Tự động hóa trong trạm biến áp 220KV trên nền PLC

- Khái niệm về hệ thống SCADA .
- Chức năng chung của hệ thống SCADA .
- Hệ thống SCADA /EMS bao gồm các thành phần chính như sau .
- Thiết bị đầu cuối tại trạm CHƯƠNG II:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ TÍCH HỢP DS AGILE .
- GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ TÍCH HỢP .
- HỆ THỐNG ĐIỂN HÌNH CỦA GE .
- Khái niệm về hệ thống .
- Sự phát triển của hệ thống điều khiển và tự động hóa .
- Định nghĩa về hệ thống .
- Các chức năng chính của hệ thống.
- MÔ HÌNH HỆ THỐNG CỦA GE ÁP DỤNG CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP.
- TÓM TẮT VỀ MÔ HÌNH HỆ THỐNG BẢO VỆ, TỰ ĐỘNG HÓA VÀ ĐIỂU KHIỂN TÍCH HỢP DS AGILE.
- Các thiết bị trong hệ thống .
- Hệ thống GPS.
- GIỚI THIỆU CHUNG HỆ THỐNG HMI Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 3.2.
- Kiểm tra hệ thống trong vận hành.
- CHƯƠNG IV:XÂY DỰNG CẤU HÌNH THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM TRÊN MÁY TÍNH CÁ NHÂN BẰNG DS AGILE .
- Hệ thống điều khiển và bảo vệ tích hợp giúp cho người vận hành trong quá trình điều khiển và giám sát thông tin về thiết bị một cách đơn giản và đạt hiệu quả cao.
- Trong bài luận văn tôi nghiên cứu về hệ thống tự động hóa trạm biến áp trên nền PLC và giải pháp được áp dụng phổ biến hiện này là hệ thống điều khiển bảo vệ tích hợp bằng máy tính.
- Tôi có cơ hội được làm việc với hệ thống điều khiển và bảo vệ DS Agile của công ty GE.
- Chương II: Tổng quan về hệ thống điều khiển bảo vệ tích hợp DS AGILE Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 3 Chương III: Hệ thống điều khiển bảo vệ tích hợp trong trạm 500kV Thường Tín và giao diện HMI.
- Khái niệm về hệ thống SCADA: Là hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (Supervisory Control And Data Acquisition-SCADA).
- Hệ thống này cung cấp cho Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 5 người vận hành những thông tin quan trọng của đối tượng cần quan tâm và cho phép thực hiện các lệnh điều khiển cần thiết về phía đối tượng để đảm bảo cho hệ thống hoạt động an toàn và có hiệu quả.
- Dùng các cơ sở số liệu đó: Để cung cấp những dịch vụ về điều khiển giám sát hệ thống điện.
- Một hệ SCADA kết hợp phần cứng lẫn phần mềm vi tính để tự động hóa việc điều khiển giám sát cho một đối tượng trong hệ thống điện.
- Với một hệ thống thì yêu cầu việc xây dựng hệ SCADA (cho hệ thống điện) thực hiện một trong số những nhiệm vụ tự động hóa sau.
- Hệ thống hiển thị VPS (Video Projector System.
- Hệ thống SCADA tại Trung tâm sẽ kết nối với các RTU ở các trạm biến áp sử dụng giao thức truyền tin IEC 870-5-101 master.
- RTU: Không thực hiện các chức năng tại chỗ và thông tin lên trung tâm giám sát và điều khiển từ trung tâm Ở mỗi trạm, RTU chỉ là một thiết bị giao tiếp giữa hệ thống quản lý mạng và các thiết bị đóng cắt.
- Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 10 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ TÍCH HỢP DS AGILE 1.
- DS Agile Operator Interface (OI) là một trong những thành phần của hệ thống điều khiển và bảo vệ tích hợp DS Agile.
- Hệ thống điển hình của GE: 2.1.
- Khái niệm về hệ thống.
