- 51 N: Quá dịng chống chạm đất thời gian trễ 51V : Quá dịng cĩ kiểm tra điện áp.
5.3Các bước thực hiện thiết kế hệ thống
Các bước thiết kế hệ thống kết nối giữa RTU và IED theo IEC 6
5.3Các bước thực hiện thiết kế hệ thống
Bước 1: Thiết lập một dự án trong phần mềm RTUtil560.
- Sau khi khởi động phần mềm RTUtil560 trên cửa sổ chính của phần mềm sẽ
xuất hiện cửa sổ Initialize Project như hình 5.3. Tại cửa sổ này cho phép chúng ta
đặt tên cho một dự án mới và các thơng tin cho dự án như: tên người thiết kế, tên cơng ty… Số ký tự tối đa chúng ta cĩ thể sử dụng để đặt chỉ danh cho một tín hiệu trong cấu hình RTU cĩ thể được tăng hay giảm tại Maximum number of character for process data name. Mặc định là 32 ký tự.
Hình 5.3: cửa sổ Initialize Project
- Sau khi hồn tất việc điền các thơng tin trong bảng trên chúng ta nhấn Next. Khi
đĩ cửa sổ Initialize Signal sẽ được mở ra như trong hình 5.4. Trong cửa sổ này chúng ta sẽ thiết lập các cấp quản lý cho một dự án trong một trạm như: Substaion, Voltage, Bay, Signal.
Hình 5.4: Cửa sổ Initialize SignalTree
- Tại cửa sổ NetworkTree chúng ta sẽ tạo một hệ thống RTU với thiết bị RTU và các thiết bị IED của trạm. Ngồi ra tại cửa sổ này chúng ta cũng cĩ thể xây dựng các giao thức để kết nối RTU và các thiết bị IED lại với nhau. Chúng ta cĩ thể thực hiện thơng qua thao tác nhấn phải chuột và chọn Add Item như trong hình 5.5.
- Trong phần mềm này cho phép chúng ta tạo các kiểu hệ thống RTU sau: RTU211, RTU560…Theo đề tài nghiên cứu chúng ta sẽ chọn hệ thống RTU560
được thể hiện như trong hình 5.6 và hình 5.7.
Hình 5.6: Hộp thoại Add node to NetworkTree
Hình 5.7: Cửa sổ Network Tree
- Để xây dựng các giao thức để kết nối RTU với các thiết bị IED lại với nhau, chúng ta nhấn phải chuột tại mục RTU560 và chọn Add Item như trong hình 5.8.
Hình 5.8: Cách xây dựng các giao thức trong phần mềm RTUtil560
- Hệ thống RTU560 của ABB cho chúng ta rất nhiều giao thức để lựa chọn như: IEC 60870-5-101, 103, 104… Trong đề tài này chúng ta thực hiện kết nối RTU560 với thiết bị IED theo IEC61850 do đĩ chúng ta sẽ chọn giao thức IEC61850 như
trong hình 5.9 và hình 5.10.
Hình 5.10: Cửa sổ Network Tree
- Sau khi đã chọn giao thức, bước tiếp theo chúng ta sẽ tạo thêm các thiết bị IED sẽ được sử dụng. Để tạo các thiết bị IED chúng ta nhấn phải chuột tại mục Line T61850 và chọn Add Item như trong hình 5.11.
- Tại cửa sổ Add node to Line T61850 chúng ta chọn IED-Substation IED như
trong hình 5.12.
Hình 5.12: Hộp thoại Add node to Line T61850
- Theo đề tài của luận văn thiết bị IED được chọn để kết nối với RTU560 là Rơle GRZ100 của nhà sản xuất Toshiba. Do đĩ, chúng ta sẽđặt chỉ danh cho thiết bị IED này là GRZ100 như trong hình 5.13. Chỉ danh của thiết bị IED trong RTUtil560 phải được đặt giống với chỉ danh đã được đặt trong thiết bị IED. Vì giao thức IEC61850 sẽ giao tiếp giữa các thiết bị với nhau thơng qua chỉ danh của IED.
Hình 5.13: Cửa sổ Network Tree
- Sau khi đặt chỉ danh cho Rơle thì RTU560 cũng cần được đặt chỉ danh. Chỉ danh của RTU sẽ được đặt là RTU560. Tại mục Access point name chúng ta cĩ thể đặt giá trị bất kỳ như hình 5.14.
Hình 5.14: Cửa sổ Network Tree
- Sau khi đã hồn tất các bước trong cửa sổ NetworkTree, chúng ta sẽ chuyển sang cửa sổ Hardware Tree như hình 5.15.
Hình 5.15: Cửa sổ Hardware Tree
- Chúng ta sẽ tiến hành liên kết hệ thống RTU560 và các thiết bị IED đã được tạo
ở phần Network Tree qua phần Hardware Tree này. Để thực hiện chúng ta nhấn phải chuột tại mục Hardware Tree và chọn Link Item như hình 5.16 bên dưới.
Hình 5.16: Hướng dẫn cách liên kết hệ thống RTU560 và các thiết bị IED
- Thực hiện link cả phần hệ thống RTU560 và các thiết bị IED như hình 5.17 và hình 5.18 bên dưới.
Hình 5.17: Hộp thoại Link node to HardwareTree
- Sau khi đã hồn tất thao tác link các thiết bị. Bước tiếp theo, chúng ta sẽ tạo các thiết bị bên trong của hệ thống RTU560 như: vỏ tủ, khung rack, nguồn, bộ xử lý trung tâm…Để thực hiện chúng ta nhấn phải chuột tại mục phía trên mục chúng ta muốn tạo một cấp và chọn Add Item các thao tác như mơ tả trong hình 5.19.
Hình 5.19: Hướng dẫn cách tạo các thiết bị bên trong của hệ thống RTU560. - Trong phần này chúng ta sẽ chọn vỏ tủ dạng Din Ray, và chỉ gắn một thiết bị
RTU560CMG10 trong tủ. Trong thiết bị RTU560CMG10 sẽ bao gồm một bộ nguồn 560PSU11 và bộ xử lý trung tâm 560CMU10. Các thiết bị được mơ tả như hình 5.20.
Bước 2: Xuất tập tin cấu hình hệ thống RTU560 thành tập tin định dạng Excel.
- Sau khi đã tạo xong phần cấu trúc cơ bản của một hệ thống RTU560 trong đĩ khơng bao gồm các tín hiệu mà hệ thống RTU sẽ thu thập giám sát và điều khiển thơng qua các rơle theo IEC61850.
- Với các tín hiệu của trạm được lấy qua các bảng mạch IO theo cách truyền thống (đấu nối bằng dây dẫn) thì chúng ta cĩ thể xây dựng và đặt các thơng số cần thiết cho các tín hiệu đĩ trực tiếp trên phần mềm RTUtil560. Nhưng đối với các tín hiệu
được thu thập thơng qua các rơle theo giao thức IEC61850 thì khơng thể xây dựng trực tiếp trên phần mềm RTUtil560 được. Để xây dựng được các tín hiệu này chúng ta cần sử dụng một phần mềm trung gian đĩ là Micrsoft Excel.
- Do đĩ sau khi xây dựng xong phần cấu trúc cơ bản của một hệ thống RTU560 như các bước đã thực hiện trên. Bước tiếp theo chúng ta sẽ xuất tập tin cấu hình này ra thành tập tin với định dạng Excel để phục vụ cho việc xây dựng các tín hiệu theo tiêu chuẩn IEC61850. Để thực hiện chúng ta vào Extra > Excel export như trong hình 5.21.
Hình 5.21: Hướng dẫn cách xuất tập tin cấu hình ra thành tập tin excel.
