El tiempo de transferencia de IEC 61850-5 es lo que tarda un dato desde la lógica del IED que lo produce hasta la lógica del IED que lo usa, incluidos el procesamiento de comunicación de ambos y el paso por la red. La edición 2 lo clasifica de TT0 (más de 1 s) a TT6 (3 ms); los disparos y bloqueos por GOOSE piden TT6. En campo se mide el conjunto, no cada eslabón por separado.
Qué es el tiempo de transferencia
IEC 61850-5 define el tiempo de transferencia como el tiempo que tarda en llegar un valor desde la lógica de procesamiento de un equipo hasta la lógica de procesamiento de otro. No es el tiempo de la red ni el del relé solos: es el tiempo de aplicación a aplicación.
Se descompone en tres eslabones:
- t_a: el procesamiento de comunicación en el IED que publica, desde que la función entrega el dato hasta que la trama sale por el puerto.
- t_b: el paso por la red, incluidos los switches, sus colas y los enlaces.
- t_c: el procesamiento de comunicación en el IED que recibe, desde que llega la trama hasta que la lógica tiene el dato.
El tiempo de transferencia es t = t_a + t_b + t_c.
Clases de tiempo de transferencia
En la edición 2 de IEC 61850-5, los requisitos se expresan como clases:
| Clase | Tiempo de transferencia | Uso típico |
|---|---|---|
| TT0 | Más de 1000 ms | Archivos, registros, datos de configuración |
| TT1 | 1000 ms | Eventos y alarmas |
| TT2 | 500 ms | Mandos del operador |
| TT3 | 100 ms | Interacciones automáticas lentas |
| TT4 | 20 ms | Interacciones automáticas rápidas |
| TT5 | 10 ms | Liberaciones y cambios de estado |
| TT6 | 3 ms | Disparos y bloqueos |
En la edición 1, el mismo requisito de los disparos correspondía al mensaje tipo 1A con clases de desempeño P2 o P3, de 3 ms, mientras que P1 admitía del orden de 10 ms.
Por qué el GOOSE de disparo pide la clase más exigente
Cuando una protección de un IED envía un disparo a otro por GOOSE, ese tiempo se suma al tiempo total de despeje de la falla. Si el disparo de falla de interruptor o un bloqueo de barras llega tarde, la falla dura más de lo que el estudio supuso. Un disparo cableado tarda lo que tarda el contacto del relé; para que la comunicación no empeore eso, la norma pide que el mensaje llegue en 3 ms.
Para las funciones que siguen usando contactos, el tiempo de la salida física y del interruptor se suman igual. Lo que cambia con GOOSE es que el cable de cobre se reemplaza por la red.
Qué suma cada eslabón
En el IED que publica (t_a). Depende de la arquitectura del relé: cada cuánto ejecuta su lógica, cómo entrega el dato al procesador de comunicación y cuánto tarda en codificar la trama. Lo declara el fabricante.
En la red (t_b). Cada switch recibe la trama completa antes de reenviarla, y cada salto suma ese tiempo; a 100 Mbit/s, una trama de 1500 bytes tarda unos 120 µs en recibirse. Si la trama de disparo espera en una cola detrás de tráfico de baja prioridad, el retardo crece. Por eso se usan prioridad IEEE 802.1Q, enlaces rápidos entre switches y pocos saltos. Si la red se reconfigura con RSTP justo en ese momento, el mensaje puede perderse y llegar con la retransmisión siguiente.
En el IED que recibe (t_c). Decodificar la trama, verificar que pertenece a una suscripción configurada y entregar el dato a la lógica. También lo declara el fabricante.
- 01Lógica del IED que publicaLa función de protección decide el disparo
- 02t_aProcesamiento de comunicación y salida de la trama
- 03t_bSwitches, colas y enlaces de la red
- 04t_cRecepción, decodificación y entrega a la lógica del IED que recibe
- 05Lógica del IED que recibeEl dato está disponible para disparar
Cómo se comprueba, en términos generales
En campo, t_a, t_b y t_c no se pueden medir por separado sin equipos especiales. Se mide el conjunto y se compara con la clase exigida. Hay dos enfoques generales:
- Ida y vuelta (ping-pong). Un equipo de prueba publica un GOOSE; el IED lo recibe y, por su lógica, publica otro de respuesta. El equipo mide el tiempo de ida y vuelta. Ese tiempo incluye dos transferencias más el tiempo de la lógica del IED, por lo que se interpreta con criterio.
- Captura con estampa de tiempo. Se capturan las tramas en puntos de la red con estampas sincronizadas y se compara el instante de salida con el de llegada, o con un cambio de una salida física.
En ambos casos se repite la prueba con la red cargada con el tráfico real y con cada camino de la redundancia desconectado. Las pruebas de conformidad de IEC 61850-10 tratan el desempeño del IED; la del sistema completo es parte de las pruebas de puesta en servicio.
Tiempo de transferencia y diseño de la red
El tiempo de transferencia se cuida desde el diseño. Para las funciones que piden TT6, la red se dimensiona con pocos saltos, enlaces de 1 Gbit/s entre switches cuando hay muchas bahías, VLAN que separan el tráfico y redundancia sin tiempo de recuperación, como PRP o HSR. El presupuesto de tiempo se reparte entre los IED, que declara el fabricante, y la red, que calcula el diseñador.
Errores frecuentes
- Suponer que la clase del IED basta, sin contar la red real.
- Disparos por GOOSE sin prioridad en la misma cola que el tráfico de ingeniería o de video.
- Medir con la red vacía y no con el tráfico de operación.
- Confundir tiempo de transferencia con tiempo de despeje, que además incluye la detección, la salida y el interruptor.
- No probar con la redundancia degradada: una LAN de PRP desconectada o un anillo abierto.
Pruebas y configuración con Tiza Group
Verificar que un disparo por GOOSE llega a tiempo es parte de la puesta en servicio de una subestación IEC 61850. Nuestro equipo configura la publicación, la suscripción y la prioridad de los mensajes con la ingeniería IEC 61850 y comprueba los esquemas completos en las pruebas end-to-end y en las pruebas FAT y SAT, en media, alta y extra alta tensión, en subestaciones e industria. Escríbanos con la arquitectura de su proyecto.
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Referencias
- IEC 61850-5, Communication requirements for functions and device models: definición y clases de tiempo de transferencia.
- IEC 61850-10: pruebas de conformidad.
- IEC TR 61850-90-4:2020, Network engineering guidelines.
- IEC 61850-8-1: mapeo de GOOSE a Ethernet.
- IEEE 802.1Q: VLAN y prioridad.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se dice que GOOSE debe llegar en 3 ms?
Porque IEC 61850-5 asigna a los disparos y bloqueos la clase de tiempo de transferencia más exigente, TT6, de 3 ms. Ese tiempo va de la lógica del IED que publica a la lógica del que recibe. A eso se suman después la salida física del relé y el tiempo de apertura del interruptor.
¿El tiempo de transferencia incluye el tiempo de operación de la protección?
No. Empieza cuando la función de protección ya decidió y entrega el dato a la comunicación, y termina cuando la lógica del receptor lo tiene. El tiempo de detección de la falla y el de la salida física y el interruptor van aparte, en el tiempo total de despeje.
¿Cómo sé si un relé cumple la clase TT6?
El fabricante lo declara y algunos laboratorios lo ensayan como parte de las pruebas de conformidad de desempeño GOOSE. En el proyecto se comprueba el conjunto real, con la red cargada y con la redundancia en distintos estados, porque el switch y las colas también cuentan.