IEC 61850-3:2002

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61850-3
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2002-01
Réseaux et systèmes de communication
dans les postes –
Partie 3:
Prescriptions générales
Communication networks and systems
in substations –
Part 3:
General requirements
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61850-3:2002
Numérotation des publications Publication numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Editions consolidées Consolidated editions
Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its
CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1
exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
• Site web de la CEI (www.iec.ch) • IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
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comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
d’études ou date de publication. Des informations line information is also available on recently
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cées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61850-3
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2002-01
Réseaux et systèmes de communication
dans les postes –
Partie 3:
Prescriptions générales
Communication networks and systems
in substations –
Part 3:
General requirements
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Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, any form or by any means, electronic or mechanical,
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Commission Electrotechnique Internationale
Q
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– 2 – 61850-3 © CEI:2002
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.4
1 Domaine d’application et objet.8
2 Références normatives.8
3 Définitions et abréviations .10
3.1 Définitions .10
3.2 Abréviations .10
4 Exigences de qualité .12
4.1 Généralités.12
4.2 Fiabilité .12
4.3 Disponibilité du système.14
4.4 Maintenabilité.16
4.5 Sécurité.16
4.6 Intégrité des données.16
4.7 Prescriptions générales relatives au réseau .16
5 Conditions d’environnement .16
5.1 Généralités.16
5.2 Température.18
5.3 Humidité.18
5.4 Pression barométrique .18
5.5 Prescriptions mécaniques et sismiques .18
5.6 Pollution et corrosion.18
5.7 Immunité aux perturbations électromagnétiques.20
5.8 Rayonnement électromagnétique .26
6 Services auxiliaires .26
6.1 Généralités.26
6.2 Gamme de tensions.26
6.3 Tolérances sur la tension .26
6.4 Interruptions d’alimentation .28
6.5 Qualité de l’alimentation .28
Annexe A (informative) Sécurité d’accès.30

61850-3  IEC:2002 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.5
1 Scope and object.9
2 Normative references .9
3 Definitions and abbreviations.11
3.1 Definitions .11
3.2 Abbreviations .11
4 Quality requirements .13
4.1 General .13
4.2 Reliability .13
4.3 System availability.15
4.4 Maintainability .17
4.5 Security.17
4.6 Data integrity.17
4.7 General network requirements.17
5 Environmental conditions.17
5.1 General .17
5.2 Temperature.19
5.3 Humidity.19
5.4 Barometric pressure .19
5.5 Mechanical and seismic.19
5.6 Pollution and corrosion.19
5.7 EMI immunity .21
5.8 EMI radiation.27
6 Auxiliary services .27
6.1 General .27
6.2 Voltage range.27
6.3 Voltage tolerance .27
6.4 Voltage interruptions .29
6.5 Voltage quality .29
Annex A (informative) Access security .31

– 4 – 61850-3 © CEI:2002
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
RÉSEAUX ET SYSTÈMES DE COMMUNICATION
DANS LES POSTES –
Partie 3: Prescriptions générales
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les
deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61850-3 a été établie par le comité d'études 57 de la CEI:
Conduite des systèmes de puissance et communications associées.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
57/557/FDIS 57/572/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
L’annexe A est donnée uniquement à titre d’information.

61850-3  IEC:2002 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
COMMUNICATION NETWORKS AND SYSTEMS
IN SUBSTATIONS –
Part 3: General requirements
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a world-wide organisation for standardisation
comprising all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to
promote international co-operation on all questions concerning standardisation in the electrical and electronic
fields. To this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their
preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt
with may participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organisations
liasing with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International
Organisation for Standardisation (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the
two organisations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61850-3 has been prepared by IEC technical committee 57: Power
system control and associated communications.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
57/557/FDIS 57/572/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
Annex A is for information only.

– 6 – 61850-3 © CEI:2002
La CEI 61850 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général: Réseaux et
systèmes de communication dans les postes:
Partie 1: Introduction et vue générale
Partie 2: Glossary
Partie 3: Prescriptions générales
Partie 4: Gestion du système et gestion de projet
Partie 5: Communication requirements for functions and device models
Partie 6: Substation automation system configuration description language
Partie 7-1: Basic communication structure for substation and feeder equipment – Principles
and models
Partie 7-2: Basic communication structure for substation and feeder equipment – Abstract
communication service interface (ACSI)
Partie 7-3: Basic communication structure for substation and feeder equipment – Common
data classes
Partie 7-4: Basic communication structure for substation and feeder equipment – Compatible
logical node classes and data classes
Partie 8-1: Specific communication service mapping (SCSM) – Mapping to MMS (ISO/IEC
9506 Part 1 and Part 2)
Partie 9-1: Specific communication service mapping (SCSM) – Serial unidirectional multidrop
point to point link
Partie 9-2: Specific communication service mapping (SCSM) – Mapping on a IEEE 802.3
based process bus
Partie 10: Conformance testing
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2004. A
cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
___________
A l’étude.
61850-3  IEC:2002 – 7 –
IEC 61850 consists of the following parts, under the general title: Communication networks
and systems in substations:
Part 1: Introduction and overview
Part 2: Glossary
Part 3: General requirements
Part 4: System and project management
Part 5: Communication requirements for functions and device models
Part 6: Substation automation system configuration description language
Part 7-1: Basic communication structure for substation and feeder equipment – Principles and
models
Part 7-2: Basic communication structure for substation and feeder equipment – Abstract
communication service interface (ACSI)
Part 7-3: Basic communication structure for substation and feeder equipment – Common data
classes
Part 7-4: Basic communication structure for substation and feeder equipment – Compatible
logical node classes and data classes
Part 8-1: Specific communication service mapping (SCSM) – Mapping to MMS (ISO/IEC 9506
Part 1 and Part 2)
Part 9-1: Specific communication service mapping (SCSM) – Serial unidirectional multidrop
point to point link
Part 9-2: Specific communication service mapping (SCSM) – Mapping on a IEEE 802.3 based
process bus
Part 10: Conformance testing
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2004. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
———————
Under consideration.
– 8 – 61850-3 © CEI:2002
RÉSEAUX ET SYSTÈMES DE COMMUNICATION
DANS LES POSTES –
Partie 3: Prescriptions générales
1 Domaine d’application et objet
La présente partie de la CEI 61850 s’applique aux systèmes d'automatisation de poste (SAS).
Elle définit la communication entre les dispositifs électroniques intelligents (IED) dans le
poste ainsi que les prescriptions concernant les systèmes associés.
Les spécifications de la présente partie font partie des prescriptions générales du réseau de
communication, en mettant l’accent sur les prescriptions de qualité. Cette partie traite
également des lignes directrices relatives aux conditions d’environnement et aux services
auxiliaires, en donnant des recommandations sur la pertinence des prescriptions spécifiques
d’autres normes et spécifications.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 61850.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications
ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente
partie de la CEI 61850 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les
plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la
dernière édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de la CEI et de
l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60654-4:1987, Conditions de fonctionnement pour les matériels de mesure et commande
dans les processus industriels – Quatrième partie: Influences de la corrosion et de l’érosion
CEI 60694:1996, Spécifications communes aux normes de l’appareillage à haute tension
CEI 60870-2-1:1995, Matériels et systèmes de téléconduite – Partie 2: Conditions de
fonctionnement – Section 1: Alimentation et compatibilité électromagnétique
CEI 60870-2-2:1996, Matériels et systèmes de téléconduite – Partie 2: Conditions de
fonctionnement – Section 2: Conditions d’environnement (influences climatiques, mécaniques
et autres influences non électriques)
CEI 60870-4:1990, Matériels et systèmes de téléconduite – Quatrième partie: Prescriptions
relatives aux performances
CEI 61000-4-3:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d’essai
et de mesure – Section 3: Essai d’immunité aux champs électromagnétiques rayonnés aux
fréquences radioélectriques
CEI 61000-4-4:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d'essai
et de mesure – Section 4: Essais d'immunité aux transitoires électriques rapides en salves.
Publication fondamentale en CEM
CEI 61000-4-5:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d'essai
et de mesure – Section 5: Essai d'immunité aux ondes de choc

61850-3  IEC:2002 – 9 –
COMMUNICATION NETWORKS AND SYSTEMS
IN SUBSTATIONS –
Part 3: General requirements
1 Scope and object
This part of IEC 61850 applies to substation automation systems (SAS). It defines the
communication between intelligent electronic devices (IEDs) in the substation and the related
system requirements.
