SIPROTEC 5 - V7.8 Schutz, Automatisierung und Überwachung für digitale Unterstationen - Siemens
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SIPROTEC 5 – V7.8 Schutz, Automatisierung und Überwachung für digitale Unterstationen Frei verwendbar © Siemens AG 2018 siemens.com/siprotec5
SIPROTEC 5
Inhaltsverzeichnis
• Einleitung
• Neue Funktionen in V7.8
• SIPROTEC 5 – der Kern einer Digital Substation 4.0 und IoT
• Produktportfolio
Unrestricted © Siemens AG 2018
Page 2 Mai 2018 Automatisierungsprodukte
SIPROTEC –
Synonym für weltweit führende Schutztechnologie
Mehr als 1,6 Mio. installierte Geräte, davon >500.000 mit IEC 61850
Frost &
Das erste Das digitale Sullivan Über eine
SIPROTEC 5
elektro- Zeitalter für Award für Million SIPROTEC 5
integrierte
mech- Schutz- die Imple- SIPROTEC IoT connectivity
End-to-End
anische geräte mentierung Schutzgeräte to MindSphere
Cyber Security
Relais beginnt von im Einsatz
IEC 61850
1910 1977 1980 1998 2006 2008 2010 2011 2012 2015 2017 2018
SIPROTEC
SIPROTEC 5
Compact
Erste SIPROTEC 4 Benchmark SIPROTEC 5
hohe Cloud basierte
digitale Multi- für Schutz, Prozessbus
Funktio- Applikationen
Anwendung funktionale Automati- und digitale
nalität im für SIPROTEC
in Würzburg Gerätereihe sierung Substation
kompakten
Überwachung
Design
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Page 3 Mai 2018 Automatisierungsprodukte
SIPROTEC 5 –
die neue Generation der Schutzgerätefamilie SIPROTEC
Individuell konfigurierbare Geräte –
+
Geld sparen über den gesamten Lebenszyklus
Richtungsweisende Systemarchitektur –
+
Freiräume und Sicherheit für hoch vermaschte Netze
Vielschichtige integrierte Sicherheitsmechanismen –
+
Höchstmaß an Sicherheit und Verfügbarkeit
Durchgängiges System- und Geräte-Engineering –
+
Effiziente Betriebskonzepte, flexibles Engineering
SIPROTEC 5 –
Der Maßstab für Schutz, Automatisierung und Überwachung unter sich wandelnden Bedingungen
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Page 4 Mai 2018 Automatisierungsprodukte
SIPROTEC 5
Inhaltsverzeichnis
• Einleitung
• Neue Funktionen in V7.8
• SIPROTEC 5 – der Kern einer Digital Substation 4.0 und IoT
• Produktportfolio
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Page 5 Mai 2018 Automatisierungsprodukte
Highlights V7.8 Cyber Security: Rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC) mit zentralem Usermanagement Usability: SIPROTEC 5 Web Browser Neues Gerät: Parallelschaltgerät SIPROTEC 7VE85
Neue Funktionen für SIPROTEC 5 Release 7.80
Cyber Security Web Browser
• Rollenbasierte Zugriffskontrolle mit • Web Browser für einfachen Zugriff
zentralem Usermanagement auf Prozess-/Geräteinformationen
• Schreib-/Leseberechtigung pro
Geräteport festlegen DIGSI 5
Kommunikation Neue Hardware • Benutzerdefinierte
Anwendungsvorlagen
• DNP3 unterstützt den Anschluss • Parallelschaltgerät • Display Editor: Neue Symbole
an zwei Master über ein Ethernet SIPROTEC 7VE85 • SCD Datei wird im DIGSI 5 Projekt
Modul • Eingabebaugruppe IO233 mit als Sicherung gespeichert
• Download von Betriebsmeldepuffer Sonderausführung der • Unterstützung der SITIPE
und Störfallmeldepuffer als Datei Binäreingänge, 48 Binäreingänge, Engineering „workflows“
gemäß IEEE C37.239 COMFEDE nur ein spezifischer Schwellwert • CFC-Bausteine zur Steuerung ENC
mittels Web-Browser von DC 105 V (Enumerated Controllables)
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Page 7 Mai 2018 Automatisierungsprodukte
Neue Funktionen für SIPROTEC 5 Release 7.80
Parallelschaltgerät 7VE85 Maschinenschutz 7UM8
1.5- und 2-kanalige SIL 2 Zertifikat für den
Synchronisierungsfunktion Rückleistungsschutz
• 2 unterschiedliche Algorithmen Thermischer Überlastschutz mit
• Redundante Messhardware Kaltgastemperatur-Messung
• Überwachungsfunktionen Pendelsperre für den
----------------- Transformatorschutz 7UT8 Impedanzschutz
