Điều khiển máy cắt từ xa thông qua RTU của Hệ thống SCADA

Điều khiển máy cắt từ xa thông qua
RTU của Hệ thống SCADA
Như ta đã biết, hệ thống Giám sát Điều khiển và Thu thập dữ liệu
(Supervisory Control and Data Acquisition - SCADA) đã và đang
được sử dụng rộng r
ãi trong ngành điều độ hệ thống điện. Tại
các nhà máy điện, trạm biến áp đều được lắp đặt các thiết bị đầu
cuối - điều khiển từ xa (Remote Terminal Unit - RTU). Các RTU
được kết nối với trung tâm điều khiển (Control Center - CC)
thông qua m
ạng liên lạc viễn thong
• Nhìn chung, các RTU có các chức năng sau :
- Thu thập các thông tin về hệ thống điện và gửi về trung tâm điều
khiển CC (Control Center) qua kênh truyền theo yêu cầu từ CC.
- Nhận các thông tin điều khiển, đồng bộ thời gian từ CC, thực hiện
chúng và gửi kết quả về CC.
• Các thông tin chủ yếu mà các RTU liên tục truyền về trung tâm
điều khiển là:
- Các tín hiệu rời rạc từ xa RS (Remote Signalling)
- Các giá trị đo lường từ xa RM (Remote Measuring)
- Các cảnh báo (Alams)
• Các lệnh điều khiển từ xa mà RTU có thể thực hiện là:
- Các lệnh điều khiển đóng - mở máy cắt, dao cách ly, lệnh
- chuyển nấc của máy biến áp từ xa (Digital Remote Control).
-
- Các l
ệnh điều khiển liên tục từ xa (Analog Remote Control).
-
- Các l
ệnh đặt chế độ từ xa (Remote Setting).
-

Như ta đã thấy, tất cả các hệ SCADA đều được thiết kế để có
thể thực hiện được việc điều khiển từ xa, nghĩa là Điều độ viên
có th
ể từ bàn phím của máy tính chủ tại Trung tâm Điều khiển
thực hiện lệnh điều khiển xa thông qua RTU tại Trạm điện để
đóng/mở tự động các máy cắt, dao cách ly v.v. Điều n
ày một
mặt phản ánh tính ưu việt của hệ thống ở mức tự động hóa
cao, mặt khác nảy sinh những đòi hỏi khắt khe cả về mặt thiết
kế lẫn vận hành trên quan điểm tin cậy và an toàn của hệ thống
thiết bị.
• Quá trìnhgiám sát và thu thập dữ liệu trạng thái đóng/mở RS:
Trong khi hoạt động, RTU luôn luôn quét hỏi các trạng thái đóng/mở
theo chu kỳ 10 - 20 ms. Mỗi khi có một tiếp điểm của máy cắt, dao
cách ly, dao tiếp địa v.v. tại trạm điện chuyển trạng thái từ CLOSE
sang OPEN hoặc ngược lại, hoặc bị INVALID thì tín hiệu lập tức
được nhận b
iết và một tin báo “Change of state” kèm theo địa chỉ
thiết bị, trạng thái hiện tại và thời điểm xảy ra được gửi qua MODEM
đến trung tâm điều khiển CC.
Trên màn hình console của điều độ viên và trên máy in sẽ hiện ra tin
báo dạng: “8BS572 OPEN “và trên sơ đồ nhất thứ của màn hình
console, ký ho
ạ tại vị trí tương ứng của máy cắt 572 sẽ chuyển sang
trạng thái “mở”.
• Điều khiển máy cắt từ xa thông qua RTU của hệ thống SCADA:
Để tăng cường tính bảo mật và độ an toàn của thao tác điều khiển
máy cắt từ xa, trước khi đang nhập được vào chế độ này máy tính
ch
ủ đòi hỏi điều độ viên phải nhập mật khẩu vào máy, sau đó mới

thực hiện được lệnh yêu cầu điều khiển máy cắt từ xa.
Khi nhận được yêu cầu điều khiển xa từ máy tính chủ của Trung tâm
điều khiển (CC
- Control Center), RTU sẽ trả lời CC rằng có chấp
nhận hay không sau khi thực hiện một số bước kiểm tra độ sẵn sàng
c
ủa các trạng thái sau:
+ Trạng thái của thiết bị phải là VALID và đang là OPEN (nếu muốn
điều khiển CLOSE) hoặc phải l
à CLOSE (nếu muốn điều khiển
OPEN).
+ Tr
ạng thái LOCAL/REMOTE (của khóa trong tủ RTU) phải ở vị trí
REMOTE.
+ Trong h
ệ thống không được xuất hiện một cảnh báo nghiêm trọng
nào dạng UNCERTAIN STATE hoặc 48VDC FAULT.
Nếu có bất cứ một trong những điều kiện kể trên là không thỏa
mãn như:
- Trạng thái thiết bị đang bị INVALID;
-
- L
ệnh điều khiển mâu thuẫn với trạng thái hiện tại của thiết
bị ( ví dụ máy cắt đang mở mà lại ra lệnh OPEN hoặc đang
đóng mà lại ra lệnh CLOSE;
-
- Khóa LOCAL/REMOTE trong t
ủ RTU đang ở vị trí LOCAL -
c
ấm điều khiển xa;

-
-
Trước thời điểm đó RTU đã ghi nhận lỗi cảnh báo về
nguồn 48VDC nuôi rơ le trung gian trong RTU phục vụ việc
điều khiển xa hoặc các
cảnh báo lỗi khác của vùng thiết bị
máy cắt mà chưa được giải trừ v.v.
Thì RTU sẽ trả lời CC rằng nó không sẵn sàng thực hiện chế độ điều
khiển từ xa và máy tính chủ sẽ cách ly thiết bị ra khỏi chế độ sẵn
sàng cho phép điều khiển từ xa.
Nếu RTU trả lời CC rằng đã sẵn sàng thì điều độ viên gõ lệnh điều
khiển tiếp theo là tên (địa chỉ) máy cắt và trạng thái cần đạt tới
(OPEN hoặc CLOSE), trung tâm điều khiển sẽ phát ra lệnh điều
khiển xa, gửi qua MODEM tới RTU và qua Digital Output Module sẽ
có xung điều khiể
n gửi tới rơ le trung gian (Rơ le - mở hoặc Rơ le -
đóng) và để tới máy cắt . Sau thời gian trễ nhất định tương ứng với
thời gian tác động của máy cắt (ví dụ 300 ms), RTU thực hiện thu
thập dữ liệu thông qua vỉ Digital Input Module nhằm kiểm tra trạng
thái mới của máy cắt là Đóng (CLOSE)hay Mở (OPEN) hoặc Không
xác định (INVALID) sau khi thực hiện lệnh điều khiển xa. Nếu quá
trình thực hiện thành công, RTU sẽ gửi tín hiệu phản hồi RS-OPEN
ho
ặc RS-CLOSE về trung tâm điều khiển để khẳng định điều này và
trên
sơ đồ nhất thứ của màn hình đồ hoạ sẽ thay đổi ký hoạ trạng
thái (“mở” hoặc “đóng”). Nếu quá trình điều khiển xa không thực hiện
được (tín hiệu phản hồi bị l
à INVALID) thì sẽ có cảnh báo và chấm
dứt luôn việc điều khiển xa đối với thiết bị đó.