Hệ thống giám sát và điều khiển trạm biến áp

Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn cô giáo PGS.TS PHAN XUÂN MINH hướng dẫn bảo tận tình để bắt đầu hoàn tất luận văn này, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cô giáo viện Điện thầy cô chương trình đào tạo sau đại học Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Xin cảm ơn Ban giám đốc Truyền Tải Điện Miền Đông 1, Ban giám đốc công ty Điện Lực Đồng Nai, anh Điều Hành Viên trạm Bàu Xéo, Long Thành, Long Bình, Trung tâm Điều Độ Biên Hòa, trường Cao Đẳng Nghề Lilama bạn khóa giúp đỡ để hoàn thành luận văn Cuối xin cảm ơn Bà Xã, Con Gái toàn thể thành viên gia đình ủng hộ, động viên tạo điều kiện tốt để hoàn thành luận văn Do thời gian có hạn, trình độ nhiều hạn chế, trang thiết bị dụng cụ phục vụ nghiên cứu thiếu vận hành mẻ nên trình làm luận văn có nhiều thiếu sót, mong dạy quý thầy cô, bạn bè đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Người thực Nguyễn Công Trang Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài : “ Hệ thống giám sát điều khiển trạm biến áp “ Là công trình nghiên cứu cá nhân tôi, không chép từ tài liệu công bố Công trình thực trạm biến áp 110KV Bàu Xéo, trạm 220 KV Long Thành, trạm 220 KV Long Bình trung tâm Điều độ Biên Hòa Khu, Công ty Điện Lực Đồng Nai Hà Nội, ngày 06 tháng 05 năm 2012 Học viên Nguyễn Công Trang Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG SCADA .3 1.1 Căn để lập hệ thống Scada .6 1.2 Đặc điểm công trình 1.3 Mục tiêu hệ thống Scada 1.4 Phạm vi hệ thống Scada CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG SCADA 2.1 HIỆN trạng hệ thống SCADA Trung tâm Điều độ 2.1.1 Trung tâm Điều độ - Công ty TNHH MTV Điện lực Đồng Nai 2.1.2 Trung tâm Điều độ HTĐ miền Nam (A2) 12 2.1.3 Trạm 110KV Bàu Xéo 15 2.2 Giải pháp công nghệ cho hệ thống Scada 15 2.2.1 Yêu cầu kỹ thuật chung 15 2.2.2 Các yêu cầu kiến trúc mạng, truyền tin, giám sát điều khiển quản lý liệu 16 2.2.2.1 Kiến trúc mạng trạm 16 2.2.2.2 Các Giao thức Truyền tin Tiêu chuẩn 18 2.2.2.3 Giám sát Điều khiển .18 2.2.2.4 Kho Thông tin Quá khứ với dung lượng lớn truy cập qua Web 19 2.2.2.5 Tính tương tác tiêu chuẩn 19 2.2.2.6 Yêu cầu khả bảo dưỡng .22 2.2.2.7 Bảo vệ chống xung nhiễm điện 23 2.2.2.8 BCU 25 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2.2.2.9 Mạng LAN (Local Area Network) .27 2.2.2.10 Hiệu hệ thống 29 2.2.2.11 Nguồn cấp điện .30 2.2.2.12 Cáp đấu nối .30 2.2.2.13 RTU 31 2.3 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 33 2.3.4 Yêu cầu kỹ thuật chi tiết 34 2.3.4.1 Kiến trúc hệ thống SCADA cho trạm số lượng tín hiệu tối thiểu.34 2.3.4.2 Thiết bị thông tin .35 2.4 Hệ thống thu thập liệu điều khiển 41 2.4.1 Thu thập xử lý liệu (Data Acquistition and Processing) 41 2.4.2 Dữ liệu dạng analog 42 2.4.3 Chỉ thị trạng thái .43 2.4.4 Nhập liệu tay 43 2.4.5 Thông tin trình tự kiện(SOE) 43 2.4.6 Hiển thị thông tin đo lường .44 2.4.7 Điều khiển giám sát 44 2.4.7.1 Mô tả tổng quát 44 2.4.7.2 Chức điều khiển giám sát 46 2.4.8 Hệ thống quản lý xử lý cảnh báo 46 2.4.8.1 Sự kiện có cảnh báo 47 2.4.8.2 Điều kiện cảnh báo phân loại cảnh báo .47 2.5 Các yêu cầu khác 48 2.5.1 Thiết bị dự phòng .48 2.5.2 Các yêu cầu thực đảm bảo chất lượng 48 2.5.2.1 Quy trình kế hoạch thử nghiệm nghiệm thu 48 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2.5.2.2 Thử nghiệm xuất xưởng (FAT) 49 2.5.2.3 Thử nghiệm nghiệm thu trường (SAT) .50 2.5.2.4 Phê chuẩn kết thử nghiệm 51 2.5.2.5 Tài liệu 51 2.5.2.6 Đào tạo .51 2.5.2.7 Phần hệ thống RTU 52 2.5.2.8 Phần hệ thống Local SCADA (HMI) 52 2.5.2.9 Phần thiết bị thông tin .53 2.5.2.10 Phần mạng LAN 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 54 3.1.1 Chọn máy tính giám sát HMI 56 3.1.2 Lan Ethernet Switch 57 3.1.3 Bộ lưu điện UPS >1KVA 58 3.1.4 Bộ inverter 110VDC/220VAC 58 3.1.5 GPS Time Receiver + anten 59 3.1.6 Cáp serial, cáp mạng STP .59 3.1.7 RTU 59 3.2 Thiết kế HMI phần mềm Intouch .62 3.2 Thiết kế HMI phần mềm Intouch .62 3.2.1 Giải pháp phần mềm 62 3.2.2 Giới thiệu phần mềm Wonderware Intouch: 65 3.2.3 Các bước thiết kế dùng Wonderware Intouch: 66 3.2.4 Đồ thị xu hướng .74 3.2.5 Phần mềm khác 75 KẾT LUẬN .76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ACSI : Abstract Communication Service Interface BCU : Bay Control Unit BTS : Base transfer station CBC : Common Data Classic DAC : Data Acquisition and control DCS : Distributed Control System DMS : Document Management System DNP : Distributed Network Potocol ĐNPC : Dong Nai Power Company ( Công ty TNHH MTV Điện lực Đồng Nai ) EMS : Expanded Memory Specification GPS : Global Positioning System EVN : ( ELECTRICAL OF VIET NAM )Tập đoàn Điện lực Việt Nam HMI : Human machine Interface ICCP : Intercontrol Center Communications Protocol IEC : International Electro Technical Commisson IEDs : Illetligent Electronic Device substation IEEE : Institute of Electrical and Electronic Engineers I/O : Input/Output LAN : Local Area Network MCC : Master Control Centers NCC : National Coordinating Center Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật CTP : Cirritical Infrastructure Protection NIM : Network Interface Module PCM : Pulse Code Modulation (Thiết bị ghép kênh ) PLC : Power Line Carrier RTU : Remote Terminal Unit SAS : Substation Automation System SBO : Select And Check Before Operate SDH : Synchronous Digital Hierachy ( Hệ thống phân cấp số đồng ) SOE : ghi nhận kiện SCADA : Supervisory Control And Data Acquisition SNTP : Simple Network Transfer Protocol TBA : Trạm Biến Áp UPS : Uninterruptible Power Supplier WAN : Wide Area Network Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 0-1: Cấu trúc tiêu chuẩn IEC 61850 21 Bảng 2-2: Các yêu cầu cách điện tối thiểu 24 Bảng 2-3: Các yêu cầu tính chống nhiễu, tính nhạy cảm 25 Bảng 2-4: Chỉ tiêu hiệu hệ thống SCADA FAT SAT 29 Bảng 3-1: Sơ đồ khối giao diện HMI 63 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Kiến trúc mạng cho trạm 110kV 17 Hình 2.2: Khả kết nối, mở rộng RTU 560C 28 Hình 2.3: Khả kết nối I/O RTU560 28 