• Stellbefehle für Spannung und
Frequenz • Pendelsperre für den
Impedanzschutz
• Bis zu 8 Synchronisierstellen mit
einen Gerät ohne externe
Umschaltung
• Zuschaltungsüberwachung
• Hochstromschnellstufe
• Zusätzliche Schutzfunktionen
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Page 8 Mai 2018 Automatisierungsprodukte
Neue Funktionen für SIPROTEC 5 Release 7.80
Überstromzeitschutz Weiteres
• Stromwandler-Anschlussart für • Frequenznachführgruppen
Anwendungen in isolierten oder • Test Report gemäß IEC 60255-127
gelöschten Netzen mit zwei für Spannungsschutz
Phasenstromwandlern
Sammelschienenschutz 7SS85 Störschreibung und SIGRA Störschreiber 7KE85
Globale oder selektive Blockierung • Unterstützung von COMTRADE • Harmonische Messungen nach
Überstromfreigabe von AUS- 2013 IEC 61000-4-7
Kommandos • Stationsname in COMTRADE Datei • Total Harmonic Distortion (THD)
Blockierung von AUS-Kommandos • Darstellung Harmonischer via „heat Messungen nach IEC 61000-4-7
map“ • Total Demand Distortion (TDD)
Anzahl der Sammelschienen-
SIGRA unterstützt DIGSI 5 float Messungen
abschnitte für Gerätetypen mit den
License
maßgebliche Eigenschaften C, D
und E von 4 auf 6 erhöht
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Page 9 Mai 2018 Automatisierungsprodukte
SIPROTEC 5 –
Integrierte Cyber Security – Übersicht
Sichere Entwicklung
Gegenseitig authentifizierte und verschlüsselte Kommunikation Patchmanagement
zwischen DIGSI 5 und dem SIPROTEC 5-Gerät Antivirus-Kompatibilität
Geräteseitige Unterstützung von rollenbasierter Zugriffs-
kontrolle mit zentralem Usermanagement und Zugriff im Notfall
Sicherheitsrelevante Ereignisse sind über Syslog und im
gerätinternen dedizierten Meldepuffer protokolliert Produkthärtung
Bestätigungscodes für sicherheitskritische Unabhängige Validierung
Handlungen (Safety)
Crypto-Chip für sichere
Informationsspeicherung und –übertragung
SIPROTEC 5 Gerät nutzt im Crypto-Chip gespeicherten
Schlüssel um nur von Siemens signierte
Firmware zu laden
Trennung von Prozess- und Service-Kommunikation
Bay level
Sicherer Zugang bei Bedienung über das Gerätedisplay
und Web-Browser
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Page 10 Mai 2018 AutomatisierungsprodukteSIPROTEC 5 –
Integrated Cyber Security
• Nutzung (vorhandener), zentraler
Rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC) mit zentraler Nutzerverwaltung für den sicheren
Benutzerverwaltung SIPROTEC 5 Zugriff
• Funktioniert mit existierenden
1 2
DIGSI 5
RADIUS Active RADIUS Servern z.B. Microsoft
(NPS) Directory
4 3 Rollen Anwen. Rolle
Active Directory Network Policy
Anwender 1 Engineer
Anwender 2 Admin Server (NPS)
…
•1 Anwender fordert Gerätezugriff (mit Anwendername &Passwort)
• Rollen und Rechte entsprechend
•2 Authentifzierungs-Anforderung über RADIUS
Standards und Richtlinen z.B. IEC
•3 Authentifizierung & Autorisierung (Rolle) seitens RADIUS
62443, IEC 62351, IEEE 1686,
Zentrale Protokollierung
•4 Erfolgs-/Ablehnungsreaktion vom Gerät zum Anwender
BDEW Whitepaper
sicherheitsrelevanter
Ereignisse •5 Rollen-basierte Anwender-Session initiiert oder abgelehnt • Zugriffkontrolle auch bei
unterbrochener Verbindung zum
Zugriffskontrolle Operation A Operation B Operation C Operation …
Rechte Mapping RADIUS Server
Rechte Gruppe 1 x x
5
Rechte Gruppe 2 x x • Funktionalität gilt für DIGSI 5, Web-
…
Browser und Vor-Ort-Bedieneinheit
• Protokollierung sicherheitsrelevanter
Unrestricted © Siemens AG 2018 Anwenderaktionen
Page 11SIPROTEC 5 –
Integrated Cyber Security
Zentrale Protokollierung
sicherheitsrelevanter Digitally signierte Firmware
Ereignisse
• Geräte-Firmware ist vor
Manipulation geschützt
• Nur digital von Siemens signierte
Firmware kann geladen und
verarbeitet werden
• Dies wird durch einen integrierten
Crypto-Chip mit gesichertem
Schlüsselspeicher und
Signaturtechnik gewährleistet
