Este documento describe la necesidad de modernizar los sistemas RTU en subestaciones eléctricas debido a los nuevos requisitos del sector eléctrico. Las RTUs actuales tienen limitaciones como falta de soporte para protocolos modernos y Ethernet. La solución propuesta es reemplazar las RTUs obsoletas con un gateway que mantenga todo el cableado de E/S existente, reduciendo los costos. Esto se logra usando módulos de interfaz y E/S que se conectan a las señales existentes de las RTUs GE D20.

1. MODERNIZACION DE RTUs EN
SUBESTACIONES ELECTRICAS.
Contenido
Necesidades del sector eléctrico ……1
Desafíos para las actuales RTUs………1
Impacto de un reemplazo total……….2
Soluciones confiables, segura y de
bajo costo……………………………………….2
Ejemplo de modernización……………..3
Ventajas de la implementación...…..4
Escenarios de reemplazo………………..5
 Descripción de la RTU GE D20
y sus módulos de E/S distri-
buidos.
 Gateway SMP SG-4250.
 SMP I/O
 Solución de SCADATECH para
RTUs GE D20.
 Módulos de E/S GE D20 tipo
Disconnect, DB25, Compres-
sion y Barrier.
Necesidades del sector electrico.
La necesidad de una red más inteligente, segura y escalable en cumplimiento con la normativa
vigente (NTSyCS), impulsa consigo la modernización de los sistemas actuales, que en muchos
casos data con más de una década de antigüedad.
Las nuevas exigencias requieren sistemas con un número mayor de dispositivos electrónicos
inteligentes (IEDs). Estos dispositivos a su vez, requieren mayores posibilidades de comunica-
ción, integración y automatización avanzada para soluciones a nivel de la subestación. Como
resultado, las Empresas Eléctricas tienen desafíos que abordar:
 Cumplimiento de la normativa técnica vigente (NTSyCS).
 Mantenimiento y soporte integral de toda la subestación, incorporando dispositivos tales
como equipos de comunicación, informáticos, servidores, etc.
 Administración segura de IEDs basado en certificados y estándares NERC-CIP.
 Integración con sistemas SCADA en forma Remota.
 Capacidad de automatización de toda la subestación.
 Redundancia de dispositivos y enlaces.
 Sistemas de lectura remota de protecciones eléctricas para la obtención de eventos y
oscilografías.
 Soporte para diversos protocolos de comunicación. DNP 3.0, IEC-61850, ICCP, IEC-60870-
5-104, etc.
 Sincronización mediante reloj satelital GPS.
 Disponibilidad de operación.
 Acceso a mantenimiento y configuración en forma remota.
Desafíos específicos para las actuales RTUs.
Algunos diseños e implementaciones con RTUs tienen más de 20 años, con capacidades de
hardware y software limitadas que ya no son compatibles con las nuevas exigencias y tecnolo-
gías. De los inconvenientes comúnmente observados podemos destacar:
 Capacidad de conectividad Ethernet y acceso web.
 Soporte para los protocolos de comunicación apropiados o para los más recientes, tales
como IEC 61850.
 Equipos obsoletos y repuestos discontinuados por el fabricante.
 Capacidad de registrar secuencias de eventos (SOE).
 Capacidad de sincronización horaria mediante GPS.
 Redundancia para los dispositivos críticos.
 Dispositivos no diseñados para uso en subestaciones eléctricas.
23 de mayo 2017
Volumen 1, Rev0.
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2. GATEWAY SMP SG-4250
Frente al impacto de un reemplazo completo, se busca optimizar de la mejor manera
dicha implementación, para ello se requieren soluciones óptimas que respondan de la
mejor manera a los siguientes planteamientos.
 Confiabilidad: Plantea principalmente la búsqueda de equipamiento y tecnolo-
gías vigentes, de uso e implementación ampliamente comprobadas.
 Seguridad: El sistema debe contemplar componentes bajo normas y estándares
certificados, de esta manera se garantiza la interoperabilidad entre dispositivos,
herramientas de desarrollo y configuración de carácter estándar y abierto, permi-
tiendo una integración fluida y precisa en el funcionamiento.
 Bajo Costo: Los aspectos relacionados a la sustitución y/o instalación de nuevo
cableado para E/S presentan un elevado costo, ya que requiere efectuar levanta-
miento de la instalación existente, ingeniería para elaborar nuevos planos y dia-
gramas de alambrado, canalización, tendido de conductores, etc. Todo esto
acompañado de los tiempos y riesgos asociados al Cutover del sistema.
Por lo tanto, una solución que permita reemplazar las RTUs deficientes u obsoletas,
por tecnología actual, certificada para uso en subestaciones y que además, permita
mantener todo el cableado de E/S existente, resulta la alternativa óptima.
“Una solución que permita reemplazar las RTUs deficientes u obsoletas, por tecnología actual, certi-
ficada para uso en subestaciones y que además permita mantener todo el cableado de E/S existente,
resulta la alternativa óptima.”
Impacto de un reemplazo completo del sitema.
Soluciones confiables, seguras y de bajo costo.
Cuando las compañías buscan reemplazar sus sistemas RTU
obsoletos por tecnología actual, probada, segura y rentable ,
también buscan minimizar el riesgo y las interrupciones en el
servicio de las subestaciones, simplificando al mismo tiempo
el esfuerzo general de ingeniería y diseño.
Los costos asociados al reemplazo de un sistema basado en
RTU son una preocupación importante, estos costos se pue-
den resumir a continuación:
 Ingeniería, diseño y planificación.
 Elaboración de nuevos diagramas, planos y listados.
 Adquisición de nuevos equipos (Comunicación, CPUs,
módulos de E/S, Incluyendo eventualmente nuevos
gabinetes).
 Eliminación de cableado de hardware y E/S.
 Montaje e Instalación de nuevos equipos.
 Instalación / sustitución del cableado de E/S.
 Integración de nuevos sistemas (chequeo punto a pun-
to de cada E/S, protocolos de prueba, Puesta en mar-
cha).
 Capacitación para el nuevo sistema.
 El tiempo de interrupción del servicio para realizar el
reemplazo (Cutover).
 Riesgo asociado ante la modificación de cableado exis-
tente.
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 Mas de 80 protocolos sopor-
tados, incluyendo IEC-61850
e ICCP, permite interrogar
128 IEDs y reportar a 64
centros de control.
 Funciones avanzadas de
seguridad (firewall, TLS, AES
128/256, X.509, etc.), cumpli-
miento NERC-CIP.
 Esquema completamente
redundante, hasta 10 puer-
tos Ethernet independientes.
 Software único e intuitivo
para gestión, configuración y
puesta en marcha.
 Extracción automática de
eventos y oscilografías desde
IEDs.