Hình 3.1: Hệ SCADA cho ngăn lộ 172 Long Khánh, MBA 2T 54 Hình 3.2: Ethernet Switch Linksys SD216 - 16 Port 57 Hình 3.3: UPS SANTAK kiểu Rackmount C2KR 58 Hình 3.4: Inverter Cloride loại SG7.5k3 59 Hình 3.5: Thiết bị GPS Anten đồng NTS-6001 59 Hình 3.6: RTU 560A 60 Hình 3.7: Mặt sau RTU 560A 61 Hình 3.8: Cửa sổ khởi động Intouch 66 Hình 3.9: Cửa sổ khởi động WonderWare Intouch 66 Hình 3.10: Giao diện thiết kế 67 Hình 3.11: Cửa sổ cài đặt thông số 67 Hình 3.12: Giao diện thiết kế với kính thước hiệu chỉnh 68 Hình 3.13: Cửa sổ Wizards 68 Hình 3.14: Cửa sổ Symbol Factory 69 Hình 3.15: Giao diện thiết kế sơ đồ đơn tuyến 70 Hình 3.16: Cửa sổ cảnh báo 73 Hình 3.16: Cửa sổ đồ thị Trend 74 Hình 3.17: Cửa sổ đồ thị Historical Trend 75 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật LỜI NÓI ĐẦU Điện nguồn lượng quan trọng phục vụ lĩnh vực kinh tế, quốc phòng dân snh, tảng cho phát triển quốc gia Trong hệ thống điện tổng công suất trạm biến áp hệ thống xấp xỉ gấp lần công suất toàn hệ thống phải tăng điện áp để truyền tải điện hạ xuống phù hợp với phụ tải nên số lượng máy biến áp nhiều Để đáp ứng tốt nhu cầu lượng điện cho khách hàng tính ổn định chất lượng điện …đồng thời tiết giảm nhân công, chi phí quản lý, bảo trì, bảo dưỡng v.v…thì tự động hóa trạm biến áp, xây dựng hệ thống giám sát & điều khiển trạm biến áp (SCADA) tiến tới trạm không người trực xu hướng giải pháp nhiều nước tiến tiến thực Việt Nam không đứng xu Hiện nay, hệ thống điện quốc gia, xây lắp trạm biến áp cải tạo nâng cấp trạm cũ thiết kế lắp đặt hệ thống SCADA nhằm bước thực tự động hóa cho toàn hệ thống Tuy nhiên nhiều nguyên nhân mà hệ thống SCADA đầu tư tốn giai đoạn thử nghiệm chưa khai thác hiệu tiện ích hệ thống Việc xây dựng hệ thống giám sát & điều khiển trạm biến áp dựa kinh nghiệm đúc kết công trình thực hiện, tư vấn công ty tư vấn có uy tín áp dụng, đón đầu công nghệ … nhằm khắc phục tồn nêu đẩy nhanh trình tự động hóa trạm yêu cầu cấp thiết Đề tài : “Hệ thống giám sát & điều khiển trạm biến áp” với mục đích tìm hiểu nhiệm vụ, cấu hình chức hệ thống SCADA khu vực, hệ thống SCADA địa phương tổng thể hệ thống tự động hoá cho trạm biến áp Từ thực toán thiết kế hệ thống SCADA cục cho hệ thống tự động hoá trạm biến áp Tổng hợp, đánh giá tồn hệ thống SCADA hữu Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Bảng 3-1 Sơ đồ khối giao diện HMI Màn hình thiết bị bảo vệ ‐ Trạng thái đầu vào/ra, cảnh báo Màn hình cảnh báo ‐ Các cảnh báo hữu ‐ Xác nhận cảnh báo Màn hình HT truyền tin ‐ Sơ đồ mạng LAN ‐ Trạng thái cổng kết nối - Hiển thị SOE Các hình phụ Màn hình tổng quan Treo biển báo ‐ Đặt/dỡ bỏ biển báo ‐ Biển báo màu đỏ, vàng, xanh,… Trình tự kiện ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ Hệ thống Ắc quy ‐ Cửa sổ đăng nhập ‐ Hướng dẫn sử dụng Sơ đồ sợi Trạng thái thiết bị Cảnh báo vận hành Tổng hợp cảnh báo Chi tiết sơ đồ sợi ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ Dòng tải Amps, Volts, Watts, Vars Reclose Auto/Manual Trạng thái thiết bị Treo, dỡ bỏ biển báo ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ Màn hình thiết bị Dữ liệu đo lường Bảng điều khiển Khóa điều khiển Chỉ thị cảnh báo Chỉ thị Rơle Nhóm chỉnh định Điều khiển MBA Thông tin lần cắt cố gần ‐ Vị trí s/cố, dòng s/cố Các hình khác (tương lai) ‐ Dữ liệu thống kê ‐ Thông số c/định Rơle Dữ liệu đo lường/ liệu máy căt ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ Điện Nhu cầu phụ tải Số lần thao tác Dữ liệu máy cắt Dòng cắt tích lũy KA % Phần trăm hao mòn Dữ liệu trạng thái liệu MBA Màn hình vận hành thiết bị ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ Sơ đồ sợi thiết bị ‐ Thao tác thiết bị(đóng/cắt) 63 Vị trí điều áp Trạng thái MBA Trạng thái OLTC Các cảnh báo nội Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật - Hệ điều hành ứng dụng cho hệ thống thông tin vận hành sử dụng phổ biến hệ thống máy tính chủ đặc biệt cho hệ thống điều khiển SCADA - Hệ điều hành sử dụng phải có khả hỗ trợ driver cho nhiều loại vi xử lý từ Intel IA-32, 80x86 Pentium, đến IA-64, hay Intel Xeon, Itanium AMD - Hỗ trợ chế độ đa người dùng/ multi- user - Hệ điều hành sử dụng phải đạt độ tin cậy, tính ổn định bảo mật cao Đồng thời cho phép khả “ plug and play” với nhiều thiết bị phần cứng khác - Hệ điều hành thử nghiệm lâu dài thường xuyên hỗ trợ nhà phát triển cung cấp phần mềm ( Cập nhật lỗi bảo mật) - Chi phí thấp Với tiêu chí trên, đồ án xem xét hệ điều hành Window XP Professional 32 bit sử dụng làm hệ điều hành cho máy tính HMI Hệ điều hành Window XP Professional chứng tỏ độ tin cậy, tính ổn định bảo mật cao từ xuất Đồng thời cho phép khả “plug and play” với nhiều thết bị phần cứng khác IEC61850 chọn làm giao thức kết nối thông tin hệ thống mạng LAN trạm Chức giám sát mạng thông tin hệ thống cung cấp mô tả đây: - Giám sát mạng thông tin: • Có khả truy nhập tới thong số liệu kết nối thông tin • Có thể bảo trì, sửa đổi thông số kết nối • Rò lỗi kết nối khôi phục kết nối • Hiển thị dạng đồ họa trạng thái làm việc mạng thông tin thiết bị kết nối - Thẩm định giao diện kênh kết nối - Kiểm tra giám sát kết nối thông tin kết nối LAN/Serial tới Modem/RTUs/Control Center 64 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Chức giám sát mạng thông tin cho phép người vận hành giám sát thấy toàn cảnh mạng thông tin hệ thống hoạt động, cung cấp cảnh báo có cố kết nối trục trặc thiết bị kết nối mặt truyền tin Phần mềm quảng trị sở liệu phải cho phép người điều hành trạm lưu trữ với số lượng liệu lớn bao gồm liệu thu thập xử lý kết tính toán từ ứng dụng hệ thống 3.2.2 Giới thiệu phần mềm Wonderware Intouch: Là phần mềm xử lý giao diện Người – Máy đáp ứng tương đối đầy đủ yêu cầu nêu Wonderware Intouch công cụ chọn nhiều giới với ưu điểm sau: Quản lý đa cửa sổ giúp việc quản lý vận hành thuận lợi Công cụ hỗ trợ mạnh mẽ cho thiết kế ( smart symbol factory symbol ) cho nhiều lĩnh vực Giao diện người dùng (User Intetface) thân thiện, đẹp Cho phép dùng thử ( demo ) 120 phút thuận tiện kinh tế cho học tập, nghiên cứu nước ta Khả đồ họa Archestra A độ phân giải mạnh mẽ Môi trường phát triển xếp cho nhiều người sử dụng, thân thiện, linh hoạt nâng cao cho suất kỹ thuật cộng tác Ký hiệu đồ họa Archestra A độc lập mạnh mẽ với công việc viết kết nối tích hợp để trì hoạt động kỹ thuật thông qua tái sử dụng tiêu chuẩn hóa Mạnh mẽ độ linh hoạt chưa có với tính viết đồ họa hoàn hảo cho phép kỹ sư phần mềm người lập trình, người học nhanh chóng thay đổi chức ứng dụng Hoàn thành điều khiển với Wonderware Development Studio, cung cấp môi trường phù hợp cho việc quản lí tập trung triển khai từ xa ứng dụng HMI khắp nơi, có Wonderware Compact Panel hệ 65 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Tính mở rộng cấp độ cao từ HMI node đơn đơn giản cho giải pháp giám sát cấp doanh nghiệp sử dụng Wonderware System Platform 3.0 Các tính xử lí giám sát chất lượng liệu bên Tương thích với ứng dụng phần mềm Intouch Các đặc tính vận hành cung cấp giám sát rõ ràng, chống ồn, xác, mở rộng số lượng thông tin… 3.2.3 Các bước thiết kế dùng Wonderware Intouch: Khởi động phần mềm Intouch ta có cửa sổ chính: Hình 3.8: Cửa sổ khởi động Intouch Vào File menu chọn new xuất cửa sổ : Hình 3.9: Cửa sổ khởi động WonderWare Intouch 66 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Nhấn next xuất cửa sổ trên, nhấn next xuất tương tự nhập vào tên giao diện: ( ví dụ Main) chọn finish, OK xuất trang giao diện: Hình 3.10: Giao diện thiết kế Để chỉnh định kích thước giao diện nhấn chuột phải lên hình xuất sổ : Hình 3.11: Cửa sổ cài đặt thông số Chọn tên, màu, tọa độ chuẩn, kích thước… cho giao diện Lưu ý: ô Window Width tương đương với độ phân giải ngang hình HMI, ô Window Height tương đương với độ phân giải cao hình HMI chọn OK xuất cửa sổ giao diện thiết kế : 67 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Hình 3.12: Giao diện thiết kế với kính thước hiệu chỉnh Trên giao diện có đủ công cụ như: lưới (Grid), thước (ruler)và công cụ để vẽ khối vuông, tròn, đường thẳng, polyline, polygon, chữ (text), chèn ảnh, nút nhấn…người vẽ nhấp chuột lên biểu tượng đưa hình để thiết kế Muốn chọn ký hiệu thư viện Intouch người vẽ nhắp chuột vào biểu tượng Wizards xuất : Hình 3.13: Cửa sổ Wizards 68 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Tại ta chọn vô số symbol để đưa HMI áp dụng vào lĩnh vực phù hợp Người vẽ sử dụng nhiều biểu tượng cách sau chọn Symbol Factory cửa sổ Wizard Selection xuất biểu tượng cửa sổ Wizard Selection nhấp vào biểu tượng xuất trỏ giao diện Chọn vị trí cần đặt, nhấp chuột trái xuất cửa sổ Hình 3.14: Cửa sổ Symbol Factory Sau dùng công cụ Intouch dựa theo sơ đồ nguyên lý trạm tác giả thiết kế giao diện sau : 69 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Hình 3.15: Giao diện thiết kế sơ đồ đơn tuyến Giao diện người dùng (User Intetface) hiểu phần tạo kết nối người dùng chương trình giám sát, điều khiển hệ thống thông tin vận hành lưới điện truyền tải, trình ứng dụng khác User Interface cho phép giám sát điều khiển hệ thống điện, truy xuất tới thông tin lưu trữ sở