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Page 12 Mai 2018 AutomatisierungsprodukteSIPROTEC 5
Web Browser
Einfacher, schneller und sicherer Zugriff auf Gerätedaten
Visualisierung von:
• Betriebsmesswerten
• Betriebsmelde- und
Störfallmeldepuffer
• Einstellungen
• Geräteinformation
Download der Puffer als CVS oder
IEEE C37.239 COMFEDE-Datei
(abh. vom Puffertyp)
Sicher:
• https Verbindung
• Zugriff wird pro Port festgelegt
• Gesteuert durch RBAC
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Page 13 Mai 2018 AutomatisierungsprodukteSIPROTEC 5
Parallelschaltgerät SIPROTEC 7VE85
11/2 und 2 kanalige SIPROTEC 7VE85 Gerätefunktionen
Parallelschaltfunktion
• Modulare Hardware ermöglicht die
bis 8 Synchronisierstellen ohne
Anpassung an vielfältige Applikationen
externe Umschaltung möglich
und reduziert externe Verdrahtung
• Synchrones- und asynchrones Schalten
Generator- Stellbefehle
• Automatisches und schnelles
synchronisieren von Generatoren durch
Zuschaltungsüberwachung die neue Stabilizer Methode
• Strom-, Spannungs- und
Schutz- und Frequenzschutzfunktionen können
Überwachungsfunktionen optional aktiviert werden
• Paralleschaltgerät 7VE85 für Schutz-
Synchronisierung und Schutz in einem Gerät und Netzentkupplungsaufgaben
einsetzbar
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Page 14 Mai 2018 AutomatisierungsprodukteSIPROTEC 5
Parallelschaltgerät SIPROTEC 7VE85
Modulare Hardware ermöglicht Anpassung an unterschiedliche Anlagegrößen –
Vorschläge zu HW-Varianten
Kleine und mittlere Anlagen
Basis Hardware SIPROTEC 7VE85
(z.B. 4 I und 4 U)
Große Anlagen
Standardhardware
SIPROTEC 7VE85
(z.B. 8 I und 8 U)
* Hardware erweiterbar
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Page 15Frequenznachführgruppen Erhöhte Messgenauigkeit durch individuelle Abtastfrequenzen Gewährleisten eine größtmögliche Flexibilität, sowie eine hohe Messgenauigkeit – in Anlagen mit galvanisch getrennten Bereichen und unterschiedlichen Frequenzen • Messstellen können verschiedenen Frequenznachführgruppen zugeordnet werden • Jede Frequenznachführgruppe arbeitet mit ihrer individuelle Abtastfrequenz Unrestricted © Siemens AG 2018 Page 16 Mai 2018 Automatisierungsprodukte
Frequenznachführgruppen Anwendungsbeispiel für den Einsatz unterschiedlicher Frequenznachführgruppen Unrestricted © Siemens AG 2018 Page 17
DIGSI 5
Benutzerdefinierte Anwendungsvorlagen
Zeiteinsparung und höhere Engineering-Qualität
• Wiederverwendung Ihrer
typischen Anwendungen in Geräte
mit unterschiedlicher Hardware
• DIGSI 5 überprüft:
• Maßgebliche Eigenschaft
• Anzahl der E/A
• Kommunikationsmodule
• Protokoll
• Funktionspunkte
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Page 18 Mai 2018 AutomatisierungsprodukteDIGSI 5
Display Editor
Schnelleres Engineering
Neue Symbole:
• Dreistellungsschalter
• Einschubleistungsschalter
• Lasttrennschalter
• Spannungsregler
• Capacitor Disconnector
Three way switch formed by 4
individual symbols
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Mai 2018
Page 19 AutomatisierungsprodukteIEC 61850
GOOSE Überwachung
Geringerer Engineeringaufwand und GOOSE
or
verbesserte Systemüberwachung
• Automatische Erzeugung während GOOSE
Subscription in neuen und bestehenden Projekten
• Ersetzt im CFC manuell erzeugte GOOSE Alarme
• Native IEC 61850 Ed2 Unterstützung durch den
Logischen Knoten LGOS
• Überwachung einzelner GOOSE Meldungen und
Summenalarm aller GOOSE Meldungen eines
Geräts
• Eigener, neuer Betriebsmeldepuffer für GOOSE-
Kommunikation im Gerät
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Page 20 Mai 2018 AutomatisierungsprodukteIEC 61850
GOOSE Simulation
Leichteres und fokussierteres Online Testing mit simulierten GOOSE Telegrammen
• Einfacheres Testen durch Fokussierung
auf minimale Anzahl betroffener Geräte
• GOOSE Simulation Bit zur
Unterscheidung zwischen “realem” und
