Надзорный контроль и сбор данных (SCADA)

Надзорный контроль и сбор данных (SCADA)

1. Функции систем SCADA
2. Функция управления
3. Функции контроля
4. Функции защиты
5. Коммуникационные технологии
6. SCADA ТРЕБУЕТ СВЯЗИ МЕЖДУ СТАНЦИЕЙ УПРАВЛЕНИЯ МАСТЕРАМИ И СИСТЕМАМИ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ

НАБЛЮДАТЕЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ И СБОР ДАННЫХ (SCADA)

 

• Существует две части термина SCADA. Контроль над диспетчером указывает, что оператор, находящийся в центре управления энергией (ECC),  имеет возможность управлять дистанционным оборудованием.
• Получение данных указывает на сбор информации, характеризующей состояние удаленного оборудования, и отправленную в ECC для целей мониторинга.
• Контрольное оборудование обычно размещается на подстанциях и консолидируется в так называемом удаленном терминальном блоке (RTU).
• Как правило, RTU оснащены микропроцессорами, имеющими возможности памяти и логики. Старые RTU оснащены модемами, чтобы обеспечить связь  линии связи с ECC, в то время как новые RTU обычно имеют интрасеть или интернет-возможности.
• Реле, расположенные в RTU, по команде от ECC, открывают или закрывают выбранные схемы управления для выполнения надзорного действия.
• Такие действия могут включать, например, открытие или закрытие выключателя или переключателя, изменение настройки трансформаторного крана,  повышение или понижение мощности генератора или выходного напряжения генератора, включение или выключение шунтирующего конденсатора или  индуктора, а также запуск или остановку синхронного конденсатора.
• Информация, собранная RTU и сообщенная ECC, включает в себя как аналоговую информацию, так и индикаторы состояния.
• Аналоговая информация включает, например, частоту, напряжение, токи, поток реальной и реактивной мощности.
• Индикаторы состояния включают сигналы тревоги (перегрев, низкое напряжение аккумуляторной батареи, незаконный вход) и являются ли  выключатели и выключатели открытыми или закрытыми.
• Такая информация предоставляется ECC посредством периодического сканирования всех RTU. Типичный 2-секундный цикл сканирования.

 

1. ФУНКЦИИ СИСТЕМ SCADA

1. Сбор данных

2. Отображение информации.

3. Контрольный контроль (CBs: ON / OFF, Generator: stop / start, команда RAISE / LOWER)

4. Сохранение информации и отображение результатов.

5. Последовательность приобретения событий

6. Обработка удаленного терминала.

7. Общее техническое обслуживание.

8. Проверка статуса выполнения.

9. Экономическое моделирование.

10. Удаленный запуск / останов.

11. Согласование загрузки по экономике.

12. Отбрасывание нагрузки.

 

2. ФУНКЦИИ УПРАВЛЕНИЯ

• Контроль и мониторинг коммутационных устройств, резьбовыми трансформаторов, вспомогательных устройств и т.д.
• Межсетевой контроль
• Цвет динамической шины в соответствии с их фактическим рабочим состоянием.
• Автоматические последовательности переключения
• Автоматические функции, такие как сброс нагрузки, восстановление мощности и передача высокоскоростных шин
• Синхронизация по времени по радио и спутниковому тактовому сигналу

3. ФУНКЦИИ МОНИТОРИНГА:

• Измерение и отображение тока, напряжения, частоты, активной и реактивной мощности, энергии, температуры и т. д.
• Функции сигнализации. Хранение и оценка событий с отметкой времени.
• Тенденции и архивирование измерений
• Сбор и оценка данных технического обслуживания
• Запись и оценка помех

 

4. ФУНКЦИИ ЗАЩИТЫ:

• Функции защиты подстанции включают в себя мониторинг таких событий, как запуск, индикация отключения и время срабатывания реле, а также  настройка и считывание параметров реле.
• Защита шин. Линейные питатели, трансформаторы, генераторы.
• Контроль защиты (состояние, события, измерения, параметры, регистраторы)
• Адаптивная защита путем переключения активного набора параметров.

5. ТЕХНОЛОГИИ СВЯЗИ

• Форма связи, требуемая для SCADA, — это телеметрия. Телеметрия — это измерение количества таким образом, чтобы можно было интерпретировать это измерение на расстоянии от первичного детектора. Отличительной особенностью телеметрии является природа средств перевода, которая включает в себя обеспечение преобразования меры в  представительное количество другого вида, которое может быть удобно передано для измерения на расстоянии.
• Фактическое расстояние не имеет значения.
• Телеметрия может быть аналоговой или цифровой. В аналоговой телеметрии разрабатывается и передается напряжение, ток или частота,  пропорциональные измеряемой величине канал связи в принимающее местоположение, где принятый сигнал подается на счетчик, калиброванный для  указания измеряемого количества, или он применяется непосредственно к управляющему устройству, такому как компьютер ECC.
• Формы аналоговой телеметрии включают в себя переменный ток, амплитуду импульса, длительность импульса и частоту импульсов, причем последние два являются наиболее распространенными.
• В цифровой телеметрии измеряемая величина преобразуется в код, в котором последовательность переданных импульсов указывает количество.
• Одним из преимуществ цифрового телеметрирования является то, что точность данных не теряется при передаче данных из одного места в другое.
• Цифровая телеметрия требует аналого-цифрового (A / D) и возможных цифроаналоговых (D / A) преобразователей, как показано на рисунке.
• Самая ранняя форма сигнальной цепи, используемой для телеметрии SCADA, состояла из витых парных проводов; хотя он прост и экономичен на  коротких расстояниях, он страдает от проблем надежности из-за поломки, попадания воды и потенциального риска на землю во время сбоев
• Голосовые формы телеметрии представляют собой каналы связи, подходящие для передачи речи, как цифровые, так  и аналоговые, как правило, с диапазоном частот от 300 до 3000 Гц.

6. SCADA ТРЕБУЕТ СВЯЗИ МЕЖДУ СТАНЦИЕЙ УПРАВЛЕНИЯ МАСТЕРАМИ И ПУЛЬТА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ:

• Проводное средство использует стандартную телефонную схему; это удобный и простой способ телеметрии, когда он доступен, хотя он может быть ненадежным и требует постоянных затрат на лизинг.
• Кроме того, он не находится под контролем пользователя и требует тщательной координации между пользователем и телефонной компанией.
• Линейная несущая (PLC) предлагает недорогую и, как правило, более надежную альтернативу арендованному проводу.
• Здесь сама схема передачи используется для модуляции сигнала связи с частотой, намного превышающей частоту мощности 60 Гц.
• Большинство ПЛК происходит на частотах в диапазоне 30-500 кГц.
• Безопасность ПЛК очень высока, поскольку коммуникационное оборудование находится внутри подстанций. Одним из недостатков ПЛК является то,  что связь не может осуществляться через разомкнутые разъединители, т. е. Когда линия передачи отключена.
• Часто это именно тот момент, когда сигнал связи необходим больше всего. Кроме того, ПЛК подвержен линейному шуму и требует  тщательного анализа отношения сигнал-шум.
• Большинство ПЛК являются строго аналоговыми, хотя в течение последних нескольких лет цифровой ПЛК стал доступен от нескольких поставщиков.
• Микроволновая радиосвязь относится к сверхвысокочастотным (УВЧ) радиосистемам, работающим выше 1 ГГц.
• Самая ранняя микроволновая телеметрия была строго аналоговой, но цифровая микроволновая связь теперь довольно распространена для  приложений EMS / SCADA. Такая форма коммуникации имеет очевидные преимущества перед ПЛК и арендованной проводкой, поскольку для этого  не требуется физическая проводящая среда и, следовательно, нет права проезда.
• Однако для обеспечения надежной связи требуется линия визирования, поэтому в некоторых случаях она неприменима.
• Более поздняя разработка касалась использования волоконно-оптического кабеля, технологии, обеспечивающей чрезвычайно быструю  скорость связи. Несмотря на то, что стоимость изначально была непомерно высокой, она теперь снизилась до такой степени, что она жизнеспособна
• Волоконная оптика может быть либо проложена внутри подземных силовых кабелей, либо может быть прикреплена к опорным линиям воздушных линий  непосредственно под линиями.
• Они также могут работать в защитном тросе, подвешенном над линиями передачи.
• Легко понять, что коммуникационная инженерия очень важна для управления энергосистемой.