- Vào những năm 90 hệ thống điều khiển, tự động hóa đã phát triển không chỉ dừng lại ở việc hiển thị thông tin về thiết bị mà còn kết hợp được cả việc điều khiển Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 12và bảo vệ.
- Hệ thống bao gồm.
- Cấu hình hệ thống.
- Hình 2.2: Mô hình hệ thống điều khiển bảo vệ tích hợp Cấu hình hệ thống ở đây được hiểu bao gồm cấu trúc liên kết của hệ thống (Topology.
- tổng hợp của các liên kết, cấu trúc của đường truyền trao đổi thông tin (Bus) và các thiết bị được kết nối vào hệ thống.
- Cấu trúc Bus của hệ thống này theo kiểu mạch vòng (Ring).
- Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 13- Topology trong hệ thống này có thể được hiểu là cách sắp xếp, tổ chức về mặt vật lý của mạng, nhưng cũng có thể là cách sắp xếp logic của nút mạng, cách định nghĩa về tổ chức logic các mối liên kết giữa các nút mạng.
- Các thiết bị được kết nối vào hệ thống này bao gồm.
- GTW : là thiết bị được cài đặt phần mềm có chức năng liên kết hệ thống mạng với hệ thống SCADA.
- Trong hệ thống điện có thể hiểu đấy là các Relay bảo vệ của các ngăn lộ.
- Trong hệ thống mạng này có 3 cách thức giao tiếp đó là.
- Control : Chức năng điều khiển - Chức năng này được thể hiện bằng việc điều khiển các thiết bị (chỉ được thực hiện nếu các điều kiện liên kết bằng logic thỏa mãn Interlock-liên kết bằng phần mềm) hoàn toàn tự động Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 15thông qua các mức ngăn như : tại các ngăn lộ (Bay), tại HMI (Substation), hay là qua (SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition – hệ thống giám sát, điều khiển và trao đổi dữ liệu từ xa).
- Có thể nói rằng đây là mô hình hệ thống được áp dụng phổ biến trong tự động hóa và điều khiển tự động của hầu hết các nghành công nghiệp hiện nay.
- Bởi vì nó có thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của tự động hóa và điều khiển tự động thể hiện rất rõ thông qua các chức năng của hệ thống.
- Mô hình hệ thống của GE áp dụng cho các trạm biến áp.
- Hình 2.3: Mô hình hệ thống được sử dụng trong trạm biến áp Hệ thống được phân chia ra theo các ngăn lộ và cấp điện áp.
- Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 16Ngoài ra hệ thống còn được trang bị thêm một thành phần có chức năng đồng bộ hóa thời gian trong hệ thống đó là GPS (Global Positioning System).
- Việc đồng bộ hóa thời gian của tất cả các thiết bị trong trạm sẽ rất có ích cho việc phân tích sự cố, tìm ra điểm sự cố trên hệ thống.
- Trong hệ thống DS Agile thì người ta sử dụng một thành phần của DS Agile OI đó là SCE để đặt cấu hình cho từng thiết bị trong mạng.
- Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 17Có thể mô tả một cách tổng quát cách thức trao đổi thông tin trong mạng như sau: Hình 2.5: Sơ đồ cách thưc trao đổi thông tin trong hệ thống SERVER CLIENT .
- Giao thức truyền thông là một phần rất quan trọng trong hệ thống thông tin công nghiệp nói chung và cho hệ thống bảo vệ, tự động hóa và điều khiển tự động trong các trạm biến áp.
- Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 18Một hệ thống bao gồm Cấu hình (Configuration) và Giao thức truyền thông (Comunication).
- Tóm tắt về mô hình hệ thống bảo vệ, tự động hóa và điểu khiển tích hợp DS Agile.
- Cấu hình hệ thống - Các thành phần của DS Agile.
- DS Agile System Management Tool : Một ứng dụng của DS Agile dùng để Download, ngắt kết nối với Database của các thiết bị trong hệ thống và quản lý các chế độ vận hành của các thiết bị.
