Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU MỤC LỤC 1.Giới thiệu về trạm: 3 2.Sơ đồ nối điện: 4 1.Thiết bị đầu cuối RTU: 6 2.Board nguồn: 560PSU02: 6 3.Board xử lý trung tâm: 560CMU04: 7 4. Board tín hiệu vào số: 23BE21: 9 5. Board vào analog: 23AE21: 10 6. Board tín hiệu ra số 23BA20: 11 7.Modem 23WT24: 12 8.Các thiết bị ghép nối RTU với thiết bị của trạm: 13 9.Danh sách các tín hiệu cho RTU: 14 10.Sơ đồ kết nối các module và phương thức kết nối điều độ cấp cao: 24 KẾT LUẬN 27 TAI LIỆU THAM KHẢO 28 Họ và tên: Lê Thanh Sơn Lớp 12AKTĐHTĐ-PC MSHV:CA120090 Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU DANH MỤC HÌNH VẼ 1.Giới thiệu về trạm: 3 2.Sơ đồ nối điện: 4 1.Thiết bị đầu cuối RTU: 6 2.Board nguồn: 560PSU02: 6 3.Board xử lý trung tâm: 560CMU04: 7 4. Board tín hiệu vào số: 23BE21: 9 5. Board vào analog: 23AE21: 10 6. Board tín hiệu ra số 23BA20: 11 7.Modem 23WT24: 12 8.Các thiết bị ghép nối RTU với thiết bị của trạm: 13 9.Danh sách các tín hiệu cho RTU: 14 10.Sơ đồ kết nối các module và phương thức kết nối điều độ cấp cao: 24 KẾT LUẬN 27 TAI LIỆU THAM KHẢO 28 Họ và tên: Lê Thanh Sơn Lớp 12AKTĐHTĐ-PC MSHV:CA120090 Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU LỜI NÓI ĐẦU Để nâng cao chất lượng và đảm bảo cung cấp điện, hệ thống điện Việt Nam đang được đầu tư xây dựng và phát triển ngày càng nhiều các đường dây và trạm biến áp (TBA), cũng như không ngừng mở rộng các TBA đã đầu tư trước đây nhằm mục đích đảm bảo cung cấp điện đảm bảo sự tăng trưởng của phụ tải. Mặt khác hệ thống điện Việt Nam ngày càng được hiện đại hóa bằng các thiết bị hiện đại, các thiết bị lạc hậu trước đây dần được thay thế bằng các thiết bị hiện đại, được sản xuất theo công nghệ mới có chất lượng và độ tin cậy cao hơn. SCADA là hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (Supervisory Control And Data Acquisition-SCADA). SCADA là một công cụ tự động hóa trong nhiều lĩnh vực, dùng kỹ thuật vi xử lý - PLC/RTU (Programmaple Logic Controller/ Remote Terminal Unit), để trợ giúp việc điều hành kỹ thuật ở các cấp trực điều hành các hệ thống tự động công nghiệp cũng như hệ thống điện. Hệ thống này cung cấp cho người vận hành những thông tin quan trọng của đối tượng cần quan tâm và cho phép thực hiện các lệnh điều khiển cần thiết về phía đối tượng để đảm bảo cho hệ thống hoạt động an toàn và có hiệu quả. Hiện nay đa số các TBA có cấp điện áp 110kV, 220kV và 500kV đều được đầu tư đồng bộ hệ thống SCADA. Các trạm biến áp 500kV, 220kV mới và một số TBA 110kV được đầu tư hệ thống điều khiển tích hợp bằng máy tính để phục vụ việc giám sát và điều hành lưới điện từ các Trung tâm điều độ Miền và Trung tâm điều độ Quốc Gia. Với lưới điện phức tạp việc vận hành lưới điện sẽ ngày càng khó khăn hơn khi mật độ các trạm biến áp ngày càng nhiều hơn, việc đảm bảo tính ổn định hệ thống khó hơn, mặt khác do nhu cầu của phụ tải đòi hỏi chất lượng điện năng ngày càng cao. Do đó việc đầu tư nâng