3. RTU D20 GE
El sistema RTU viene con un chasis
principal que contiene la unidad de
procesamiento (CPU).
La capacidad de E/S del sistema
está formada con una combinación
de las siguientes tarjetas de E/S:
D20A, D20C, D20S, D20K y D20KI.
Estas placas de E/S son conectadas
a la CPU a través de un enlace RS-
485 de alta velocidad usando un
protocolo propietario de GE.
 Sin autentificación ni cone-
xión remota segura
(Cumplimiento NER-CIP).
 Sin Soporte para protocolos
IEC-61850 e ICCP.
 Sin capacidad de HMI local ni
acceso Web.
 Sin gestor de recuperación de
archivos SOE.
 Registro de cambios por
usuarios.
Ejemplo Practico de Modernizacion.
Este caso plantea la modernización de sistemas Basados en RTUs GE D20, mediante una solu-
ción Confiable, Segura y de Bajo Costo. Pudiendo además mejorar y ampliar las capacidades de
un sistema existente basado en este tipo de dispositivos.
La solución de SCADATECH utiliza un Gateway SMP SG-4250 de la serie Cooper Power Systems
de Eaton, este gateway reemplaza la antigua RTU D20 y las tarjetas de E/S manteniendo los
relés de interposición D20KI y todo el alambrado de las señales.
La solución solo require el siguiente equipamiento:
 Un gateway SMP SG-4250.
 Unidades SMP I/O coincidentes con las tarjetas de E/S GE D20.
 Una RTU Interface Board para conectar los terminales de E/S existentes a las unidades SMP
I/O.
Esquema referencial para modernización del sistema.
3
Solución de modernización de SCADATECH para RTUs D20 GE.

4. UNIDAD SMP I/O
Ventajas de la implementacion.
4
 Modulo de E/S distribuidas
para uso en Subestaciones.
 Hasta 32 DI, 24 AI y 16 DO
(SBO y DO).
 Funcionamiento en modo
Stand Alone o integrado con
Gateway SMP SG-4250.
 Comunicación con protocolo
DNP 3.0 Ethernet y Serial.
 Soporta Ethernet mediante
Fibra óptica y Cobre.
 Sincronización horaria IRIG-B,
con precisión de 1 ms.
RTU INTERFACE BOARD
AUTOMATIC EVENT RETRIEVAL
AND OSCILLOGRAPHS
EMBEDDED LOCAL HMI
CEN /CDC / EMS /DMS
( ICCP PROTOCOL )
Posibilidades Actuales con RTUs.
SECURE REMOTE ACCESS
SCADA
METERING IEDs D20S D20A D20K
D20KI
Ventajas de un plataforma modernizada con el Gateway SMP SG-4250.
METERING IEDs RTU Interface
Board + SMP I/O
RTU Interface
Board + SMP I/O
RTU Interface
Board + SMP I/O
D20KI
AUTOMATIC EVENT RETRIEVAL
AND OSCILLOGRAPHS
EMBEDDED LOCAL HMI
CEN /CDC / EMS /DMS
( ICCP PROTOCOL ) SECURE REMOTE ACCESS
SCADA