- Tại hộp thoại Start the export of the pattern data chúng ta chọn đường dẫn để
Hình 5.22: Hộp thoại Start the export of the pattern data
Bước 3: Chuyển tập tin ExcelExport_DEMO.xls thành tập tin
ExcelImport_DEMO.xls
- Sau khi tập tin tin ExcelExport_DEMO.xls được xuất ra hồn tất. Ta vào nơi lưu tập tin này và sao chép ra thành một tập tin khác với tên ExcelImport_DEMO.xls. Mục đích của việc này nhằm mục đích quản lý được dễ dàng và vẫn giữ lại được tập tin gốc.
Bước 4: Xuất tập tin với địng dạng RTU.iid từ cấu hình của RTU560.
- Nếu như trong mỗi rơle sẽ cĩ một tập tin với định dạng ied.ICD để mơ tả tồn bộ
cấu hình của rơle thì RTU560 cũng cĩ một tập tin với định dạng RTU.iid để mơ tả
cấu hình của RTU560. Để xuất ra tập tin này chúng ta chọn Extra > IID Export như
trong hình 5.23. Tập tin này sẽđược sử dụng tiếp tục cho phần mềm CCT.
- Tại hộp thoại IEC61850 – IID file export chúng ta cĩ thể chọn đường dẫn để lưu và đặt tên cho tập tin Demo.iid như trong hình 5.24.
Hình 5.24: Hộp thoại IEC61850 – IID file export
Bước 5: Thiết lập một dự án trong PCM600
- Trước tiên chúng ta cần tạo một dự án mới trong phần mềm PCM600. Các bước thực hiện như mơ tảở phần 4.3.3.
- Sau khi đã tạo xong dự án. Bước tiếp theo chúng ta sẽ tạo các cấp quản lý để
quản lý các thiết bị IED như: Substation, Voltage, Bay và các thiết bị IED trong cửa sổ Plant Structure… Để thực hiện chúng ta nhấn phải chuột chọn New > General >
Substation, thực hiện tương tự cho cấp Voltage, Bay và các IED như trong 4 hình 5.25, 5.26, 5.27, 5.28.
Hình 5.26: Hướng dẫn cách tạo các cấp quản lý để quản lý các thiết bị IED.
Hình 5.28: Hướng dẫn cách tạo các cấp quản lý để quản lý các thiết bị IED.
- Sau khi đã khai báo hồn tất các cấp quản lý và các IED. Bước tiếp theo chúng ta sẽ qua cửa sổ Communication để tạo các nút truyền thơng cho các thiết bị IED như: Computer node, IEC61850 OPC server, IEC61850 Subnetwork như trong ba hình. Tạo các nút truyền thơng này nhằm mục đích nhĩm tất cả các thiết bị IED lại trong cùng một mạng IEC61850. Các bước tạo như mơ tả trong các hình 5.29, 5.30, 5.31.
Hình 5.30: Hướng dẫn cách tạo các nút truyền thơng cho các thiết bị IED.
Hình 5.31: Hướng dẫn cách tạo các nút truyền thơng cho các thiết bị IED.
- Sau khi tạo xong các nút truyền thơng, chúng ta sẽ tiến hành Link các IED từ
Plant Structure sang Communication. Các bước thực hiện như mơ tả trong các hình 5.32, 5.33.
Hình 5.32: Hướng dẫn cách Link các IED từ Plant Structure sang Communication.
Hình 5.33: Hướng dẫn cách Link các IED từ Plant Structure sang Communication. - Bước tiếp theo chúng ta sẽ tiến hành nhập các tập tin ied.ICD của từng thiết bị
IED. Tập tin ied.ICD của thiết bị IED nào phải được nhập đúng cho IED đĩ. Để
nhập tập tin ied.ICD chúng ta chọn ngay thiết bị IED đĩ nhấn phải chuột chọn SCL
Hình 5.34: Hướng dẫn cách nhập các tập tin ICD cho từng thiết bị IED. - Tại cửa sổ IEC61850 – SCL Import chọn Choose File như trong hình 5.35.
Hình 5.35: Cửa sổ IEC61850 – SCL Import.
