Raúl Prieto M. Sistemas de Telecomunicaciones para ... · instalan en subestaciones Ninguno Probabilidad de reset en los momentos que más se necesita: ante una falla MTBF declarado

© ABB Group November 17, 2014 | Slide 1

Sistemas de Telecomunicacionespara Aplicaciones Críticas

Raúl Prieto M.

Soluciones en Telecomunicaciones

El mundo de las Telecomunicaciones es bastante amplio, cubriendo diferentes necesidades para diferentes negocios.

Permanentemente está evolucionando, por lo que en períodos cortos de tiempo la tecnología queda obsoleta, requiriendo de renovaciones.

Para ABB las telecomunicaciones son un instrumento de apoyo al negocio principal, no el negocio mismo.

Negocio de Portador Público

Es por ello que debemos conocer las necesidades de nuestro negocio, pues en el ámbito de las Telecomunicaciones existe una variedad de soluciones, enfocadas en distintos negocios.

• Negocios Telecomunicaciones (A nivel de acceso):– Alta capacidad de Transporte.– Fallas no tienen gran impacto.– Renovación de equipos cada 5 o menos años, por requerimientos de aumento

de BW o advenimiento de nuevas tecnologías.– Crecimiento e incorporación de nuevas Tecnologías constante

Negocio CríticoNegocios Críticos:

Capacidad de Transporte baja a Media.

Fallas tienen o pueden tener alto impacto en costos de producción o multas.

Sólo se trabaja con tecnologías probadas, tanto a nivel de telecomunicaciones como a nivel del sistema que utiliza el servicio. Ello se traduce en que se produce renovación de equipos en tiempos mayores a 10 o 15 años.

• Carga muy valiosa, y debemos protegerla adecuadamente.

EJEMPLOS

MULTIPLEXORES DISEÑADOS PARA TELCOS

PROBLEMA IMPACTO EN TELCO IMPACTO EN LATRelojes poco precisos, problemas de Sincronismo

Pérdida de Paquetes, Chasquidos en la conversación

Menor disponibilidad de Teleprotecciones, aumento de Probabilidad Disparo falso o perdida comando.

Conmutación a ruta respaldo sin señalizacióna interfaces aplicaciones

Ráfagas de errores durante conmutación

Aumento de Probabilidad Disparo falso.Diferencial de línea no se entrea del cambio en tiempo de Transmisión

Equipos sin soporte, se discontinua Modelo

Ninguno, vida útil de equipos menos a 5 años

Sistemas sin soporte, necesidad de actualizar a tecnologías en desarrollo a pesar de no requerirlas

Se incorpora Marca y se instalan en subestaciones

Ninguno Probabilidad de reset en los momentos que más se necesita: ante una falla

MTBF declarado distinto al real

Mínimo, corte servicios en usuarios finales

Menor disponibilidad de Teleprotecciones, aumento de Probabilidad Disparo falso o perdida comando.. Mayores costos de Operación y Mantenimiento

Negocio Crítico

Costo ampliación o actualización en 10 años

Costo mantención en 10 años

Inversión inicial

El costo de inversión inicial es solo una variable más.

Substation AHV-line

Substation B

PhysicalLink

TelecommunicationSystem

Tele-protectionEquipment

Tele-protectionEquipment

Teleprotection System

Importancia de sistemas de Telecomunicaciones en LAT

ProtectionRelay

ProtectionRelay

Protection System

Norma Técnica

4,4 horas al año

PLCETL

PLCETLPower Line

Canales De Comunicación

Radio Link

Información de Protección

TP2TP1

TP2TP1


Transmissiontime

Commandinput (local)

Commandoutput (remote)

GenuineCommand

disturbance,Impaiments

MissingCommand

Dependability

UnwantedCommand

Security

Funciones de la Teleprotección

Teleprotección Teleprotección

Commandinput

Commandoutput

TIPOS DE COMANDO

DIRECTO: Su transmisión significa una apertura de la Línea, por lo que se trata del comando más crítico

PERMISIVO: Su transmisión informa una condición de falla en la línea desde el extremo opuesto. La protección operara al ver la falla en Zona 2

BLOQUEO: Su transmisión indica que se deben bloquear ordenes de apertura de la línea en el extremo opuesto: La protección ve falla en Zona 4 (atrás de la línea), por lo que indica a la Protección remota que no opere si ve falla en Zona 2.

