- 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG SCADA. - Căn cứ để lập hệ thống Scada. - Mục tiêu của hệ thống Scada. - Phạm vi của hệ thống Scada. - 8 CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG SCADA. - 9 2.1 HIỆN trạng hệ thống SCADA của các Trung tâm Điều độ. - Giải pháp công nghệ cho hệ thống Scada. - Hiệu năng hệ thống. - Giải pháp kỹ thuật cho hệ thống SCADA. - 32 2.3.1 Hệ thống truyền thông. - 32 2.3.2 Hệ thống SCADA. - 32 2.3.3 Hệ thống Local SCADA. - 34 2.3.4.1 Kiến trúc hệ thống SCADA cho trạm và số lượng tín hiệu tối thiểu . - 35 2.4 Hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển. - 46 2.4.8 Hệ thống quản lý và xử lý cảnh báo. - 51 2.5.2.7 Phần hệ thống RTU. - 52 2.5.2.8 Phần hệ thống Local SCADA (HMI. - 53 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHO HỆ THỐNG LOCAL SCADA BẰNG PHẦN MỀM INTOUCH WONDERWARE. - 54 3.1 Cấu hình hệ thống SCADA cục bộ. - 25 Bảng 2-4: Chỉ tiêu hiệu năng hệ thống SCADA trong FAT và SAT. - Từ đó thực hiện bài toán thiết kế một hệ thống SCADA cục bộ cho hệ thống tự động hoá trạm biến áp. - Tổng hợp, đánh giá các tồn tại của hệ thống SCADA hiện hữu. - Một hệ SCADA truyền thống là một hệ thống mạng và thiết bị có nhiệm vụ thuần túy là thu thập dữ liệu từ các trạm ở xa và truyền tải về khu trung tâm để xử lý. - Hệ thống SCADA mờ. - Hệ thống SCADA xử lý đồ họa thông tin thời gian thực. - Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 4Là hệ thống giám sát thu nhận dữ liệu có khả năng mô phỏng tiến trình hoạt động của các hệ thống sản xuất nhờ các tập tin cấu hình của máy đã được khai báo trước đó. - Hệ thống SCADA độc lập. - Là hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu với một bộ xử lý, thông thường loại hệ thống này chỉ điều khiển một hoặc hai máy công cụ. - Hệ thống SCADA mạng. - Là hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu với nhiều bộ xử lý có nhiều bộ phận giám sát được kết nối với nhau thông qua mạng. - Hệ thống truyền thông. - Cơ sở dữ liệu quá trình, dữ liệu cấu hình hệ thống. - Một hệ thống SCADA hiện đại bao gồm: máy chủ trung tâm (MTU: Master Terminal Unit), các thiết bị thu thập dữ liệu và điều khiển (RTUs), hệ thống thông tin liên lạc và phần mềm ứng dụng để giám sát và điều khiển RTU. - Các hệ thống SCADA bao gồm một trạm chính (trung tâm điều hành) các RTU và một vài tuyến thông tin lien lạc giữa thiết bị chủ tại trạm chính với các thiết bị đầu cuối RTU. - Kênh thông tin của tầm quan trọng đặc biệt đối với hệ thống SCADA. - Hệ thống SCADA không thể làm việc bình thường nếu thiếu kênh thông tin tin cậy và đủ mạnh 1.1. - Mặt khác hệ thống Local SCADA còn dùng để kiểm tra, thử nghiệm tất cả các tín hiệu trước khi truyền về trung tâm nhằm giảm thiểu thông tin rác. - Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 9CHƯƠNG 2 GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG SCADA 2.1 Hiện trạng hệ thống SCADA của các Trung tâm Điều độ 2.1.1. - Các RTU, hệ thống máy tính tại trạm thông qua các đường truyền thông để gửi/nhận tín hiệu với trung tâm điều khiển. - Truyền thông giữa RTU, hệ thống máy tính tại trạm với trung tâm điều khiển hệ thống SCADA của các Trung tâm Điều độ thì tuân theo giao thức (protocol): IEC . - Các chức năng của hệ thống Mini SCADA như sau. - Giám sát tần số hệ thống và điện áp để cải thiện chất lượng điện. - Cấu