IEC 61850-3 e IEEE 1613 fijan lo que debe soportar un equipo de comunicaciones dentro de una subestación: perturbaciones electromagnéticas de maniobras y fallas, temperatura, humedad, vibración y requisitos de seguridad. La clase 2 de IEEE 1613 exige que el equipo no pierda, retrase ni corrompa datos durante los ensayos de interferencia. Un switch de oficina no está ensayado para ese ambiente.
Por qué la subestación pide equipos de red especiales
Dentro de una subestación hay perturbaciones que una oficina no conoce. La maniobra de un seccionador en alta tensión, la operación de un interruptor, una falla a tierra o un rayo inducen transitorios rápidos, sobretensiones y campos magnéticos intensos en los cables de control y en los equipos. A eso se suman tableros en el patio o en casetas sin climatizar, polvo, humedad y vibración.
Un switch, un reloj o un gateway que se reinicia o pierde tramas en el momento de la falla puede dejar sin disparo una función que depende de la red. Por eso existen normas que fijan los ensayos de tipo para estos equipos.
IEC 61850-3
Es la parte 3 de la serie IEC 61850, General requirements. Su edición 2.0 se publicó en diciembre de 2013 y reemplazó a la primera, de 2002. Fija los requisitos generales, sobre todo de construcción, diseño y condiciones ambientales, de los IED y sistemas de comunicación y automatización de centrales y subestaciones.
Lo principal de la edición 2:
- Compatibilidad electromagnética completada y alineada con la serie IEC 60255 (relés de medida y equipos de protección) y con IEC 61000-6-5, la norma de inmunidad para centrales y subestaciones.
- Seguridad de producto basada en IEC 60255-27.
- Requisitos ambientales: temperatura, humedad, vibración y choque, con clases según dónde se instala el equipo.
Un detalle importante: la norma alinea los requisitos de los equipos de comunicación con los de los relés de protección. La idea es que el switch del tablero soporte lo mismo que el relé que tiene al lado.
IEEE 1613
IEEE 1613, Standard for Environmental and Testing Requirements for Devices with Communications Functions used with Electric Power Apparatus, cubre condiciones de servicio, valores nominales eléctricos y térmicos, compatibilidad electromagnética y ensayos ambientales. Su edición vigente es de 2023; las anteriores (2008 y 2009) se limitaban a equipos instalados en subestaciones.
La edición 2023 separa los ensayos por función: si el equipo no hace protección ni control, sus funciones de comunicación se ensayan por IEEE 1613; si hace protección o control y tiene puertos de comunicación, esos ensayos van por la familia IEEE C37.90.
Clases de desempeño. Es lo que más se pregunta:
- Clase 1: durante los ensayos de interferencia se admiten errores, pérdidas o retardos de datos, siempre que el equipo vuelva a operar solo y sin daño.
- Clase 2: durante los ensayos no se admite pérdida, retardo ni corrupción de datos. Es la clase que se pide para equipos que llevan tráfico de protección, como GOOSE de disparo.
IEEE 1613.1 trata los equipos de red instalados en instalaciones de transmisión y distribución; su edición de 2013 figura como inactiva.
IEC 61850-3 frente a IEEE 1613
| Aspecto | IEC 61850-3 | IEEE 1613 |
|---|---|---|
| Origen | Serie IEC 61850, requisitos generales | Práctica IEEE, equipos con funciones de comunicación |
| Edición | 2013 (ed. 2) | 2023 |
| Base de los ensayos EMC | Serie IEC 60255 e IEC 61000-6-5 | Normas IEEE y normas IEC de EMC sin equivalente IEEE |
| Criterio de comunicación | Funcionamiento según los criterios de la norma | Clase 1 o clase 2 (sin pérdida de datos) |
| Seguridad de producto | IEC 60255-27 | Según la norma y su alcance |
Los rangos y niveles de ensayo concretos están en el texto de cada norma. Lo práctico es exigir en la especificación la norma, la edición y, en IEEE 1613, la clase 2 para todo equipo por el que pasen funciones de protección.
