SISTEMUL DE PROTECTII, COMANDA SI CONTORIZARE

MEMORIU TEHNIC

Sistemul de comanda-comandasi protectii oferit pentru noua statie 400/220/110 kV Gutinaseste un sistem SCADA complet integrat realizat cu elemente distribuite, a carui functionare se bazeaza pe utilizarea echipamentelor numerice.

400 kV Diameter

Elementele primare ale statiei de 400 kV vor fi comandate si supravegheate prin intermediul aceluiasi sistem integrat de SCADA, montat in noua cladire a corpului de comanda. Solutia de echipare a noii statii 400 kV, Gutinas din punct de vedere al ansamblurilor functionale de circuite secundare descrise in acesta sectiune, se refera la urmatoarele:

comanda, supravegherea si protectia elementelor primare;

sistemul de telegestiune

sistemul de teleprotectii

Conceptul de conducere al statiei este configurat pe o structura orientata pe celula, unde o celula corespunde unei linii, transformator etc. Unitatile care realizeaza comanda si supravegherea unei linii, transformator, etc. formeazaechipamentul la nivelul celulei (terminal celula). Echipamentul la nivelul celulei este format din ansamblul releelor si dulapurilor de comanda dedicate celulei respective. Nivelul statie cuprinde in principal un sistem redundant de computere (front-end computers) continand interfetele de proces si doua computere de interfata om-masina (Human Machine Interface - HMI). HMI este utilizat ca interfata in cadrul statiei. Terminalele de conducere ale celulelor sunt accesibile de la HMI.

Transmisia informatiilor intre componentele subsistemului de conducere se realizeaza prin cabluri cu fibre optice.

In corpul de comanda al statiei vor fi amplasate urmatoarele parti componente ale subsistemului:

unitatea centrala de conducere;

echipamentul de interfata cu dispecerul;

echipamente operator.

Echipamentele de conducere locale (la nivelul "celula") vor fi amplasate in cabinele de relee prefabricate si complet echipate. In situatia in care echipamentele de la nivelul superior de conducere vor fi defecte, unitatile de conducere locala vor fi capabile sa preia comanda procesului subordonat.

Ansamblul sistemelor de conducere, protectie, contorizare, este sincronizat cu timpul etalon, prin satelit (GPS clock). Datele sunt transmise intre diferitele terminale de celula si computerele de la nivelul statiei prin LON (Local Operating Network) bus, reprezentand reteaua de date la nivelul statiei.

Structura de comunicatie pentru LON si SPA in statie este ilustrata in schema generala de conexiuni optice, desen 1KSE 000 254-APA (rev. B).

Reteaua LON leaga intre ele diferite parti ale sistemului de protectie si comanda - comanda. Valorile masurate, informatiile de stare, si evenimentele sunt transmise instantaneu catre nivelul superior. Echipamentele nivelului superior pot citi si scrie valori memorate, valori setate, si alti parametrii cand e necesar. In plus reteaua LON permite echipamentelor la nivel celula sa schimbe informatii intre ele, cum ar fi informatii de interblocare, sau intre terminalele de comanda.

Protocolul LonTalk suporta doua tipuri de obiecte: variabile de retea si mesaje explicite. Variabilele de retea sunt utilizate pentru a livra mesaje scurte cum ar fi valori masurate, informatii de stare si semnale de blocaj / interblocare. Mesajele explicite sunt utilizate pentru transferul pachetelor de informatii mai mari cum ar fi evenimente si mesaje explicite de citire si scriere. Reteaua LON este realizata fizic prin star-coupler RER 111, cu comunicatie punct la punct catre noduri. Reteaua LON in statia Gutinas va fi separata in doua retele LON duale redundante, LON-1 si LON-2. Toate terminalele de conducere si protectie primare (grupa 1) vor fi conectate la LON-1. Terminalul de conducere back-up si terminalele secundare (grupa 2) de protectie vor fi conectate la LON-2. Ambele retele vor fi conectate la ambele computere ale statiei. Cele doua retele lucreaza independent una de cealalta iar computerele sunt capabile sa conducaprin ambele retele.

Reteaua SPA este utilizata pentru sistemul de monitorizare al statiei, incluzand analiza inregistrarilor de avarii (osciloperturbograme), setari de protectii si schimbari de configurare. Datele sunt transmise prin reteaua SPA intre terminalele de protectie si modemul optic  SPA-C22. Comunicatia este seriala, optica, multipunct si utilizeaza protocolul SPA. Reteaua SPA este bazata pe fibre optice conectate la al doilea port de comunicatie al fiecarui terminal. Reteaua SPA este conectata la toate terminalele cu exceptia terminalelor dedicate serviciilor interne CC/CA si de conducere pentru mentenanta REC 561. Reteaua SPA este conectata la SPA-ZC22, care cuprinde intrari optice seriale pentru bucla SPA si iesiri seriale RS232 pentru statiile de lucru , care face posibilaindeplinirea functiunilor SPA de la PC-ul de administrare aflat la distanta.

Sistemul central mai cuprinde o retea standard LAN TCP/IP la care sunt conectate toate computerele. Reteaua LAN este utilizatasi pentru comunicatia intre cele doua computere pentru operare HMI si computerul pentru engineering. Reteaua LAN este de asemenea utilizata pentru comunicatia intre computerele HMI ale statiei. O conexiune LAN va fi de asemenea realizata pentru fiecare cabina de relee prefabricata, intr-unul dintre dulapuri. Aceasta face posibila conectarea laptop-ului pentru engineering la sistemul statiei, direct prin dulapurile din cabinele de relee prefabricate.

SISTEMUL DE COMANDA

Asa cum a fost precizat anterior, conceptul de conducere (comandasi supraveghere) al statiei Gutinas este configurat pe o structura distribuita orientata pe trei niveluri de conducere. Nivelul 1 corespunde celulelor primare de 400 kV si 220 kV (realizat in prima etapa), nivelul 2 corespunde statiei 400/220 kV in ansamblu (inclusiv serviciile interne), iar nivelul 3 este asigurat de dispecer.

