IEC 60870-5-103 es la norma complementaria para la interfaz informativa de los equipos de protección: conecta relés con el sistema de control de la subestación por RS-485 o fibra óptica. Identifica cada dato con un tipo de función y un número de información, admite datos privados de cada fabricante y permite transferir registros de perturbaciones. Hoy se reemplaza por IEC 61850, pero sigue presente en muchas subestaciones.
Qué es IEC 60870-5-103 y su norma
IEC 60870-5-103 es la norma complementaria de la serie IEC 60870-5 para la interfaz informativa de los equipos de protección. Sigue vigente su edición 1.0, de diciembre de 1997, publicada por el comité técnico 57 de IEC. Define cómo un relé entrega a la unidad de control de la subestación sus indicaciones (arranques, disparos, alarmas), medidas y registros de perturbaciones, y cómo recibe órdenes sencillas como reponer los LED o activar un grupo de ajustes.
A diferencia de la IEC 60870-5-101, pensada para telecontrol a distancia, la 103 está hecha para el interior de la subestación y fija casi todo: la capa de enlace no tiene opciones.
Dónde se usa y por qué
Se encuentra en subestaciones de alta y media tensión construidas antes de la difusión de IEC 61850 y en industria. Los relés se conectan en bus RS-485 o en estrella de fibra hacia una unidad de control, un controlador de bahía o un gateway, que traduce hacia el SCADA, normalmente por IEC 60870-5-104. Su lugar dentro de la arquitectura de comunicaciones de subestación es el nivel de bahía.
Su razón de ser fue normalizar la información de protección (qué es un disparo, qué es un arranque de fase) para que la estación entendiera relés de varias marcas sin configuración a la medida.
Cómo funciona
Capa física. RS-485, con hasta 32 cargas por línea según EIA RS-485, o fibra óptica de vidrio o plástico, con conectores tipo F-SMA o BFOC/2,5. Velocidades de 9600 o 19 200 bit/s. Cuando el bus sale del tablero o cambia de referencia de tierra, se usa fibra.
Capa de enlace. Trama FT 1.2 de IEC 60870-5-2, como en la 101, con procedimiento no balanceado: la unidad de control es el maestro, interroga a cada relé y pide datos de clase 1 (eventos) y clase 2 (medidas cíclicas). No hay opciones que elegir en esta capa.
Direccionamiento de datos. Cada dato se identifica con:
- Tipo de función (FUN): la clase de protección. Por ejemplo, 128 distancia, 160 sobrecorriente, 176 diferencial de transformador, 192 diferencial de línea, 254 funciones genéricas y 255 global.
- Número de información (INF): el dato dentro de esa función. La norma fija significados, por ejemplo 16 recierre activo, 21 modo de prueba, 38 falla de fusible de PT, 64 a 67 arranque de fases y neutro, 68 disparo general, 85 falla de interruptor, 128 cierre por recierre, y 144 a 148 grupos de medidas.
Tipos de ASDU más usados. 1 mensaje con estampa de tiempo, 2 mensaje con tiempo relativo, 3 y 9 medidas (tipo I y tipo II), 5 identificación, 6 sincronización de reloj, 7 interrogación general y 8 fin de interrogación, 20 orden general, 10, 11 y 21 servicios genéricos. Las ASDU 23 a 31 transfieren los registros de perturbaciones: lista de registros, orden de transmisión, canales, marcas y valores. Las medidas se transmiten como fracción de un valor máximo que puede ser 1,2 o 2,4 veces el valor nominal.
| ASDU | Uso |
|---|---|
| 1 | Mensaje con estampa de tiempo |
| 2 | Mensaje con tiempo relativo |
| 3 y 9 | Medidas (tipo I y tipo II) |
| 5 | Identificación |
| 6 | Sincronización de reloj |
| 7 y 8 | Interrogación general y fin de interrogación |
| 20 | Orden general |
| 10, 11 y 21 | Servicios genéricos |
| 23 a 31 | Registros de perturbaciones: lista, orden de transmisión, canales, marcas y valores |
Datos privados y servicios genéricos. Lo que la norma no cubre, cada fabricante lo publica en rangos privados o con los servicios genéricos (tipo de función 254). Es la parte que más trabajo da en la integración.
