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MÉXICO

EQUIPOS DE ENTRADAS Y SALIDAS PARA SUBESTACIONES ELÉCTRICAS

ESPECIFICACIÓN CFE G0100-19

DICIEMBRE 2013

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EQUIPOS DE ENTRADAS Y SALIDAS PARA SUBESTACIONES ELÉCTRICAS ESPECIFICACIÓN CFE G0100-19

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C O N T E N I D O

1 OBJETIVO _________________________________________________________________________ 1

2 CAMPO DE APLICACIÓN _____________________________________________________________ 1

3 NORMAS QUE APLICAN ______________________________________________________________ 1

4 DEFINICIONES ______________________________________________________________________ 2

4.1 Tiempo de Transmisión de Señales ____________________________________________________ 2

4.2 Tiempo de Transmisión de Señales de Disparo __________________________________________ 2

4.3 Equipo de Entradas y Salidas _________________________________________________________ 3

4.4 Redes Punto a Punto ________________________________________________________________ 3

4.5 Equipo Transmisor de Disparo ________________________________________________________ 3

4.6 Nivel Bahía _________________________________________________________________________ 3

4.7 Nivel Proceso _______________________________________________________________________ 3

4.8 Nivel Subestación ___________________________________________________________________ 3

4.9 Conexión Redundante _______________________________________________________________ 3

4.10 Conexión no Redundante _____________________________________________________________ 3

4.11 Redundancia _______________________________________________________________________ 3

4.12 Redundancia Activo-Activo ___________________________________________________________ 3

4.13 Redundancia Activo-En Espera ________________________________________________________ 4

4.14 Red Principal _______________________________________________________________________ 4

5 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS ________________________________________________________ 4

6 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES _______________________________________ 4

6.1 Definición __________________________________________________________________________ 4

6.2 Aplicaciones _______________________________________________________________________ 5

6.3 Requerimientos Generales ____________________________________________________________ 5

7 CONTROL DE CALIDAD _____________________________________________________________ 11

7.1 Proceso de Aprobación _____________________________________________________________ 11

7.2 Pruebas Prototipo __________________________________________________________________ 11

8 MARCADO ________________________________________________________________________ 19

8.1 Placa de Datos _____________________________________________________________________ 19

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9 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN DESCARGA, RECEPCIÓN,

ALMACENAJE Y MANEJO ___________________________________________________________ 20

9.1 Documentación Técnica _____________________________________________________________ 20

9.2 Accesorios para Montaje ____________________________________________________________ 20

10 BIBLIOGRAFÍA _____________________________________________________________________ 20

11 CARACTERÍSTICAS PARTICULARES _________________________________________________ 20

TABLA 1 Pruebas de Prototipo _____________________________________________________________ 12

TABLA 2 Características mecánicas para el perno - receptáculo__________________________________ 8

FIGURA 1 Diagrama Esquemático para prueba del CuFO _______________________________________ 14

FIGURA 2 Diagrama Esquemático para prueba del MES ________________________________________ 15

FIGURA 3 Lógica para prueba de contactos de disparo en MES __________________________________ 16

FIGURA 4 Lógica para prueba de contactos de disparo en CuFO2 ________________________________ 16

FIGURA 5 Lógica de monitor de estado de interruptor o cuchilla en CuFO1, CuFO2 y MES ___________ 17

FIGURA 6 Lógica de cierre de contacto del CuFO1 _____________________________________________ 17

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1 OBJETIVO

Definir los requerimientos que deben cumplir los equipos de entradas y salidas que se emplean en subestaciones eléctricas de la Comisión Federal de Electricidad y que se incluyen en Sistemas de Automatización de Subestaciones.

2 CAMPO DE APLICACIÓN Aplica a cualquier MES ó CuFO, incluido en los SAS instalados en Subestaciones de Eléctricas.

3 NORMAS QUE APLICAN

IEC 61850-8-1-2011 Communication Networks and Systems for Power Utility Automation - Part 8-1: Specific Communication Service Mapping (SCSM) - Mappings to MMS (ISO 9506-1 and ISO 9506-2) and to ISO/IEC 8802-3.

IEC 61850-7-2-2010 Communication Networks and Systems for Power Utility

Automation-Part 7-2: Basic Information and Communication Structure-Abstract Communication Service Interface (ACSI).


Automation - Part 7-3: Basic Communication Structure - Common Data Classes.

IEC 61850-7-4- 2010 Communication Networks and Systems for Power Utility

Automation – Part 7-4: Basic Communication Structure – Compatible Logical Node Classes and Data Object Classes.

IEC 61850-6-2009 Communication networks and Systems for Power Utility Automation

- Part 6: Configuration Description Language for Communication in Electrical Substations Related to IEDs.

IEC 60068-2-1-2007 Environmental Testing - Part 2-1: Tests - Test A: Cold. IEC 60068-2-2-2007 Environmental Testing - Part 2-2: Tests - Test B: Dry Heat. IEC 60068-2-30-2005 Environmental Testing - Part 2-30: Tests - Test Db: Damp Heat,

Cyclic (12 h + 12 h Cycle). IEC 60255-21-1-1988 Electrical Relays - Part 21: Vibration, Shock, Bump and Seismic

Tests on Measuring Relays and Protection Equipment - Section One: Vibration Tests (Sinusoidal)

IEC 61000-4-12-2006 Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 4-12: Testing and

Measurement Techniques - Ring Wave Immunity Test. IEC 61000-4-4-2012 Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 4-4: Testing and

Measurement Techniques - Electrical fast Transient/Burst Immunity Test.