- Trong hộp thoại Choose ICD file chọn đúng tập tin ICD cần nhập. Trong luận văn này chúng ta sẽ kết nối RTU560 với rơle GRZ100, do đĩ ta chọn đúng tập tin WGRZ100 để nhập như mơ tả trong hình 5.36.
Hình 5.36: Chọn tập tin ICD của rơle GRZ100.
- Sau khi nhập tập tin ICD vào thì tất cả các nút logic của thiết bị IED sẽđược liệt kê như hình 5.37.
Hình 5.37: Mơ tả các nút logic cĩ trong một thiết bị IED.
- Tại cửa sổ Object Properties tại mục Caption như hình 5.38 đặt lại chỉ danh rơle giống với chỉ danh đã đặt trong phần mềm RTUtil560. Tại mục IP Address như
trong hình 5.39 đặt địa chỉ IP giống với địa chỉ IP của rơle mà chúng ta đang thực hiện kết nối.
Hình 5.38: Hướng dẫn cách đặt chỉ danh cho từng thiết bị IED.
Hình 5.39: Hướng dẫn cách đặt địa chỉ IP cho từng thiết bị IED.
Bước 6: Xuất ra tập tin với định dạng station_PCM.SCD từ PCM600.
- Sau khi đã hồn tất các thao tác trên, chúng ta sẽ tiến hành xuất tập tin với định dạng station_PCM.SCD. Tập tin này sẽ được sử dụng tiếp tục trong phần mềm CCT. Để xuất tập tin chúng ta chọn mục Substation trong cửa sổ Plant Structure
Hình 5.40: Hướng dẫn cách xuất tập tin với định dạng station_PCM.SCD.
Bước 7: Nhập tập tin station_PCM.SCD vào phần mềm CCT
- Trước khi bắt đầu cấu hình với phần mềm CCT chúng sẽ tạo một dự án mới trong phần mềm CCT. Thao tác tạo một dự án mới nhưđã mơ tảở 4.3.4.
- Sau khi đã tạo dự án xong, bước tiếp theo chúng ta sẽ tiến hành nhập tập tin
station_PCM.SCD đã được tạo ra từ phần mềm PCM600. Đây chính là bước nhập các thiết bị server (rơle GRZ100) vào trong phần mềm CCT. Để thực hiện chúng ta vào Tool > SCL Import/Export > Import SCL file như mơ tả trong hình 5.41.
Hình 5.41: Hướng dẫn cách nhập tập tin station_PCM.SCD đã được tạo ra từ phần mềm PCM600 vào phần mềm CCT.
- Kết quả sau khi nhập tập tin station_PCM.SCD được mơ tả như trong hình 5.42 bên dưới. Trong phần Communication section và IED section sẽ xuất hiện thêm rơle GRZ100 và các nút logic của nĩ.
Hình 5.42: Cửa sổ Project Navigator.
Bước 8: Nhập tập tin Demo.iid đã tạo từ phần mềm RTUtil560 vào CCT.
- Bước tiếp theo chúng ta sẽ tiến hành nhập tập tin Demo.iid đã được tạo ra từ
phần mềm RTUtil560. Đây chính là bước nhập các thiết bị Client (RTU560) vào
trong phần mềm CCT. Để thực hiện chúng ta vào Tool > SCL Import/Export >
Import ICD file như mơ tảở hình 5.43 bên dưới.
Hình 5.43: Hướng dẫn cách nhậptập tin Demo.iid được tạo từ phần mềm RTUtil560.
- Sau khi nhập tâp tin Demo.iid vào thì trong phần IED Section sẽ xuất hiện thêm thiết bị Client là RTU560 và các nút logic của nĩ như trong hình 5.44. Tuy nhiên RTU560 vẫn chưa được liên kết vào hệ thống mạng IEC61850. Do đĩ trong mục
Commnunication Section vẫn chưa cĩ thiết bị RTU560
Hình 5.44: Cửa sổ Project Navigator.
