Büyük Veri Merkezlerinde IEC 61850 ile Geleneksel İzleme, Koruma ve Kontrol Çözümlerinin Karşılaştırılması

Özet

Temel tasarım Schneider referans tasarımı RD107'dir: 4 veri salonu x 2,8 MW = 11,2 MW BT, toplam 15 MVA, ana-bağ-ana düzeninde iki şebeke girişi, merkezi OG jeneratörleri ve jeneratör şalt panosu başına 2 jeneratör ile N+2 tasarım. Kapalı çevrim yapı diferansiyel ve yönlü koruma ile otomatik transfer mantığı gerektirir. IEC 61850 sabit kablolu inter-trip ve uzak G/Ç yerine PRP/MRP yedekli ağ üzerinden denetlenen GOOSE mesajlarını koyar; bedeli daha fazla ön mühendislik ve doğrulamadır.

GOOSE mesajları hızlı (4 veya 10 ms altı), kendi kendini izleyen çok noktaya yayındır. IEC 62439 PRP ve HSR ağı 1 ms altında sıfır paket kaybıyla toparlar; RSTP bunu karşılayamaz, çalışmada PRP artı MRP omurga halkası kullanılmıştır. Modbus/TCP alternatifi 8 Ethernet anahtarlı RSTP halkası ve engelleme şemaları için sabit kablolu röle-PLC sinyalleri kullanır. Sabit kablolu inter-trip sinyalleri denetlenmez, kablolama arızaları koruma gerekene kadar fark edilmez; GOOSE bağlantıları ise haberleşme arızasında alarm verir.

IEC 61850 saha çalışma süresini 2-3 kat ve OG panoların AG bölümü ayak izini yüzde 5 azaltır; mühendislik çalışmaları ile doğrulama/FAT yaklaşık yüzde 30 daha yüksektir. KPI puanları (IEC 61850 ve Modbus/TCP farkı): güvenlik 0, CapEx alt toplamı 0, güvenilirlik +2, ölçeklenebilirlik +3, pazara çıkış süresi +1, ayak izi +1, işletme ve bakım +5, toplam +12. Yazarlar uygulanabilirliği büyük sitelerle (10 MW BT veya 15 MVA ve üzeri), karmaşık radyal olmayan OG topolojileriyle, tekrarlanan çok siteli tasarımlarla, hızlı devreye almayla, sık evrimle veya mikro şebeke, yük atma ve yük dengeleme gibi gelişmiş işlevlerle sınırlar. İlgili standartlar IEC 61850, IEC 62439-3, IEC 62439-2 ve IEEE 802.1D'dir.

Öne çıkan noktalar

1. RD107: 4 x 2,8 MW = 11,2 MW BT, 15 MVA, ana-bağ-ana iki giriş, OG jeneratör panosu başına 2 jeneratör, N+2.
2. GOOSE: 4 veya 10 ms altı, kendi kendini izleyen çok noktaya yayın.
3. PRP ve HSR 1 ms altında sıfır paket kaybıyla toparlar; RSTP karşılayamaz.
4. Modbus/TCP alternatifi: 8 anahtarlı RSTP halkası ve sabit kablolu sinyaller.
5. IEC 61850 saha işini 2-3 kat kısaltır, AG bölüm ayak izini yüzde 5 azaltır; mühendislik ve doğrulama/FAT yaklaşık yüzde 30 yüksek.
6. KPI toplam +12: güvenilirlik +2, ölçeklenebilirlik +3, işletme/bakım +5.
7. Sabit kablolu inter-trip denetlenmez; GOOSE haberleşme arızasında alarm verir.
8. Uygunluk: 10 MW BT veya 15 MVA ve üzeri, karmaşık OG topolojisi, tekrarlı tasarım veya yük atma gibi işlevler.

Tasarımda kullanımı

• OG tasarım modülüne protectionControlScheme alanı ekleyin: hardwired_plc_modbus, iec61850_station_bus, iec61850_process_bus.
• BT yükü 10 MW veya tesis 15 MVA ve üzerindeyse, OG merkezi üretim, kapalı çevrim veya zincir OG topolojisi varsa IEC 61850 önerin.
• IEC 61850 seçilirse koruma ağı için PRP veya HSR (IEC 62439-3) isteyin ve GOOSE inter-trip için RSTP'yi uygunsuz işaretleyin.
• Devreye alma listesine SCD dosyası temeli ve FAT öncesi simülasyonu ekleyin; takvimde yaklaşık yüzde 30 fazla mühendislik/FAT ama 2-3 kat kısa saha işi varsayın.

Kimler okumalı

Büyük veri merkezlerinin orta gerilim koruma ve kontrol mimarisini seçen elektrik tasarımcıları ve devreye alma mühendisleri.

İlgili standartlar

• IEC 61850
• IEC 62439-3
• IEEE 802.1D (RSTP)
• IEC 62439-2 (MRP)

Yayın bilgileri

Yazarlar

Brice Martinot-Lagarde; Julien Moreau

Yayıncı

Schneider Electric

Yıl

2021

Belge numarası

WP 285

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Üretici

Erişim

Ücretsiz okunur

Lisans

Telif hakkı saklı; yalnızca künye — özgün belge için yayıncının kullanım koşulları geçerlidir

Künye