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IEC 61000-4-3-2010 Electromagnetic Compatibility (EMC) - Part 4-3: Testing and Measurement Techniques - Radiated, Radio-Frequency, Electromagnetic Field Immunity Test.


Measurement Techniques - Voltage Dips, Short Interruptions and Voltage Variations Immunity Tests.


Measurement Techniques - Electrostatic discharge Immunity Test. IEC 60255-5-2000 Electrical Relays - Part 5: Insulation Coordination for Measuring

Relays and Protection Equipment - Requirements and Tests. IEC 61850-6-2009 Communication Networks and Systems for Power Utility

Automation - Part 6: Configuration Description Language for Communication in Electrical Substations Related to IEDs.


Automation - Part 8-1: Specific Communication Service Mapping (SCSM) - Mappings to MMS (ISO 9506-1 and ISO 9506-2) and to ISO/IEC 8802-3.

CFE G0000-81-2008 Características Técnicas para Relevadores de Protección. PE-K3000-002-2012 Procedimiento Técnico para Evaluar los Sistemas de Protección y

Dispositivos Electrónicos Inteligentes Asociados que son Suministrados a CFE.

CFE-NRF-041-2005 Esquemas Normalizados de Protección para Líneas de

Transmisión. CFE-NRF-001-2007 Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte, Descarga, Recepción

y Almacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos por CFE. CFE-NRF-002-2009 Manuales, Procedimientos e Instructivos Técnicos.

NOTA: En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados, debe tomarse en cuenta la edición en vigor en la

fecha de la convocatoria de la licitación, salvo que la CFE indique otra cosa.

4 DEFINICIONES Aplican las definiciones incluidas en los documentos indicados en el punto 3 y las siguientes: 4.1 Tiempo de Transmisión de Señales Se refiere al tiempo que transcurre entre el instante en que se energiza una entrada digital de un equipo de entradas y salidas, hasta el instante en que la señal es publicada mediante un mensaje GOOSE o el otro equipo de entradas y salidas, conectado en configuración espalda con espalda, cierra sus contactos de salida, conectados en una red punto a punto. 4.2 Tiempo de Transmisión de Señales de Disparo Se refiere al tiempo que transcurre entre el instante en que el equipo transmisor de disparo genera un disparo hasta el instante en que el equipo de entradas y salidas cierra sus contactos de salida para energizar la bobina de disparo de un interruptor.

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4.3 Equipo de Entradas y Salidas Es un dispositivo que recibe y envía señales entre el nivel proceso y el nivel bahía. Se emplea principalmente como medio para recibir señales de disparo y enviar otras señales del nivel proceso. 4.4 Redes Punto a Punto Son redes que emplean un medio de transmisión para interconectar a dos dispositivos. 4.5 Equipo Transmisor de Disparo Es cualquier equipo que genera una señal de disparo. La señal puede ser un contacto o un mensaje GOOSE. 4.6 Nivel Bahía Está conformado por todos los equipos que tiene un ámbito de protección, control y supervisión de una bahía, incluyendo la interface con el nivel proceso. 4.7 Nivel Proceso Está conformado por todos los equipos que tiene un ámbito de protección, control y supervisión de un elemento primario (interruptor, cuchilla, transformador, reactor, entre otros). 4.8 Nivel Subestación Está conformado por todos los equipos que tienen un ámbito de protección, control y supervisión entre las bahías que conforman una subestación. 4.9 Conexión Redundante Un equipo conectado a una red, se define como redundante cuando está conectado a por lo menos dos puntos de conexión de una red y a dos elementos distintos. NOTA: En redes “Ethernet” los elementos se refiere a dos LAN switch independientes. 4.10 Conexión no Redundante Un equipo conectado a una red, se define como no redundante cuando cuenta con un solo punto de conexión a una red. 4.11 Redundancia Es la capacidad de realizar una misma función por dos medios o elementos, de tal forma que encaso de falla de uno de ellos el otro se encarga de realizar la función. 4.12 Redundancia Activo-Activo Es un tipo de redundancia en el que uno de los medios o elementos, se encuentra activo todo el tiempo, pero sólo uno de los dos está realizando la función; en caso de falla, no se requiere inicializar y la ejecución de la función no se interrumpe. DOCUMENTO E

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4.13 Redundancia Activo-En Espera Es un tipo de redundancia en el que solo uno de los medios o elementos, se encuentra activo realizando la función; en caso de falla se requiere inicializar el inactivo, para posteriormente reiniciar la ejecución de la función. 4.14 Red Principal En sistemas de automatización de subestaciones, se refiere a una red “ethernet” que interconecta los dispositivos que se encuentran tanto a nivel bahía como a nivel subestación. 5 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS GOOSE Evento de estación genérico orientado al objeto (“Generic Object Oriented Station Event”). PICS Declaración de cumplimiento de la implementación del protocolo (“Protocol Implementation conformance

statement”). PIXIT Información extra para pruebas de la implementación del protocolo (“Protocol Implementation extra

information for testing”). MICS Declaración de cumplimiento de la implementación del modelo (“Model Implementation conformance

statement”). LAPEM Laboratorio de Pruebas de Equipos y Materiales. CuFO Convertidor de Contactos a Fibra Óptica. MES Módulo de Entradas y Salidas. SAS Sistemas de Automatización de Subestaciones. Aplican los símbolos y abreviaturas incluidas en los documentos indicados en el punto 3. 6 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES 6.1 Definición Los equipos de entradas y salidas son dispositivos que se emplean para recibir señales de disparo o mandos de control desde el nivel bahía o nivel subestación, generalmente desde relevadores de protección o unidades de control de bahía, hacia el nivel proceso; y para enviar estados, alarmas y demás señales digitales que se le conecten desde el nivel de proceso hacia el nivel de bahía o nivel subestación. Los equipos de entradas y salidas para subestaciones eléctricas, pueden emplearse en las siguientes aplicaciones:

a) Como Módulo de Entradas y Salidas (MES).

