Điều khiển máy cắt từ xa thông qua RTU của Hệ thống SCADA

Như ta đã biết, hệ thống Giám sát Điều khiển và Thu thập dữ liệu (Supervisory Control and Data Acquisition - SCADA) đã và đang được sử dụng rộng rãi trong ngành điều độ hệ thống điện. Tại các nhà máy điện, trạm biến áp đều được lắp đặt các thiết bị đầu cuối - điều khiển từ xa (Remote Terminal Unit - RTU). Các RTU được kết nối với trung tâm điều khiển (Control Center - CC) thông qua mạng liên lạc viễn thông...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển máy cắt từ xa thông qua RTU của Hệ thống SCADA Điều khiển máy cắt từ xa thông qua RTU của Hệ thống SCADANhư ta đã biết, hệ thống Giám sát Điều khiển và Thu thập dữ liệu(Supervisory Control and Data Acquisition - SCADA) đã và đangđược sử dụng rộng rãi trong ngành điều độ hệ thống điện. Tạicác nhà máy điện, trạm biến áp đều được lắp đặt các thiết bị đầucuối - điều khiển từ xa (Remote Terminal Unit - RTU). Các RTUđược kết nối với trung tâm điều khiển (Control Center - CC)thông qua mạng liên lạc viễn thong• Nhìn chung, các RTU có các chức năng sau :- Thu thập các thông tin về hệ thống điện và gửi về trung tâm điềukhiển CC (Control Center) qua kênh truyền theo yêu cầu từ CC.- Nhận các thông tin điều khiển, đồng bộ thời gian từ CC, thực hiệnchúng và gửi kết quả về CC.• Các thông tin chủ yếu mà các RTU liên tục truyền về trung tâmđiều khiển là: - Các tín hiệu rời rạc từ xa RS (Remote Signalling) - Các giá trị đo lường từ xa RM (Remote Measuring) - Các cảnh báo (Alams)• Các lệnh điều khiển từ xa mà RTU có thể thực hiện là: - Các lệnh điều khiển đóng - mở máy cắt, dao cách ly, lệnh - chuyển nấc của máy biến áp từ xa (Digital Remote Control). - - Các lệnh điều khiển liên tục từ xa (Analog Remote Control). - - Các lệnh đặt chế độ từ xa (Remote Setting). - Như ta đã thấy, tất cả các hệ SCADA đều được thiết kế để có thể thực hiện được việc điều khiển từ xa, nghĩa là Điều độ viên có thể từ bàn phím của máy tính chủ tại Trung tâm Điều khiển thực hiện lệnh điều khiển xa thông qua RTU tại Trạm điện để đóng/mở tự động các máy cắt, dao cách ly v.v. Điều này một mặt phản ánh tính ưu việt của hệ thống ở mức tự động hóa cao, mặt khác nảy sinh những đòi hỏi khắt khe cả về mặt thiết kế lẫn vận hành trên quan điểm tin cậy và an toàn của hệ thống thiết bị.• Quá trìnhgiám sát và thu thập dữ liệu trạng thái đóng/mở RS:Trong khi hoạt động, RTU luôn luôn quét hỏi các trạng thái đóng/mởtheo chu kỳ 10 - 20 ms. Mỗi khi có một tiếp điểm của máy cắt, daocách ly, dao tiếp địa v.v. tại trạm điện chuyển trạng thái từ CLOSEsang OPEN hoặc ngược lại, hoặc bị INVALID thì tín hiệu lập tứcđược nhận biết và một tin báo “Change of state” kèm theo địa chỉthiết bị, trạng thái hiện tại và thời điểm xảy ra được gửi qua MODEMđến trung tâm điều khiển CC.Trên màn hình console của điều độ viên và trên máy in sẽ hiện ra tinbáo dạng: “8BS572 OPEN “và trên sơ đồ nhất thứ của màn hìnhconsole, ký hoạ tại vị trí tương ứng của máy cắt 572 sẽ chuyển sangtrạng thái “mở”.• Điều khiển máy cắt từ xa thông qua RTU của hệ thống SCADA:Để tăng cường tính bảo mật và độ an toàn của thao tác điều khiểnmáy cắt từ xa, trước khi đang nhập được vào chế độ này máy tínhchủ đòi hỏi điều độ viên phải nhập mật khẩu vào máy, sau đó mớithực hiện được lệnh yêu cầu điều khiển máy cắt từ xa.Khi nhận được yêu cầu điều khiển xa từ máy tính chủ của Trung tâmđiều khiển (CC- Control Center), RTU sẽ trả lời CC rằng có chấpnhận hay không sau khi thực hiện một số bước kiểm tra độ sẵn sàngcủa các trạng thái sau:+ Trạng thái của thiết bị phải là VALID và đang là OPEN (nếu muốnđiều khiển CLOSE) hoặc phải là CLOSE (nếu muốn điều khiểnOPEN).+ Trạng thái LOCAL/REMOTE (của khóa trong tủ RTU) phải ở vị tríREMOTE.+ Trong hệ thống không được xuất hiện một cảnh báo nghiêm trọngnào dạng UNCERTAIN STATE hoặc 48VDC FAULT.Nếu có bất cứ một trong những điều kiện kể trên là không thỏamãn như: - Trạng thái thiết bị đang bị INVALID; - - Lệnh điều khiển mâu thuẫn với trạng thái hiện tại của thiết bị ( ví dụ máy cắt đang mở mà lại ra lệnh OPEN hoặc đang đóng mà lại ra lệnh CLOSE; - - Khóa LOCAL/REMOTE trong tủ RTU đang ở vị trí LOCAL - cấm điều khiển xa; - - Trước thời điểm đó RTU đã ghi nhận lỗi cảnh báo về nguồn 48VDC nuôi rơ le trung gian trong RTU phục vụ việc điều khiển xa hoặc các cảnh báo lỗi khác của vùng thiết bị máy cắt mà chưa được giải trừ v.v.Thì RTU sẽ trả lời CC rằng nó không sẵn sàng thực hiện chế độ điềukhiển từ xa và máy tính chủ sẽ cách ly thiết bị ra khỏi chế độ sẵnsàng cho phép điều khiển từ xa.Nếu RTU trả lời CC rằng đã sẵn sàng thì điều độ viên gõ lệnh điềukhiển tiếp theo là tên (địa chỉ) máy cắt và trạng thái cần đạt tới(OPEN hoặc CLOSE), trung tâm điều khiển sẽ phát ra lệnh điềukhiển xa, gửi qua MODEM tới RTU và qua Digital Output Module sẽcó xung điều khiển gửi tới rơ le trung gian (Rơ le - mở hoặc Rơ le -đóng) và để tới máy cắt . Sau thời gian trễ nhất định tương ứng vớithời gian tác động của máy cắt (ví dụ 300 ms), RTU thực hiện thuthập dữ liệu thông qua vỉ Digital Input Module nhằm kiểm tra trạngthái mới của máy cắt là Đóng (CLOSE)hay Mở (OPEN) hoặc Khôngxác định (INVALID) sau khi thực hiện lệnh điều khiển xa. Nếu quátrình thực hiện thành công, RTU sẽ gửi tín hiệu phản hồi RS-OPENhoặc RS-CLOSE về trung ...