Comandos a Transmitir por la Teleprotección

COMANDO TIPO DESCRIPCION

85D Directo 50BF (falla interruptor) , 87B (Diferencial de Barra, exigencia norma técnica)

85A Permisivo 21-21N Zona 2 típicamente

85C Permisivo 67N (falla a tierra por sobrecorrientedireccional)

Bloqueo Permisivo 21-21N en Zona 4

Tipos de TeleprotecciónAnáloga

0

2

4

6

8

10

12

11.

21.

41.

61.

8 22.

22.

42.

62.

8 33.

23.

43.

63.

8 4

Condición Normal

Nivel

0

1

2

3

4

5

6

7

8

11.

21.

41.

61.

8 22.

22.

42.

62.

8 33.

23.

43.

63.

8 4

Condición Trip

Nivel

Monitoreo calidad Señal a Ruido

Cada combinación de Frecuencias determina él o los comandos emitidos

La teleprotección ABB cuenta con algoritmo patentado para evaluación de señal a ruido en el canal, y en base a ello define el óptimo de tiempo de evaluación de condiciones para considerar el comando válido

NO ES LO MISMO PERMISIVO QUE DIRECTO

Tipos de Teleprotección

Digital

Condición Normal

Monitoreo tasa de Error BER

Condición Trip

Se debe recibir palabra exacta

Cada palabra define él o los comandos emitidos

PLCETL

PLCETLPower Line

Canales De Comunicación

Radio Link


TP2TP1

TP2TP1


SOLUCIONES COMUNICACIONES ABB

Teleprotección Teleprotección

Critical environmentLife time cycle

• Equipment in substation/ mining environment will be operating much longer in comparison to public telecom operators network

• Very high MTBF of the equipment required to guarantee correct operations over total life cycle

• Long time availability of spare parts & extension material required


STM-16

STM-4


E3

E1

Legacy data ( < n x 64kbps) Teleprotection / Voice

FOX515HTransport Multiplexer providing up to SDH STM-64 interfaces (10 Gb) FOX660Hybrid optical transport multiplexer providing SDH interfaces up to STM-16 & 10GbE inclusive MPLS-TP in one deviceFOX515 / 615Combined access and transport multiplexer providing up to SDH STM-16 & 10GbE capacity and many legacy data access interfaces

WDM

STM-64

FOX Family - Multiplexer Portfolio

STM-1

Operational excellenceThe need for multiservice networks


Requirement for huge variety of different interfaces

Requirement for utility specific interfaces such as Teleprotection

Requirement for real time data channels for mission critical applications

Requirement for channel supervision for mission critical services

Requirement for support of various protocols and topologies

Requirement for highest communication channel availability

Operational excellenceGuaranteed performance for real time applications

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CADA DATO SE TRANSMITE SIEMPRE CADA 125 µs

Future communication networks for power utilitiesFOX615



Why (still) PLC ?• Economic justification• Uses existing power lines• Transmission medium as reliable as

the power line itself• Shortest link for teleprotection• Back-up of critical services• Very long distances without

repeaters• Fully under control of the Electric

Utility

• For the control and protection of the electric power grid

"Insurance"

ETL600 Onda Portadora


Modern PLC ….• Need for higher data speeds• Need for more channels• Solve frequency congestion problem• Integration into Digital Networks• LAN/IP connectivity• Network management

Digital Services

Compatibility with legacy systems, services and application practice

Analog Services

ETL600 – Universal Digital PLC


ETL600 – Key FeaturesETL600 integrates Digital PLC and Analog PLC in the same platform

