất bại ngắt lại (RBRF.OpIn) và vẫn không thành công thì một ngắt sẽ được gửi tới tất cả các máy cắt xung quanh. Điều này được xác định ở chế độ với các dữ liệu RBRF.OpEx.
Trong hình 3.6, các chế độ của chức năng hỏng máy cắt được xắp xếp trên hai thanh cái. Bảo vệ máy cắt hỏng được bắt đầu bởi chỉ lệnh ngắt từ LD " bảo vệ ngăn lộ" (PTRC.Op). Tiêu chuẩn để bảo vệ máy cắt hỏng thường là dòng điện (RBRF.FailMod=current) với các thiết lập RBRF.DetValA. Sau bước đầu tiên chức năng máy cắt hỏng sẽ đưa ra một ngắt lại tới mạch máy cắt (RBRF.OpIn) sau đó là một giới hạn thời gian trễ nhất định (RBRF.SPTrTmms cho ngắt một cực; RBRF.TPTrmms cho ngắt ba cực).Nếu máy cắt không mở trước thời gian trễ lần thứ hai (RBRF.FailTmms) trôi qua thì chức năng hỏng máy cắt sẽ khởi động một ngắt ngoài (RBRF.OpEx). Ngắt bên ngoài này được chuyển tiếp theo hình ảnh thanh cái đến các máy cắt xung quanh. Trong khi trong công nghệ thông thường được thực hiện với hai role dự trữ thì trong IEC 61850 hai trường hợp của các LN PTRC được sử dụng trong chế độ này. Một tin nhắn GOOSE có chứa các dữ liệu và PTRC1.Op và PTRC2.Op được phân phối đến tất cả các ngăn lộ khác.