liệu cách đơn giản dễ tiếp cận Tất trình ứng dụng hệ thống Local SCADA tương thích chạy hệ điều hành sử dụng Thiết kế cửa sổ hình lưu lại tái sử dụng Các cửa sổ hình cho phép chạy trình ứng dụng, xem lại thông tin, tổng kết kiện theo liệu, theo dõi giám sát thông tin thời gian thực hệ thống điện, việc sử dụng lại liệu khứ User Interface có khả phản ánh lại thị ánh sáng/ âm kiện điều độ viên hệ thống điện gây Nhân viên vận hành phép thực hoạt động thời điểm ngoại trừ chức điều khiển tự động làm việc Các tín hiệu dạng “Message” hay “Warning” giới hạn theo thời gian Trạng thái hoạt động liên quan đến vận hành hệ thống điện thu thập liên tục báo cho điều hành viên hình cảnh báo 70 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Chi tiết thông tin trình bày theo nhiều mức độ tùy theo nhu cầu điều độ viên thời điểm Một số phím tắt cấu hình cho mục đích theo dõi, giám sát nhanh trường hợp khẩn cấp • Mô tả hoạt động vận hành Điều hành viên ủy quyền phép truy nhập tới tất thông tin hệ thống, đưa lệnh điều khiển thiết bị Các lệnh thu thập liệu hình Console lệnh điều khiển phải cho phép mật truy nhập Các chức liên động mềm thực đưa cảnh báo vận hành để đảm bảo kết thao tác vận hành đúng, tránh gây cố hệ thống điện Thông tin hệ thống truy nhập từ “Operation Console” “Workstation” nối tới mạng LAN trạm, tùy theo vùng đáp ứng định trước (area of Responsibility) Mỗi hình thiết kế cho mục đích riêng như: - Thu thập liệu - Giám sát điều khiển - Lựa chọn chạy trình ứng dụng Người dùng truy xuất liệu, lệnh điều khiển trỏ theo kiểu “look-and-feel” “Point-and-click” dễ dàng Tất lệnh đưa vào truy xuất liệu kiểm tra thông qua mức người dùng mã hoạt động tương ứng để đảm bảo an toàn Tất chức làm thay đổi trạng thái thiết bị liệu sở liệu thực theo bước có kiểm tra, xác nhận Lệnh điều khiển thiết kế theo khái niệm “Select and check before operate” (SBO) Các bước thao tác sai cảnh báo “Error message” lệnh không thực Ở thời điểm người dùng thoát khỏi trình tự lệnh thao tác cách nhấn nút thiết kế trước cho mục đích Cuối có “Alarm” “Event file” với mô tả xác định theo User, ngày, đưa ra, lưu trữ sau thao tác vận hành 71 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Ví dụ, lệnh điều khiển đóng/mở máy cắt hoạt động thành công không Khi “Alarm” “Event file” sinh lưu giữ thông tin Nó tạo lưu thay đổi có ủy quyền không ủy quyền Phần mềm giao diện người dùng, khu vực phân quyền (Area of Responsibility) xác định đảm bảo: - Quan sát thông số giám sát hệ thống - Xác nhận, lưu xóa kiện alarm - Cài đặt biển báo - Bỏ qua bật chức giám sát thiết bị - Phát âm gây ý trường hợp có Alarm kiện quan trọng - Đưa khôi phục trở lại thiết bị giám sát hay thành phần khác hệ thống thông tin vận hành lưới điện truyền tải - Trình bày trạng thái thiết bị ngoại vi, IED kết nối thông tin hệ thống - Hiển thị cảnh báo nhất, “alarm list” bị đầy hệ thống tự động xóa cảnh báo cũ để lưu cảnh báo - Hiển thị tất điểm hệ thống giám sát (tagged) Mỗi điểm liệu bao gồm tag cảnh báo tương ứng - Hệ thống có khả in hình, cảnh báo kiện, việc trường hợp báo cáo cần in có giá trị cập nhật từ thiết bị trình in diễn sau trình cập nhật liệu hoàn thành • Các hình Hệ thống hiển thị nhiều hình giao diện đây: - Sơ đồ sợi trạm - Sơ đồ kết nối thông tin trạng thái IEDs - Màn hình cảnh báo - Sơ đồ giám sát điều khiển mức ngăn - Đồ thị xu hướng khứ thời gian thực 72 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật - Điểm liệu khứ với độ phân giải cao (ls) - Tổng kết báo cáo vận hành trạm Với yêu cầu trên, với phần mềm có mặt thị trường nay… đồ án cân nhắc tới 02 sản phẩm với ưu điểm sau : Phần mềm Intouch Wonderware Phần mềm RTUtil 560-ABB Là phần mềm phổ biến thị trường HMI Phần mềm hãng nên hỗ trợ Thiết kế thân thiện, đẹp mắt kết nối thiết bị- phần cứng-phần mềm Hỗ trợ tối đa người dùng với tính đồng cao đơn giản thuận tiện tính Chuyên nghiệp Cửa sổ hình cảnh báo Cảnh báo đưa với thông tin phân loại rõ ràng, nguyên nhân gây vv để người sử dụng nhanh chóng xác định xử lý tình cảnh báo liệt kê list kiện đưa theo thứ tự thời gian, bao gồm thông tin sau: - Ngày, xảy cảnh báo ( thời điểm bắt đầu/kết thúc) - Tên thiết bị - Diễn biến nguyên nhân cố - Phân loại cố (Một bảng mô tả tóm tắt điều kiện xảy cảnh báo) Hình 3.16: Cửa sổ cảnh báo 73 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 3.2.4 Đồ thị xu hướng Hệ thống Local SCADA bao gồm chức vẽ đồ thị xu hướng lấy liệu từ CSDL khứ CSDL thời gian thực (đồ thị dạng on-line) Hình 3.16: Cửa sổ đồ thị Trend Biển báo (Tagging) Hệ thống Local SCADA phải cung cấp khả gắn biển báo thiết bị, đo xa không đo xa, thông qua hiển thị đồ họa Việc treo biển báo thiết bị thể thao tác người vận hành nhằm lôi kéo ý tới ký hiệu thiết bị hình hiển thị trạm để việc điều khiển thiết bị bị cấm hay cần phải thận trọng Mỗi biển báo phải có màu định tuân thủ theo yêu cầu đóng cắt cảnh báo thiết bị EVN Có thể gắn 10 biển báo loại thiết bị việc gắn biển báo ghi lại bảng lưu trữ theo thứ tự thời gian Giao diện cho người sử dụng trạm hệ thống tích hợp phải bao gồm gắn biển báo, cho phép cho người phép sử dụng treo biển báo điện tử “không thao tác” “cẩn thận” thiết bị điều khiển Việc điều khiển thiết bị có treo biển báo phải bị cấm Chức treo biển báo cho phép nguời sử dụng đưa vào thông tin biển báo sau: Số nhiệm vụ/ giấy phép Thời gian 74 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật Mục đích • Thông tin “được gắn ai” “cho thiết bị nào” Tiến trình gắn biển báo phải tuân thủ theo qui định “gắn biển báo” áp dụng EVN Hình 3.17: Cửa sổ đồ thị Historical Trend Có loại màu tương tứng với loại công việc cho phép sau: • Màu đỏ: Có nghĩa “Có người làm việc, cấm thao tác” Khi biển đỏ gán, thao tác thiết bị bị cấm • Màu vàng: Có nghĩa “đang sửa chữa nóng, cấm đóng lập lại” Khi gắn biển vàng chức tự động đóng lặp lại bị cấm Việc treo biển vàng thực chức đóng lặp lại khóa Một biển vàng treo, chức tự động đóng lặp lại đưa vào vận hành không dỡ biển • Màu tím đỏ: Được sử dụng cho máy cắt phân độn Biển màu tím đỏ cho biết có số thông tin cần phải kiểm tra trước thao tác máy cắt Một biển màu tím đỏ gắn việc thao tác máy cắt thực người trực vận hành xác nhận biết thông tin • Màu xanh: Được sử dụng để người vận hành tùy ý xác lập điều kiện theo yêu cầu 3.2.5 Phần mềm khác - Phần mềm chống virus có quyền 75 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật KẾT LUẬN Các đóng góp luận văn: ‐ Tìm hiểu thực trạng hệ thống SCADA trạm biến áp khu vực Đồng Nai, đáng giá ưu nhược điểm hệ thống ‐ Tìm hiểu giải pháp tự động hóa trạm sử dụng công nghệ hãng ABB ‐ Đề xuất giải pháp Tự động hóa trạm cho trạm biến khu vực Đồng Nai ‐ Thiết thiết kế hệ thống SCADE cho ngăn lộ mở rộng 172 Long Khánh (Hệ Các tồn hệ thống SCADA độ tin cậy, xác chưa cao, đầu tư lớn hiệu đạt chưa tương xứng Kết luận có giá trị nghiên cứu luận văn Để đảm bảo độ tin cậy tính sẵn sàng hệ thống, kiến nghị tất thiết bị liên quan đến hệ thống SCADA đầu tư giai đoạn phải bảo hành 02 năm Hướng phát triển luận văn Tiếp tục nghiên cứu tìm hiểu hệ thống SCADA, hoàn thiện kỹ sử dụng tiện ích phần mềm Intouch Kiểm chứng lại kết đạt đồng thời nghiên cứu giải pháp để khắc phục tồn tiến tới xây dựng trạm tích hợp hoàn chỉnh 76 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Doãn Phước & Phan Xuân Minh, Lý thuyết điều khiển mờ, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 [2] Nguyễn Doãn Phước & Phan Xuân Minh & Vũ Vân Hà, Tự động hóa với SIMATIC S7-300, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2006 [3] TS Trần Thu Hà , Tự động hóa công nghiệp với WinCC, Nhà xuất Hồng Đức [4] Nguyễn Doãn Phước, Lý thuyết điều khiển tuyến tính, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 [5] Nguyễn Phùng Quang, Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 [6] Tài liệu nội Mô Tả Hệ Thống @ CENTER Công ty Truyền Tải Điện [7] Tài liệu nội Tự Động Hóa Trạm Biến Áp Công ty Truyền Tải Điện [8] Quy trình vận hành RTU Tổng công ty Điện Lực Việt Nam [9] Quy trình vận hành hệ thống SCADA Tổng công ty Điện Lực Việt Nam [10] IEC 60870-5-101 “Telecontrol equipmentand systems – Part 5-101: Tranmission protocols – Companion standard for basic telecontrol tasks’’ [11] IEC 61850 “ Communication networks and systems in substations’’ [12] IEEE SCADA Practice [13] SCADA Replace DCS – CONTROL MAG 042005 [14] Tài liệu nội Mô Tả Hệ Thống @ CENTER Công ty Truyền Tải Điện [15] Tài liệu nội Tự Động Hóa Trạm Biến Áp Công ty Truyền Tải Điện 77 ... cứng hệ thống SCADA/EMS trung tâm điều độ hệ thống điện miền nam Các máy chủ thiết bị Các máy chủ SCADA/EMS Máy chủ DTS Máy chủ để VSDS2 VSTS1 Trung tâm khác Các đ-ờng liên kết với Trung tâm điều. .. VSFE1 VSPC Máy tính bảo trì/ phát triển VSOC1 LOCAL RTU Bàn điều khiển (Điều hành viên) VSHB1 Hub VSOC2 Truyền thông với RTU Bàn điều khiển (Điều hành viên) RTU RTU RTU 60 RTU 61 RTU 62 GPS GPS VSCK1/2... RTU RTU RTU 60 RTU 61 RTU 62 GPS GPS VSCK1/2 -VSWB1 TrueTime Mimic Giao diện ng-ời-máy Bàn điều khiển (Phục vụ đào tạo) 14 VSSV2 Terminal Server VSLM2 Máy in Laser VSLM3 Máy in Laser VSPC2