Comanda si supravegherea la nivel de statie

Nivelul de statie cuprinde in principal un sistem redundant de calculatoare de proces specializate de timp real pentru interfata om-masina (Human Machine Interface - HMI) cu procesul condus, doua servere de comunicatii si Gateway cu protocoale de comunicatie (realizeazasi comunicatia cu dispecerul, prin protocol unic conform IEC 60870-5-101), un receptor GPS pentru sincronizarea bazei de timp a sistemului microSCADA, doua interfete pentru reteaua de comunicatii prin fibra opticade tip RER, interfete pentru serviciile interne de tip REC, si doua statii de lucru inclusiv periferice. Intregul ansamlu de echipamente este montat in trei dulapuri de calculatoare (deja livrate in cadrul stadiului de executie al statiei de 220 kV) care se vor monta in noua camera de comanda a statiei Gutinas.

Interfata om masina (HMI) - statia de operare

Statia de operare ruleazape PC sub sistemul de operare Windows 2000, cu grafica de inalta rezolutie. PC-urile furnizate pentru operatori sunt de tip industrial cu aproximativ 512MB RAM si 40GB hard disk, CD-RW. Procesorul este 2400 MHz Pentium 4. Alimentarea PC-urilor si monitoarelor se face la tensiunea 220V CA prin UPS.

Statia de operare indeplineste functiunile de baza pentru supraveghere si comanda a statiei electrice.

Computerele HMI

Sistemul este alcatuit pe baza a doua computere redundante. Ambele computere au aceeasi baza de date si imagini ale statiei, utilizand aceeasi platforma hardware.

Daca un computer este defect, celalalt computer va functiona independent, toate functiunile fiind disponibile. Daca una din retelele LON este cazuta, computerele HMI au o imagine de rezervapentru conducere, de unde este posibil sa se comute intreruptoare prin terminalele de conducere maintenance/backup.

Utilizarea computerelor duale redundante face mai usor engineering-ul, operatorul trebuie doar sa faca o schimbare intr-un computer si dupa aceea sa o copieze in celalalt. Totodatamentenanta si procedurile backup vor fi mai usoare, un computer putand fi actualizat in timp ce celalalt este in lucru.

Codificarea culorilor, simboluri grafice

Culorile barelor electrice sunt predefinite. Nivelurile diferite ale tensiunii au o codificare diferitaa culorii pe schema monofilaraafisata pe ecranul operatorului. Segmentele de barasi de linie sunt colorate dinamic la nivelele de 400 kV si 200 kV, ele isi schiba automat culoarea atunci cand sunt energizate, conform tabelului de mai jos. Barele de medie si joasa tensiune vor avea culori statice, conform tabelului.

In general este aplicatacodificarea culorilor de mai jos. Culorile prezinta un ordin de prioritate, de exemplu rosu are intaietate in fata galbenului.

Simbolurile care indica pozitia echipamentelor de inalta tensiune este reprezentat prin romburi si patrate. Simbolul si codificarea culorii indica daca starea este deschis, inchis, mijlocit sau defectuos, dupa cum urmeaza:

. Intreruptor

Stare Simbol

Deschis

Inchis

Intermediar sau defectuos

. Separator

Stare Simbol

Deschis

Inchis

Intermediar sau defectuos

Prezentarea masurarilor

Masurarile sunt indicate in forma digitala. De exemplu:

Sensul pozitiv/negativ al puterii active si reactive este specificat prin semnul plus/minus si de sageti.

Obiectul selectat

Un obiect selectat este simbolizat prin intermediul unui buton pentru fixarea functiilor si a unui simbol alb. Cand dialogul este sters (manual sau dupa limita de timp) butonul pentru fixarea functiilor este de-setat iar simbolul isi reia culoarea.

Asupra unui obiect nu se poate opera decat dintr-o singura locatie odata.

Meniurile si bara de header cu ceas si butoane sunt comune pentru toate imaginile statiei. De asemenea linia de alarmare apare in toate ferestrele exceptand lista de alarmare. Bara de header in ferestre precum eveniment -si liste de alarmare, meniuri, are acelasi aspect. Toate ferestrele de proces contin imaginea header-ului. Header-ul contine titlul ferestrei, data si ora, existand de asemenea si un numar de butoane functionale descrise mai jos:

Salt la fereastra de inceput

Salt la fereastra anterioara

Print screen

Salt la lista de evenimente

Alarma acustica de confirmare

Salt la lista de alarmare

Punct de alarmare.

(Intermitent atunci cand

o noua alarma a aparut)

Ecrane definite prin proiect (Project defined displays)

Afisajele definite de utilizator sunt de regulaparte integrantaa iesirilor Sistemului de Comandaal Statiei (SCS). Informatiile afisajelor sunt adaptate specificului statiei respectiv proiectului.

In cadrul tuturor afisajelor, exceptand lista evenimentelor si a alarmelor, este prezentaultima alarma activata. Schema statiei contine informatii cu privire la proces. Informatiile sunt preluate de la procesul principal. Informatia este prezentata pe schema monofilara a statiei prin intermediul simbolurilor si a valorilor masurate.

Afisajele sunt formate din doua parti de baza, una staticasi cealalta dinamica. Partea staticacontine liniile, textul si alte informatii, aceastaparte fiind importantaatat pentru evidentierea relatiilor dintre informatiile dinamice, cat si pentru transmiterea unei imagini complete asupra statiei catre operator. Informatiile dinamice de pe afisaj sunt prezentate prin intermediul mai multor obiecte compuse pentru afisarea unui obiect din statie, de exemplu, un transformator, intreruptor, separator, sau cutit de legare la pamant, si segmente de bara sau de linie.

. Schema monofilara a statiei

Pe acest acran este afisata schema intregii statii fara a avea insa posibiliatea de comanda. Aici sunt afisate doar pozitiile intreruptoarelor. In aceasta imagine sunt scurtaturi (short cuts) pentru fiecare bretea. De asemenea, aici sunt butoane pentru redirectionarea la imaginea cu nivelele de tensiune.

Ecranul schemei monofilare a statiei de 400/220 kV Gutinas

. Schema nivelelor de tensiune

In acest ecran sunt afisate schemele pentru fiecare nivel de tensiune, una pentru 400 kV si doua pentru 220 kV, fara a avea posibilitatea de comanda. Aici putem vedea starea pozitiilor tuturor aparatelor, precum si a valorilor masurate. De asemenea, sunt afisate si pozitiile separatoarelor.

Cu ajutorul scurtaturilor (short cuts) se poate ajunge la fiecare bretea, utilizatorul putand ajunge direct la orice imagine detaliata a bretelei sau a transformatorului.

Ecranul schemei nivelelor de tensiune

. Schema detaliata a bretelei

Aici sunt afisate schemele detaliate ale fiecarei bretele si transformator cu posibilitatea de comanda a elemetelor si afisarea informatiilor fiecarui terminal de protectie. De asemenea, sunt afisate imagini pentru mentenanta (maintenance control) pentru fiecare bretea cu comanda prin intermediul terminalelor de mentenanta (maintenance control). Se pot vizualiza, de asemenea, si schemele de distributie de c.a. si c.c.

Schema detaliata a bretelei

. Schema de supervizare a sistemului

Un defect pe o legatura de comunicatie de exemplu este raportat catre operator prin intermediul sistemului de supervizare. Defectul este indicat operatorului ca stare pe un afisaj al starii sistemului.

Afisajul starii sistemului indica starea statiei, toate protectiile digitale si legaturile de comunicatie de la nivelul statiei.

Ecran cu schema de supraveghere sistem microSCADA

In aceasta statie sunt doua scheme de supraveghere, una pentru toata statia si alta separata cu terminalele din statia de 220 kV.

Ecrane predefinite (Predefined displays)

. Lista de evenimente

Lista de evenimente prezinta evenimentele procesului monitorizat in ordine cronologicasau in ordinea corespuzatoare bazei de date. Fiecare eveniment este prezentat in mod normal prin afisarea unei linii text de eveniment predefinita, care il descrie. Liniile text de eveniment contin informatii cu privire la data, la identificarea obiectului, un text de semnalizare, si un text indicand starea.

Evenimentele sunt astfel prezentate incat cel mai recent dintre ele apare la sfarsitul paginii afisate. Lista de evenimente contine butoane care permit rularea inainte si inapoi.

Ecran cu lista de evenimente

Evenimentele sunt inregistrate in mod normal in memoria RAM a calculatorului fiind de asemenea inregistrate pe hard disk-ul calculatorului. Numarul de evenimente care poate fi inregistrat este limitat de dimensiunea hard disk-ului. Dimensiunea buffer-ului de istoric permite inregistrarea a 1000 de evenimente.

Textul de eveniment implicit care descrie evenimentul consta in:

semnalizarea starii

datare

identificarea obiectului

nume de semnalizare

text cu privire la stare

Conditionarile sunt folosite atunci cand utilizatorul doreste sa se concentreze pe informatia specifica din lista de evenimente. Acest lucru este realizat prin introducerea unui criteriu de eliminare a informatiei nedorite. Pot fi folosite unul sau mai multe criterii. Numele statiei, celulei si dispozitivelor, pot fi salvate intr-un fisier text specific.

Dispozitia listei de evenimente este configurabila. In functie de tipul caracterelor folosite sunt posibile mai mult de 80 de caractere pe linie. Imprimarile sunt configurabile. Fisierul de eveniment este configurabil in fisier zilnic, fisier saptamanal, fisier lunar, sau anual. Cantitatea evenimentelor stocate este limitata numai de dimensiunea hard disk-ului.

. Lista de alarme

Lista de alarme prezinta situatia alarmelor pentru procesul supervizat. Linia text de alarme contine informatii cu privire la data, identificarea obiectului, un text de semnalizare, si un text in care se indica starea alarmelor. Alarmele sunt afisate in ordine cronologica, cea mai recenta dintre ele putand fi plasata fie prima fie ultima.

Ecran cu lista de alarme

Fiecare alarma este prezentata printr-o singura linie text de alarmare. Lungimea si pozitia fiecarei coloane text poate fi definita in anumite limite. Culorile implicite ale textului de alarmare, textele de stare si starea de confirmare pentru fiecare tip de alarma sunt urmatoarele:

Confirmarea unei singure alarme este realizataprin click pe linia doritadin lista. Dacaalarma selectata nu este confirmata linia este subliniata iar cutia de dialog de confirmare este deschisa. In acelasi timp, lista de alarme este setata pe modul "ingheatare" pentru a nu se produce derulari nedorite.

Conditionarile sunt folosite atunci cand utilizatorul doreste sa se concentreze asupra informatiilor specifice continute in buffer-ul de alarme. Acest lucru este realizat prin introducerea unui criteriu de eliminare a informatiilor nedorite. Pot fi folosite unul sau mai multe criterii. Numele statiei, celulei si dispozitivelor, pot fi salvate intr-un fisier text specific.

. Lista blocajelor

Lista blocajelor reprezintao prezentare a situatiei blocajelor din cadrul procesului supervizat.

Fiecare semnal de blocaj este prezentat ca o linie text de semnalizare predefinita. In plus fatade textul de semnalizare, existasi o caseta de verificare ce indica starea blocajului.

O procedura de blocare a unui obiect este realizata prin alegerea ei din fereastra de aplicatie sau prin preluare din baza de date si activarea in consecintaa conditiei de blocare alese. Sunt posibile de asemenea proceduri de blocare automata. De exemplu, atunci cand statia este preluata local, toate obiectele conectate in statie pot fi alarm-blocate in mod automat.