simuliertem GOOSE Telegramm
• Das reale GOOSE sendende Gerät
verbleibt in normalem Betriebszustand
• Nur geziele GOOSE Meldungen werden
simuliert, die weiteren GOOSE
Meldungen werden vom realen Gerät
verwendet
• Unterstützung durch IEC 61850 Edition 2
Daten Objekt LPHD.Sim
Source: IEC 61850 7-1 Fig. 40
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Page 21 Mai 2018 AutomatisierungsprodukteIEC 61850 Flexible Engineering –
Genaue Anpassung an Kunden SSD Spezifikationen
IEC 61850: Von Interoperabiliät zu Geräteaustauschbarkeit mit SIPROTEC 5 / DIGSI 5
Leitstelle
• Weitere Erhöhung der Flexibilität zur
HMI
Unterstützung von Anforderungen
hinsichtlich Austauschbarkeit
Report • Ungenutzte IEC 61850 Elemente (LD, LN,
Report
IEC 61850 Stationsbus DO, Data Attribute) werden automatisch
Goose im Gerätedatenmodell via SSD Import
ausgeblendet
IEDs
• Automatische Prokollierung von
Unterschieden zwischen existierendem
SSD File und dem SIPROTEC 5
Datenmodell während des Imports
• Optionale DatenObjekte können zwischen
logischen Knoten verschoben werden
• Erprobt mit mehreren Kunden und
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Page 22 Mai 2018 AutomatisierungsprodukteFault Recording and SIGRA
Heatmap Darstellung
Visualisierung aller aufgezeichneten Harmonischen und Interharmonischen
in einem Diagramm
• Darstellung von bis zu 50 gemessenen
Harmonischen in einem Diagramm
• Farbliche Darstellung des Anteils der
jeweiligen Harmonischen während eines
ausgewählten Zeitraums
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Page 23 Mai 2018 AutomatisierungsprodukteSIPROTEC 7KE85 50 Harmonische für Spannung und Ströme Erfüllung des Power Quality Standards IEC 61000-4-30 • Messung der Harmonischen (Zwischen- und Subharmonische) gemäß IEC 61000-4-7 • Gesamtverzerrungsfaktor (Total Harmonic Distortion THD) gemäß IEC 61000-4-7 • Total Demand Distortion (TDD) Messung Unrestricted © Siemens AG 2018 Page 24 Mai 2018 Automatisierungsprodukte
SIPROTEC 5
Inhaltsverzeichnis
• Einleitung
• Neue Funktionen in V7.8
• SIPROTEC 5 – der Kern einer Digital Substation 4.0 und IoT
• Produktportfolio
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Page 25 Mai 2018 AutomatisierungsprodukteEntwicklung der Stationsautomatisierung –
SIPROTEC 5 - der Kern einer Digital Substation 4.0
1. Generation– 2. Generation – Punkt zu Punkt 3. Generation – Digital Digital Substation 4.0 -
Parallelverdrahtung Verbindungen seit 1985 Stationsbus seit 2004 Prozessbus und IoT Connectivity
Mimic board Leitstelle Leitstelle Control Center Apps und Data Analytics
IEC 61850
HMI HMI
Stations-
auto-
Stationsauto- Stationsauto-
matisierung
matisierung matisierung
HMI
Störschreiber IoT
Schutz Schnittstelle
Stationsbus
IEC 61850
Switch
Weitere Felder
RTU Serielle
Verbindung Stationsbus
3rd
Prozess- Party
Parallel-
Switch bus
verdrahtung Feld… Feld… Feld …
CT
VT
Parallel- Digitale und Digitale
verdrahtung analoge Merging
Parallelverdrahtung Parallelverdrahtung Paralllelverdrahtung Merging Unit Unit
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Page 26SIPROTEC 5
Inhaltsverzeichnis
• Einleitung
• Neue Funktionen in V7.8
• SIPROTEC 5 – der Kern einer Digital Substation 4.0 und IoT
• Produktportfolio
Unrestricted © Siemens AG 2018
Page 27 Mai 2018 AutomatisierungsprodukteSIPROTEC 5 –
Geräte und Anwendungsbereiche
Überstrom- und
7SJ8 7SS85 Sammelschienenschutz
Abzweigschutz
Distanzschutz 7SA8 7SK8 Motorschutz
Leitungsdifferentialschutz 7SD8 7VK8 Schaltermanagement
Kombinierter Leitungs-
7SL8 7UM85 Generatorschutz
differential- und Distanzschutz
Transformatordifferentialschutz 7UT8 6MD8 Feldleitgerät
Parallelschaltgerät 7VE8 7KE85 Störschreiber
Engineering und Auswerten leicht gemacht – DIGSI und SIGRA
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Page 28 Mai 2018 AutomatisierungsprodukteSie können auch lesen
