68
Ngôn ngữ này chỉ rõ một định dạng file chung để mô tả khả năng của các thiết bị điện tử thông minh (IED). File cấu hình SCL sẽ được dùng chung cho các ứng dụng tự động hoá giống nhau trong cùng một hệ thống từ các nhà cung cấp, gồm có 04 file cơ bản như sau:
- ICD files (IED Capability Description) mô tả khả năng của các IED. File này chứa các mô tả của IED như: các thuộc tính, các định nghĩa LN, chức năng liên quan đến trạm và địa chỉ của IED (do nhà sản xuất qui định). ICD được dùng để chuyển dữ liệu từ các công cụ cấu hình của IED đến các công cụ cấu hình hệ thống.
- SSD files (System Specification Description) mô tả đặc điểm của hệ thống. File này mô tả hệ thống cơ bản như: sơ đồ một sợi chứa các LN, các thuộc tính cần thiết và các định nghĩa LN đi kèm. SSD được dùng để chuyển từ công cụ mô tả hệ thống đến công cụ cấu hình hệ thống.
- SCD files (System Configuration Description) mô tả cấu hình hệ thống. File này dùng để cấu hình trao đổi dữ liệu, chứa các điểm truy cập của hệ thống và cấu hình truyền thông cũng như những mô tả trạm. File dữ liệu này được chuyển từ công cụ cấu hình hệ thống đến công cụ cấu hình IED.
- CID (Configured IED Description) mô tả cấu hình các IED. File này dùng để mô tả cấu hình IED trong hệ thống, nó chứa địa chỉ của IED và các tên mô tả của IED trong hệ thống. File CID được chuyển từ công cụ cấu hình IED đến các IED.
Quá trình trao đổi các file SCL giữa các công cụ cấu hình như sau: Đầu tiên các ICD file được tìm thấy từ các công cụ cấu hình của IED hoặc trực tiếp được lưu trong các IED. Hệ thống ban đầu được thế kế với công cụ mô tả hệ thống, SSD file và ICD file được chuyển đến công cụ cấu hình hệ thống. ICD file và SCD file được dùng trong các máy tính trạm và cuối cùng cấu hình trên CID file để chuyển ngược lại cho các IED. Các nhà sản xuất khác nhau sẽ có cách tiếp cận khác nhau đối với các công cụ cấu hình. Việc cấu hình hóa bắt đầu từ việc định nghĩa sơ đồ nhà máy dưới dạng sơ đồ một sợi và cuối cùng là cấu hình hóa cho các IED riêng biệt. [5]
69
3.5 IEC61850 phần 7 – 410 truyền thông cho hệ thống điều khiển giám sát trong
nhà máy thủy điện và IEC61850 phần 7 – 510 hướng dẫn và mô hình hóa các
khái niệm
3.5.1 IEC61850 phần 7 – 410 truyền thông cho hệ thống điều khiển giám sát trong
nhà máy thủy điện
Trong phần này của tiêu chuẩn IEC61850 quy định thêm các lớp dữ liệu phổ biến ( Common Data Objects ), các nút logic và các đối tượng dữ liệu cần thiết cho việc sử dụng tiêu IEC61850 trong một nhà máy thủy điện. [6]
70
Bảng 3.2: Chú giải
3.5.1.1 Tóm tắt các nút logic được sử dụng trong các nhà máy thủy điện
Nhóm A – Các chức năng tựđộng
Bảng 3.3: Nút logic cho các chức năng tự động
Nhóm F - Những khối chức năng
71
Nhóm H - Các nút logic cụ thể trong nhà thủy điện
72
Nhóm I – Giao diện và lưu trữ
Bảng 3.6: Gồm các nút logic cho giao diện và lưu trữ
Nhóm K – Cơ khí và các thiết bịkhông điện chính
Bảng 3.7: Nút logic cho phần cơ khí và các thiết bị không điện chính
Nhóm P - Chức năng bảo vệ
Bảng 3.8: Nút logic cho chức năng bảo vệ
Nhóm R - Các chức năng bảo vệ liên quan
Bảng 3.9: Nút logic cho các chức năng bảo vệ liên quan
Nhóm S – Theo dõi và giám sát
73
Nhóm X – Chuyển mạch
Bảng 3.11: Nút logic cho thiết bị chuyển mạch
Nút Logic (LN)
Ở trên là những miêu tả chung nhất vềcác nhóm đại diện cho những chức năng cơ bản và chung nhất trong một nhà máy thủy điện. Để làm rõ và cụ thểhơn, phần này sẽđề cập đến các nút logic cụ thể từng nhóm. [6]
Các nút logic cụ thể trong nhà máy thủy điện
Các nút logic này thuộc nhóm Hbao gồm những chức năng cụ thể trong nhà máy thủy điện. Một vài nút logic khác được sử dụng trong hệ thống cấp nước hoặc hồ chứa. [6] Nút Logic : Đập thủy điện (LN: Hydropower dam )
Định danh: HDAM
Nút logic “ HDAM “ được sử dụng để cung cấp những thông tin thiết kế cơ bản của Đập trong nhà máy thủy điện. Những chức năng của đập sẽ được làm rõ trong “ nút logic “ HRES “.[6]
Bảng 3.12: Nút logic HDAM – Đập thủy điện
Nút Logic: Thủy điện/ Hồ chứa nước ( Hydropower/ water reservoir )
Định danh: HRES
Nút logic HRES được sử dụng đểđại diện về khía cạnh chức năng của hồ chứa trong nhà máy thủy điện. Nút logic HRES không đại diện cho khía cạnh vật lý của đập. [6]
74
Bảng 3.13: Nút logic HRES – Thủy điện/ Hồ chứa nước
Nút logic: Cửa đập (LN: Dam gate)
Định danh: HGTE
Nút logic HGTE được sử dụng để đại diện cho cửa đập. Vị trí cửa đập có thể là mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn phụ thuộc vào mức nước của đập. Cửa đập luôn luôn được nằm dưới mực nước của đập, nút logic ( HVLV ) sẽđề cập đến vấn đềnày. Đối với tính toán của dòng chảy, nút logic FCSD giữ mối quan hệ giữa mức nước, độ mở và lưu lượng. [6]
75
Nút Logic : Turbine (LN: Turbine )
Định danh: HTUR
Nút logic HTUR được sử dụng đại diện cho các thiết bị vật lý của Turbine trong nhà máy thủy điện. Nút logic bao gồm các dữ liệu độ mở cánh hướng, trạng thái hoạt động cũng như thông tin về thời gian chạy của Turbine . [6]
Bảng 3.15: Nút logic HTUR – Turbine
Nút Logic : Van ( Van Bướm, Van Cầu ) (LN: Valve ( butterfly valve, ball valve )
Định danh: HVLV
Nút logic HVLV được sử dụng để đại diện cho van áp lực đầu đường ống. Nút logic này dùng cho mục đích tính toán dòng chảy, nút logic FCSD giữ mối quan hệ giữa mức nước, độ mở và dòng chảy. [6]
76
Bảng 3.16: Nút logic HVLV – Van
3.6 IEC61850 phần 7 – 510 hướng dẫn và mô hình hóa các khái niệm
Trong phần IEC61850 – 7 – 410, đã làm rõ một số những nút logic tiêu biểu trong nhà máy thủy điện, những để các nút logic này kết nối, phối hợp các chức năng và trao đổi thông tin với nhau như thế nào để tạo thành hệ thống điều khiển hợp nhất trong nhà máy thì sẽđược giới thiệu và làm rõ trong IEC61850 – 7 – 510. [7]
Việc xác định, cụ thể hóa hệ thống truyền thông trong nhà máy là bước cơ bản nhằm xác định được các thiết bị điện tử thông minh (IED) được kết nối với nhau như thế nào. Công việc này giúp cho ta hình dung được những thiết bị điện điện tử thông minh (IED) sẽ kết nối với các thiết bịđo như thế nào. [7]
77
Bảng dưới đây ví dụ một vài thiết bị vật lý được sử dụng cho việc điều khiển trong nhà máy thủy điện nhỏ. [7]
Bảng 3.17: Một số thiết bị điện tử thông minh (IED) sửdụng trong nhà máy thủy điện nhỏ
78
Hình 3.34: Mạng lưới kết nối đơn giản giữa các thiết bị IED trong nhà máy [7]
Hình 3.35: Sơ đồ khối thể hiện việc tương tác giữa các Logical Divices và Logical Nodes [7]
79
Đểlàm rõ hơn ta đi phân tích quá trình khởi động trong nhà máy thủy điện khi sử dụng các IED, và các LN, LD.
Quy trình khởi động, máy phát từ trạng thái dừng chuyển sang chếđộ chạy không tải. Quá trình này bao gồm 2 LD là : “SEQ_SnlExcStr” và “SEQ_GenStr”
Bước 1:
SEQ_SnlExcStr/HSEQ.StrCmd.ctlVal = true & ' Quá trình chạy máy phát không tải
đang diễn ra
GEN/HUNT.ReqSt.ctlVal = 3 or ' Máy phát đang ở trạng thái không tải
EXT/GAPC.SPCS01.ctlVal= true ' Bắt đầu đưa kích từ vào làm việc
GEN/MMXU.PPV.phsBC.cVal > 90 ' Điện áp đầu cực máy phát lớn hơn 90% giá trị
định mức [7] Bước 2:
80
SYN/CSYN.StrSyn.ctlVal = true ' Quá trình hóa đồng bộ bắt đầu
GEN/KFAN.Oper.ctlVal = true ' Khởi động quạt làm mát
GEN/HUNT.UntOpSt.stVal = 3 'Khởi động hệ thống thiết bị phụ: nước làm mát, dầu làm mát…
CBR/XCBR.Pos.stVal = 2 'Đóng máy cắt
GEN/HUNT.UntOpSt.stVal = 7 ' Đã hòa xong