The specifications of this part pertain to the general requirements of the communication
network, with emphasis on the quality requirements. It also deals with guidelines for environ-
mental conditions and auxiliary services, with recommendations on the relevance of specific
requirements from other standards and specifications.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 61850. For dated references, subsequent amend-
ments to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to
agreements based on this part of IEC 61850 are encouraged to investigate the possibility of
applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of IEC
and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEC 60654-4:1987, Operating conditions for industrial-process measurement and control
equipment – Part 4: Corrosive and erosive influences
IEC 60694:1996, Common specifications for high-voltage switchgear and controlgear
standards
IEC 60870-2-1:1995, Telecontrol equipment and systems – Part 2: Operating conditions –
Section 1: Power supply and electromagnetic compatibility
IEC 60870-2-2:1996, Telecontrol equipment and systems – Part 2: Operating conditions –
Section 2: Environmental conditions (climatic, mechanical and other non-electrical influences)
IEC 60870-4:1990, Telecontrol equipment and systems – Part 4: Performance requirements
IEC 61000-4-3:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 3: Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test
IEC 61000-4-4:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 4: Electrical fast transient/burst immunity test. Basic EMC Publication
IEC 61000-4-5:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 5: Surge immunity test

– 10 – 61850-3 © CEI:2002
CEI 61000-4-6:1996, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d'essai
et de mesure – Section 6: Immunité aux perturbations conduites, induites par les champs
radioélectriques
CEI 61000-4-8:1993, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d'essai
et de mesure – Section 8: Essai d'immunité au champ magnétique à la fréquence du réseau
CEI 61000-4-10:1993, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d'essai
et de mesure – Section 10: Essai d'immunité au champ magnétique oscillatoire amorti
CEI 61000-4-12:1995, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4: Techniques d'essai
et de mesure – Section 12: Essai d'immunité aux ondes oscillatoires
CEI 61000-4-16:1998, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 4-16: Techniques
d'essai et de mesure – Essai d'immunité aux perturbations conduites en mode commun dans
la gamme de fréquences de 0 Hz à 150 kHz
CEI TS 61000-6-5:2001, Compatibilité électromagnétique (CEM) – Partie 6: Normes
génériques – Section 5: Immunité pour les environnements de centrales électriques et de
postes
CISPR 22:1997, Appareils de traitement de l’information – Caractéristiques des perturbations
radioélectriques – Limites et méthodes de mesure
IEEE C37.90.2:1995, IEEE Standard for Withstand Capability of Relay Systems to Radiated
Electromagnetic Interference from Transceivers
3 Définitions et abréviations
Pour les besoins de la présente partie de la CEI 61850, les définitions et abréviations
suivantes s’appliquent.
3.1 Définitions
Se référer aux définitions de la CEI 61850-2 .
3.2 Abréviations
c.a. courant alternatif
AIA appareillage à isolation d’air
c.c. courant continu
AIG appareillage à isolation gazeuse
IHM interface homme – machine
IED intelligent electronic device: dispositif électronique intelligent
PI protocole d’interconnexion
MTTF mean time to failure: temps moyen avant défaillance
SAS substation automation system: système d’automatisation de poste
SCADA supervisory control and data acquisition: système de supervision, contrôle
et acquisition de données
SF hexafluorure de soufre
TCP transport control protocol: protocole de conduite du transport
___________
A l’étude.
61850-3  IEC:2002 – 11 –
IEC 61000-4-6:1996, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 6: Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency
fields
IEC 61000-4-8:1993, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measurement
techniques – Section 8: Power frequency magnetic field immunity test
IEC 61000-4-10:1993, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measure-
ment techniques – Section 10: Damped oscillatory magnetic field immunity test
IEC 61000-4-12:1995, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4: Testing and measure-
ment techniques – Section 12: Oscillatory waves immunity test
IEC 61000-4-16:1998, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-16: Testing and measure-
ment techniques – Test for immunity to conducted, common mode disturbances in the
frequency range 0 Hz to 150 kHz
IEC TS 61000-6-5:2001, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 6-5: Generic standards –
Immunity for power station and substation environments
CISPR 22:1997, IEEE Standard for Information Technology Equipment – Radio Disturbance
Characteristics – Limits and Methods of Measurement
IEEE C37.90.2:1995, Withstand capability of relay systems to radiated electromagnetic
interference from transceivers
3 Definitions and abbreviations
For the purpose of this part of IEC 61850, the following definitions and abbreviations apply.