hình phần cứng của hệ thống SCADA/EMS tại Trung tâm Điều độ Hệ thống điện miền nam. - Các chương trình hỗ trợ hệ thống. - Chưa có hệ thống Scada mỗi ca trực vận hành gồm 3 nhân viên làm việc theo chế độ ca kíp. - Tích hợp hệ thống SCADA cho trạm là công trình của Công ty Điện lực Đồng Nai. - Đó là thiết kế hệ thống SCADA cho ngăn lộ mở rộng 172 Long Khánh, máy biến áp 2T. - Giải pháp công nghệ cho hệ thống Scada + Công nghệ tiên tiến + Khai thác tối đa năng lực của các thiết bị IEDs hoặc BCU/Multi-meter(có module I/O) trong trạm. - Chuẩn IEC và IEC cần được dùng để chuyển dữ liệu từ trạm sang các hệ thống SCADA. - trong các yêu cầu kỹ thuật ở đây các máy tính/RTU của trạm sẽ được gắn tên là Host 1 và hệ thống Host. - Trang bị hệ thống thông tin quang tại trạm, gồm có. - 2.3.2 Hệ thống SCADA - Trang bị 01 thiết bị RTU đảm nhận việc thu thập và sử lý dữ liệu SCADA của các thiết bị đầu tư mới thông qua kết nối với IEDs và các BCU/Multi-meter (bao gồm các module I/O). - Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 33 - Hệ thống mạng LAN theo tiêu chuẩn IEC61850 và các Ethernet Switch. - Kiến trúc hệ thống SCADA trạm 110kV. - 9 tín hiệu Chọn kiến trúc hệ thống SCADA của trạm Bàu Xéo theo như hình . - Hệ thống chuyển mạch. - Hệ thống điều khiển, cảnh báo, giám sát, đồng bộ. - Hệ thống nguồn nuôi. - Hệ thống SCADA có khả năng làm việc trên toàn bộ dữ liệu mà không làm suy giảm tính năng và ảnh hưởng tới các chức năng khác trên hệ thống Local SCADA. - Dưới đây là các loại dữ liệu được xử lý bởi hệ thống. - Hệ thống Local SCADA phải thu nhận các dữ liệu từ các thiết bị IED và các thiết bị vào/ra(I/O). - Độ chính xác của các tín hiệu tương tự của hệ thống yêu cầu ≤ 1%. - 2.4.3 Chỉ thị trạng thái Hệ thống Local SCADA sẽ thu nhận các chỉ thị trạng thái của các thiết bị cũng như các chỉ thị thay đổi trạng thái thiết bị đó. - Ví dụ: Hệ thống cảnh báo cho điều hành viên khi thiết bị bị sự cố hay quá tải, gây mất điện đối với khách hang. - Ngoài ra, hệ thống phải cho phép lựa chọn một nhóm điểm điều khiển để thao tác thay vì chỉ một thao tác điều khiển giám sát riêng lẻ. - Tính năng định nghĩa và chỉnh sửa như nhóm ưu tiên điểm để xử lý lệnh điều khiển giám sát cũng phải được cung cấp trong hệ thống. - Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 462.4.7.2 Chức năng điều khiển giám sát Hệ thống Local SCADA phải hổ trợ các chức năng điều khiển sau. - Lệnh đóng/ mở thiết bị - hệ thống phải có khả năng thực hiện các thao tác điều khiển đóng/ mở sử dụng cặp đầu ra điều khiển. - 2.4.8.2 Điều kiện cảnh báo và phân loại cảnh báo Hệ thống Local SCADA có hai loại cảnh báo khác nhau(critical và non-critical alarms). - Người dùng có thể thay đổi các loại cảnh báo, định hướng và tái định hướng chúng tới các bàn giám sát điều khiển hay thiết bị đầu ra khác nhau ( ví dụ như máy in) Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 48- Không có tình huống cảnh báo nào chưa được xác nhận có thể làm giảm tính năng hoặc làm ngừng hệ thống. - 2.5.2 Các yêu cầu về thực hiện và đảm bảo chất lượng Toàn bộ thiết bị, vật liệu và phần mềm của hệ thống phải qua thử nghiệm nghiệm thu (Acceptance Testing). - Kiểm tra xem hệ thống có bao gồm các thành phần cần thiết và được cấu hình phù hợp. - các thử nghiệm riêng rẽ cho toàn bộ phần cứng của hệ thống. - Hệ thống sẽ được kiểm chứng