Hệ thống SCADA nhà máy điện, trạm biến áp

Hệ thống SCADA
nhà máy điện, trạm
biến áp


Mơ Hình DKGS Trong Hệ Thống Điện
Mơ hình các cấp ĐKGS trong hệ thống bao gồm (workstation và
communication units)
Control Center
Level

Substation Level

Distribution Network Level
Consumer Level


SCADA trong hệ thống điện


SCADA (Supervisory Control And Data
Acpuisition)





Thu thập dữ liệu : Điện áp, dịng điện, trào lưu cơng
suất, trạng thái,
Điều khiển các thiết bị đóng cắt

Chức năng chính SCADA tại trạm - SAS


Thu thập dữ liệu từ : thiết bị đóng cắt, các thiết bị đo
lường như biến dòng điện, biến điện áp và các thao tác
điều khiển đóng cắt các thiết bị.



Các thơng tin liên quan của một trạm điện có thể truy
cập tại chỗ thơng qua giao diện người máy –HMI
(Human Machine Interface) cho mục đích điều khiển
và giám sát tại chỗ.

What
Whatisis
SCADA
SCADA......


SCADA trong hệ thống điện

All this and more with

Sys 600
SubStation Automation



Đồng bộ thời gian dữ liệu (GPS)



Chức năng truyền thông kết nối :
là một hệ phân tán, mức quan
trọng nhất và thấp nhất là tự
động hóa trạm


RTU và SA
RTU
Remote Terminal Unit



RTU (Remote Terminal
Unit) và SA


RTU : Không thực
hiện các chức năng tại
chỗ và thông tin lên
trung tâm giám sát và
điều khiển từ trung
tâm,



SA: Thu thập dữ liệu ,
thông tin với trung tâm

thông quan
GATEWAY, lưu giữ
thông tin …


Đánh giá chung về SAS - VN






SAS - ABB


RTU 560



SAS 6x0

SAS – SIEMENS


LSA



SICAM PAS

SAS - AREVA


PACiS



SAS – SEL



SAS – NARI


Ứng dụng SAS trong HTĐ


Xem xét đến HTĐ hiện tại:


Cải thiện điều khiển trạm



Chức năng điều khiển xa : cho phép người vận hành hệ
thống SCADA có một cái nhìn tổng thể trong việc điều
khiển mạng. Họ sẽ nhận được thơng tin giám sát và có thể
vận hành thiết bị đóng cắt tin cậy hơn



Chức năng điều khiển tại chỗ: người vận hành sử dụng trạm
khi họ đang ở tại trạm



Trình tự ghi sự kiện với việc đánh dấu thời gian với độ
chính xác đến ms, mà nó được tích hợp trong các IED



Ghi nhiễu loạn trong hệ thống SAS cho phép các kỹ sư bảo
dưỡng mạng phân tích nguyên nhân sự cố



Các rơ le bảo vệ số cải thiện chất lượng bảo vệ. Các thiết bị
này có thể được chỉnh định với sự chính xác rất cao


Ứng dụng SAS trong HTĐ




Về xã hội :


Dẫn đến các trạm không người trực



Giảm thời gian thiết kế, xây dựng và thí nghiệm
trạm

Người sử dụng






SA giảm thiểu những lỗi, sự cố do con người gây
ra bởi nguyên lý khóa liên động số
Giảm thiểu số lần thao tác sai



Tách nhiễu loạn trên lưới , nâng cao chất lượng
điện



Chức năng tự chẩn đốn trong SA cho phép nhân
viên bảo dưỡng nhanh chóng sửa chữa thiết bị
hỏng hóc

Chiến lược kinh doanh

Quản lý và sử dụng dữ liệu trong SA


Trình tự sự kiện, ghi nhiễu loạn, chất
lượng đo lường, đo đếm thống kê cho
mục đích lập kế hoạch vận hành hệ
thống điện, thơng tin kế tốn



Sa thải phụ tải tần số thấp ở phạm vi
hệ thống



Điều khiển bảo vệ dự phòng



Điều khiển điện áp thông minh


Lợi ích của hệ thống SA


Lợi ích thiết kế



Vận hành



Bảo trì, bảo dưỡng



Độ tin cậy



Giảm chi phí


Điều kiện ứng dụng PAS


Thiết bị nhất đồng bộ, tin cậy, an toàn



Thiết bị nhị thứ , IED : đảm bảo kết nối, đồng bộ



Hệ thống máy tính: hoạt động tốt trong môi trường điều kiện nơi sử
dụng



Con người : đảm bảo trình độ, ý thức vận hành


DMS- EMS


Thể hiện toàn bộ bản đồ lưới
điện – kết hợp GPS



Thể hiện cấp điện áp thông qua
mầu sắc trên bản dồ lưới



Phân tích mạng điện và tối ưu hệ
thống vận hành



Xác định sự cố trên lưới và khôi
phục lưới



Thông tin người sử dụng


DMS- EMS

 Xem nhanh các các lộ, thiết bị đóng
cắt, máy biến áp, M Kiot…



Phóng to, thu nhỏ



Zoom thiết bị trên lưới



Dựa trên nền bản đồ số

 Phân tích các kết nối trên lưới


Mạng vòng



Tách mạng, tuyến



Mầu sắc động


DMS-EMS (Thơng tin khách hàng)



Khách hàng có thể truy cập
cơ sở dữ liệu



Xác định vị trí khách hàng
trên bản đồ



Lịch sử số liệu của khách
hàng lưu trữ



Thêm bớt các báo cáo về
khách hàng sử dụng


DMS-EMS (Định vị lỗi)



