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Ingeniería IEC 61850 top-down y bottom-up: SSD a CID

Diferencia entre la ingeniería IEC 61850 top-down (SSD, SCD, CID) y bottom-up (ICD, SCD): herramientas, roles, intercambio entre fabricantes y entregables.

Por Shadai García, ingeniero electricista, fundador y CEO de Tiza Group. Revisado por el equipo de ingeniería de Tiza Group · .

especificaciónsistemafabricante Afabricante BSSDICDSCDIIDICDSCDCIDCIDtop-downbottom-upSSDCIDICDCIDSCDel SCD es el mismo en los dos caminosSCLSSD o ICDSCDCID© tizagrp.comespecificaciónsistemafabricante Afabricante BSSDICDSCDIIDICDSCDCIDCIDtop-downbottom-upSSDCIDICDCIDSCDel SCD es el mismo en los dos caminosSCLSSD o ICDSCDCID© tizagrp.com
Ingeniería IEC 61850: archivos SCL de arriba abajo y de abajo arriba. Ubicación en el sistema, principio de funcionamiento e IEC 61850. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

En la ingeniería IEC 61850 top-down se parte de la especificación de la subestación (archivo SSD, con el unifilar y las funciones), se eligen los IED que las cumplen y se construye el SCD, del que salen las configuraciones de cada equipo. En la bottom-up se parte de los IED ya elegidos o configurados (ICD o IID) y se integran en el SCD. La mayoría de los proyectos mezcla ambos enfoques; lo que no cambia es que el SCD es el documento central que se entrega al dueño.

Por qué importa el flujo de ingeniería

En una subestación con IEC 61850, la configuración de la comunicación no se escribe equipo por equipo: se describe en archivos SCL, el lenguaje de configuración de IEC 61850-6, y se intercambia entre herramientas de distintos fabricantes. El orden en que se crean esos archivos, quién los crea y quién tiene derecho a modificarlos es el flujo de ingeniería.

Hay dos enfoques: de arriba hacia abajo (top-down), que parte de la especificación del sistema, y de abajo hacia arriba (bottom-up), que parte de los equipos. La diferencia no es académica: define cuánto retrabajo habrá cuando se agregue una bahía o se cambie un IED.

Los archivos y las herramientas

Los archivos SCL los explicamos en detalle en archivos SCL IEC 61850. Su uso en el flujo de ingeniería:

ArchivoQué describeQuién lo produce
SSDLa especificación: unifilar y funciones (nodos lógicos) ligadas al patio, sin IED definidosHerramienta de especificación
ICDLa capacidad de un tipo de IEDFabricante del IED
IIDUn IED ya configurado para el proyectoHerramienta del fabricante
SCDEl sistema completo: subestación, comunicación, IED, datasets y suscripcionesHerramienta de configuración del sistema
CIDLa configuración que se carga en un IEDHerramienta del fabricante, a partir del SCD
SEDUna parte del sistema para intercambiar con otro proyectoHerramienta de configuración del sistema

IEC 61850-6 distingue tres tipos de herramienta: la de especificación, la de configuración del sistema (independiente del fabricante) y la de configuración del IED (propia de cada fabricante). La edición 2 agregó los archivos IID y SED y una cláusula sobre los derechos de ingeniería de cada herramienta.

Ingeniería top-down

Flujo top-down
  1. 01Especificación (SSD)Unifilar y funciones de cada bahía, independientes del fabricante
  2. 02Selección de IED (ICD)Se eligen los equipos cuyas capacidades cubren las funciones
  3. 03Configuración del sistema (SCD)Se asignan funciones a IED, direcciones, datasets, GOOSE, reportes y suscripciones
  4. 04Configuración de cada IED (CID o IID)La herramienta del fabricante importa el SCD y completa lo propio del equipo
  5. 05Retorno al SCDLos cambios hechos en el IED vuelven al SCD para que siga siendo la referencia

Sus ventajas:

  • La especificación es independiente del fabricante. El dueño describe lo que necesita, no un modelo de relé.
  • El SCD nace del unifilar, con las funciones ligadas a los equipos del patio. Eso facilita la trazabilidad y la reutilización en otras subestaciones.
  • Las ampliaciones son ordenadas: la bahía nueva se especifica igual que las demás y se agrega al SCD existente.