b) Como convertidor de contactos a fibra óptica (CuFO). DOCUMENTO EN E

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6.2 Aplicaciones 6.2.1 Equipo de entradas y salidas aplicadas como MES En aplicaciones como MES, los equipos de entradas y salidas funcionan de forma individual recibiendo o enviando señales desde el nivel proceso y enviando o recibiendo señales directamente al nivel bahía o nivel subestación. 6.2.2 Equipo de entradas y salidas aplicadas como CuFO En aplicaciones como CuFO, los dispositivos funcionan en configuración espalda con espalda con otro dispositivo, uno ubicado para recibir o enviar señales desde o hacia Nivel Proceso y otro ubicado para recibir o enviar señales desde o hacia dispositivos a Nivel Bahía. 6.2.3 Disparo de interruptores Cuando se emplean para el disparo de interruptores, los relevadores de protección proporcionan una señal que debe ser transmitida hasta las bobinas de disparo del interruptor. La transmisión se debe realizar conforme lo establecido en el punto 6.3.4. En esta aplicación el Tiempo de transmisión de señales deben ser lo más corto posible, con el fin de incrementar lo menos posible el tiempo de operación de los relevadores de protección, definido en la norma de referencia NRF-041-CFE. 6.2.4 Transmisión de otras señales Cualquier tipo de señal no crítica, tal como alarmas, estado de interruptores y cuchillas, entre otras, pueden transmitirse por un Equipo de Entradas y Salidas. 6.3 Requerimientos Generales Los equipos de Entradas y Salidas, independientemente de su aplicación, deben cumplir con lo siguiente:

a) Debe contar con al menos un puerto “ethernet” 100BaseFX.

b) Debe contar con conectores tipo ST u otro donde la conexión de la fibra óptica, a la que se refiere el punto 6.3.5, no sea desprendida con un movimiento manual hacia afuera, sin giro o desactivando seguros del conector.

c) Debe contar con una salida digital adicional a las descritas en el inciso a), para indicar una falla

interna o falta de tensión.

d) Debe contar con lógicas programables.

e) Debe contar con las siguientes opciones de montaje: embutido en lámina, en “rack”, sobreponer, en riel DIN o miniDIN.

6.3.1 Para aplicaciones como CuFO Los equipos de entradas y salidas aplicados como CuFO, deben cumplir con lo siguiente.

a) Debe contar con por lo menos 16 entradas digitales y 17 salidas digitales.

b) Debe contar con una salida digital adicional a las descritas en el inciso a), para indicar una falla interna o falta de tensión.

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c) Debe contar con lógicas programables.

6.3.2 Para aplicaciones como MES Los Equipos de Entradas y Salidas aplicados como MES deben cumplir con lo siguiente:

a) Debe contar con soporte para registro de eventos.

b) Debe contar con soporte para sincronización en tiempo. En esta aplicación, se puede emplear para supervisar y controlar el equipo primario de forma individual o en grupo, por lo que se tienen las siguientes aplicaciones de MES más específicas:

a) Para control y supervisión de cuchillas. b) Para disparo, control y supervisión de interruptores de operación tripolar.

c) Para disparo, control y supervisión de interruptores de operación monopolar.

d) Para disparo, control y supervisión de interruptores y cuchillas en bahía.

6.3.2.1 MES para control y supervisión de cuchillas Los Equipos de Entradas y Salidas que se emplean como MES y que serán instalados en gabinetes centralizadores de cuchillas, debe cumplir con lo establecido en lo siguiente:

a) Debe estar diseñado para instalarse sobrepuesto en el interior de gabinetes existentes de cuchillas. b) Debe contar con por lo menos ocho (8) entradas digitales y tres (3) Salidas de disparo, cuando se

emplea en el control y supervisión de cuchillas. c) El tiempo de transmisión de señales para control debe cumplir con lo establecido en el punto

6.3.6.2. 6.3.2.2 MES para disparo, control y supervisión de Interruptores monopolares Los Equipos de Entradas y Salidas que se emplean como MES y que serán instalados en gabinetes centralizadores de interruptores con operación monopolar, debe cumplir con lo establecido en lo siguiente:

a) Debe estar diseñado para instalarse sobrepuesto en el interior de gabinetes existentes de interruptores.

b) Debe contar con por lo menos diecinueve (19) entradas digitales y ocho (8) Salidas de Disparo, cuando se emplea en el control, disparo y supervisión de interruptores con operación monopolar.

c) El tiempo de transmisión de señales para control debe cumplir con lo establecido en el punto 6.3.6.2.

d) El tiempo de transmisión de señales para disparo debe cumplir con lo establecido en el punto

6.3.6.1.

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6.3.2.3 MES para disparo, control y supervisión de Interruptores tripolares Los Equipos de Entradas y Salidas que se emplean como MES y que serán instalados en gabinetes centralizadores de interruptores con operación tripolar, debe cumplir con lo establecido en lo siguiente:

a) Debe estar diseñado para instalarse sobrepuesto en el interior de gabinetes existentes de interruptores.

b) Debe contar con por lo menos dieciséis (16) entradas digitales y cuatro (4) salidas de disparo.


d) El tiempo de transmisión de señales para disparo debe cumplir con lo establecido en el punto 6.3.6.1.