- Kết luận: Mô hình hệ thống bảo vệ, tự động hóa và điểu khiển tích hợp của DS Agile áp dụng cho các trạm biến áp có thể đáp ứng đầy đủ các chức năng của hệ thống như điều khiển, giám sát và bảo dưỡng.
- Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 20CHƯƠNG III HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ TÍCH HỢP TẠI TRẠM 500kV THƯỜNG TÍN VÀ THÀNH PHẦN GIAO DIỆN VỚI NGƯỜI SỬ DỤNG CỦA DS AGILE ( HUMAN MACHINE INTERFACE ) 1.
- Kết nối giữa các thiết bị trong hệ thống DS Agile và kết nối giữa các IEDs với C264 tại các ngăn lộ được thể hiện qua các hình vẽ sau: Hình 3.1: Mô hình kết nối thiết bị trong trạm 500kV Thường Tín Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 21Ngăn lộ đường dây Thường tín - Nho Quan 572: Ngăn lộ máy biến áp B03 - 531 và D06 – 231: Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 22Ngăn lộ các đường dây 220kV và ngăn 200: Ngăn lộ 35kV : 2.
- Các thiết bị trong hệ thống.
- Trong hệ thống gồm có các thiết bị sau: 2 máy tính HMI với 3 màn hình và 1 máy in các sự kiện Lexmark.
- 1 máy tính xách tay dùng cho bảo trì hệ thống.
- C264 này sẽ thực hiện việc đồng bộ hóa thời gian cho tất cả các thiết bị được kết nối trong hệ thống mạng Station Bus.
- Tự động kiểm tra hệ thống phần mềm và phần cứng.
- Giới thiệu chung hệ thống HMI: Một thành phần của DS Agile OI đó là DS Agile SCADA 2000 HMI hay còn Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 26được gọi là S2K - HMI.
- DS Agile OI Client : dùng để điều khiển và hiển thị các thông tin về thiết bị (HMI) và các thông tin liên quan đến hệ thống DS Agile (Business Views.
- DS Agile OI Server : Dùng lấy dữ liệu, lưu trữ dữ liệu và các thông tin về truy cập hệ thống.
- Mô hình của DS Agile OI như sau : Hình 3.3: Mô hình của hệ thống DS Agile DS Agile OI có thể.
- HMI là phần giao diện giữa người vận hành và các thiết bị trong hệ thống.
- Menu Bar : Dùng để hiển thị các thông tin chung, các công cụ riêng là các chương trình ứng dụng trong hệ thống của DS Agile,.
- Còn nếu chọn chế độ điều khiển là Dispatching thì tất cả các thiết bị trong trạm được điều khiển thông qua hệ thống SCADA từ các trung tâm điều độ hệ thống điện A0 hoặc A1.
- 3.2.6.3 Điều khiển đóng cắt thiết bị.
- Trang Alarms sẽ hiện lên những thông tin cảnh báo của tất cả các thiết bị trong hệ thống của DS Agile.
- Phần này hiển thị hai Alarms mới nhất trong hệ thống.
- Đó là các ngăn lộ 220kV, 500kV, 35kV và phần 35-220-500kV là phần thể hiện các cảnh báo về hệ thống điện tự dùng trong trạm.
- Bình thường khi vận hành ta nên lựa chọn và tích vào chữ Thuong Tin ở trên – sau chữ Root để có thể xem được toàn bộ thông tin về các cảnh báo của tất cả các thiết bị trong trạm cũng như là phần hệ thống mạng.
- Thông tin chung – Phần Events Browser: Mục đích của phần này nhằm giúp người vận hành nắm bắt được những sự kiện xảy ra tại những thiết bị trong hệ thống.
- Khi nhận ca và trong thời gian đi ca nhân viên vận hành phải định kỳ kiểm tra trạng thái vận hành của toàn bộ các thiết bị trong hệ thống.
- Kiểm tra kết nối trong hệ thống bằng cách và Tab System.
