IEC 61850 representa una medida con la clase MV: un valor instantáneo opcional, un valor filtrado por banda muerta que dispara los reportes, un rango de alarma, la calidad y el sello de tiempo. CMV agrega el ángulo, WYE reúne las fases respecto a tierra, DEL las tensiones entre fases y SEQ las componentes de secuencia. La banda muerta evita inundar la red con cambios pequeños.
Qué es una medida en IEC 61850
Respuesta corta. Una medida es un dato de la clase MV (measured value) o de sus derivadas. Lleva un valor filtrado, que es el que dispara los reportes; opcionalmente el valor instantáneo; un rango de alarma; la calidad y el sello de tiempo. Las tres fases se agrupan en WYE o DEL.
La parte 7-3 define estas clases con restricción funcional MX (medida): se pueden leer, sustituir, reportar y registrar, pero no escribir. La medición operativa de un nodo lógico de medición (MMXU) usa estas clases: potencias totales y frecuencia como MV; tensiones fase-tierra, corrientes, potencias por fase, factor de potencia e impedancias como WYE; tensiones fase-fase como DEL. El nodo MSQI usa SEQ para las secuencias.
La medición para facturación es un tema distinto y no se trata aquí. Para el contexto del modelo, vea IEC 61850: visión general.
El tipo de valor analógico
Un valor analógico se representa con dos atributos posibles: entero de 32 bits (i) o flotante de 32 bits (f), y debe haber al menos uno. El flotante es el valor tecnológico. La razón de tener el entero es permitir que equipos sin coma flotante participen; en ese caso, el factor de escala y el desplazamiento pueden acordarse fuera de línea. Si existen ambos, la aplicación debe mantenerlos coherentes: el último valor escrito por el servicio de comunicación actualiza al otro. La relación entre ellos usa el factor de escala, el desplazamiento y el multiplicador de la unidad.
La clase MV: instantáneo, filtrado y rango
| Atributo | Para qué sirve |
|---|---|
| instMag | Valor instantáneo de la magnitud (opcional) |
| mag | Valor con banda muerta, base de los reportes (obligatorio) |
| range | Rango en que está el valor: normal, alto, bajo, muy alto, muy bajo (opcional) |
| q, t | Calidad y sello de tiempo (obligatorios) |
| units | Unidad y multiplicador |
| db, zeroDb | Banda muerta y zona de cero |
| sVC | Factor de escala y desplazamiento |
| rangeC | Límites de los rangos y límites de proceso |
| smpRate | Muestras por período nominal usadas para calcular el valor |
Banda muerta. El valor mag se actualiza al valor de instMag solo cuando el cambio supera la banda muerta configurada (db). La norma presenta una forma de calcularla y aclara que el algoritmo concreto es local; otra alternativa es integrar el cambio. La banda se expresa como porcentaje de la diferencia entre máximo y mínimo, en unidades de 0,001 %, y el parámetro admite de 0 a 100 000. Si se usa un cálculo integral, la unidad es 0,001 % s. Una banda ancha reduce el tráfico y sacrifica resolución; una estrecha hace lo contrario.
Zona de cero. El parámetro zeroDb define un rango alrededor de cero donde el valor se fuerza a cero, con la misma unidad.
Rango. Con los límites muy bajo, bajo, alto y muy alto, el atributo range indica en qué zona está el valor y puede generar un reporte cuando pasa de una a otra. Además, hay un mínimo y un máximo del proceso: si el valor sale de ellos, la calidad pasa a cuestionable con detalle de fuera de rango; la forma de filtrar eventos por cambio de rango es local. Vea calidad y sello de tiempo.
Vectores y fases
Valor complejo (CMV). Igual que MV, pero el valor es un vector con magnitud y, opcionalmente, ángulo en grados. La referencia del ángulo la define el contexto, y puede ser de tensión, de corriente u otra. Tiene factor de escala propio para la magnitud y para el ángulo.
WYE (fase-tierra). Agrupa mediciones simultáneas de un sistema trifásico: fase A, B, C, neutro, corriente neta y residual, cada una como CMV. Todas comparten el mismo sello de tiempo, porque se adquirieron a la vez; el desfase de adquisición se considera despreciable, con el límite indicado en la calidad del tiempo. La referencia del ángulo la fija un único atributo de la clase, con opciones como tensión de fase A, B, C, corriente de fase A, B, C o tensiones fase-fase. Por la norma, la corriente residual es la suma algebraica de los valores instantáneos de las corrientes por los conductores vivos, y la neta incluye además el neutro.
DEL (fase-fase). Agrupa AB, BC y CA. Misma regla de simultaneidad y de referencia angular.
SEQ (secuencias). Tres componentes, con un tipo que distingue «positiva-negativa-cero» de «directa-cuadratura-cero», y una fase de referencia. Sus tres sellos son idénticos. Para las componentes de secuencia en protección, vea corriente de secuencia cero.
Armónicos. Las clases HMV, HWYE y HDEL llevan el contenido armónico o interarmónico, con frecuencia nominal, referencia (fundamental, valor eficaz o absoluto) y la cantidad de armónicos; la tasa de muestreo fija el armónico más alto detectable, con un mínimo de dos veces la frecuencia. Para calidad de energía, vea analizador de calidad de potencia.
Un ejemplo de lectura
La corriente de fase A de un alimentador es un dato A del nodo MMXU, de clase WYE, con el atributo de fase A (phsA), de clase CMV. Su magnitud filtrada es phsA.cVal.mag.f (o .i si se usa entero), su calidad es phsA.q y su sello es phsA.t. La banda muerta db se aplica a la magnitud y también al ángulo, cada uno por separado.
Qué significa en la práctica
- Al ingeniar. Defina la banda muerta por tipo de medida. Una tensión estable tolera una banda mayor que una corriente de carga variable. La decisión es de diseño: no hay un valor normativo.
- Al integrar con SCADA. Verifique la unidad, el multiplicador y el factor de escala de cada medida. Un error en el multiplicador produce valores correctos en forma y equivocados en magnitud.
- Al probar. Inyecte magnitudes conocidas y compare la medida en la HMI con la del equipo; compruebe las bandas muertas y los rangos. Vea pruebas punto a punto de señales y el diagrama fasorial para revisar ángulos.
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Referencias
- IEC 61850-7-3 (edición 1, 2003): cláusula 6.3 a 6.5 y 6.10, tipos de valor analógico, configuración, rango y vector; cláusula 7.4, clases de medida; cláusula 8, semántica de atributos.
- IEC 61850-7-4 (edición 1, 2003): nodos lógicos de medición MMXU y MSQI.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre instMag y mag?
instMag es el valor instantáneo de la magnitud y mag es el valor con banda muerta calculado a partir de él: solo se actualiza cuando el cambio supera la banda muerta configurada. El reporte por cambio de dato se dispara sobre mag, no sobre instMag.
¿Cómo se configura la banda muerta?
Es un parámetro de configuración, db, que expresa el porcentaje de la diferencia entre el máximo y el mínimo, en unidades de 0,001 %. El valor 100 000 equivale al 100 %. Otro parámetro, zeroDb, define una zona alrededor de cero en la que el valor se fuerza a cero.
¿Por qué una medida puede llegar como entero y como flotante?
Porque la norma permite representar el valor analógico como entero (i) o como flotante (f), de modo que un equipo sin coma flotante también pueda participar. Si ambos existen, la aplicación debe mantenerlos coherentes, y el factor de escala y el desplazamiento convierten uno en otro.