3.1 Definitions
See IEC 61850-2 .
3.2 Abbreviations
a.c. alternating current
AIS air insulated switchgear
d.c. direct current
GIS gas insulated switchgear
HMI human – machine interface
IED intelligent electronic device
IP inter-networking protocol
MTTF mean time to failure
SAS substation automation system
SCADA supervisory control and data acquisition
SF sulphur hexafluoride
TCP transport control protocol
———————
Under consideration.
– 12 – 61850-3 © CEI:2002
4 Exigences de qualité
4.1 Généralités
Le présent article décrit en détail les exigences de qualité telles que la fiabilité, la disponibi-
lité, la maintenabilité, la sécurité, l’intégrité des données et autres, qui sont applicables aux
systèmes de communication utilisés pour le contrôle, la configuration et la conduite de
procédé dans un poste.
Il contient un certain nombre de références à d’autres documents normatifs de la CEI – avec
une référence fréquente à la CEI 60870-4. La CEI 60870-4 spécifie les besoins en
performance d'un système de téléconduite, classant ces besoins en fonction de propriétés qui
influencent la performance du système. Ces propriétés correspondent à la fiabilité,
disponibilité, maintenabilité, sécurité et intégrité. Pour chacune de ces propriétés, la
CEI 60870-4 liste un certain nombre de classes de prescriptions, auxquelles les systèmes
résidents du poste peuvent avoir à satisfaire virtuellement dans leur totalité. Le cas échéant,
la conformité à un niveau particulier de ces classes doit être établie par le constructeur,
comme défini dans la CEI 60870-4.
4.2 Fiabilité
4.2.1 Généralités
Le poste doit continuer à être opérationnel, en fonction du principe de «dégradation
élégante», lorsqu’un composant de communication du SAS présente une défaillance. Il
convient qu’aucun point de défaillance unique n’entraîne la mise hors service du poste. Une
surveillance et des commandes locales adéquates doivent être assurées. Il convient que la
défaillance d’un composant ne cause pas une perte de fonctions non détectée ou des défail-
lances multiples ou en cascade d’un composant.
Pour certaines applications, des dispositions doivent être prises lors de la mise en œuvre du
SAS et le système de communication doit en tenir compte. Par exemple le poste de conduite
centralisé peut être redondant avec possibilité de commutation automatique en cas de
défaillance.
Lorsque des éléments de communication du SAS sont redondants, aucun mode de défaillance
unique ne doit mettre hors service les éléments redondants. Les éléments de communication
redondants du SAS doivent être alimentés indépendamment à partir de sources d'énergie
différentes (par exemple des batteries ou circuits de service différents), lorsque de telles
sources d'énergie existent. La redondance n’est pas une obligation et dépend de l’importance
du poste, autrement dit, des conséquences d’une indisponibilité du poste et de la politique de
l’opérateur.
Une conception de sécurité intrinsèque doit être fournie (c’est-à-dire est requise). Aucun
mode de défaillance unique ne doit conduire le SAS à lancer une action de conduite
indésirable, telle que le déclenchement ou la fermeture d’un disjoncteur. De plus, les
défaillances du SAS ne doivent entraîner la mise hors service d’aucun comptage local ni
d’aucune des fonctions de conduite locales disponibles du poste.
Les prescriptions de fiabilité doivent être conformes à 3.1 de la CEI 60870-4. La classe de
sévérité de fiabilité (R1, R2 ou R3), définie en 3.1.2 de la CEI 60870-4, doit faire l’objet d’un
accord entre le constructeur et l’utilisateur.

61850-3  IEC:2002 – 13 –
4 Quality requirements
4.1 General
This clause details the quality requirements such as reliability, availability, maintainability,
security, data integrity and others that apply to the communication systems that are used for
monitoring, configuration and control of processes within the substation.