Por qué un switch de oficina no sirve
- No está ensayado contra los transitorios y campos de la subestación. Puede reiniciarse o perder tramas justo cuando hay una falla, que es cuando más se necesita.
- Rango de temperatura estrecho y ventiladores que se tapan con polvo.
- Fuente de corriente alterna de oficina, cuando el tablero de la subestación tiene corriente continua de la batería.
- Sin funciones de subestación: PRP, HSR, PTP con reloj transparente o prioridad para GOOSE, según el modelo.
Los switches de subestación cumplen además requisitos de red; la guía del switch Ethernet de subestación los resume.
Qué pedir en la hoja de datos
- Norma y edición declaradas: IEC 61850-3:2013 o la vigente; IEEE 1613 con su clase.
- Informe de ensayo o declaración del laboratorio, no solo el logotipo en el catálogo.
- Rango de temperatura de operación, sin ventiladores si va en el patio.
- Fuente: tensión de corriente continua de la batería de la subestación, idealmente redundante.
- Módulos ensayados: la conformidad puede depender de la fuente o del transceptor de fibra.
- Funciones de red que pide el proyecto: PRP y HSR, PTP, VLAN y prioridad.
- ¿Por el equipo pasan funciones de protección, como GOOSE de disparo?
- SíIEC 61850-3 e IEEE 1613 clase 2, con informe de ensayo
- No¿Se instala en la casa de control o en un tablero de patio?
- PatioIEC 61850-3 o IEEE 1613, sin ventiladores y con rango de temperatura amplio
- Casa de controlIEC 61850-3 o IEEE 1613 según la especificación
Relación con el resto de la serie
IEC 61850-3 no define protocolos ni modelos de datos: solo el ambiente que debe soportar el equipo. El resto de la serie se resume en IEC 61850: visión general, y las normas de comunicaciones con sus ediciones, en normas para comunicaciones y sincronización. Los modelos de switch con su declaración de cumplimiento aparecen en las fichas de Siemens RUGGEDCOM y Hirschmann y Moxa.
Especificación de equipos con Tiza Group
Una especificación que pide la norma y la clase correctas evita comprar dos veces. Nuestro equipo redacta las especificaciones técnicas de la red y revisa las hojas de datos de los proveedores dentro de la ingeniería de comunicaciones, de forma remota, para subestaciones de media, alta y extra alta tensión e industria. Escríbanos con la lista de equipos de su proyecto.
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Referencias
- IEC 61850-3:2013, Communication networks and systems for power utility automation – Part 3: General requirements.
- IEEE 1613-2023, Standard for Environmental and Testing Requirements for Devices with Communications Functions used with Electric Power Apparatus.
- IEEE 1613.1-2013, Standard Environmental and Testing Requirements for Communications Networking Devices Installed in Transmission and Distribution Facilities.
- IEC 61000-6-5: inmunidad para entornos de centrales y subestaciones.
- IEC 60255-27: relés de medida y equipos de protección, requisitos de seguridad de producto.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre IEEE 1613 clase 1 y clase 2?
La clase 1 admite errores, pérdidas o retardos de datos durante los ensayos de interferencia, siempre que el equipo se recupere sin daño. La clase 2 exige operación sin errores durante los ensayos, un requisito pensado para el tráfico de protección. Ninguna admite daño permanente.
¿IEC 61850-3 e IEEE 1613 son lo mismo?
No. Persiguen el mismo fin con marcos distintos: IEC 61850-3 es la parte de requisitos generales de la serie IEC 61850 y se apoya en las normas de la serie IEC 60255 e IEC 61000-6-5; IEEE 1613 viene de la práctica norteamericana. Muchos fabricantes declaran ambas, y la especificación del proyecto define cuál se exige.
¿Basta con que la hoja de datos diga «cumple IEC 61850-3»?
Es un buen comienzo, pero conviene pedir el informe de ensayo o la declaración del laboratorio, la edición de la norma, el rango de temperatura y, en IEEE 1613, la clase. Un equipo puede cumplir solo algunas pruebas o solo con ciertos módulos de fuente o de fibra.