6.3.2.4 MES para bahías Los equipos de entradas y salidas que se emplean como MES y que serán instalados en gabinetes de campo, debe cumplir con lo establecido en lo siguiente:

a) Debe estar diseñado para instalarse sobrepuesto en el interior de gabinetes de campo. Las características del gabinete de campo están fuera del alcance de esta especificación.

b) Debe contar con por lo menos veintitrés (23) entradas digitales y nueve (9) Salidas de Disparo.


d) El tiempo de transmisión de señales para disparo debe cumplir con lo establecido en el punto 6.3.6.1.

6.3.3 Entradas y salidas digitales Las entradas digitales, deben cumplir con lo establecido en la especificación CFE G0000-81 para entradas digitales. Las salidas digitales que se empleen para señalización, deben cumplir con lo establecido en la especificación CFE G0000-81 para salidas digitales. Las Salidas Digitales que se empleen para disparo, deben cumplir con lo establecido en la especificación CFE G0000-81 para Salidas de Disparo. 6.3.3.1 Salidas digitales Las salidas digitales deben activarse siguiendo la configuración de las lógicas programables. Por lo menos una salida digital debe emplearse para indicar que se ha perdido la comunicación con el CuFO en el otro extremo de la fibra óptica, en aplicaciones como CuFO, o hacia la red principal en aplicaciones como MES. 6.3.3.2 Entradas digitales para señales de estado de interruptores y cuchillas Las señales de alarma, estado abierto o cerrado, de interruptores o cuchillas, se deben conectar al equipo de entradas y salidas, usando sus entradas digitales. Se deben conectar el contacto “a” y “b”. Los interruptores con operación monopolar, se deben conectar los contactos “a” y “b” de cada fase. El tratamiento interno de este tipo de señales, se describe en el punto 6.3.7 de este documento.

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6.3.4 Transmisión de señales 6.3.4.1 Protocolo de comunicación Debe emplear mensajes GOOSE que se definen en la Norma IEC 61850-8-1, para enviar o recibir señales. 6.3.4.2 Transmisión de señales en aplicación como CuFO Las señales que se envían o reciben entre los Niveles de Proceso y Bahía, deben emplear el protocolo GOOSE conforme lo establecido en el punto 6.3.4.1. 6.3.4.2.1 Transmisión de disparos Los relevadores cierran sus contactos de disparo, en entradas digitales de un CuFO ubicado, normalmente, en el mismo gabinete del relevador, quién los envía a un CuFO ubicado en el otro extremo de la fibra óptica para que éste cierre sus contactos de salida para energizar las bobinas de disparo del interruptor a disparar. 6.3.4.3 Transmisión de señales en aplicación como MES Toda transmisión de señales, para disparo u otras, se debe realizar mediante mensajes GOOSE, conforme lo establecido en el punto 6.3.4.1, empleando el medio de transmisión y la interconexión de estos equipos con la red principal como se establece en los puntos 6.3.5 y 6.3.5.2 respectivamente. 6.3.4.4 Transmisión de otras señales Los equipos de nivel proceso cierran contactos para señalización de estados y alarmas, que son requeridos a nivel bahía o viceversa. La cantidad y tipo de señales a transmitir está fuera del alcance de esta especificación. 6.3.5 Medio de transmisión Se debe emplear fibra óptica tipo multimodo 62,5/125 μm. Las características técnicas de la fibra óptica, sus requerimientos de instalación y pruebas, no están en el alcance de esta especificación. 6.3.5.1 Interconexión de los CuFO La interconexión entre los CuFO se define como una red punto a punto redundante. La interconexión debe permitir la transmisión de señales de conformidad con lo establecido en el punto 6.3.4. El puerto “ethernet”, al que se refiere el punto 6.3, debe permitir una Conexión Redundante con el CuFO en el otro extremo. Para esta aplicación, la conexión redundante se refiere solo a contar con dos medios físicos de transmisión, pero solo un equipo en el otro extremo para interconectarse. 6.3.5.2 Interconexión de los MES con la red principal Los MES se deben conectar a la red principal de la subestación, empleando una conexión redundante en configuración activo - en espera, empleando el puerto “ethernet” al que se refiere el punto 6.3. 6.3.6 Tiempo de transmisión de señales El Tiempo de transmisión máximo depende del tipo de señal que se transmite entre un CuFO y otro. 6.3.6.1 Tiempo de transmisión para disparo de interruptores de potencia El tiempo de transmisión de una señal para el disparo de interruptores de potencia proporcionadas por relevadores de protección, no debe ser mayor a 12 ms.

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6.3.6.2 Tiempo de transmisión para otras señales El tiempo de transmisión de otras señales, no debe ser mayor a 12 ms. 6.3.7 Lógicas programables Las lógicas programables deben permitir que las señales recibidas, ya sea mediante entradas digitales o mediante mensajes goose, sean procesadas para realizar el cierre de uno o más contactos de las salidas digitales o para enviar un mensaje GOOSE. La ejecución de estas lógicas, no debe afectar el tiempo de transmisión de señales, al que se refiere el punto 6.3.6 de este documento. Las señales recibidas para estado abierto o cerrado, de interruptores o cuchillas, se deben recibir mediante una lógica de operación-reposición (LATCH), en la que el contacto tipo “a” debe activar la lógica para indicar un estado “abierto” del equipo (operación), mientras que el contacto “b” debe reponer la lógica para indicar un estado “cerrado” del equipo (reposición). Esta lógica debe mantener el estado del equipo, aún cuando el dispositivo publicador haya dejado de transmitir mensajes GOOSE. El cierre o la apertura de ambos contactos tipo “a” y “b”, se considera un estado indeterminado, para tal caso se debe mantener el último estado indicado por la lógica. El estado abierto o cerrado de interruptores y cuchillas, deben poder ser reproducidos en tantos contactos, de las salidas digitales del equipo de entradas y salidas, como sea necesario, siempre para reproducir la posición del contacto tipo “a” y del contacto tipo “b”. 6.3.8 Registro de Eventos Los equipos de entradas y salidas que deban contar con soporte para registro de eventos, deben almacenar por lo menos cien (100) señales recibidas, ya sea mediante entradas digitales o mediante mensajes GOOSE. Los registros deben contar con una estampa de tiempo que muestre por lo menos el año, el mes, el día, la hora, el minuto, el segundo y el milisegundo en que se presentó el evento. El registro de eventos, requiere que se cuente con soporte para sincronización de tiempo. 6.3.9 Sincronización de Tiempo Los equipos de entradas y salidas deben contar con sincronización de tiempo, para actualizar el reloj interno para que se realice el estampado de tiempo de los eventos registrados. La sincronización se debe obtener de una fuente externa, mediante un puerto IRIG-B o mediante SNTP. 6.3.10 Programa (Software) de Aplicación Debe cumplir con lo siguiente:

a) Estar diseñado para permitir la programación de lógicas.

b) Permitir la configuración de mensajes GOOSE, conforme lo establecido en el punto 6.3.10.1.

c) Debe operar en un ambiente gráfico. 6.3.10.1 Configuración de Mensajes GOOSE El programa de aplicación empleado para la configuración de los equipos de entradas y salidas, debe cumplir con lo siguiente:

a) Debe permitir la exportación e importación de archivos de configuración de DEI’s (*.CID, *.ICD, *.IID), en formato XML, conforme a SCL definido en la norma IEC 61850-6.

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b) Debe permitir la importación de archivos de configuración de Subestación (*.SCD, *.SSD, *.SED), en formato XML, conforme a SCL definido en la norma IEC 61850-6.

c) Debe permitir la configuración, publicación y suscripción a mensajes GOOSE, definidos en la norma IEC 61850-8-1, que contienen cuando menos señales tipo BOOLEAN.

d) Debe permitir la configuración de distintos DataSet para el envío de la información para ser

empleados por lo menos en los mensajes GOOSE. El nombre y la referencia a los datos que conforman el DataSet deben ser configurable por el usuario.

e) Debe permitir la configuración de por lo menos los siguientes parámetros de los mensajes GOOSE:

GoID, Dirección MAC de destino, AppID y el DataSet empleado.

f) Se debe contar con una interfase gráfica para el usuario. 6.3.11 Tensión de alimentación Debe contar con una fuente de alimentación para conectarse a una fuente de tensión con las siguientes características:

a) 125 V c.d. o el indicado en Características Particulares. b) Variación de la tensión de ± 20 %.

6.3.11.1 Protección de la Fuente de Alimentación Debe contar con protección contra sobrecarga, corto circuito y transitorios en cualquiera de sus circuitos que alimenten dicha fuente. 6.3.12 Conexiones Eléctricas Los bornes de conexión externos deben ser tipo tornillo para desarmador plano y/o estrella, preparadas para recibir directamente el cable estañado o terminales a compresión del tipo abierta o cerrada, con capacidad mínima de corriente de 20 A y aislamiento para 600 V de fácil acceso y completamente rígidas, montadas externamente en la parte posterior del equipo de entradas y salidas y no deben obligar a deformar la zapata del cable de control para realizar las conexiones de dicho cable. Las conexiones que ligan la parte externa a la parte interna del equipo de entradas y salidas deben ser atornillables o a través de conectores con cables de la capacidad y aislamiento de acuerdo a la norma NMX-J-438. 6.3.13 Características de la Caja Sus dimensiones deben permitir su instalación, ajustándose a lo siguiente:

a) Debe estar diseñada para soportar ambiente corrosivo. b) Debe contar con una conexión directa a tierra física. c) Debe contar con una cubierta que evite la exposición de sus componentes internos a polvo,

animales u otros agentes nocivos que pudieran provocar disturbios prematuros, sin que se comprometa sus condiciones normales de operación y se modifiquen sus características técnicas de conformidad con las pruebas prototipo, establecidas en el párrafo 7.1.

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6.3.14 Montaje Debe ser para montaje semiembutido, en rack 482.6 mm, en riel DIN o de sobreponer. El tipo de montaje requerido se define en Características Particulares. 6.3.15 Modelos de Datos El DataSet a incluir en los mensajes GOOSE debe tomar variables de un modelo de datos que cumpla con lo establecido norma IEC 61850-7-4, IEC 61850-7-3 e IEC 61850-7-2. Con el fin de ayudar en la identificación de la información que se intercambia c el Nivel de Bahía o de Subestación, es recomendable que las cuchillas, los interruptores y otros elementos conectados al Equipo de Entradas y Salidas cuenten con un modelo de datos que incluya los nodos lógicos: XSWI, XCBR, SIML, SIMG, SLTC, SOMP, SCBR, SSWI y SPTR. 7 CONTROL DE CALIDAD Los equipos de entradas y salidas deben cumplir con las pruebas prototipo indicadas en la tabla 1. Se deben aprobar las pruebas funcionales indicadas en el punto 7.2.1. 7.1 Proceso de Aprobación El proceso de aprobación se debe realizar siguiendo los lineamientos del procedimiento PE-K3000-002. Las pruebas prototipo deben ser realizadas utilizando tarjetas de circuito impreso con diseño y calidad de producto final. Durante todo el proceso de aprobación de prototipo, se debe emplear la misma versión de “firmware”, “software” y “hardware”. No se aceptan modificaciones a las tarjetas de circuito impreso, ni de “firmware” y “software” durante el proceso de las pruebas prototipo. Las pruebas prototipo así como las pruebas funcionales deben ser realizadas con todas las funciones y características con las que cuente el equipo y que se pretendan aprobar. El proceso de aprobación inicia con la solicitud al LAPEM. 7.2 Pruebas Prototipo Se deben aprobar todas las pruebas prototipo indicadas en la tabla 1, antes de iniciar con las pruebas funcionales.