Configuración: conceptos
En el relé se fija la dirección, la velocidad, el medio y, en muchos modelos, qué señales salen por 103 y con qué número. En el maestro se carga la lista de cada relé: normalizadas, privadas, medidas y su factor 1,2 o 2,4. La referencia es la lista de interoperabilidad (cláusula 8 de la norma) de cada equipo, que dice qué funciones básicas soporta: modo de prueba, bloqueo de la dirección de monitoreo, datos de perturbación, servicios genéricos y datos privados.
Seguridad
La 103 no trae seguridad propia. IEC 62351-5 (edición de 2023) incluye a la 103 en su alcance, pero lo habitual es proteger el entorno: bus aislado dentro de la subestación, fibra, y control de acceso al gateway que la traduce.
Problemas típicos y diagnóstico
- Señales que faltan: datos privados no cargados en el maestro o firmware del relé distinto al de la lista.
- Relé en modo de prueba o con la dirección de monitoreo bloqueada: el relé lo indica con los números de información 21 (modo de prueba) y 20 (dirección de monitoreo bloqueada). En modo de prueba las indicaciones llegan marcadas como prueba y el maestro no debe tratarlas como eventos reales; con la dirección de monitoreo bloqueada dejan de llegar.
- Medidas con escala errada: factor 1,2 frente a 2,4 cruzado.
- Errores en el bus: terminación, polarización o tierra del RS-485, o fibra de tipo distinto (vidrio frente a plástico).
- Oscilografía que no sube: el maestro no soporta las ASDU 23 a 31.
Se diagnostica con un analizador serie o un simulador de maestro 103 y con la lista de interoperabilidad del relé a mano.
Convivencia y migración a IEC 61850
La 103 convive con Modbus RTU y DNP3 serie en muchos gateways. Para migrar a IEC 61850 hay tres caminos: reemplazo del relé, cambio de la tarjeta de comunicaciones cuando el fabricante lo permite, o gateway 103 → 61850. Con gateway, el relé no gana mensajes GOOSE ni un modelo de datos propio, y la lógica entre bahías sigue cableada. Cada señal se remapea a nodos lógicos y se prueba de nuevo.
Pruebas
- Inyección secundaria con equipo de pruebas para producir arranques y disparos reales y verificar que cada INF llega con la estampa correcta.
- Interrogación general, sincronización de reloj y órdenes (reposición de LED, cambio de grupo).
- Recuperación de un registro de perturbación por las ASDU 23 a 31, si el sistema lo usa.
- Revisión del medio: atenuación de cada fibra o, en RS-485, terminación en los dos extremos, polarización en un solo punto y continuidad de la referencia común.
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Referencias
- IEC 60870-5-103:1997, Companion standard for the informative interface of protection equipment.
- IEC 60870-5-101:2003+AMD1:2015, Companion standard for basic telecontrol tasks.
- IEC 62351-5:2023, seguridad para IEC 60870-5 y sus derivados.
- TIA/EIA-485, características eléctricas de RS-485.
Preguntas frecuentes
¿Por qué un relé por IEC 60870-5-103 no envía algunas señales que sí muestra en su pantalla?
Porque solo una parte de las señales tiene número de información normalizado. Las demás el fabricante las publica como datos privados o con servicios genéricos, y el gateway debe tener cargada la lista exacta de ese relé y de esa versión de firmware. Si el gateway no la conoce, la señal se ignora.
¿Puedo conectar relés de varias marcas en el mismo bus IEC 60870-5-103?
Sí, siempre que compartan velocidad y formato y que cada uno tenga una dirección distinta. La interfaz eléctrica es RS-485, que admite 32 cargas por línea, o fibra óptica. Lo difícil no es el bus sino los datos privados de cada marca, que el maestro debe conocer uno por uno.
¿Cómo se reemplaza IEC 60870-5-103 por IEC 61850?
Se puede cambiar el relé por uno con IEC 61850, cambiar solo su tarjeta de comunicaciones si el fabricante la ofrece, o poner un gateway que hable 103 hacia los relés y 61850 hacia la estación. En los tres casos hay que remapear cada señal al modelo de datos de IEC 61850 y repetir las pruebas punto a punto.