- Vì hệ thống được đồng bộ hóa thời gian thông qua GPS nên phải định kỳ kiểm tra đối chiếu thời gian giữa các thiết bị trong hệ thống.
- Do hệ thống sẽ ghi lại tất cả các sự kiện diễn ra không những chỉ tại các thiết bị trong Trạm mà còn cả những nhiễu loạn diễn ra trong hệ thống.
- Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 63CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG CẤU HÌNH THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM TRÊN MÁY TÍNH CÁ NHÂN BẰNG DS AGILE 1.
- Giới thiệu chung: Phần mềm dùng để cấu hình hệ thống trên máy tính kỹ sư gồm.
- SMT HMI: phần mềm tải file cấu hình của SCE vào các thiết bị phần cứng trong hệ thống.
- Giới thiệu về phần mềm DS AGILE configuration SCE: SCE là phần mềm dùng để cấu hình cho một hệ thống điều khiển máy tính DS Agile và cấu hình được tùng thiết bị trong hệ thống như là HMI, gateway hay là từng thiết bị đầu cuối như rơle điều khiển, bảo vệ… Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 642.1 Giao diện chính.
- Navigation Area: dùng để biểu điễn dạng trực quan các thiết bị có trong hệ thống máy tính.
- Content: bao gồm các biến của các thiết bị trong hệ thống + Attributes: chứa tên, địa chỉ của các biến, các thiết bị có trong hệ thống.
- Site: để biểu diễn tất cẩ các biến có trong hệ thống máy tính.
- SCS là phần biểu diễn những thiết bị có trong hệ thống: Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 66 + Graphic Part: là phần dùng để vẽ và cấu hình lên hệ thống HMI 3.
- Các bước cấu hình 1 thiết bị trên hệ thống: Giả sử ở đây là một rơle làm bảo vệ.
- Đầu tiên vào phần IED details để đặt tên cho rơle + Vào phần Communications để khai báo địa chỉ IP cho rơle, chú ý là phải cùng lớp mạng với hệ thống máy tính nhưng không được trùng Ip với thiết bi khác trong hệ thống Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 70+ Vào phần Dataset Definitions, mục đích để lựa chon các tín hiệu đưa lên hệ thống máy tính.
- Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 71 - Sau khi khai báo cơ bản xong cấu hình mạng của rơle thì ta vào phần Tool →Export installed ICD File và Export configuration to SCL để export ra 2 file cấu hình hệ thống ( file .cid và .icd.
- Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 74Add xong tín hiệu cần đưa lên hệ thống máy tính, sau đo Map tín hiệu ấy vào đường dẫn bằng cách Click chuột phải vào tín hiệu chọn Edit Relations.
- Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 75 Sau đó muốn kết nối với thiết bị nào trong hệ thống thì ta có thể click chuột phải vào tên trên bảng danh mục rồi chọn Connect.
- Kết thúc quá trình cấu hình một thiết bị trên hệ thống máy tính.
- Tự động hóa trong trạm biến áp 220kV trên nền PLC GVHD: GS.TS PHAN XUÂN MINH HV: PHAN TUẤN HUY 76 KẾT LUẬN Hệ thống điều khiển bảo vệ tích hợp DS Agile được sử dụng trong phổ biến trong trạm biến áp từ 110kV, 220kV, 500kV của lưới truyền tải điện.
- Mô hình hệ thống bảo vệ, tự động hóa và điểu khiển tích hợp của DS Agile áp dụng cho các trạm biến áp có thể đáp ứng đầy đủ các chức năng của hệ thống như điều khiển, giám sát và bảo dưỡng.
- Hệ thống bảo mật tốt người ngoài không thể đăng nhập và điều khiển được hệ thống.
- Hệ thống tích hợp nhiều thiết bị phần cứng, phần mềm nên việc sử dụng khá phức tạp.
- Để nắm vững và thành thạo hệ thống điều khiển bảo vệ tích hợp DS Agile thì cần nhiều thời gian để nghiên cứu và làm việc

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt