HỆ THỐNG SCADA TRONG TRẠM BIẾN ÁP

HỆ THỐNG SCADA ỨNG DỤNG TRONG TRẠM BIẾN ÁP

Khi làm về tự động hóa, thiết kế hệ thống kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu còn được gọi là hệ thống SCADA, cho một trạm biến áp có thể là một nhiệm vụ khó khăn.

Nếu không nhầm lẫn với các cách khác nhau bạn có thể kết nối các thiết bị điện tử thông minh (IED) khác nhau dựa trên các giao thức mà mỗi thiết bị hỗ trợ.

Hệ thống SCADA trong trạm biến áp thực hiện tự động hóa bằng hai chức năng riêng biệt. Cái đầu tiên là sự kiểm soát giám sát của hệ thống và cái thứ hai là thu thập dữ liệu.

Thu thập dữ liệu

PLC điều khiển ngắt, thiết bị giám sát máy biến áp, PLC bảo vệ chỉ là một vài thiết bị trong trạm biến áp giám sát và thu thập dữ liệu trên hệ thống. Lưu trữ dữ liệu này trên thiết bị không phục vụ mục đích.

Xem xét thực tế rằng hầu hết các trạm biến áp là tự động, truyền thông tin này đến các trung tâm điều khiển lưới điện cho các văn phòng điều khiển hoặc kỹ thuật để phân tích hệ thống, là cách quản lý tốt nhất.

Bảng điều khiển thiết bị đầu cuối từ xa (RTU) trong nhà điều khiển trạm biến áp phục vụ để thực hiện phần thu thập dữ liệu bằng cách tập trung dữ liệu.

Nó sử dụng một thiết bị tập trung dữ liệu có nhiều cổng I / O trên đó. Khi được kết nối với tất cả các IED thiết bị này sẽ thăm dò chúng để thu thập dữ liệu và truyền dữ liệu đến một trạm máy chủ và / hoặc máy chủ từ xa.

Các cổng I / O trên các bộ tập trung hiện đại không chỉ giới hạn ở các cổng nối tiếp, mà chúng còn được trang bị các cổng ethernet như cổng sợi và cổng RJ45 (đối với cáp CAT5).

Các cổng này cho phép mạng LAN hoặc mạng LAN dựa trên Giao thức Internet (IP). Xem hình 1 để biết một số bộ tập trung dữ liệu phổ biến trong ngành điện.

Hình 1: Thiết bị trạm SCADA trong trạm biến áp, điều khiển và truyền thông

Thông tin về giao tiếp IED. IED giống như một rơle vi xử lý truyền thông tin như cảnh báo, trạng thái thiết bị (của thiết bị đang giám sát), thông tin chuyến đi, v.v. đến RTU thông qua cổng giao tiếp.

Chỉ định cáp truyền thông phù hợp là bước đầu tiên trong việc thiết lập đường dẫn truyền thông. Tuy nhiên, để làm cho hai thiết bị này thực sự là trò chuyện trực tuyến, ATSCADA LAB sẽ cần phải thực hiện hai điều.

Thiết bị chuyển đổi TCP/ IP ứng dụng vào hệ thống scada trong trạm biến áp

Các mục ưa thích trong ngành là Modbus TCP/IP, serial và DNP3.0 với phiên bản mới nhất là IEC 61850.

Ngoài ra, một số giao thức độc quyền như Mirrored Bits của Schweitzer có thể được sử dụng để liên lạc chỉ cung cấp các thiết bị Schweitzer để xây dựng mạng.

Cấu hình bộ tập trung để xác định vị trí PLC trong mạng trạm biến áp. Ánh xạ tất cả các điểm kỹ thuật số trong PLCcần được thăm dò.

Mỗi IED tạo dữ liệu cần thu thập, cần phải có một địa chỉ duy nhất được gán cho từng điểm dữ liệu của nó. Bộ tập trung dữ liệu sau đó sẽ thăm dò các điểm dữ liệu này và truyền dữ liệu đến một chủ từ xa.

Các trạm biến áp lớn như được phân loại là trạm biến áp điện số lượng lớn có thể có tới 20.000 điểm dữ liệu trở lên.

Với các chức năng ngày càng phát triển được cung cấp bởi các PLC dựa trên bộ vi xử lý hiện đại, có thể dễ dàng chồng chất lên ngày càng nhiều điểm dữ liệu để theo dõi hoặc kiểm soát.

May mắn thay, với chức năng kéo và thả và các mẫu điểm dữ liệu tiêu chuẩn của nhiều IED, một bộ tập trung dữ liệu hiện đại làm cho việc lập bản đồ của hàng ngàn điểm dữ liệu ít gây gánh nặng cho các kỹ sư.

Các hệ thống SCADA kế thừa, có thể sẽ gặp trong một số trạm biến áp cũ, có các điểm dữ liệu từ các thiết bị khác nhau như PLC vi xử lý, PLC phụ, PLC phi công, đầu báo khói trong phòng điều khiển, v.v. .

Một lợi thế của sự khó khăn về thể chất này là nó không yêu cầu lập bản đồ của IED. Tuy nhiên, đơn giản như nó có vẻ như, rất tốn kém để chấm dứt mọi điểm dữ liệu trên các khối thiết bị đầu cuối.

Kiểm soát cao cấp

Trong số các điểm dữ liệu có sẵn, chỉ có khoảng 10% được sử dụng để thực hiện một số dạng chức năng kiểm soát. Để có được đầu vào điều khiển này, dữ liệu phải được truyền đến trung tâm điều khiển để gợi ra phản ứng giám sát.

Điều này đòi hỏi phải di chuyển dữ liệu trên mạng WAN. Tuy nhiên, các chức năng giám sát có thể được thực hiện cục bộ bằng cách sử dụng các chức năng logic mạnh của bộ tập trung.

Khi cần thiết, chúng có thể được sử dụng để phân tích các sự kiện hệ thống và cung cấp ngắt mạch (trong các mạch điều khiển), PLC xen kẽ hoặc chức năng PLC chốt.

Bộ tập trung dữ liệu

Thiết bị tập trung dữ liệu cung cấp một số khả năng bổ sung. Đó là, bất kỳ kết nối nào với hệ thống WAN chỉ được thực hiện tại một điểm trong mạng trạm biến áp và được thực hiện chỉ bằng thiết bị này.

Được thiết lập một tường lửa, chặn các xâm nhập trái phép.
Hỗ trợ một loạt các giao thức và khả năng chuyển đổi giao thức.
Cung cấp giao diện người máy dựa trên web (HMI). Máy chủ web tích hợp của nó có thể phục vụ một dòng của trạm biến áp cho người dùng từ xa bằng trình duyệt web.
Nếu HMI được yêu cầu trong phòng điều khiển, các thiết bị bổ sung như màn hình hiển thị, bàn phím và chuột phải được cài đặt trong bảng RTU.

Lên mạng hoặc không nối mạng

ATSCADA LAB có thể tạo một mạng mà không cần mạng LAN trạm. Nếu trạm biến áp nhỏ, ATSCADA LAB có thể kết nối trực tiếp tất cả các trạm IED với bộ tập trung dữ liệu.

Không có công tắc ethernet được yêu cầu. Các cổng I / O bổ sung trên thiết bị này có thể được cài đặt khi cần thiết.