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TABLA 1 - Pruebas de Prototipo

Prueba Normas y/o especificaciones Nivel de severidad requerido

Ambientales 1 Temperatura

IEC 60068-2-1 (baja)

IEC 60068-2-2 (alta)

-5 ºC 16 h

55 ºC 16 h

2 Temperatura y humedad IEC 60068-2-30 25 ºC a + 55 ºC

con 93 % HR

Mecánicas 3 Vibración IEC 60255-21-1

0,5 g @ 10 Hz < F< 150 Hz 1 ciclos/eje con equipo

energizado 2 g @ 10 Hz < F< 150 Hz 20 ciclos con el equipo sin

energizar

Compatibilidad electromagnética

4 Onda oscilatoria amortiguada

IEC 61000-4-12

1 MHz < f < 1,5 MHz 2,5 kV < kV < 3,0 kV

de cresta de primer ciclo

5 Transitorios rápidos IEC 61000-4-4 ± 4 kV a ± 5 kV

5/50 ns

6 Inmunidad a campos electromagnéticos

IEC 61000-4-3 10 V/m a 1 kHz; (80 a 1 000) MHz

7 Interrupciones y caídas de tensión IEC 61000-4-11

Interrupciones 95% / 5 s Caídas

30% / 10 ms 60% / 100 ms

8 Descargas electrostáticas IEC 61000-4-2

Nivel 4 ± 8 kV contacto

± 15 kV aire

Aislamiento 9 Tensión de impulso IEC 60255-5

5 kV (valor pico)

1.2/50 µs tres impulsos positivos y tres impulsos negativos

Pruebas paramétricas 10

Fuentes de alimentación, tiempos

de respuesta, capacidad de

corriente y térmica de contactos

Esta especificación, especificación del

fabricante

Los valores indicados en esta especificación

Pruebas Funcionales 11 Pruebas funcionales

Esta especificación, especificación del

fabricante

Los valores indicados en esta especificación

Continúa… DOCUMENTO E

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…continuación

Comunicación 12 Modelos de datos,

servicios abstractos y mapeo

IEC 61850-6 IEC 61850-7-2 IEC 61850-7-3 IEC 61850-7-4 IEC 61850-8-1

Los valores indicados en la normatividad vigente.

Características de

construcción 13

Cantidad de E/S, puertos,

dimensiones, color, placa de datos

Esta especificación Los indicados en esta especificación

Documentación

14

Índices estadísticos de confiabilidad,

MTBF, MTTR, MTBR

Especificaciones del Fabricante ---

15 Manual técnico

NRF-002-CFE y/o archivo electrónico en

formato de datos portable (pdf)

---

16 “Firmware”, “software” y “hardware”

Punto 7.2.1.2 y especificación del

fabricante

Carta del proveedor donde mencione la versión del

“firmware” y “hardware” del equipo de entradas y salidas y

“software” de explotación 7.2.1 Pruebas Funcionales 7.2.1.1 Pruebas de tiempo de transmisión de disparo 7.2.1.1.1 Prueba para aplicaciones como CuFO 7.2.1.1.1.1 Objetivo Se debe comprobar que el tiempo que transcurre entre la activación de una entrada digital en el CuFO1 y la operación de las salidas en el CuFO2, no supera el tiempo de transmisión indicado en el punto 6.3.6.1. 7.2.1.1.1.2 Condiciones Generales Se deben ejecutar las pruebas descritas en el punto 7.2.1.1.4 y 7.2.1.1.5, mismas que se deben considerar como un grupo. En cada grupo de pruebas se consideran las siguientes condiciones:

a) CuFO1 es el que está instalado en el Tablero dentro de la Caseta de Control. b) CuFO2 es el que está instalado en el Gabinete de Campo. c) CuFO1 recibe los disparos monopolares desde el RTDS; para lo cual cada una de estas señales

activará una entrada en forma independiente por fase. Solo se consideran 3 señales de disparo. d) CuFO2 opera sus contactos en respuesta a la recepción de disparos provenientes del CuFO1. La

lógica a programar se define en 7.2.1.1.3.1. e) CuFO2 recibe estados y alarmas del equipo primario que activarán sus entradas digitales. Durante

todas las pruebas éstas se activaran simultáneamente mediante un contacto del RTDS o equipo de prueba.

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f) CuFO1 opera sus contactos en respuesta a la recepción de las señales de estados y alarmas del

CuFO2. Se programaran lógicas para que durante la prueba, conforme lo establecido en el punto 7.2.1.1.2.

g) Las lógicas programadas deben estar presentes en todo momento.

FIGURA 1-Diagrama Esquemático para prueba del CuFO

7.2.1.1.2 Prueba para aplicaciones como MES

7.2.1.1.2.1 Objetivo

Se debe verificar que el tiempo que transcurre entre la activación de variables binarias en el RTDS, que provocan la publicación de un mensaje GOOSE, y la operación de las salidas digitales del MES, es menor al establecido en el punto 6.3.6.1. 7.2.1.1.2.2 Condiciones de la prueba El MES debe estar suscrito al mensaje GOOSE publicado por el RTDS. Se deben ejecutar las pruebas descritas en el punto 7.2.1.1.4 y 7.2.1.1.5. En cada grupo de pruebas se consideran las siguientes condiciones:

a) El RTDS o equipo de prueba publica el mensaje GOOSE con las variables que emulen los disparos monopolares desde la PP1; cada una de estas señales se activará con una variable binaria en el mensaje, en forma independiente.

b) Un equipo patrón, publica un mensaje GOOSE con las variables que emulen los disparos monopolares desde la PP2; cada una de estas señales se activará con una variable binaria en el mensaje, en forma independiente. La operación de la PP2, se realizará mediante la activación de una entrada digital, por un contacto del RTDS.

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c) El MES está suscrito al mensaje GOOSE publicado por la PP1 y/o PP2, y cierra sus contactos en respuesta a la variable de disparo que tenga programada de este mensaje. La lógica a programar se define en el punto 7.2.1.1.3.1.

d) El MES recibe estados y alarmas del equipo primario que activarán sus entradas digitales. Durante todas las pruebas éstas se activarán simultáneamente mediante un contacto de salida del RTDS o equipo de prueba.

e) Deberá tenerse tráfico de mensaje GOOSE en la red, publicado desde otros DEIs.

f) Las lógicas programadas deben estar presentes en todo momento.

FIGURA 2- Diagrama Esquemático para prueba del MES

7.2.1.1.3 Lógicas a programar Se deben programar lógicas en el Equipo de Entradas y Salidas, conforme este punto, para verificar que no se demerite el tiempo de transmisión de señales. 7.2.1.1.3.1 Para disparo Programar en el MES y CuFO2 la lógica de la figura 3 y figura 4 respectivamente, para que la activación de una entrada digital del CuFO1 o variable publicada en el mensaje GOOSE desde el equipo de prueba, opere sus salidas en respuesta a la programación de esta lógica.

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Contacto 1

Contacto 2

Contacto 3

PP1.Op.phs A

PP1.Op.phs B

PP1.Op.phs C

PP2.Op.phs A

PP2.Op.phs B

PP2.Op.phs C

PR0.Op.St val

>1

>1

>1

FIGURA 3-Lógica para prueba de contactos de disparo en MES

BO-1/CuFO2CuFO1.BIO1.stVal

BO-2/CuFO2

BO-3/CuFO2

> 1

> 1

> 1

CuFO1.BIO2.stVal

CuFO1.BIO2.stVal

FIGURA 4-Lógica para prueba de contactos de disparo en CuFO2

7.2.1.1.3.2 Para supervisar el estado de un interruptor, cuchilla u otras señales Programar en el CuFO1, CuFO2 y MES la lógica de la Figura 5 para que a la activación de cada una de sus entradas digitales, con el flanco ascendente active el “set” y con el flanco descendente el “reset” de elementos “Flip-Flop” o LATCH.

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BI-n/CuFO2

BI-n/MES

SR

Qn Qn

Qnn

SR

SR n

Qn, son primeros 16 elementos “FLIP-FLOP” o LATCH del equipo bajo prueba

Q Q

Q

n

CuFO2.BIOn.stVal

CuFO2

MES

CuFO1

En todas las expresiones, n= 1 a 16

BI-n/CuFO1

QmSR m Q

CuFO1

Qm, son por lo menos 3 elementos adicionales “FLIP-FLOP” o LATCH en el CuFO1

Qm

QnQn

Qn

FIGURA 5-Lógica de monitor de estado de interruptor o cuchilla en CuFO1, CuFO2 y MES

Para el CuFO1, las señales provenientes del CuFO2 deben activar, con el flanco ascendente el “set” y con el flanco descendente el “reset” de elementos “Flip-Flop” o LATCH. Las salidas de éstos últimos deben cerrar cada contacto de salida del CuFO1 conforme la figura 6.

Qn BO-n/CuFO1

Qn son las salidas del elemento “Flip-Flop” o “LATCH”, donde n= 1 a 16

BO-n/CuFO1 son las salidas del CuFO1, donde n= 1 a 16

> 1

FIGURA 6-Lógica de cierre de contacto del CuFO1 DOCUMENTO EN E

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7.2.1.1.4 Pruebas para disparo Deben incluir todas las combinaciones de activación de entradas, o variables para publicar un mensaje GOOSE, y operación de las salidas asignadas para disparos de acuerdo al punto 7.2.1.1.5. Cada una de estas pruebas se debe ejecutar por lo menos diez (10) veces para verificar la repetitividad de los resultados. En cada una de las pruebas anteriores, simultáneamente se deben activar todas las entradas del CuFO2 o MES. 7.2.1.1.5 Pruebas para disparo y señalización 7.2.1.1.5.1 Señales fijas Se deben repetir las pruebas para disparo del punto 7.2.1.1.4, con por lo menos una entrada digital activada, o variables para publicar un mensaje GOOSE, designada para ser usada en señalización y alarma. Estas pruebas se deben repetir por lo menos diez (10) veces. 7.2.1.1.5.2 Señales aleatorias Se deben repetir las pruebas para disparo del punto 7.2.1.1.4, con entradas digitales, o variables para publicar un mensaje GOOSE, activadas aleatoriamente y designadas para ser usadas en señalización y alarmas. Estas pruebas se deben repetir por lo menos diez (10) veces. 7.2.1.1.5.3 Todas las señales Se deben efectuar pruebas para disparo del punto 7.2.1.1.4, energizando todas las entradas simultáneamente. Estas pruebas se deben repetir por lo menos diez (10) veces. 7.2.1.2 Pruebas al Programa de Aplicación 7.2.1.2.1 Exportación de archivos SCL Se debe verificar que una vez concluido el proceso de configuración del dispositivo, el programa de aplicación debe ser capaz de generar un archivo de configuración en formato XML que cumple con las plantillas XSD, en su última versión publicadas por el TC 57 de IEC. Se debe emplear una herramienta informática que soporte la lectura y validación del archivo en formato XML, empleando como base las plantillas XSD referidas en el párrafo anterior. 7.2.1.2.1.1 Contenido del archivo SCL Se debe verificar que el archivo exportado contiene la información que se solicita como “requerida” en las plantillas XSD de todos los nodos XML empleados y por lo menos con la siguiente información:

a) Las partes relacionadas con las comunicaciones: el Punto de Acceso, la conexión física a la Red y todos los GSE configurados en el dispositivo.