cấp các Hệ thống SCADA/EMS (hệ thống tích hợp thu thập dữ liệu và giám sát điều khiển/điều Họ và tên: Lê Thanh Sơn Lớp 12AKTĐHTĐ-PC MSHV:CA120090 1 Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU hành hệ thống năng lượng. EMS - Energy Management Systems) được phát triển rộng rãi. cũng như các trạm điện được trang bị hệ thống tự động hóa là cần thiết. Chính vì các lý do trên, em đã chọn đề tài “ Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU cho trạm 110KV E8.6 Lai Khê – Kim Thành – Hải Dương ” làm tiểu luận kết thúc môn học của mình. Do trình độ và khả năng còn hạn chế nên tiểu luận không tránh khỏi những sai xót, em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô cũng như của các bạn đồng nghiệp để tiểu luận được hoàn chỉnh hơn. Em xin trân thành cảm ơn! Học viên Họ và tên: Lê Thanh Sơn Lớp 12AKTĐHTĐ-PC MSHV:CA120090 2 Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU PHẦN 1 GIỚI THIỆU VỀ TRẠM 110KV E8.6 LAI KHÊ 1. Giới thiệu về trạm: Trạm biến áp 110kV E8.6 Lai Khê nằm trên địa bàn huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương. Trạm được cấp điện từ hai đường dây 110kV xuất tuyến từ nhà máy nhiệt điện Phả Lại là 180A80 và 181A80. Hai đường dây vào trạm qua hai máy cắt 171 và 172 cấp điện xuống hai thanh cái C11 và C12. Thiết bị nhất thứ trong trạm được liệt kê dưới đây:  Phía 110kV có các ngăn lộ: - 5 máy cắt ( MC ) 110kV: 171, 172, 131, 132, 112. Tất cả MC 110kV đều là máy cắt khí SF6. - 10 dao cách ly ( DCL ) 110kV : 171-1, 171-7, 172-2, 172-7, 112-1, 112-2, 131-1, 131-3, 132-2, 132-3. - 14 dao tiếp địa ( DTĐ ) 110kV: 171-15, 171-76, 172-25, 172-76, 112-14, 112-15, 112-24, 112-25, 131-15, 131-35, 131-38, 132-25, 132-35, 132-38. DCL và DTĐ có liên động với nhau và dùng động cơ có thể điều khiển từ xa. - Hai hệ thống thanh góp C11 và C12. - Hai MBA là MBA T1 (40MVA) do Công ty Cổ phần chế tạo Thiết bị điện sản xuất và MBA T2 (63MVA) của hãng ABB sản xuất, tất cả đều có bộ chuyển nấc phân áp tự động và bằng tay.  Phía 35kV có các ngăn lộ: - 11MC 35kV: 331, 332, 312, 371, 373, 375, 377, 342, 370, 372, 374. Tất cả MC 35kV đều là máy cắt hợp bộ của SIEMENS. - Hai thanh góp C31 và C32 lấy điện qua MC 331 và MC 332. Hai thanh góp liên lạc với nhau qua MC 312. MC 342 cấp nguồn cho MBA TD32 là Họ và tên: Lê Thanh Sơn Lớp 12AKTĐHTĐ-PC MSHV:CA120090 3 Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU máy biến áp tự dùng của trạm. Các MC còn lại là cho các xuất tuyến 35kV ra khỏi trạm.  Phía 22kV có các ngăn lộ: - 8MC 22kV: 431, 432, 412, 471, 470, 472, 474, 476. Tất cả MC 22kV đều là máy cắt hợp bộ của SIEMENS. - Hai thanh góp C41 và C42 lấy điện qua MC 431 và MC 432. Hai thanh góp liên lạc với nhau qua MC 412. Các MC còn lại là cho các xuất tuyến 22kV ra khỏi trạm. 2. Sơ đồ nối điện: Sơ đồ nối điện chính trạm E8.6 Lai Khê như hình 1.1: Họ và tên: Lê Thanh Sơn Lớp 12AKTĐHTĐ-PC MSHV:CA120090 4 Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU TI 172 400-800- 1200-1500/1A L? 171 (ÐZ181A80) L? 172 (ÐZ180A80) CS3T2 T1 40/40/40MVA 115 ± 9x1.78% /38.5 ± 2x2.5%/23kV 201(10)/600(3)/1004A Y0/ ∆ /Y0-11-12 CP ch? t?o TBÐ -25 132-3132-2 131-1 131-3 112-2112-1 171-1 171-7 172-2 172-7 TUC11 TUC12 303-1 305-4 377-71 375-71 373-71 377 -76 375 -76 373 -76 371 -76 C31-14 CS3T1 CS1T2 CS0T2132-08 -38 432 -76 470 -76 472 -76 474 -76 476 C42-24 412 471 -76 -38 431 131-08 CS0T1 CS1T1 132 -38 -25 M MM M -15 -38 131 -14 171 -76 -15 M M 112 -24 -15 M MM M -25 -76 ((22/ √ 3)/(0.11/ √ 3))kV 10A C41-14 TD 41 C11 C12 -38 371-71 172 331 -38 312 200-400/1A 100-200-400/1A 400-600-800/1A 600-800-1200/1A CS4T1 CS4T2 TI 112 400-800- 1200-1500/1A TI 171 400-800- 1200-1500/1A TI 131 200-400- 600-800/1A TI 132 400-800- 1200-1500/1A 200-400/1A 100-200/1A 100-200/1A 300-600/1A 0x00-1200/1A 600-800-1000/1A 800-1000/1A 200-400/1A 200-400/1A 200-400/1A 200-400/1A 200-400/1A 800-1000/1A 800-1000/1A T2 63/63/63 MVA 115 ± 9x1.78% /38.5 ± 2x2.5%/23kV 316(10)/945(3)/1581A Y / ∆ /Y-11-12 ABB 300-400/1A TUC41 ((110/ √ 3)/(0.11/ √ 3))kV ((110/ √ 3)/(0.11/ √ 3))kV TU171 (phaB) 100-23/0.4kV ∆ / Y0-11 VINA- TAKAOKA TU-C42 ((22/ √ 3)/(0.11/ √ 3))kV TUC31 ((35/ √ 3)/(0.11/ √ 3)/(0.11/3))kV C41 C42 441-1 -38 471-71 473-71 -35 300-400/1A 1200-1600/1A 800-1200/1A 800-1200/1A Cu-3x(1x400 mm2) Cu-3x150 mm2 Cu-3x150 mm2 Cu-3x150 mm2 Cu-3x150 mm2 Cu-3x(2x(1x400)) mm2 Cu-3x(1x400 mm2) Cu-3x(1x240 mm2) Al-3x240 mm2 Al-3x240 mm2 Cu-3x50 mm2 370 -76 -38 332 (22/ √ 3)/(0.11/ √ 3)/(0.11/3)kV C32-24 600-800-1000/1A 300-600/1A TU-C32 C32 -38 370-71 Cu-3x50 mm2 342 10-20/1A 372 -76 300-600/1A 372-71 374 -76 300-600/1A 374-71 Al-3x(1x400) mm2 Al-3x(1x400) mm2 Cu 2x(3x150) mm2 Al-3x(1x400 mm2) Ði Kinh Môn Ði Phú Thái Ði CD 22 TD 32 100-23/0.4kV Y / Yo VINA- TAKAOKA Ði NM thép BCH Ði NM thép BCH Ði NM thép BCH -35 C31 Hình 1.1: Sơ đồ nối điện chính trạm E8.6 Lai Khê Họ và tên: Lê Thanh Sơn Lớp 12AKTĐHTĐ-PC MSHV:CA120090 5 Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU PHẦN 2 GIỚI THIỆU VỀ RTU560A VÀ CÁC MODULE DÙNG CHO THIẾT KẾ 1. Thiết bị đầu cuối RTU: Thiết bị đầu cuối RTU là một thiết bị thu thập thông tin từ các IEDs do nó quản lý, lưu vào cơ sở dữ liệu và gửi thông tin tới trạm chủ hoặc cấp quản lý cao hơn qua các đường truyền tin. Thông thường, RTU là thiết bị xử lý thông minh có thể giám sát và điều khiển các thiết bị đặt ở xa trung tâm điều khiển và truyền các tín hiệu thu thập được đến trung tâm điều khiển. Trong bản tiểu luận dùng loại RTU560A của hãng ABB để thiết kế hệ thống giám sát, điều khiển các thiết bị trong trạm từ xa. RTU560A là cấu trúc thiết bị đầu cuối có khả năng xử lý nhanh, tốc độ cao, hỗ trợ nhiều giao thức truyền tin, độ tin cậy cao do khả năng dự phòng và có khả năng mở rộng. Các module dùng cho thiết kế hệ thống RTU trong bản tiểu luận: 2. Board nguồn: 560PSU02: Board mạch cấp nguồn cho các board mạch khác trong RTU560. - Điện áp vào 48…220 VDC. - Công suất ra: 80W. - 5VDC: 0 …15 A. - 24VDC: 0 …0.7 A. Họ và tên: Lê Thanh Sơn Lớp 12AKTĐHTĐ-PC MSHV:CA120090 6 Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU Hình 2.1: Giao diện và board nguồn 560PSU02 3. Board xử lý trung tâm: 560CMU04: Giao diện module: - Cổng 1, 2 chuẩn RS232 và RS422, dùng để kết nối với 2 trung tâm điều độ. - Cổng E chuẩn Ethernet 10/100 BaseT, dùng để kết nối máy tính điều khiển khi trạm tích hợp hệ thống điều khiển trạm. - Cổng A, B chuẩn RS485, RS 232 kết nối với các IEDs cấp dưới. - Cổng MMI loại Sub-D connector (9 cực), thực hiện giao tiếp giữa RTU560 và Web browser(PPP_protocol). - Cổng E chuẩn Ethernet 10/100 BaseT, dùng để kết nối máy tính điều khiển khi trạm tích hợp hệ thống điều khiển trạm. - Cổng A, B chuẩn RS485, RS 232 kết nối với các IEDs cấp dưới. - Cổng MMI loại Sub-D connector (9 cực), thực hiện giao tiếp giữa RTU560 và Web browser(PPP_protocol). Họ và tên: Lê Thanh Sơn Lớp 12AKTĐHTĐ-PC MSHV:CA120090 7 Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU Hình 2.2: Giao diện và sơ đồ các khối logic của 560CMU04  Hệ thống các đèn Led báo hiệu: • ERR red báo có lỗi tồn tại Họ và tên: Lê Thanh Sơn Lớp 12AKTĐHTĐ-PC MSHV:CA120090 8 [...]... kp mch dũng Ngun 48VDC: õy l h thng ngun cp cho RTU v dựng cho iu khin ca SCADA, tỏch bit vi h thng ngun in mt chiu ca trm Cỏp h ỏp cng nh ton b cỏc ph kin khỏc cn thit u ni cỏc thit b ca trm ti RTU 9 Danh sỏch cỏc tớn hiu cho RTU: Theo yờu cu v quy nh ca EVN, vi mi loi tớn hiu vo, ra thỡ u phi cú d phũng 20% V da theo s kờnh vo, ra trờn mi board mch ca RTU, ta cú danh sỏch tớn hiu tng ng vi cỏc kờnh... v tờn: Lờ Thanh Sn Lp 12AKTHT-PC MSHV:CA120090 Xõy dng cu hỡnh SCADA s dng cu trỳc RTU 27 KT LUN Vi vic nghiờn cu ỏp dng lp t RTU5 60 cho TBA 110KV E8.6 Lai Khờ, cỏc tớn hiu iu khin, giỏm sỏt c ly t cỏc tip im ph ca rle, mch iu khin, giỏm sỏt ti trm a vo cỏc card vo/ra ca RTU 560 Cỏc tớn hiu o lng c ly t TU, TI a vo Transducer v kt ni n RTU 560 qua cng giao tip RS485 vi giao thc truyn thụng Modbus Gii... 60870-5-103 RTU5 60 cú th ly cỏc thụng tin t rle s bng cỏch truy nhp tun t tng r le theo chu k kim soỏt giao tip Phng phỏp truy nhp theo phng phỏp Master/Slave H v tờn: Lờ Thanh Sn Lp 12AKTHT-PC MSHV:CA120090 Xõy dng cu hỡnh SCADA s dng cu trỳc RTU 25 - Cng E ca 560CMU04 c kt ni vi h thng iu khin trm thụng qua mt cụng c gi l giao din ngi mỏy (HMI) cho phộp giao tip vi RTU5 60 truy sut d liu m RTU5 60 thu... Modul linh ng thit b u cui RTU5 60 cung cp cỏc gii phỏp vi nhiu chc nng tớch hp Kh nng m rng h thng cho phộp vic tng thớch hon ho cho vic nõng cp, trang b mi hay cng c trm H v tờn: Lờ Thanh Sn Lp 12AKTHT-PC MSHV:CA120090 Xõy dng cu hỡnh SCADA s dng cu trỳc RTU 28 TAI LIU THAM KHO 1 Slide bi ging SCADA v t ng húa trm bin ỏp TS Nguyn Tun Ninh 2 H thng iu khin giỏm sỏt v thu thp d liu SCADA trong h thng in... Xõy dng cu hỡnh SCADA s dng cu trỳc RTU 10 ch Local /SCADA c ly qua cỏc Rle