Em subestações que possuem vários IED’s (dispositivos eletrônicos inteligentes) são comuns utilizar redes de comunicação entre eles para realização da proteção, medição e controle do sistema. Porém existem vários tipos de redes disponíveis para realizar a comunicação dos IED’s. Neste artigo citar as principais topologias que podem ser utilizadas nas redes de comunicação em subestações.
Topologia em Estrela
Utiliza um IED ou um equipamento de rede como ponto central podendo realizar a função de um servidor, concentrador de dados, tradutor de protocolos, entre outras funcionalidades. Conectada a esta central temos várias ramificações de IED’s como ilustrado na Figura 1.
- Vantagens: possui um ponto central que caso ocorra a falha, acréscimo ou remoção de um nó o sistema continua operando por ter uma central que permite a continuidade do sistema.
- Desvantagens: o desempenho da rede está condicionado ao nó central e caso o IED ou equipamento de rede central falhar, ocorrerá toda a falha do sistema de comunicação além de possuir um elevado custo de operação.
Topologia Barramento
Utiliza um cabo central derivando para suas ramificações
- Vantagens: conexão dos IED’s sendo mais econômico em pequenas redes, podendo adicionar nós ao longo da linha.
- Desvantagens: quanto maior a quantidade de nós menor a velocidade de transmissão e as informações são unidirecionais.
Topologia Anel
A rede de comunicação é em formato fechado (circular).
- Vantagens: Possuí um elevado custo-benefício e fácil identificação de problemas
- Desvantagem: em caso de alterações na rede o sistema para de operar, além de todos os dispositivos compartilharem largura de banda limitando a taxa de transferência.
Topologia Árvore
Utilizando uma mescla das topologias estrela e barra, tem-se várias ramificações da barra que comunica com um ponto central (IED ou equipamento de rede) e estes comunicando com ramificações dele próprio como mostra a Figura 4.
- Vantagem: Muito utilizado em sistemas operacionais complexos em que precise desempenhar muitas funções independentes que passam a mensagem para outros pontos centrais.
- Desvantagem: possuir uma estrutura complexa e difícil gerenciamento.
Topologia Malha
Todos os dispositivos da rede possuem conexão entre si, o que torna a rede muito confiável e permite a sua operação mesmo em caso de falha em dos nós. Um dos inconvenientes é que esse arranjo possui instalação bastante complexa.
Topologia Híbrida
Quando se utiliza duas ou mais topologias em conjuntos em uma dada rede, dizemos que essa topologia é híbrida.
Conclusão
Algumas concessionárias possuem normas especificas para comunicação de IED’s em que especificam qual tipo de topologia de rede pode ser utilizado de acordo com a norma de comunicação vigente (DNP 3.0, IEC 61850, …). Podemos citar como exemplo a Cemig que especifica em suas normas os tipos de topologias de redes de acordo com a subestação.
1. 02.111-AD/ES-ET-025 – Requisitos de implementação da norma IEC61850 em subestações da Cemig D,
2. 02.111- OP/AP-198 – Sistema de automação de subestações (SAS),
3. 02.111- OP/AP-199 – Sistema de Automação De Subestações (SAS) para SEs modulares híbridas, GIS e de integração,
4. 02.111- OP/AP-200 – Sistema de Automação de Subestações (SAS) para SEs compactas integradas, …
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Um abraço e até a próxima,
Equipe Mesh Engenharia
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