b) En la sección de la conexión física, debe contener por lo menos: la dirección IP y máscara de

Subred. c) En la sección de GSE, debe contener por lo menos: la instancia del Dispositivo Lógico donde está

configurado, el nombre del Bloque de Control del GSE en el LLN0, MAC-Address, APPID, VLAN-PRIORITY y VLAN-ID.

d) Las partes relacionadas con el LLN0 y sus Bloques de Control para los GSE publicados y los

DataSet referenciados.

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e) Los bloques de control para GSE, deben contener por lo menos: su nombre y el nombre del DataSet referenciado.

f) Los bloques de control para DataSet, deben contener su nombre y la lista de los datos

referenciados vía los nodos tFCDA. 7.2.1.2.2 Mensajes GOOSE publicados Se debe verificar que los mensajes GOOSE configurados en el dispositivo corresponden con los reportados en el archivo de configuración en SCL. Se debe emplear un analizador de tramas Ethernet capaz de interpretar las tramas de la Capa 2 del modelo OSI, para mostrar el contenido y configuración de los mensajes GOOSE, con el fin de detectar todos los mensajes GOOSE publicados por el dispositivo bajo prueba. 7.2.1.2.3 Importación de archivos SCL La acción de importar implica que el programa sea capaz de leerlo e interpretar su contenido, aún cuando no lo almacene de ninguna forma o lo agregue a alguna biblioteca. Se debe verificar que el programa de aplicación, es capaz de importar archivos de configuración SCL en formato XML que cumplen con lo establecido en la norma IEC 61850-6 y que cuenta con el contenido indicado en el punto 7.2.1.2.1.1, generados por otro dispositivo que cuente con la configuración necesaria para publicar mensajes GOOSE. Con el archivo leído, debe ser capaz de configurar la suscripción a mensajes GOOSE publicados por el dispositivo que se describe en el archivo SCL importado. 7.2.1.2.4 Programación de lógicas Se debe verificar que el programa de aplicación es capaz de programar lógicas como las requeridas en el punto 6.3.7 y las requeridas para realizar las pruebas que se indican en el punto 7.2.1.1.3.

8 MARCADO 8.1 Placa de Datos Cada Equipo de Entradas y Salidas debe traer integrado, en lugar visible y de forma indeleble la siguiente información:

a) Nombre del fabricante. b) Modelo. c) Número de serie. d) Tensión nominal de alimentación (V c.c.). e) Año de fabricación. Se acepta este dato codificado dentro del número de serie del relevador. f) Direcciones MAC de las Tarjetas de Red Ethernet.

a) en las Características Particulares.

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9 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN, ALMACENAJE Y MANEJO

Debe cumplir con lo indicado en la norma de referencia NRF-001-CFE. El Equipo de Entradas y Salidas, debe contar con un empaque que evite cualquier daño al mismo durante su transporte y que sea adecuado para almacenamiento. 9.1 Documentación Técnica Con el Equipo de Entradas y Salidas, se debe entregar un manual técnico que cumpla con lo establecido en la norma de referencia NRF-002-CFE. Se debe entregar con el equipo la siguiente documentación:

a) Modelo de datos de acuerdo a la norma IEC 61850-7-2, IEC 61850-7-3 e IEC 61850-7-4 (MICS). b) Servicios proporcionados por dispositivos (ACSI) de acuerdo con la norma IEC 61850-7-2 (PICS,

PIXIT). c) Archivo de descripción de la configuración del dispositivo, de acuerdo con lo establecido en la

norma IEC 61850-6. d) Método de instalación incluyendo plantillas dimensionales. e) Guía para la detección y solución de problemas. f) Pruebas de aceptación, periódicas y recomendaciones de mantenimiento. g) Recomendaciones de manejo y almacenamiento. h) Con el “software” suministrado, deben entregarse el número de instructivos necesarios para la

utilización. i) Licencias de uso y explotación del “software” para configuración y ajustes.

9.2 Accesorios para Montaje Se deben entregar los herrajes y soportes necesarios para el montaje. 10 BIBLIOGRAFÍA No aplica. 11 CARACTERÍSTICAS PARTICULARES

Las Características Particulares a que se refiere la presente especificación se indican en el formato CPE-479, anexo a este documento. DOCUMENTO E

N ENTRADA E

N VIG

OR

COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD

CARACTERISTICAS PARTICULARES PARA: EQUIPOS DE ENTRADAS Y SALIDAS PARA SUBESTACIONES ELÉCTRICAS

(LLENADO POR EL USUARIO)

Correspondiente a la especificación CFE G0100-19

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CPE

- 47

9

Aplicación

MES para cuchilla

MES para interruptor monopolar

MES para interruptor tripolar

MES para bahía

CuFO

Tipo de Montaje

Semiembutido En “Rack” Sobreponer En riel DIN ó miniDIN

Tensión de Alimentación

125 V c.d. 250 V c.d. Otra:

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documento - lapem.cfe.gob.mx · primario (interruptor, cuchilla, transformador, reactor, entre...

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