Xác định lỗi trên dọc xuất tuyến,
tính toán khoảng cách và hiển thị
định vị lỗi trên bản đồ lưới



Thể hiện các xuất tuyến thông
qua mầu sắc



Cơ sở xác định lỗi





Máy cắt tác động



Trạng thái thay đổi dòng điện



Chỉ thị lỗi

Xác định nhanh lỗi và phục hồi
lại hệ thống nhanh


DMS-EMS (Xác định lỗi , Báo cáo)



Xác định nhanh lỗi và phục
hồi lại hệ thống nhanh


Cấu Hình Kỹ Thuật Trạm 110kV


Sơ đồ kết nối hệ thống theo 2 kiểu:


Cấu Hình Kỹ Thuật Trạm 110kV
1.

Phần mềm hệ thống điều khiển phải
viết trên nền WinNT/ 2000 latest
hoặc Linux

2.

Tất cả các thiết bị điều khiển bảo vệ
phải được nối với nhau theo cấu
hình mạng LAN kép 100Mb/s dùng
cáp quang chuẩn TCP/IP, FTP and
Telnet. Một đường chính và một
đường dự phịng. Tự động thăm dị
và khơi phục chuyển đường liên lạc
khi có sự cố

Cấu Hình Kỹ Thuật Trạm 110kV
3.

Control

Control

Monitoring

Monitoring Control

Control

Protection Control

Protection Monitoring Control
Protection

4.

Protection Protection

Control

Hệ thống được thiết
kế khi có bất kỳ một
sự cố nào cũng
khơng ảnh hưởng
đến hệ thống
Other

supplier

Control

ABB
ABB

Protection Protection Protection

Hệ thống có thiết kế mở: cho phép EVN
có thể mở rộng và thay thế mà vẫn không
ảnh hưởng tới hệ thống sẵn có

ABB

ABB
ABB


Cấu Hình Kỹ Thuật Trạm 110kV
5.

Các giao thức (protocol) truyền tin
giữa các lớp Host Computer với :

 Khối

network interface
modules(NIM) và với lớp
IED theo chuẩn

IEC61850 /UCA2, Modbus
TCP, DNP, TCP and
IEC870-5-104 .

 IEC870-5-101

là protocol
truyền tin giữa substation
real - time databases với hệ
thống SCADA sẵn có khác


Cấu Hình Kỹ Thuật Trạm 110kV
6.

Chức năng điều
khiển giám sát sẽ
được thực hiên bởi
các Relay hoặc các
I\O unit tại trạm,
các đáp ứng phải tự
động và phải gửi
các trạng thái về
trong suốt q trính
hoạt động và bảo
trì bảo dưỡng


Cấu Hình Kỹ Thuật Trạm 110kV
7.

Thiết bị communications processors(Network
Interface Module-NIM ) là thiết bị nối giữa các relays
and/or I/O unit và máy tính trạm substation
computer.
Các giao thức được áp dụng truyền tin giữa khối
NIM và các IED hoặc Relay :

 IEC

61850/UCA

 IEC

870-5-103

 DNP3



Modbus
Manufacturer's protocol ( RP570 Lon, Sel
fast messaging, Kbus, PROFIBUS FMS … )


Cấu Hình Kỹ Thuật Trạm 110kV
8.

Để cắt giảm lượng dây dẫn, toàn bộ các tủ đo lường
điều khiển bảo vệ được đặt ngoài trời ngay tại các

ngăn lộ. Do vậy các tủ đó đều theo tiêu chuẩn IP67
( quạt, sấy… )


Tủ 3 bay gom vào 1 nhà

9.

Các đại lượng Analog được đo lường bởi các bộ đo
lường hoặc các relay: S, P, Q, U, I, f, T

10.

Giám sát các máy cắt: Số lần đóng cắt, I peak, I
trbình, …

11.

Sequence - Events - Recorder (SER) được đưa tới
các máy tính trạm để lưu trữ và hiển thị

12.

Tất cả các cảnh báo đều được hiển thị, ghi lại giúp
cho việc bảo dưỡng, phân tích sự cố


Cấu Hình Kỹ Thuật Trạm 110kV
13.

Hệ thống giám sát và điều khiển gồm



Main computerized system



Backup computerized system



Only hard - wired logic system
at bay level

14.

Tất cả các thiết bị bảo vệ và máy tính
host computers phải đồng bộ thời gian
GPS clock source qua IRIG-B

15.

Human-Machine-Interface (HMI) phải
được thiết kế sao cho thuận tiện và hiển
thị đủ thông tin cần thiết cho việc vận
hành trạm


Cấu Hình Kỹ Thuật Trạm 110kV

Cấu Hình 1:
MAIN HOST COMPUTER

MAIN HOST COMPUTER
HOST COMPUTER

LAN

IEC 61850/UCA2

COMUNICATION PROCESSOR
NIM

GPS

IEC 870-5-104

ModbusTCP

DNP 3.0

COMUNICATION PROCESSOR
NIM ( Backup)

Wan

MASTER CONTROLLER

IED
DIGITAL RELAY

IED
IEC 61850/UCA, DNP, IEC 870-5-103,
Modbus, Manufacturer's protocol

LOCAL CONTROL

CB

IEC870-5-101

3rd DEVICE

LOCAL CONTROL

DS

TRANSFORMER

BAY DEVICES

BAY CONTROLLER