Ecran cu lista blocajelor

Pentru furnizarea unui mecanism de manevrare a blocajelor mai clar si mai rational, urmatoarele tipuri de blocaje sunt furnizate de lista blocajelor:

blocarea alarmelor: alarmele nu sunt ridicate, indiferent de starea echipamentului

blocarea up-datarii: indicatiile procesului nu sunt up-datate

blocarea controlului: comenzile de functionare nu sunt transmise procesului

blocarea de eveniment: inregistrarile de eveniment nu sunt realizate

blocarea actionarii: activarea canalului de eveniment este blocata

.Raportari

Rapoartele tipice furnizeaza variatia in timp a valorilor masurate si a celor calculate. Datele afisate ilustreaza: Raportul consumului de curent:

Zilnic (medie, varf)

Lunar (medie, varf)

Semi-anual (medie, varf)

Anual (medie, varf)

Raportul energiei active si reactive tranzitate: Zilnic Saptamanal Lunar Anual

Utilizatorii pot selecta valorile afisate din baza de date on-line pe afisajul procesului. Este posibila rularea de exemplu intre zile. Valorile nesigure sunt indicate folosind un semn de intrebare ("?").

Exemplu de afisare raport

Toate datele rapoartelor sunt calculate si inregistrate in timp real. Datele de tip raport sunt colectate si calculate fie la anumite momente de timp fie dupa anumite evenimente. Cea mai utilizata metoda este aceea de scoatere a liniilor de date din proces, dupa filtrarea si inregistrarea lor in baza de date. Colectarea si calcularea datelor de raportare precum si printarea rapoartelor pot fi initiate in urmatoarele moduri:

La intervale de timp pre-definite

La aparitia unui eveniment predefinit

Ca rezultat al calculelor

Pe baza unei conditionari

La cererea operatorului

. Grafice (Trends)

Rapoartele de variatie pot fi prezentate grafic ca si curbe grafice sau sub forma tabelara. Aceste doua moduri de prezentare contin aceleasi date de proces, ele putand fi folosite si independent. Forma grafica a imaginii variatiei contine pana la 10 curbe din baza de date a procesului. Aceste curbe sunt reprezentate pe un sistem de coordonate bidimensional pe abscisa fiind reprezentat timpul iar pe ordonata valoarea. Curbele pot fi derulate atat dupa directia abscisei cat si dupa cea a ordonatei, iar parametrii ambelor axe pot fi modificati dupa cum pot fi modificati si parametrii de scalare a curbelor de variatiei. Toate curbele pot fi temporar sterse de pe ecran.

Exemplu de afisare a unei variatii, curba grafica.Exemplu de afisare a unei variatii, sub forma tabelara

Casete de dialog

Prin intermediul unor butoane soft localizate pe ecran, operatorul da comenzi sistemului. Butoanele pot fi activate cu mouse-ul. Poate fi utilizatasi tastatura pentru a activa butoanele respective. Introducerea datelor se va realiza prin intermediul tastaturii.

O caseta de dialog defineste limitele de variatie ale datelor si secventele de comenzi disponibile. Toate butoanele asociate unor functii vor fi prezentate ca butoane grafice. Prima litera a fiecarui cuvant din textele asociate titlului casetei de dialog si butoanelor text va fi majuscula. In casetele de dialog informative prima litera va fi majuscula. Cand este utilizat un buton pentru a activa o noua cutie de dialog, cuvantul cheie se terminacu trei puncte. Toate butoanele utilizate intr-o casetade dialog sunt afisate. Cand un buton nu are ca rezultat nici o actiune eticheta butonului este estompata. Toate cutiile de dialog se inchid dacanu se danici o comandaintr-un anumit interval de timp. Pe fiecare ecran diferit vor apare un numar de butoane.

. Butoane standard:

Ok Activeaza modificarile facute in cutia de dialog si inchide cutia de dialog

Cancel Inchide cutia de dialog faraa efectua modificarile ce nu au fost activate anterior. Cancel se utilizeaza atunci cand sunt perechi de butoane cum ar fi: Ok-Cancel, Execute-Cancel, Fa ceva -Cancel.

Execute Utilizat in locul lui "Ok" cand procesul actual este afectat, cum ar fi intreruptor inchis/deschis sau schimbare pozitie comutator ploturi.

Eticheta . Este utilizat pentru a accesa cutii de dialog sau functii suplimentare.

Exit Paraseste aplicatie

. Exemple de casete de dialog

Casete de dialog pentru echipamente de inalta tensiune:

Cand un echipament de inalta tensiune este selectat pentru operare si fereastra de dialog va aparea apare definitia obiectului intr-o cutie de dialog de tip obiect. Butoanele "Inchis" si "Deschis" sunt utilizate pentru selectarea tipului de operare. Butonul Deschis este decolorat cand aparatul este in pozitie deschis iar butonul Inchis este decolorat cand aparatul este in pozitia inchis. Cand este selectata comanda deschis sau inchis simbolurile din diagrama monofilara vor deveni albe pentru a indica faptul ca a fost selectat pentru operare. Pentru executarea comenzii "Execute" se apasa butonul. Cand a fost efectuata o operatie cu succes cutia de dialog se va inchide in mod automat. Cutia de dialog include de asemenea informatii de stare. Informatii cum ar fi interblocajele vor fi aratate pentru a informa operatorul. Butonul "Cancel" permite operatorului sa paraseascacutia de dialog fara a efectua nici o operatie.

Casete de dialog pentru masuri:

In aceste casete de dialog sunt inregistrate valorile minime si maxime pentru fiecare masurare. Valorile pot fi resetate din casuta de dialog.

Casete de dialog pentru controlul comutatorului de ploturi:

Pentru fiecare transformator este inclus in terminalul RET521 un comutator de ploturi manual sau automat. Aceasta functie este comandaata din interfata HMI.

Principala caseta de dialog pentru comutatorul de ploturi este prezentatain figura de mai sus. Prin selectarea simbolului transformatorului pe diagrama monofilara se activeaza aceastacutie de dialog.