- Với mục đích của đề tài là liên kết RTU560 với các thiết bị IED lại với nhau. Do
đĩ thiết bị RTU560 bắt buộc phải được liên kết vào cùng chung một hệ thống mạng IEC61850 với các thiết bị IED. Để thực hiện chúng ta vào cửa sổ Properties tại mục
Connection chếđộ mặc định là None ta sẽ chuyển sang IEC61858 Subnetwork. Khi
đĩ tại mục Communication Section sẽ xuất hiện thêm RTU560 như trong hình 5.45. Khi đĩ thiết bị RTU560 đã được liên kết vào mạng IEC61850.
Hình 5.45: Hướng dẫn cách liên kết RTU560 vào chung hệ thống mạng IEC61850 với thiết bị IED.
Bước 9: Cấu hình cơ sở dữ liệu theo IEC61850 trong phần mềm CCT.
- Thiết bị Server ở đây là các thiết bị IED mà cụ thể trong đề tài này là rơle GRZ100. Một khi rơle GRZ100 cĩ sự thay đổi trạng thái ở một nút logic nào đĩ thì các giá trị đĩ sẽ được gửi tới report của nút logic đĩ trong rơle. Do đĩ để RTU560 cĩ thể nhận được các giá trị thay đổi đĩ trong rơle thì chúng ta cần phải liên kết thiết bị Client (RTU560) vào report của từng nút logic trong thiết bị Server (GRZ100). Trong mỗi rơle cĩ rất nhiều nút logic tuy nhiên chúng ta chỉ sử dụng một số nút logic trong đĩ. Do đĩ chúng ta cần phải tìm hiểu rõ tiêu chuẩn IEC61850 để phân biệt được nút logic nào đặc trưng cho chức năng nào của rơle mà chúng ta cần sử
dụng. Để thực hiện việc liên kết chúng ta sẽ kéo nút logic ITCI1 của RTU560 và thả
vào report của từng nút logic của rơle GRZ100 mà chúng ta sẽ sử dụng để liên kết với RTU560. Thao tác được mơ tả như hình 5.46.
Hình 5.46: Cách liên kết RTU560 vào report của các nút logic trong thiết bị IED. - Sau khi kéo và thả nút logic của RTU560 vào report của các nút logic trong rơle GRZ100. Thì trong cửa sổ Report Control Engineering tại mục report sẽ xuất hiện thêm RTU560 như trong hình 5.47 mơ tả bên dưới.
Hình 5.47: Cửa sổ Report Control Engineering.
Bước 10: Xuất ra tập tin với định dạng Station.SCD từ phần mềm CCT.
- Bước tiếp theo chúng ta sẽ xuất ra tập tin với định dạng station.SCD. Tập tin này sẽđược sử dụng để nhập vào tập tin Excel import mà chúng ta đã tạo ở bước trên.
Để xuất ra tập tin station.SCD chúng ta vào Tool > SCL Import/Export > Export
SCL file như trong hình 5.48.
Hình 5.48: Cáchxuất tập tin với định dạng station.SCD.
Chọn đường dẫn lưu và đặt tên cho tập tin sau đĩ nhấn Export như trong hình 5.49.
Hình 5.49: Cáchlưu và đặt tên cho tập tin station.SCD.
Bước 11: Nhập tập tin station.SCD đã được tạo bởi phần mềm CCT vào tập tin
ExcelImporPD_DEMO.xls.
- Đây là bước chúng ta nhập dữ liệu cấu hình IEC61850 đã thực hiện ở phần mềm CCT vào tập tin ExcelImporPD_DEMO.xls. Tập tin ExcelImporPD_DEMO.xls
trước khi nhập tập tin station.SCD thì trong phần IEC61850 address sẽ khơng cĩ dữ
liệu được mơ tả như trong hình 5.50.
Hình 5.50: Tập tin ExcelImporPD_DEMO.xls trước khi nhập tập tin station.SCD - Để nhập tập tin station.SCD vào tập tin ExcelImporPD_DEMO.xls. Chúng ta