This clause contains a number of references to other IEC normative documents – with
frequent reference to IEC 60870-4. IEC 60870-4 specifies performance requirements for a
telecontrol system, classifying these requirements according to those properties that influence
the performance of the system. These properties include such headings as reliability,
availability, maintainability, security and integrity. For each of these properties, IEC 60870-4
lists a number of classes for these requirements, for which the systems resident in the
substation can be expected to have to meet virtually the complete range. Where applicable,
the conformance to a particular level of these classes shall be stated by the manufacturer, as
defined in IEC 60870-4.
4.2 Reliability
4.2.1 General
The substation shall continue to be operable, according to the “graceful degradation”
principle, if any SAS communications component fails. There should be no single point of
failure that will cause the substation to be inoperable. Adequate local monitoring and control
shall be maintained. A failure of any component should not result in an undetected loss of
functions nor multiple and cascading component failures.
For some applications, particular provisions are necessary in the SAS implementation and the
communications system must take these into account. An example is that the substation
master may be redundant with automatic failover.
If communication elements of the SAS are redundant, there shall be no single failure mode
that would disable both redundant elements. Redundant communication elements of the SAS
shall be powered by separate independent power sources (for example separate battery or
station service circuit), where such power sources exist. Redundancy is not mandatory and
depends upon the importance of the substation, in other words, the consequences of an
outage of that substation and the operator’s philosophy.
A fail-safe design shall be provided (i.e. is required). There shall be no single failure mode
that causes the SAS to initiate an undesired control action, such as tripping or closing a
circuit breaker. In addition, SAS failures shall not disable any available local metering and
local control functions at the substation.
The reliability requirements shall be as described in 3.1 of IEC 60870-4. The reliability class
severity (R1, R2 or R3), as defined in 3.1.2 of IEC 60870-4, shall be agreed upon between the
manufacturer and the user.
– 14 – 61850-3 © CEI:2002
4.2.2 MTTF
Le constructeur doit indiquer clairement le MTTF de l’équipement fourni, avec référence à une
méthode de calcul normalisée.
4.2.3 Fonctions critiques du poste en rapport avec le SAS
Il convient qu’un point de défaillance unique ne mette pas hors service des fonctions critiques
(protection, fonction de conduite primaire, comptage, etc.). Pour satisfaire à cette prescrip-
tion, le SAS doit posséder les caractéristiques suivantes:
• Les fonctions de protection doivent fonctionner de manière autonome.
• Le SAS peut être utilisé pour exécuter des actions logiques de conduite, par exemple la
commutation automatique en cas de défaillance après une panne de transformateur, qui
ne sont pas considérées comme ayant une criticité temporelle. Si de telles actions
logiques sont utilisées, alors le constructeur doit mentionner clairement le temps (en
millisecondes) nécessaire pour accomplir la commutation en cas de défaillance.
• L’IHM du SAS doit être capable de fonctionner indépendamment de l’interface de télé-
conduite avec le poste de conduite.
4.3 Disponibilité du système
4.3.1 Généralités
La disponibilité traduit le rapport du temps de disponibilité au temps total du SAS, tel que
défini en 3.2 de la CEI 60870-4. Le temps de disponibilité est la durée pendant laquelle le
SAS est en mesure d’effectuer ses fonctions vitales. Par exemple, lorsqu’il existe une
protection secondaire, une défaillance de la protection primaire ne doit pas être considérée
comme contribuant au temps d’indisponibilité. Autre exemple, la défaillance d’une IHM ne doit
pas être considérée comme un temps d’indisponibilité si un autre point de conduite existe.
Les prescriptions de disponibilité doivent être telles que décrites en 3.2.1 de la CEI 60870-4.
La classe de sévérité de disponibilité (A1, A2 ou A3), telle que définie en 3.2.2 de la
CEI 60870-4, doit faire l’objet d’un accord entre le constructeur et l’utilisateur.
La spécification de la disponibilité du système d’automatisation de poste (SAS) n’entre pas
dans le domaine d’application de la présente norme.
4.3.2 Rétablissement automatique
Une sauvegarde du système et des données peut être fournie pour le SAS. Lorsqu’une
sauvegarde est fournie, la défaillance d’une unité unique du SAS ne doit pas entraîner la
perte de données ni empêcher le fonctionnement normal du système. Après réparation, le
retour à la configuration normale peut nécessiter une intervention manuelle.