Urmatoarele functii pot fi efectuate din aceasta cutie de dialog:

Se selecteaza unul din modurile "Manual" - "Automat" iar modul selectat este indicat pe diagrama monofilara langa simbolul transformatorului. In modul Auto comutatorul de ploturi este comandat de catre terminalul RET521 grupa 1 din tabloul transformatorului. Cand este selectat modul Manual apar butoanele "Raise" (Creste) si "Lower" (Scade) si ele pot fi utilizate pentru a regla comutatorul de ploturi manual. Dupa o schimbare de plot comutatorul va fi blocat o perioada de timp predefinita pentru a permite operatorului sa observe variatia de tensiune.

Nota: Contolul functionarii in paralel este realizat automat de aparate de verificare a pozitiei si nu necesita sa fie comandaat din aceasta cutie de dialog.

O fereastra informativa referitoare la pozitia comutatorului de ploturi da operatorului informatii despre plotul curent. Plotul curent este deasemenea afisata langa simbolul transformatorului pe diagrama monofilara.

Un buton "Cancel" (Sfarsit) permite operatorului saparaseascacutia de dialog fara a efectua nici o operatie.

Nivele de autorizare ale utilizatorilor

Accesul la calculatoare prin intermediul HMI se realizeaza pe baza unor drepturi de acces, interfata HMI are patru nivele de acces pentru utilizatori:

Vizualizare

Operare

Inginerie

Administrator sistem

Drepturile de acces se acorda pe baza unor parole:

Vizualizare: poate vedea numai anumite ecrane

Operare: poate comanda echipamente si comutatorul de ploturi

Inginerie: poate utiliza utilitarele de configurare aplicatie, poate face modificari in baza de date

Administrator sistem: poate realiza toate tipurile de operatii. Manevrele efectuate de persoana logata vor fi inregistrate si pot fi imprimate.

Imprimanta de evenimente:

La statia de lucru HMI este conectata o imprimanta de evenimente. Evenimentele pot fi listate spontan, atunci cand apar, sau selectiv, la cererea operatorului. Fiecare eveniment este listat pe un rand care contine:

Zona de informatii este structurata in coloane pentru a a avea un maxim de vizibilitate.

Pentru imprimanta de evenimente din statia Gutinas, 80 de caractere reprezinta standardul ales. Linia evenimentului este acceasi cu linia corespunzatoare din lista de evenimente iar limitele sunt setate de asemenea, de fontul utilizat in lista de evenimente.

Secventa de comanda a echipamentelor cu motoare de actionare

Exista patru locatii diferite de comanda asa cum sunt precizate in tabelul de mai jos:

Elementele de actionare ale echipamentelor de IT si terminalul de comanda-control din dulapul cu relee ofera posibilitatea de efectuare a comenzilor, in vederea asigurarii activitatilor de mentenanta ale celulei respective. Pot fi efectuate actionari monofazate, pentruechipamente de IT monopolare, in timp ce actionarile trifazate pot fi efectuate doar pentru echipamentele de IT tripolare.

Verificarea starii echipamentelor tripolare se poate realiza prin intermediul touch-screen-ului via terminalul REC561 din cabina de relee prefabricata. Elementul(ele) de actionare ale intreruptoarelor, cutitelor de punere la pamant si al(e) separatoarelor au cate un comutator local pentru selectarea modului de operare  Modul de operare Distanta/Local/Deconectat poate fi selectat pentru intreruptoare si separatoare in timp ce pentru cutitele de punere la pamant se poate selecta modul Distanta/Deconectat. Comenzile locale direct de pe echipamentul de actionare al aparatului de IT poate avea loc numai dacaeste selectat modul local. Comutarea pe modul local de comanda se va realiza fara nici o sincronizare. Pentru o sigurantasporita comutatorul echipamentului de actionare trebuie safie pe pozitia local, ceea ce previne orice control de la distanta, inainte ca comanda locala a echipamentului de actionare sa se efectueze.

Cand comutatorul de pe echipamentul de actionare este in pozitia de comandade la distantacomenzile efectuate de operator depind de comutatorul local/de la distanta din terminalul de comanda din dulapul de relee. Comanda de la panoul tactil HMI atasat terminalului de comandapentru mentenantadin dulapul de relee poate avea loc numai dacaeste in modul de comanda local. Operarea in modul local se va realiza cu interblocaje si cu verificarea sincronizarii. Comenzile sunt realizate din terminalul de comanda comun a fiecarei bretele.

Comanda intreruptoarelor este emisa direct de la terminalul de control catre infasurarea secundara de declansare/anclansare, direct catre circuitul intreruptorului.

Comenzile separatoarelor (a cutitelor de legare la pamant) sunt realizate prin intermediul retelei LON de la calculatoarele HMI la terminalele de comanda primare ale fiecarei celule, prin DS/ES. Comanda separatoarelor/cutitelor de legare la pamant va functiona chiar daca unul dintre calculatoare este defect. Daca ambele calculatoare sunt defecte, sau dacacircuitul primar de comanda a acelui terminal este defect, comanda trebuie sa fie emisa direct de la echipamentul de actionare al separatorului/cutitului de legare la pamant respectiv. Cand comutatorul celulei local/de la distanta este in mod de operare de la distanta iar echipamentul de actionare al aparatului de IT este de asemenea in mod de comanda de la distanta, statia este comandatade calculatorul HMI sau de la centrul national de control DET in functie de pozitia comutatorului statie/de la distanta. Cand comutatorul este pe pozitia statie statia electrica este comandata de pe calculatoarele HMI. Este posibil sa se emita comenzi de la ambele calculatoare HMI. Daca unul dintre calculatoare este indisponibil sau este oprit se poate utiliza celalalt calculator. Daca terminalul primar de comanda al unei celule este oprit se poate intotdeauna comanda intreruptorul celulei prin intermediul terminalului de control comun al bretelei respective. 

Calculatoarele HMI au un buton de autorizare a comenzii. Cand butonul este apasat calculatorul preia comanda si interzice celorlalor computere dreptul de a comanda. Deci se pot da comenzi doar de la un singur calculator in acelasi timp.

Cand comutatorul celulei local/de la distanta este in modul de la distantasi echipamentul de actionare al aparatului de IT este in modul de la distanta iar comutatorul statiei este in pe pozitia de la distanta, statia electrica este comandata de la dispeceratul energetic.

Daca un calculator este indisponibil, Dispecerul poate totusi sa comande si supervizeze intreaga statie prin intermediul celuilalt calculator. Ambele calculatoare au aceiasi baza de date si toate comenzile, alarmele si valorile vor fi actualizate chiar daca numai un calculator este functional.

Statie de lucru de inginerie

Statia de lucru de inginerie (sau conducere protectii) este conectata la reteaua SPA utilizatapentru sistemul de monitorizare al statiei. Statia de lucru este utilizatapentru tele-incarcare si evaluare a inregistrarilor deranjamentelor, avand posibilitatea sacomunice cu fiecare terminal de comandasi protectie. De exemplu, prin intermediul acesteia se pot schimba reglajele protectiilor si descarca de la distanta noi configuratii.

Reteaua SPA este conectata la toate terminalele cu exceptia terminalelor comune de comandaREC 561 cu ecran senzitiv atasat utilizat pentru mentenata intreruptoarelor bretelei de 400 kV respectiv si al terminalului REC 561 utilizat pentru serviciile interne CC/CA al statiei de 400 kV. Statia de lucru este de tip calculator de proces.

Statie de lucru de teletransmisie pentru evaluare deranjament (DEN si DET)

Statia de lucru de teletransmisie are un modem atasat care poate apela si se poate conecta la Statia de lucru de inginerie. Toate functiunile din statia de lucru de inginerie pot de asemenea, sa fie utilizate in statia de lucru de teletransmisie. Statia de lucru este de tip standard.

Laptop-ul de inginerie

Laptop-ul de inginerie se conecteaza la reteaua LAN in statie si se poate conecta la unul dintre computerele statiei HMI. Poate vizualiza imaginile statiei in ansamblu. Are de asemenea instrumentul de configurare care face posibilaincarcarea configuratiilor la fiecare terminal prin interfata seriala in fata terminalului. Laptop-ul are deasemenea posibilitatea sa schimbe reglajele protectiei si sa incarce si sa evalueze inregistrarile deranjamentelor.

Sincronizarea sistemului

Reglajul timpului in cadrul sistemul de conducere a statiei este asigurat printr-o unitate externa de sincronizare a ceasului intern. Acest reglaj de timp este distribuit terminalelor printr-o retea locala LON, ca mesaje globale. Timpul de sincronizare este receptionat printr-o antena de satelit GPS si un modul de interfata in panoul computerului de serviciu. In plus pentru o mai buna precizie a datelor se va distribui catre toate terminalele de comanda si protectie cate un puls la un minut.

Statiile de distanta din Centrala si din St.Bacau

Centrala:

Calculatorul de comanda de la distanta din Centrala se conecteaza la reteaua LAN a statiei si prin intermediul unui calculator HMI pot vizualiza imagini ale statiei. Acest calculator va putea comanda doar intreruptoarele (comenzi de inchidere si de deschidere) corespunzatoare liniilor aferente centralei electrice. Comenzile vor fi posibile doar atunci cand comutatorul de selectare a modului de operare din statia Gutinas este pe pozitia statie.

S.T. Bacau:

Calculatorul de comanda de la distantadin St. Bacau se conecteazala reteaua LAN a statiei si prin intermediul unui calculator HMI pot vizualiza imagini ale statiei. Calculatorul de comanda de la distanta din St. Bacau nu are posibilitatea de comanda.

Aceste calculatoare, din Centrala si din St. Bacau, aflate la distanta nu au baza de date, si nu au alarme sonore. Calculatoarele de la distanta sunt de tip standard.

Comanda si supravegherea la nivel de celula

Pentru nivelul de conducere al celulelor de 400 kV, in statia Gutinas sunt prevazute cate un terminal de conducere REC 561 pentru fiecare intreruptor si un REC 561 comun, utilizat pentru mentenanta, pentru fiecare bretea cu trei intreruptoare. Asta inseamna ca pentru o bretea sunt alocate patru terminale REC 561.

De asemenea, este prevazut un terminal comun REC 561 pentru alarme si semnalizari comune ale statiei, precum si doua terminale REC 561 pentru serviciile interne de curent continuu si de curent alternativ. Bobina ce compensare va fi prevazuta cu o instalatie automata de inchidere/deschidere a intreruptorului aferent acesteia, ce va actiona in functie de necesarul de putere reactiva din reteaua de 400 kV. Se va furniza un terminal numeric RET521 care va avea functie de controller, si va opera dupa o schema de alegere a tensiunii. Pentru fiecare faza a intreruptoarelor comanda de inchidere/deschidere se va da cu o intarziere rezultata din atingerea diferita a valorilor presetate de "minim/maxim" ale tensiunii. Acest controller se va monta in dulapul de protectie grupa 1 al bobinei de compensare (-C22.CO4) din cabina de relee nr. 2.

Fiecare releu REx 5xx este prevazut cu doua porturi seriale. Unul pentru conexiuni la statia de lucru HMI a statiei prin reteaua LON si unul pentru conexiuni prin retea SPA. Reteaua SPA este conectata la toate terminalele (cu exceptia terminalelor auxiliare si terminalelor de comanda pentru backup care au atasat un ecran cu posibilitate de afisare/comanda, atasat la al doilea port de comunicatie).

Terminalele apartin unei familii din seria 500 si includ functii de comanda si protectie. REC561 este utilizat la nivel de celulain Sistemul de Comanda al Statiei pentru a comanda si supraveghea intreruptoarele, separatoarele si cutitele de legare la pamant in orice configuratie.

Functiile standardizate pre-testate sunt comanda echipamentelor de IT si interblocajele dintr­-o celula, ce pot fi implementate in terminalul de comanda asigurandu-se totodata disponibilitatea sistemului complet. Semnalele binare din proces precum si semnalele analogice din TT-uri si TC-uri sunt conectate direct la terminalul de comanda. Configuratia software-ului din terminalul de comanda este pastrata in cazul pierderii alimentarii. Software-ul este impartit in doua parti principale: software de sistem si software de aplicatie. Software-ul de sistem, din terminalele de comanda REC 561, contine functii software de baza care determina functiile de baza ale sistemului. Acest software este localizat intr-o memorie permanenta iar operatorul nu il poate modifica. Unele parti pot fi influentate prin parametrii pentru indeplinirea cerintelor speciale.

Libraria de baza a software-ului sistemului pentru statia operator include programul principal care este similar in toate sistemele, independent de configuratia hardware. Include de asemenea instrumente de manevrare a configurarii si a sistemului.

Soft-ul de aplicatie este soft-ul necesar adaptarii sistemului de baza SCS la o configuratie specifica de statie sau la cerintele utilizatorului in ceea ce priveste functiile specifice. Partea principala a soft-ului de aplicatie este formata din module de functii standard, fiecare modul continand o functiei foarte bine cunoscuta si testata cu scopul de a obtine un comanda specific sau o functie de supervizare. Cealalta parte a soft-ului de aplicatie contine legaturile dintre modulele standard. Aceasta parte poate contine de asemenea si functii specifice clientului. Soft-ul de aplicatie din terminalul de comanda este programat in limbaje bloc functionale care se conformeaza standardului international IEC1131-3. Acesta este un limbaj de programare cu reprezentare grafica special orientat pentru controlul de proces. Caracteristicile limbajului sunt ca fiecare functie este vazuta ca o un bloc cu intrari si iesiri. Functia unui bloc poate fi simpla, cum este cazul functiei SAU intr-o logica de comanda, sau mai complexa cum este cazul blocului protectiei la defect intreruptor.

Softul aplicatiei, introducerea bazei de date precum si documentarea sunt realizate cu ajutorul unor programe pentru calculator. Folosind un program cu limbaj specific de nivel inalt este programata pe statia de operare.

Pentru a se asigura o functionare robusta si fiabila a soft-ului, partea principala a aplicatiei soft este realizata sub forma de module software standard construite prin elemente bloc functionale. Modulele sunt testate in vederea asigurarii unei functionari sigure potrivita procesului. Exemple de functii disponibile ca module standard:

comanda echipamentelor;

masura;

In statia de operare aplicatia este simplificata prin existenta unei librarii de functii, care contine functiile standard ale aplicatiei. Aceste functii standard sunt selectate si instalate in afisajele de proces (prezentare, scheme monofilare, etc) si afisajele de raportare. Atunci cand functiile standard sunt instalate, obiectele necesare sunt create automat. Aceste obiecte sunt adaptate elementelor bloc cu functie speciala de la terminale, unde semnalele transferate statiei operator sunt conectate intr-un mod pre-determinat. In terminalul REC functiile de comanda asupra intreruptoarelor/separatoarelor sunt create folosind tipuri de solutii bine analizate de ABB, care folosesc elemente bloc functionale special dezvoltate pentru asigurarea calitatii functiilor de comanda-comanda.

Comanda echipamentelor

La nivelul celulei pot fi manevrate direct de catre operator sau indirect de secventa de program, diferite echipamente. De asemenea, acestea pot fi manevrate prin automatici sau declansate prin protectii. Deoarece echipamentele la inalta tensiune pot fi alocate multor functii dintr-un sistem automat al unei statii, abordarea orientata pe echipament cu un modul intern care trateaza interactiunile si starea fiecarui echipament din cadrul procesului asigura consistenta procesului informational folosit de catre functiile de comanda de nivel inalt.

Echipamentele de inalta tensiune precum intreruptoarele sau separatoarele sunt comandate si supervizate fiecare de cate un modul software.

Modulul software este conectat cu unitatea fizica de proces in zona intreruptorului printr-un numar de intrari si iesiri digitale. Au fost create de asemenea elemente speciale pentru a face controlul asupra celulei si asupra aparatelor pe cat mai eficient posibil. Patru elemente bloc functionale au fost create pentru acoperirea celei mai importante parti a controlului unei celule.

Echipamentele pot fi comandate din locuri de operare diferite:

supervizare (nivelul 3 de conducere de la dispecer);

statie (statia de lucru HMI montata la nivelul 2 de statie);

local (echipamentul REC cu interfata HMI montat la nivel de celula, nivelul 1);

local, direct de la echipamentul primar (nivelul 0).

Numai un singur loc de operare poate fi valid la un moment de timp. Un loc de operare poate fi ales numai de la un alt loc de operare cu o prioritate mai mare. Acest lucru inseamna caatunci cand este ales controlul de la distanta, se poate alege singur la loc de operare in dauna controlului de la distanta. Similar, modul local se poate alege ca loc de operare in dauna celorlalte doua moduri.

Atunci cand locul de operare in mod local este dezactivat (de operatorul local) devine valid modul de operare anterior. Atunci cand locul de operare a fost stabilit, se poate efectua si o selectie de echipamente in vederea efectuarii comenzilor. Comanda echipamentelor trateazadiferite tipuri de comenzi venite din diferite locuri de operare. Locul de operare in mod local trebuie interpretat ca terminal de comanda local.

Pentru prevenirea comenzilor duble, de la nivelul celulei si de la nivelul intregii statii sau prevazut posibilitati de rezervare si selectare. Pentru o comanda date unei celule partea de rezervava rezerva numai acea celula. Inginerul poate include sau exclude partile care rezerva alte celule.

Functiile de rezervare si selectare constau din patru parti diferite:

rezervarea celulei proprii;

rezervarea ceruta de alte celule si cunoasterea semnalizarilor;

raspunsul la cerintele de rezervare;

permiterea selectarii echipamentelor, in conditiile impuse re rezervari

Exista functii de supraveghere care impiedica programul sa se blocheze la mijlocul unei secvente de comanda. Atunci cand timpul de operare este prea lung, apare o indicatie de eroare iar secventa de comanda se reseteaza.