Su dificultad es que exige una herramienta de especificación y una de sistema que lo soporten bien, y un equipo que sepa usarlas. También exige disciplina: si un cambio se hace solo en el IED y no regresa al SCD, el flujo se rompe.

Ingeniería bottom-up

El flujo parte de los equipos:

  1. IED elegidos o preconfigurados. Cada fabricante entrega su ICD, o un IID con su plantilla ya aplicada.
  2. Integración en el SCD. La herramienta del sistema reúne los IED y define la comunicación entre ellos.
  3. Configuración de cada IED. La herramienta del fabricante importa el SCD y genera el CID.

Es el flujo más común en la práctica, porque:

  • Los IED se compran temprano y cada fabricante trae sus plantillas.
  • Muchos integradores trabajan con soluciones probadas de un fabricante y agregan los demás equipos alrededor.
  • No todas las especificaciones se entregan como SSD.

El riesgo es que el SCD termine describiendo lo que se configuró y no lo que se especificó, y que cada subestación quede distinta aunque cumpla la misma función. Sin la sección de subestación del SCD, la relación entre las funciones y el unifilar queda solo en los planos.

Roles y derechos de ingeniería

En un proyecto con varios fabricantes, cada uno es dueño de la configuración interna de sus IED y el integrador es dueño del SCD. El flujo funciona cuando están claros:

  • Quién puede modificar qué. El integrador define la comunicación entre IED; el fabricante, la lógica interna de su equipo.
  • Cómo regresan los cambios. Lo que la herramienta del fabricante cambia en un IED (por ejemplo, un dataset) vuelve al SCD como IID.
  • Cómo se versiona. Cada entrega del SCD lleva su número de revisión y un historial de cambios.
  • Cómo se comparten partes del sistema entre proyectos, por ejemplo con otra subestación o con el centro de control, mediante SED.

Qué entregar al dueño

  • El SCD final, que coincide con lo instalado y probado.
  • Los ICD de cada tipo de IED y los CID o IID cargados en cada equipo.
  • La configuración propia de cada IED exportada desde la herramienta de su fabricante, porque el SCD no contiene ajustes de protección ni toda la lógica interna.
  • La tabla de versiones de firmware, de herramientas y de archivos.

Puede abrir y revisar un SCD con nuestra herramienta gratuita, el visor SCL IEC 61850.

Cómo se elige

Qué flujo conviene en un proyecto
  • ¿El dueño tiene una especificación funcional estándar de sus subestaciones?
    • SíTop-down con SSD, y exigir que el SCD final conserve la sección de subestación
    • No¿Los IED ya están comprados o vienen preconfigurados por el fabricante?
      • SíBottom-up, cuidando que todo cambio regrese al SCD
      • NoConviene escribir primero la especificación funcional y avanzar top-down

Le ayudamos con su proyecto

En Tiza Group hacemos la ingeniería y la configuración de IEC 61850 para subestaciones de alta y extra alta tensión y para industria: especificación, SCD, configuración de IED de varios fabricantes, entrega documentada y pruebas. Si heredó una subestación sin SCD actualizado, lo reconstruimos. Escríbanos.

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Referencias

  • IEC 61850-6:2009 + Amd 1:2018 + Amd 2:2024, Configuration description language for communication in electrical substations related to IEDs.
  • IEC 61850-4, System and project management.
  • IEC 61850-7-4, Compatible logical node classes and data object classes.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la ingeniería top-down en IEC 61850?

Es el flujo que empieza por la especificación del sistema: el unifilar de la subestación y las funciones que necesita cada bahía, descritas en un archivo SSD independiente del fabricante. A partir de ahí se eligen los IED, se integran en el SCD con la herramienta del sistema y se generan las configuraciones de cada equipo.

¿Por qué la mayoría de proyectos se hace bottom-up?

Porque muchas herramientas y especificaciones no producen un SSD completo, los IED se compran antes de cerrar la ingeniería de sistema y los integradores trabajan con plantillas de cada fabricante. El resultado funciona, pero el SCD describe lo que se configuró y no siempre lo que se especificó.

¿Qué archivos debe entregar el integrador al dueño de la subestación?

Como mínimo, el SCD final que coincide con lo instalado, los ICD de cada tipo de IED y los CID o IID cargados en cada equipo, junto con la documentación de versiones y la exportación de la configuración de cada IED en la herramienta de su fabricante. Sin el SCD actualizado, cualquier ampliación empieza por reconstruirlo.

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