5. “Nuestra solución ha sido desarrollada para cada tipo de terminal.”
Los módulos de E/S D20 son suministrados con 4 opciones de terminales diferentes .
5
Escenarios de reemplazo.
DISCONNECT COMPRESSION DB25 BARRIER
Usando una “RTU Interface Board“ especialmente diseñada, cada modulo
de E/S GE D20 es reemplazado por una Unidad SMP I/O.
Terminales tipo DISCONNECT
Procedimiento.
 Remover cubierta acrílica y panel WESDAC.
 Desconectar los terminales.
 Remover panel WESTERM.
 Instalar RTU Interface Board.
 Instalar SMP I/O.
 Conectar los terminales en la nueva interfaz.
Los terminales existentes en el modulo D20 pueden quitarse fácilmente y conectarse en el nuevo RTU Interface Board.

6. 6
Terminales tipo DB25
Procedimiento.
 Los terminales DB25 se pueden conectar y desconectar fácilmente. Todo el módulo D20 se sustituye por un RTU Interface Board con
conectores DB25. Los cables de señal se conectarán entonces a estos nuevos conectores DB25.
Sistema existente con conector DB25. Nuevo sistema mejorado con conector DB25.
Terminales tipo COMPRESSION
SOLUCION 1: Reemplazo Completo.
Esta opción utiliza el mismo procedimiento que la opción DISCONNECT. Utilizando un RTU Interface Board cada módulo de E/S GE D20 se
sustituye por unidades SMP I/O. la CPU GE D20 también se sustituye por un Gateway SMP SG-4250.
Paso 1.
Los cables se desconectan de los bornes del modulo D20 y se conectan a los nuevos conectores removibles.
Los terminales tipo COMPRESSION vienen soldados al modulo D20. Esto los convierte en una caso especial, ya que a diferencia de los dos casos
anteriores, los bornes no pueden conectarse y desconectarse fácilmente. Para este reemplazo existen dos opciones diferentes.
Paso 2.
Los módulos de E/S GE D20 son reemplazados por un RTU Interaface Board con las unidades SMP I/O.

7. 7
Utilizando un RTU Interface Board, las señales se transfieren desde el
módulo de E/S GE D20 a unidades SMP I/O. la CPU GE D20 también
se sustituye por un Gateway SMP SG-4250.
Procedimiento.
 Remover cubierta acrílica y panel WESDAC.
 Mantener panel WESTERM.
 Instalar RTU Interface Board.
 Instalar SMP I/O.
 El cableado se mantiene en el panel WESTERM.
Paso 3.
Los conectores se ubican en los terminales de la nueva RTU Interaface Board.
SOLUCION 2: Reemplazo Parcial.
Paso 1.
La cubierta acrílica y la tarjeta
WESDAC son removidas. Los
cables se mantienen el módulo
D20 WESTERM.
Paso 2.
El nuevo panel de RTU Interface
Board se conecta al modulo
WESTERM.
Paso 3.
Las unidades SMP I/O se conec-
tan en el RTU Interface Board.
Terminales tipo BARRIER
Los módulos de E/S GE D20 con terminales tipo BARRIER tienen el mismo procedimiento que los de terminales tipo COMPRESSION, con la
diferencia que permiten usar cables de mayor calibre. Independiente de esto, su reemplazo es idéntico.

8. • Integración de centrales y subestaciones eléctricas.
• Suministro y configuración de Gateway de comunicaciones
(conversores de protocolo ej. DNP 3.0 /ICCP).
• Suministro, desarrollo e implementación de sistemas de SCADA y HMI.
• Asesoría para el cumplimiento de NTSyCS.
• Suministro, Instalación y Puesta en Servicio de Sistemas SITR.
• Extracción automática de eventos y oscilografías.
• Integración de protecciones eléctricas.
• Normalización y mejora de plataformas existentes.
• Capacitaciones.
SERVICIOS ESPECIFICOS.SCADATECH LTDA.
Especialistas en servicios y equipos
orientados a la implementación de
sistemas SCADA Eléctricos y Siste-
mas de información en tiempo real
(SITR).
Servicios especializados en protoco-
los de comunicación eléctrica (ICCP,
DNP 3.0 , IEC-60870-5-
101/103/104, 61850) tendientes a
cumplir con la Norma técnica de
Seguridad y Calidad del Servicio
(NTSyCS) Chilena .
SCADATECH es miembro de un gru-
po de empresas compuesto por
IproElec www.iproelec.cl (Ingeniería
en protecciones eléctricas, VAR de
General Electric) e IPROCOM
www.iprocom.cl
(Telecomunicaciones Industriales).
8
Eaton´s Value Adder Partner Autorized
Quilín #4745, Macul , Santiago de Chile.
Fono: +56-2-27602800
contacto@scadatech.cl
www.scadatech.cl
PcVue Solutions Certified Partner