qua các thử nghiệm chức năng hoạt động. - 2.5.2.5 Tài liệu Các tài liệu hệ thống phải được cung cấp để DNPC tự bảo dưỡng hệ thống. - phải có trong hệ thống tích hợp. - Nối ghép các Bay RTU với Central RTU và ghép nối hệ thống RTU với Trung tâm Điều khiển. - 2.5.2.8 Phần hệ thống Local SCADA (HMI) Cấu hình máy tính HMI. - Hướng dẫn sử dụng, bảo dưỡng, xử lý sự cố, phát triển mở rộng cho hệ thống local SCADA. - Các thiết bị trên hệ thống SCADA cục bộ được chia thành 02 cấp điều khiển (control level) và cấp ngăn lộ ( bay level) cấp điều khiển có phân quyền cao hơn và được nối với 02 thiết bị kết nối giúp việc liên tục hơn. - Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 55Hệ thống Local SCADA tại TBA 110kV Bàu Xéo là hệ thống điều khiển tích hợp với quy mô nhỏ. - Giao thức IEC70-5-101 được thiết kế cho việc truyền tải các dữ liệu thời gian thực từ cơ sở dữ liệu trạm đến hệ thống SCADA hiện hữu của các Trung tâm Điều độ. - Các chức năng điều khiển và giám sát của hệ thống phải được thực hiện bởi các RTU và máy tính HMI. - Phần mềm hiển thị các cửa sổ thông tin mà nhờ đó các điều hành viên có thể sử dụng để vận hành hệ thống. - Còn đối với hệ thống Local SCADA do qui mô nhỏ, số lượng dữ liệu ít nên có thiết bị kết hợp máy chủ và console làm một. - Giải pháp hệ thống Lolal SCADA của TBA 110KV Bàu Xéo sử dụng 01 máy tính để bàn đặt tại phòng điều khiển trạm với cấu hình chuẩn như sau. - Phần mềm giám sát, điều khiển hệ thống tại trạm và hiển thị lên màn hình 19”, phần mềm Wonderware Intouch có bản quyền (license. - Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 623.2 Thiết kế HMI bằng phần mềm Intouch : 3.2.1 Giải pháp phần mềm - Phần mềm hệ thống và phần mềm hỗ trợ. - Khái niệm hệ thống mở (Open system) có thể hiểu đơn giản là khả năng tích hợp các phần cứng (Hardware), phần mềm (software) của các nhà sản xuất khác nhau trong một hệ thống. - Phần trăm hao mòn Dữ liệu trạng thái dữ liệu MBA ‐ Vị trí bộ điều áp ‐ Trạng thái MBA ‐ Trạng thái OLTC ‐ Các cảnh báo nội bộ Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 64 - Hệ điều hành được ứng dụng cho hệ thống thông tin vận hành đã được sử dụng phổ biến trong hệ thống máy tính chủ đặc biệt cho hệ thống điều khiển SCADA. - IEC61850 được chọn làm giao thức kết nối thông tin trong hệ thống mạng LAN tại trạm. - Chức năng giám sát mạng thông tin trong hệ thống sẽ được cung cấp như mô tả dưới đây. - User Interface cho phép giám sát và điều khiển hệ thống điện, truy xuất tới các thông tin lưu trữ trong cơ sở dữ liệu một cách đơn giản và dễ tiếp cận. - Tất cả các trình ứng dụng của hệ thống Local SCADA đều tương thích chạy trên hệ điều hành được sử dụng. - Trạng thái của các hoạt động liên quan đến vận hành hệ thống điện được thu thập về sẽ liên tục báo cho điều hành viên ngay trên màn hình cảnh báo. - Quan sát các thông số được giám sát bởi hệ thống - Xác nhận, lưu hoặc xóa các sự kiện alarm. - Trình bày trạng thái của các thiết bị ngoại vi, các IED và các kết nối thông tin trong hệ thống. - Hiển thị tất cả các điểm của hệ thống được giám sát (tagged). - Các màn hình cơ bản Hệ thống có thể hiển thị rất nhiều các màn hình giao diện như dưới đây. - Tìm hiểu thực trạng hệ thống SCADA của trạm biến áp khu vực Đồng Nai, đáng giá ưu nhược điểm của hệ thống
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt