Giới thiệu hệ thống SCADA trong TBA

Giới thiệu hệ thống SCADA trong TBA

SCADA là từ viết tắt của Supervisory Control And Data Acquisition có nghĩa là điều khiển giám sát, thu thập và xử lý dữ liệu.Như đúng tên gọi, hệ thống SCADA có chức năng nhiệm vụ cơ bản nhất của hệ thống là thu thập dữ liệu và điều khiển, giám sát thiết bị điện.

Chức năng của hệ thống SCADA:

– Kiểm soát truy cập bằng các tài khoản, phân quyền.

– Giao diện người máy HMI: hiển thị giữ liệu, giao diện điều khiển cho người vận hành (ví dụ như hình ảnh, sơ đồ, của sổ, màn hình…).

– Lập các biểu đồ.

– Đưa ra các cảnh báo.

– Ghi sự kiện và lưu trữ: lưu trữ lịch sử sự kiện có đính kèm thời gian.

– Xuất báo cáo: báo cáo có thể được in ra hoặc xuất ra dữ liệu theo yêu cầu.

– Tự động hóa: trong một số trường hợp cụ thể nào đó có thể thực hiện một hành động cụ thể.

Hệ thống SCADA trong trạm biến áp thực hiện việc giám sát các thông số kỹ thuật chính của nguồn điện như: U, I, P, Q, f…. Trạng thái các DCL, MC, các cảnh báo, bảo vê của ngăn lộ. Thực hiện nhiệm vụ đóng, cắt thiết bị.

Hệ thống SCADA thực hiện việc giám sát hệ thống điện qua thiết bị theo dõi các thông số kỹ thuật chính của nguồn điện như: U, I, kW, KVA,… Đây là những thông số cần được giám sát chặt chẽ vì có ảnh hưởng rất lớn tới việc vận hành tất cả thiết bị sử dụng điện của tòa nhà hay trong sản xuất công nghiệp. Quản lý tốt các tham số này đồng nghĩa với việc giảm chi phí vận hành của tòa nhà, nhà máy; nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị.

Hệ thống SCADA thu thập, điều khiển, giám sát nhiều trạm biến áp,  mang lại các lợi ích sau:

– Đảm bảo khả năng vận hành và giám sát từ xa lưới điện cao áp, trung áp.

– Nâng cao hiệu quả quản lý vận hành.

– Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.

– Nâng cao trình độ của nhân viên vận hành , sửa chữa bảo dưỡng.

– Thu thập, xử lý và lưu trữ dữ liệu của hệ thống.

Đối với A1 chỉ thu thập dữ liệu A1 chỉ thu thập tín hiệu phía 110kV, ngăn lộ tổng, MBA, gồm có các tín hiệu sau:

– Tín hiệu đo lường

– Nấc phân áp:

– Các cảnh báo:

– Trạng thái các DCL, MC

– Điều khiển các DCL, MC

Sơ đồ kết nối hệ thống SCADA

Hình 1 mô tả hệ thống SCADA bao gồm 3 phần:

– Trung tâm điều khiển (hệ thống đặt tại A1, hoặc Bx).

– Phần hệ thống thông tin kết nối TBA – TTĐK.

– Bộ thu thập dữ liệu đặt tại các TBA (RTU/gateway)

Hình 1.Sơ đồ kết nối hệ thống SCADA

Một trung tâm điều khiển có thể điều khiển, giám sát nhiều TBA. Tại các TBA, lắp đặt bộ thu thập dữ liệu, thiết bị này được gọi là RTU/Gateway. RTU/Gateway có chức năng thu thập dữ liệu cần thiết trong TBA rồi gửi về trung tâm điều khiển, và nhận các lệnh điều khiển từ trung tâm điều khiển sau đó thực thi lệnh đến thiết bị trong TBA.

Trong một hệ thống SCADA, mỗi RTU có một địa chỉ duy nhất định danh trên hệ thống. Trong một trạm mỗi tín hiệu cũng được định danh bằng một địa chỉ duy nhất. Sự kết hợp giữa địa chỉ RTU duy nhất, và địa chỉ tín hiệu tại trạm sẽ xác lập 1 tín hiệu duy nhất trên hệ thống SCADA.

 Thu thập dữ liệu TBA sử dụng RTU

Ban đầu để thu thập tín hiệu trong một TBA sử dụng bộ RTU. RTU được sử dụng từ những năm 1960, được cung cấp bởi các nhà sản xuất SCADA. Hình 2, mô tả các thành phần của RTU và cấu trúc như sau:

Hình 2. Cấu trúc RTU

– Bộ phận xử lý trung tâm: thực hiện chức năng lưu trữ cấu hình thiết bị, cấu hình thiết bị, quản lý các bộ phận khác, xử lý thông tin thu thập, đóng gói dữ liệu, nhận và gửi dữ liệu từ trung tâm điều khiển, ra lệnh điều khiển.

– Bộ phận thu thập tín hiệu số 1 bit: thu thập tín hiệu ở dạng ở dạng ON/OFF.

– Bộ phận thu thập tín hiệu số 2 bit: thu thập cặp tín hiệu ở dạng ON/OFF.

– Bộ phận thu thập tín hiệu tương tự: thu thập các tín hiệu analog, chuyển đổi sang dạng tín hiệu số.

– Bộ đầu ra tín hiệu số 1 bit: điều khiển thiết bị ở dạng ON/OFF.

– Bộ đầu ra tín hiệu số 2 bit: điều khiển đồng thời 2 thiết bị ở dạng ON/OFF.

– Bộ đầu ra tín hiệu tương tự: nhận tín hiệu tín hiệu dạng số sau đó đưa ra tương tự tương ứng.

– Bộ phận giao tiếp truyền thông: nhận và gửi dữ liệu giữa trung tâm điều khiển và RTU, nhận dữ liệu từ thiết bị điện thông minh (IED).

Hình 3. Sơ đồ thu thập dữ liệu 1 TBA sử dụng RTU

Hình 4. Sơ đồ thu thập dữ liệu 1 TBA sử dụng RTU AK 1703ACP

Mô tả sơ đồ sơ đồ trên:

• Phần trung tâm điều khiển A1
• Phần thông tin: từ thiết bị modem TD23 – A1 .
• Phần RTU: gồm có AK1703 ACP có chức năng thu thập tín hiệu I/O, tín hiệu đo lường từ các ngăn lộ (ngăn 171, 112…). Để thu thập tín hiệu đo lường các ngăn lộ, mỗi ngăn lộ sử dụng bộ chuyển đổi đa năng ví dụ như M550, CVT560…

Các tín hiệu I/O, đo lường được bộ AK 1703 thu thập và gửi đến A1, khi có lệnh điều khiển từ A1 gửi xuống, AK1703 sẽ nhận lệnh điều khiển và điều khiển ra I/O tương ứng.