Datenaustausch in der Schutztechnik über IEC 61850

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist die Verbesserung eines Prüfstandes für Schutzgeräte durch den Einsatz des Kommunikationsstandards IEC 61850. Zu überprüfen ist, ob im Vergleich zu den bisher eingesetzten Methoden ein Laufzeitvorteil erzielt werden kann. Der Prüfstand besteht aus dem Prüfling, einem SIPROTEC 5 -Schutzgerät der Firma Siemens, dem Schutzprüfgerät CMC 356 der Firma Omicron und einem Computer, dem die Steuerung und Datenverarbeitung obliegt. Für die Untersuchung von Laufzeitverbesserungen wird der in Python implementierte Programmcode mithilfe der frei verfügbaren C-Bibliothek libiec 61850 und diverser Hilfsklassen um IEC 61850-Funktionen erweitert. Die Sammlung von Daten zu Fehlerfällen wird mithilfe von IEC 61850-Reports realisiert. Um die Leistungsfähigkeit des Prüfstandes ohne und mit IEC 61850-Integration vergleichen zu können, werden Laufzeitmessungen bei ausreichend großen Testreihen durchgeführt. Der erweiterte Prüfstand ermöglicht eine deutliche Laufzeitverkürzung und sofortige Verfügbarkeit der Daten nach Erkennen eines Fehlers. Die Erkenntnisse und Verbesserungen erlauben effizientere Testungen und neue Ansätze für weitere Forschungsprojekte am Prüfstand.

This thesis aims to improve a test bench for protection relays through implementation of communication standard IEC 61850. Investigations focus on the possibility to achieve an improvement in runtime compared to the currently applied methods.The test bench is composed of the test object, a Siemens SIPROTEC 5 protection relay, an Omicron CMC 356 relay testing tool and a computer responsible for control and data processing. To investigate possible improvements in runtime, the open source C-library libiec 61850 and various python helper classes are added to the python source code. Data on faults is collected via IEC 61850 Reports. To enable comparison between a test bench with and without integration of IEC 61850, run time measurements are carried out on sufficiently large test data sets.Upgrading of the test bench leads to a considerable decrease in run time while at the same time enabling immediate access to report data after fault recognition. Insights and improvements achieved through the thesis at hand facilitate more efficient testing and new approaches for research on the test bench.