Analog• Up to 3 "speech plus" channels• Integrated Teleprotection • Serial data channel

Digital• Flexible bandwidth selection• Dynamic speed adaptation (DSA)• Integrated Ethernet switch / IP router• Up to 16 compressed telephony channels

• Scalable• Flexible• Future-proof

ETL600-050-1(50 W, single rack system)

ETL600-100-2(100 W, dual rack system)

ETL600-050-2(50 W, dual rack system)

also available


ETL600 - Flexible Bandwidth Selection

Up to 3 traditional analog PLCchannels with 4 kHz …

… and/or one digital PLC channel with 32 kHz max. (up to 256+ kbps data)

• Use the bandwidth as you prefer• Increase functionality as you need

4 8 12 16 20 24 ….. 32 kHz0Teleprotection

Teleop.or DataSpeech

4 kHz

Teleprotection

4 kHz

Example:Teleprotection

APLC DPLC


Integrated Digital Voice Compression

• Configurable interfaces per channel– Foreign eXchange Subscriber (FXS)– Foreign eXchange Office (FXO)– 4-wire with E&M signaling

• Voice coder, optimized for human voice– according to ITU-T G.723.1 – with 5.3 or 6.3 kbps data rate

• Services– Voice– FAX– Signalization

• DTMF• E&M with pulse-code dialing • Call Progress Tones CP

(dial-, busy- & idle-tones)

Digital Speech (O4CV)Digital Speech (O4CV)


DSA - The key to high link availability

• Dynamic Speed Adaptation (DSA) automatically adapts the data rate to the prevailing line conditions

• Programmable service priorities • Teleprotection always has 1st priority

foul … fair weatherhigh …. low noise

Dat

a ra

te(k

bps)

SNR (dB)

DSA

DSA keeps your system running over a wide range of SNR

Highest average data throughput

Sustained operation under difficult channel conditions

Teleprotección NSD570

Versatilidad y Confiabilidad

Cualquier medio de transmisión

NSD570 - Conectividad

• Comunicación digitales– Sistemas de Fibra Óptica– Enlaces Micro Ondas– Canales Ethernet– Transferencia de commandos vía GOOSE con

la Protección• Comunicación analógicas

– Canales de Voz– Enlaces OPLAT– Cables de Telecomunicaciones

• Distintas interfaces para cualquier medio de transmisión• Configuraciones redundantes para mayor seguridad

NSD570 - Conectividad


AFS FamilyOverview

ABB FOX Switch Family Utility Grade Switches• IEC 61850 approved in SVC Baden• IEEE 1613 compliant

EMI substations requirement• Fanless designFor switches & routers• Extended temperature range

0°C up to 60°Coption -40°C to 85°C (70°C AFx677) option conformal coating (high humidity)

• Redundant power supply• AC power supply (90 .. 265 VAC)

and/orDC power supply (18 .. 60, 77 .. 300 VDC)

AFS650/655

AFS670/675

AFS677/AFR677

AFF650

AFSView


AFS670/ AFS675• 19” managed Switch of utility grade• Metal housing, Ports on front or on rear• High port density, modular concept

– Up to 28 FE ports (electrical, optical or SFP cages)– Huge variety on optical ports: SFP cages, SC, ST,.., MM and SM– SFP’s in various versions available (MM, SM, single fibre)

• 24/36/48 VDC or 60/120/250 VDC, 110/230VAC Power supply, Redundant Power supply possible

• CRA (Configuration Recovery Adapter) port for easy exchange of product


AFF650: ABB FOX FirewallHardware• 2 ports 100BASE-X

– TX/TX– FX/FX– FX/TX including single mode fibre

• 1 RS232 port with RJ11 socket for– configuration of AFF– secure modem access to network for

remote diagnosis• 1 USB socket for CRA support• Temperature range:

– Standard: 0°C to +60°C– On request: -40°C to +60°C

• Voltage range: – 9.6 to 60 VDC– 18 to 30 VAC

• Power consumption: 9.6 VA max. at 24 VDC


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