Partea de comanda trebuie sa verifice conditiile de start (de exemplu daca se selecteaza o inchidere atunci cand pozitia este inchis) pentru o selectie valida, insasi schimbarea si indeplinirea corecta a selectiei. Semnalele de stare corespunzatoare, sunt date. Operatia depinde de semnalele de interblocari si blocari. Daca blocarile si interblocarile permit operatia, operarea comenzii este posibila atunci cand punctul de start este in pozitie intermediara.

Interblocaje

Functia de interblocare garanteaza permisiunea de a opera asupra unor aparate cum ar fi separatoarele si cutitele de legare la pamant ale echipamentelor de comutatie de inalta tensiune. Interblocarea in cadrul acestui proiect este construita in contoller-ul celulei. Acest lucru va realiza o interfata om masina completa continand informatii de operare cu privire la conditiile de permisivitate. Functia de interblocare consta in module software localizate in fiecare terminal de comanda. Functia este distribuita si nu depinde de nici o functie centrala. Comunicarea dintre modulele de comanda in diferite celule este realizata prin intermediul retelei LON.

Pozitiile echipamentelor de inalta tensiune reprezinta date de intrare pentru modulele software distribuite in terminalele de comanda. Logica de interblocare intr-un terminal de comanda depinde de functia celulei si de aranjarea echipamentului de comutatie. Aplicatia de inginerie realizeaza conditii de interblocare specifice.

Functiile de interblocaj de la nivelul de comanda locala (prin dispozitivele de comanda ale echipamentului respectiv) este limitat.

Sincronizare si verificarea sincronizarii

REC 561 are o functie pentru verificarea sincronismului si a prezentei tensiunii cu urmatoarele caracteristici:

tensiune, unghi de faza, abaterea de frecventa, reglabile

punere sub tensiune linie fara tensiune-nod sub tensiune, sau linie sub tensiune-nod fara tensiune

setari diferite pentru punerea sub tensiune in cazul comenzii manuale de inchidere fata de comanda de reanclansare automata.

Programe utilitare software

Activitatea de programare necesara configurarii sistemului de conducere al statiei de 400 kV Gutinas, in mare, poate fi divizata in urmatorii pasi:

Programarea aplicatiei in terminalul de comanda, incluzand manipularea raportului fizic I/O, logicile interne si comunicarea cu alte noduri (terminale de comanda, statie HMI)

Configurarea retelei de comunicatii LON;

Programarea aplicatiei statiei HMI incluzand comunicarea cu terminalele de comanda(semnal database), logica interna, prezentare grafica a sistemului si procesului ca si configuratia comunicarii supervizarii la centrul de comanda.

Programul utilitar CAP 540

Programul utilitar CAP 540 pentru programarea aplicatiei, documentare, testare si punere in functiune a terminalelor numerice de comandasi protectie este bazat pe un pachet software functionand pe un PC. Utilitarul de configurare este conectat la un terminal si activitatea de programare poate fi facuta direct spre unitatea conectata.

Programul CAP 540 admite urmatoarele caracteristici:

Configurarea terminalului numeric prin CAP 531;

Program de reglaj PST;

Inregistrare date deranjament si evaluare;

Documentare pentru program grafic.

Exemplu de ecran al programului CAP 540

Program de configurare CAP 531

CAP 531 este un program de configurare pentru terminale de comandasi protectie. Standardul IEC 1131 include multe limbaje de programare pentru grafice si text. Diagrama bloc de functionare CAP 531 este unul din limbajele IEC 1131.

Exemplu de ecran al programului de configurare CAP 531

Program de reglare a parametrilor (PST)

Cu aceasta functie, inginerul de protectie poate verifica si modifica parametrii din diferite locuri. Terminalul de regalare a parametrilor poate fi setat  intr-un mod prietenos prin:

Interfata HMI integrata;

Un PC separat conectat in fata terminalului sau la un port de comunicare separat;

Un PC conectat la distanta prin legatura de comunicare.

Exemplu de ecran pentru setarea parametrilor

Procedura de intrare in program este bazata pe tehnici de afisare pe ecran, care oferaoperatorului control vizual al activitatii executate. Toate functiile prezentate mai sus, cu exceptia introducerii codurilor sursa, pot fi executate in timp ce sistemul este in functiune.

Configurarea retelei de comunicatie LON

Configuratia barei de comunicatie este facuta cu software Windows in statia computerului in mediu Windows. Aceasta include initializarea nodurilor retelei, setarea parametrilor de comunicatie si semnal obligatoriu intre terminalele de comanda celula. Programul de comunicatie folosit se numeste LON Network Tool (LNT)

Programarea aplicatiei MicroSCADA

Programarea aplicatiei statiei HMI este facuta cu software MicroSCADA. Toate programele folosite includ editare imagine, programare logica, semnal database ca si configurarea comunicatiei supervizarii la centrul de comanda care este inclusa in pachetul software MicroSCADA.

Date tehnice ale sistemului de comanda si supraveghere

Timpi de actualizare a statiei HMI

Performanta statiilor HMI in conditii normale de functionare din statia electrica este in acord cu urmatorul tabel:

Incarcarea procesorului in functionare normala in computerul HMI va fi de sub 60 %.

Alimentarea cu tensiune operativa auxiliara

Pentru electroalimentarea sistemului de conducere a statiei, descris in aceastadocumentatie sunt utilizate urmatoarele tensiuni operative:

alimentare la 220 V c.c. provenita din bateriile statiei

alimentare la 220 V c.a. provenita din serviciile interne de curent alternativ a statiei

Imprimantele, computerele si monitoarele sunt alimentate cu 220 V c.a. Tensiunea alternativade alimentare este preluata prin intermediul unui invertor c.c./c.a. alimentat prin sistemul de baterii la 220 V c.c. Terminalele de comanda sunt alimentate din sistemul de baterii la 220 V c.c. Interferenta cu cerintele de mediu pentru echipamentul conectat la proces indeplineste standardele IEC referitoare la 1MRK 500 019-BEN.