trung gian lp li cun dõy 110VDC hoc 220VDC Mi bng mch cú 16 kờnh tớn hiu u vo ng vi cỏc loi tớn hiu u vo in hỡnh nh - 8 tớn hiu trng thỏi kộp (TSD Tele-Signalling Double) - 16 tớn hiu trng thỏi, cnh bỏo n (TSS Tele-Signalling Single) Hỡnh 2.3: Cỏc khi ca module 23BE21 5 Board vo analog: 23AE21: L bng mch dựng cho vic o lng... gian thc cho cỏc I/0 Board - B nh RAM/Flash 128 MB cha cu hỡnh ca RTU5 60 v l ni m chng trỡnh c s Firmware c a vo thụng qua Web_browser - B nh tm thi RAM 64MB Chc nng ca c board 560CMU04: - Qun lý v iu khin cỏc I/O board - c cỏc d liu thu thp t cỏc Input Board - Vit lnh iu khin ra cỏc Output Board - Qun lý thi gian v ng b thi gian cho cỏc I/O board 4 Board tớn hiu vo s: 23BE21: L bng mch dựng cho vic... tr D tr Lp 12AKTHT-PC 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 MSHV:CA120090 Xõy dng cu hỡnh SCADA s dng cu trỳc RTU 19 Binary Inputs (u vo s) cho tớn hiu trng thỏi DPI (2 bit) H v tờn: Lờ Thanh Sn Lp 12AKTHT-PC MSHV:CA120090 Xõy dng cu hỡnh SCADA s dng cu trỳc RTU STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39... module 23AE21 6 Board tớn hiu ra s 23BA20: L bng mch dựng cho vic iu khin cỏc thit b nh úng m mỏy ct, dao cỏch ly v iu chnh tng gim nc MBA Mi bng mch cú 16 rle u ra, u cú tt c cỏc loi tớn hiu u ra s (lnh iu khin 1 bit, lnh iu khin 2 bit, lnh iu chnh tng gim) Tớn H v tờn: Lờ Thanh Sn Lp 12AKTHT-PC MSHV:CA120090 Xõy dng cu hỡnh SCADA s dng cu trỳc RTU 12 hiu iu khin úng ct mỏy ct, dao cỏch ly, iu chnh... 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 MSHV:CA120090 Xõy dng cu hỡnh SCADA s dng cu trỳc RTU 63 64 24 D tr D tr 15 16 Da vo danh sỏch tớn hiu cn thu thp ta cú bng tng hp sau : Tớn hiu Cn dựng D tr BI BO AI 150 46 31 42 18 9 S lng board I/O Tng 192 64 40 cn dựng 12 board 23BE21 4 board 23BA20 5 board 23AE21 Vy ta cú bng la chn cỏc modul c bn l: STT Miờu t Loi thit... cu hỡnh im im Khong cỏch 10 km theo cu hỡnh a im Modem truyn thụng tin lờn iu theo giao thc IEC 60870-5-101 Hỡnh 2.6: Modem 23WT24 8 Cỏc thit b ghộp ni RTU vi thit b ca trm: Ti cỏc trm bin ỏp 110kV, ngoi RTU cũn phi trang b cỏc thit b ghộp ni cỏc RTU ny vi thit b in ca trm Chỳng s thc hin vic bin i o lng, iu khin v bỏo tớn hiu C th bao gm cú: Cỏc transducer o lng U, I: u ra: 0ữ 10mA Cp chớnh xỏc: . MSHV:CA120090 2 Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU PHẦN 1 GIỚI THIỆU VỀ TRẠM 110KV E8. 6 LAI KHÊ 1. Giới thiệu về trạm: Trạm biến áp 110kV E8. 6 Lai Khê nằm trên địa bàn huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương. . thiết. Chính vì các lý do trên, em đã chọn đề tài “ Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU cho trạm 110KV E8. 6 Lai Khê – Kim Thành – Hải Dương ” làm tiểu luận kết thúc môn học của mình. Do. BCH -35 C31 Hình 1.1: Sơ đồ nối điện chính trạm E8. 6 Lai Khê Họ và tên: Lê Thanh Sơn Lớp 12AKTĐHTĐ-PC MSHV:CA120090 5 Xây dựng cấu hình SCADA sử dụng cấu trúc RTU PHẦN 2 GIỚI THIỆU VỀ RTU5 60 A VÀ CÁC