Les liaisons de communication critiques pour la fonctionnalité du SAS peuvent être
redondantes ou permettre un acheminement détourné pour éviter l’indisponibilité du système
du fait d’une interruption de l’infrastructure de transport des informations.
4.3.3 Dégradation élégante et rétablissement après erreur/sauvegarde
Il convient que des taux d’erreurs croissants n’entraînent pas l’indisponibilité soudaine du
système, mais conduisent à une dégradation élégante. Il doit exister des moyens de
rétablissement après erreur pour revenir à un fonctionnement fiable du SAS.

61850-3  IEC:2002 – 15 –
4.2.2 MTTF
The manufacturer shall clearly state the MTTF of equipment provided, including reference to a
standard method of calculation.
4.2.3 Critical functions in the substation and their dependence on the SAS
A single point of failure should not disable critical functions (protection, primary control
function, metering, etc.). To accomplish this requirement, the SAS shall have the following
characteristics:
• Protective functions shall operate autonomously.
• The SAS may be used to execute control logic actions, such as automatic failover
following a transformer fault, which are not considered time-critical. If such logic actions
are used, then the manufacturer shall clearly state the time (in milliseconds) to accomplish
the failover.
• The SAS HMI shall be capable of independent operation of the telecontrol interface to the
control centre.
4.3 System availability
4.3.1 General
Availability shall mean the ratio of uptime of the SAS to total time, as defined in 3.2 of
IEC 60870-4. Uptime is the time that the SAS is able to perform its vital functions. For
example, where secondary protection exists, failure of the primary protection shall not be
considered as contributing to downtime. As a second example, failure of an HMI shall not be
considered downtime if an alternative point of control exists.
The availability requirements shall be as described in 3.2.1 of IEC 60870-4. The availability
class severity (A1, A2 or A3), as defined in 3.2.2 of IEC 60870-4, shall be agreed upon
between the manufacturer and the user.
The specification for availability of the substation automation system (SAS) is not within the
scope of this standard.
4.3.2 Automatic recovery
System and data backup may be provided for the SAS. Where backup is provided, a single
unit failure in the SAS shall not cause loss of data nor prevent normal activity of the system.
After repair, the switch back to the normal configuration may require manual intervention.
Critical communication links for SAS functionality may be redundant or allow alternate routing
to prevent system outage due to a cut in the information transport infrastructure.
4.3.3 Graceful degradation and error recovery/backup
Increasing error rates should not cause a sudden system outage but result in graceful
degradation. There shall be facilities for error recovery to restore reliable operation of the
SAS.
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4.4 Maintenabilité
Voir 3.3 de la CEI 60870-4. Les prescriptions de maintenabilité doivent être celles décrites
en 3.3.1 de la CEI 60870-4. La classe de sévérité de maintenabilité (M1, M2, M3 ou M4), telle
que définie en 3.3.2 de la CEI 60870-4, doit faire l’objet d’un accord entre le constructeur et
l’utilisateur.
4.5 Sécurité
Voir 3.4 de la CEI 60870-4.
4.6 Intégrité des données
Le système de communication du SAS doit donner des données fiables en présence d’erreurs
de transmission ou de procédure, de délais de distribution variables, et de défaillances de
l’équipement des moyens de communication. Il doit donc permettre:
• la détection des erreurs de transmission dans l’environnement bruyant du poste;
• le rétablissement suite à l’encombrement de la liaison;
• une aide optionnelle pour la redondance de la liaison, des supports et de l’équipement.
L’intégrité et la cohérence des données fournies par le SAS doivent être telles que définies
pour les classes d’intégrité I1, I2 et I3 (3.5 de la CEI 60870-4). L’utilisation d’une classe
spécifique d’intégrité doit être déterminée par l’application qui utilise les données.
4.7 Prescriptions générales relatives au réseau
4.7.1 Prescriptions géographiques
Il convient que le réseau de communication du poste soit capable de couvrir des distances
comprises jusqu'à 2 km.
4.7.2 Nombres de dispositifs
Le bus du procédé doit être capable de desservir toutes les configurations habituelles de
cellules en haute tension, y compris les systèmes comportant des disjoncteurs 1½ et des jeux
1 1
de barres en anneau (voir la CEI 61850-1 et la CEI 61850-5 pour des détails supplé-
mentaires sur les configurati
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