Opis techniczny rozwi¹zania dla systemu

Opis techniczny rozwiązania
dla systemu zdalnego
sterowania i monitoringu
stacji 110kV
Opis techniczny rozwiązania dla systemu zdalnego sterowania i
monitoringu stacji 110kV
Niniejsza oferta firmy AREVA oparta jest na rozwiązaniu systemowym o nazwie branŜowej
PACIS®.
W dalszej części opracowania postaramy się przybliŜyć Państwu najwaŜniejsze cechy
oferowanego systemu jak i objaśnić funkcje które spełniają poszczególne jego elementy.
Zgodnie z Państwa zapytaniem ofertowym system zdalnego sterowania i sygnalizacji
powinien obejmować rozdzielnicę GIS 110kV. System powinien nadzorować pracę
rozdzielnicy, tzn. na bieŜąco dostarczać dyŜurnemu takich informacji jak:
- połoŜenia łączników na stacji (wyłącznika, odłącznika, uziemnika);
- pomiary wartości napięć, prądów oraz wartości wyliczonych jak moce, cosfi, etc;
- stan spręŜenia SF6;
- stan napięcia z pola potrzeb własnych;
- informacje o stanie samego systemu (funkcje autodiagnostyki, alarmy, etc);
- trendy – długoterminowe przebiegi wartości analogowych;
ponadto z dokładnością do 1ms system musi informować o zdarzeniach na stacji, wśród nich
moŜemy wymienić:
- przełączenia wykonywane na stacji,
- zmiany połoŜenia łączników;
- zmiany wartości pomiarowych (z alarmowaniem przekroczenia wartości granicznych)
- zadziałania zabezpieczeń;
- operacji wykonywanych przez dyspozytorów;
Ponadto (a jest to właściwością którą niewiele systemów oferowanych na naszym rynku moŜe
zapewnić) system moŜe umoŜliwiać zdalny dostęp do zabezpieczeń, zdalny odczyt zdarzeń z
zabezpieczeń, odczyt oscylogramów i ewentualnie zmianę parametrów.
PoniewaŜ mamy juŜ technologię Ethernet która świetnie się sprawdza na stacjach
energetycznych moŜna się równieŜ pokusić o zdalny dostęp do systemu (w sposób
ograniczony i kontrolowany – ze względu na wymogi bezpieczeństwa)
Wszystkie wymienione powyŜej funkcje spełnia system PACIS
Dla systemu PACIS źródłem informacji są sygnały o połoŜeniach łączników, wartości
pomiarowe z przekładników prądowych czy pomiarowych, sygnały z procesu
technologicznego, sygnały z urządzeń IED (Inteligent Electrical Devices). Wszystkie te
sygnały pochodzą z kontrolowanego obiektu i róŜną drogą trafiają do systemu nadrzędnego
(Rysunek nr 1).
400 K
V
K
225
OI
V
90 K
V
SBUS
I/Os
X
6-20 KV
C264
IEDs
CB
X
6-20 KV
X
LBUS
X
TBUS
LBUS
X
IEDs
Rysunek nr 1 Sposób pozyskiwania informacji w systemie zdalnego sterowania i nadzoru PACIS
KONCENTRATOR MiCOM C264
Koncentrator (w systemie PACIS będzie to urządzenie MiCOM C264) jest pierwszym
urządzeniem, które stanowi integralną część systemu. To właśnie koncentrator (lub
koncentratory – poniewaŜ PACIS nie jest rozwiązaniem scentralizowanym, jest
odpowiedzialny za gromadzenie informacji z obiektu.
MoŜe to robić na dwa sposoby:
- poprzez zabezpieczenia elektroenergetyczne (jeśli te są wyposaŜone w interfejs
komunikacyjny) – za pomocą standardowych protokołów jak: IEC 60870-5-103, -101,
DNP3, Modbus czy IEC 61850;
- poprzez karty wejść binarnych czy teŜ karty wejść analogowych (dla prądów, napięć
bezpośrednio odczytywanych z przekładników napięciowych czy prądowych lub w
standardzie 0-20mA (4-20mA), 0-10V, etc;
Na stacji 110kV proponujemy aby koncentrator zbierał informacje z zabezpieczeń dla pól
transformatorowych (MiCOM P632, P139 oraz autonomiczne P124) oraz przez karty wejść
binarnych: informacje o połoŜeniach łączników w poprzeczce 110kV, stanie SF6, potrzeby
własne, centralna sygnalizacja. Pomiary mogą być czerpane z urządzeń pomiarowych AC-3
(w protokole Modbus RTU).
Pomiary (4I,4U)
MiCOM С 264
Zabezpieczenia
DI / DO / AI
Rysunek nr 2. Przykład zbierania informacji z pola 110kV. Stany połoŜenia poprzez wejścia binarne
koncentratora, pomiary bezpośrednio z przekładników prądowych. Zabezpieczenia wpięte do
koncentratora.
Koncentrator (dalej nazywany MiCOM C264) oprócz gromadzenia informacji spełnia
dodatkowe funkcje pracując jako:
•
•
•
•
•
•
•
•
Sterownik polowy
IEDs gateway
PLC
RTU
Ethernet - przełącznik
Rejestrator zdarzeń
Analizator par. sieci
Rejestrator zakłóceń
Rysunek 3. Widok koncentratora MiCOM C264
PoniewaŜ MiCOM C264 posiada lokalny panel sterowania moŜna bez uŜycia dodatkowych
urządzeń i oprogramowania uzyskać bieŜące informacje o:
- stanie połoŜenia łączników;
- wartości pomiarowych napięć, prądów, mocy, etc;
- stanach wejść i wyjść koncentratora;
- sytuacji na magistralach komunikacyjnych z zabezpieczeniami IED;
- aktualnych alarmach na stacji ( z moŜliwością ich potwierdzania i kasowania);
- zdarzeniach;
- plikach zakłóceń;
Ponadto moŜna bezpośrednio z panelu koncentratora wykonywać:
- sterować łącznikami (z uwzględnieniem blokad łączeniowych);
- potwierdzać i kasować alarmy;
- zmieniać parametry komunikacyjne magistral;
W przypadku stacji 110kV proponujemy wykorzystać koncentrator jako sterownik polowy
dla łączników poprzeczki, rejestrator zdarzeń oraz Gateway dla zabezpieczeń do zmiany
protokołu IEC 60870-5-103 na protokół Ethernet IEC 61850. Ponadto poprzez
wykorzystanie lokalnego panelu mamy wszystkie moŜliwości wymienione powyŜej.
MiCOM C264 uzyskane informacje (poprzez wejścia i zabezpieczenia) przetwarza na
standard Ethernet w protokole IEC 61850 i wysyła w postaci raportów lub funkcji GOOSE
(specjalna funkcja pozwalająca bardzo szybko przesłać informacje do innych urządzeń poniŜej 4ms).W nomenklaturze technologii Ethernet MiCOM C264 staje się serwerem danych
w sieci.
Jeśli z jakiś przyczyn nie będzie moŜna wysłać informacji do „Klientów” systemu PACIS,
koncentrator poprzez wykorzystanie wewnętrznej pamięci moŜe przetrwać okres braku
łączności – wszystkie zdarzenia na stacji są przechowywane w wewnętrznym buforze
mogącym pomieścić 2046 zdarzeń.
W normalnych wypadkach dane (raporty) z koncentratorów wysyłane są do serwerów
systemu PACIS.
Rysunek 4. Widok pełnego systemu PACIS, koncentratory MiCOM C264, Server PACIS OI, Gateway
SERWER SYSTEMU PACIS
Serwerem systemu PACIS moŜe być komputer w wykonaniu przemysłowym lub normalny
komputer personalny. Nie ma specjalnych wymagań sprzętowych dotyczących serwera,
oczywiście zawsze naleŜy dobierać odpowiednią konfigurację sprzętową do wielkości
systemu, ilości danych, szybkości jednostki i jej niezawodności. Informacje zbierane przez
koncentratory są jak wspomnieliśmy wcześniej wysyłane w postaci raportów (w protokole
IEC 61850) do klientów systemu PACIS. Jednym z klientów jest serwer, gdzie dane są
gromadzone i zarządzane za pomocą MiCROSOFT SQL Server 2000 lub 2005.
Oprogramowanie SCADA 2000 (które jest częścią pakietu oprogramowania PACIS OI) na
podstawie danych gromadzonych w bazie SQL umoŜliwia ich przesłanie do części
wizualizacyjnej systemu PACIS jak i do jednostek oddalonych (fizycznie rozproszonych) od
serwera danych.
Za wizualizację danych z bazy SQL odpowiedzialny jest moduł PACIS OI Klient. I takich
klientów w systemie PACIS moŜemy skonfigurować maksymalnie 8 (dalsze rozszerzanie
systemu wymaga zastosowanie metody WTS - Windows Terminal Serwer).
Wizualizacja w systemie PACIS jest ograniczona tylko wyobraźnią uŜytkownika i
zdolnościami inŜyniera który ją przygotowuje. Cała część graficzna oparta jest na elementach
graficznych zapisywanych w formacie BMP, JPG, etc. KaŜdy element graficzny taki jak:
- połoŜenie łącznika,
- okno wyświetlania pomiarów;
- widok systemu;
- przyciski nawigacyjne
moŜna przygotować za pomocą wewnętrznego edytora elementów graficznych lub
zaimportować z zewnętrznych programów graficznych. Tworząc aktywne elementy graficzne
budujemy graficzny interfejs operatora. NaleŜy zaznaczyć w tym momencie, Ŝe wszystkie
elementy oprogramowania systemu PACIS, od edytorów w których przygotowujemy bazę
danych do oprogramowania które umoŜliwia wizualizację czy zarządzanie całym systemem
posiada interfejs w języku polskim.
W przypadku stacji 110kV zaoferowaliśmy komputer przemysłowy w specjalnym wykonaniu
przystosowanym do pracy w warunkach stacji elektroenergetycznej (specyfikacja techniczna
w ofercie). W niniejszej ofercie proponujemy aby pakiety oprogramowania serwera oraz
wizualizacja systemu PACIS była realizowana przez jedną jednostkę PC. Do jednostki
będzie podłączona drukarka pozwalająca na drukowanie zdarzeń i alarmów. Wizualizacja
stacji będzie oparta na monitorach 21” calowych – 2 szt. Na jednym monitorze będzie
wyświetlany schemat stacji 110kV na drugim ekranie będzie bieŜący widok alarmów,
zdarzeń, stanów i archiwum. Ekrany moŜna przełączać w celu wyświetlenia szczegółowych
widoków pól transformatorów oraz poprzeczki.
Z poziomu menu głównego wizualizacji będzie równieŜ dostęp do parametrów zabezpieczeń,
notatnika czy teŜ wybranych zewnętrznych aplikacji.
Rysunek 6. Widok interfejsu operatora PACIS.
W tej samej szafie w której będzie umieszczony koncentrator MiCOM C264 będzie równieŜ
moduł sygnalizacji centralnej umoŜliwiający wizualizację 64 sygnałów na diodach LED.
Dodatkowo koncentrator C264 posiada 12 swobodnie konfigurowalnych diod LED.
Koncentrator C264 poprzez dwa wolne porty komunikacyjne w standardzie RS232
umoŜliwia w przyszłości podłączenie dwóch niezaleŜnych kanałów transmisyjnych w
dowolnym protokole (DNP3, IEC 60870-5-101, MODBUS RTU).
W przypadku stacji 110kV większość funkcji jest zintegrowane w jednym urządzeniu:
MiCOM C264. W przypadku konieczności rozszerzenia systemu (Np obejmując stronę
średniego napięcia) naleŜy jedynie podpiąć następny koncentrator (technologia Ethernet) I
zmodyfikować bazę danych. Koncentrator – y, moŜna umieszczać w dowolnym miejscu
stacji.
Łącze inŜynierskie, wymagane przez Państwa w zapytaniu, będzie realizowane poprzez
router umoŜliwiający zdalny dostęp zarówno do koncentratora jak i do zabezpieczeń.
System nadrzędny
T101, T104, DNP3.0,
MODBUS, IEC 618650
GPS
synchronizacj
IRIG-B
Drukarka
Zdarzeń
Połączenie do
zabezpieczeń
IEC 103
Połączenie do
AC-3
MODBUS,
Schneider Electric Energy Poland Sp. z o.o.
Zakład Automatyki i Systemów Elektroenergetycznych
58-160 Świebodzice, ul. Strzegomska 23/27
Tel. +48 (74) 854 84 10, Fax +48 (74) 854 86 98
www.schneider-electric.com
www.schneider-electric.pl