Sähköverkon valvonta ja ohjaus - €¦ · sy st em Protection & Control SPA or L ON

©A

BB

-1-

DA

Sem

inar

200

6 U

noffi

cial

Sähköverkon valvonta ja ohjaus

Juha Muhonen

©A

BB

-2-

Netw orkCont rolCenter

G

Pow er stat io nProc es sau t oma ti onsy stem P ro tect ion

& Con trol

P ro tec tio n

S PAor LON ®

RM USec ond ar ysub st ationM V/ LV

Sub st at io n HV/M V

M Vov erheadnetw ork

H Vov erheadnetw ork

M V c ablenetw ork

LVoverhead

netw ork

LV cablenetwor k

Energy m et erLoad c ontrol dev ic e

M V/LVTra nsformerw ith air-iso latedd isc onn ector

Disc onn ectoruni t w ith SF6-iso late ddi scon necto r

Pro tect io n & C ontro l

S PAor LO N®

Loc alc on tro l

G at ew ay

110 k V/20 kV

HVoverheadnetw ork

M

Industrial plantProc essaut omat ionsy st em

Pro tect ion & Con tro l

SPAor L ON®

H V/ MV

P ad- m ount edM V/LV station

Wind m i ll powerst at ion

S olar p owerst ation

Sähköverkon valvonta ja ohjaus

Juha Muhonen / Aluepäällikkö KotimaaABB Oy, Sähkönjakelun automaatiojärjestelmätSähkönjakeluverkon automaatiota vuodesta 1988

©A

BB

-3-

Sisältö

Johdanto

MicroSCADA Pro tuoteperhe

Liityntä sähköverkkoon

Käyttöliittymä

Toteutusesimerkki sovelluksineen

MicroSCADA Pro

©A

BB

-4-


G


& Con trol

P ro tec tio n

S PAor LON ®





M V c ablenetw ork

LVoverhead

netw ork

LV cablenetwor k





S PAor LO N®

Loc alc on tro l

G at ew ay

110 k V/20 kV

HVoverheadnetw ork

M



SPAor L ON®

H V/ MV




Sähkönjakeluverkon automaatiolla tarkoitetaan:

Sähkö- tai teollisuuslaitoksen toisiolaitteiden integroimista kokonaisjärjestelmäksi, joka huolehtii sähkönjakelun

kaikista valvonta, suojaus- ja ohjaustarpeista

Integroitu kokonaisjärjestelmä huolehtii:

Informaation siirrosta ja jalostamisesta toisiolaitteilta sähkö- tai teollisuuslaitoksen tietojärjestelmiin

Mitä sähkönjakeluverkon automaatio on ?

©A

BB

-5-


G


& Con trol

P ro tec tio n

S PAor LON ®





M V c ablenetw ork

LVoverhead

netw ork

LV cablenetwor k





S PAor LO N®

Loc alc on tro l

G at ew ay

110 k V/20 kV

HVoverheadnetw ork

M



SPAor L ON®

H V/ MV




Integrointi

Kahden eri toimittajan rajapinta:aina ongelma ja kustannus asiakkaalle

OPERAINTEGRA DTU

SPACOMREFAMR

FOCUSRTU

Integroidaan järjestelmät ja laitteet: Tehokkaaksi lisäarvoa tuottavaksi kokonaisuudeksi

MicroSCADA REC

©A

BB

-6-

Sisältö

Johdanto



Käyttöliittymä


MicroSCADA Pro

©A

BB

-7-

MicroSCADA Pro

Valvonta ja ohjausjärjestelmä siirron ja jakelun sovelluksiin

MicroSCADA Pro – tuoteperheKäytönvalvonta SYS 600

SA kommunikointi COM 500

DMS, käytöntuki ja verkkotieto DMS 600

Kehitetty suomalaisten verkkoyhtiöiden ja teollisuuden kanssa yhteistyössä takaamaan jakeluverkkojen käytettävyyden

MicroSCADA Pro

©A

BB

-8-

Käytönvalvonta

Automaatioon sähkönjakeluverkoissaSkaalautuva

Kannettavasta hajautettuun ja kahdennettuun jäejestelmäänKäytönvalvonnasta käytönhallinta järjestelmäksi

Edistyksellinen käyttöliittymäYhdestä asemakaaviosta laajaan kokonaiskuvaan (Kartta, kiskosto, zoom, panning and de-cluttering)Kiskosto ja verkko väritys

Avoin kommunikaatio Vakiokommunikaatio protokollat mukaanlukien IEC 61850Integroitu gateway toiminnallisuus käytönvalvontajärjestelmäänOPC rajapinta (process control systems)

MicroSCADA Pro

©A

BB

-9-

Käytönvalvonta

Tiiviisti integroitu yhteen suojareleiden kanssaAsetus työkalut

Häiriötallennin työkalut

Sähkönlaatu työkalut

Turvallinen ja nopea verkonvikatilanteiden hallintaEdistyksellinen ja tarkka vian paikannus ja erotusAutomaattinen jännitteen palautus

MicroSCADA Pro

©A

BB

-10

-

Käytöntuki

Käytönvalvonta toiminnallisuuteen integroituna:Sähkönjakeluverkon tiedot

Verkkotiedot ja verkon mallinnus MV/LV asemiin ja pienjänniteverkoon asti

Taustakartat

Verkon mallinnusta käyttävät sovellukset Vianpaikannus, keskeytysraportointi, etsi, paikanna …

MicroSCADA Pro

©A

BB

-11

-

Sovellus alueet

Sähkö sovellukset:Sähköyhtiöissä

SA ja SCADA/Käytöntuki

TeollisuudessaSCADA/Käytöntuki

RautatietSCADA/Käytöntuki

Muut sovellukset:Kaukolämpö

Vesi ja jätevesi

Öljy ja kaasu

MicroSCADA Pro

©A

BB

-12

-

Sisältö

Johdanto



Käyttöliittymä


MicroSCADA Pro

©A

BB

-13

-

Miten ennen

Valvomo Kojeistot

Suojareleet

Paikallisohjaustaulu

Mittamuuntajat

Kaukokäyttö

Kaukokäyttöala-asema

TapahtumatallentimetRistikytkentä

Suoja-releet

Optinen tiedonsiirto


Suoja-releet

Kaukokäyttö•erillinen ala-asema•tilatiedot / hälytykset•ohjaukset•mittaukset

JohdotusKiaikkien laitteiden välinen=> mahdollisia vikapaikkoja

Releet •sähkömekaanisia / stattisia•Indikointi toiminnasta•Yksinkertaisia asetella•Ei itsevalvontaa

Kommunikointi

©A

BB

-14

-

Miten nykyäänValvomo Kojeistot

Suojareleet

Paikallisohjaustaulu =>Paikallisvalvomo

Mittamuuntajat /sensorit

Kaukokäyttö

Kaukokäyttöala-asema

TapahtumatallentimetRistikytkentä

Suoja-releet



Suoja-releet

Kaukokäyttö•yhdistetty tiedonvälitys /paikallisvalvomo•tilatiedot / hälytykset•ohjaukset, mittaukset•rekisterit,asettelut,Parametrit• Häiriötallenteet• Sähkönlaatu

Johdotus•vain releille=> vikapaikkoja vähemmän•optinenväylä kaukokäyttöön=>vähän kuitua , paljon tietoa•häiriönsietokyky hyvä

Releet •microprosessori / numeeriset• saatavilla paljon tietoa•ohjaukset,tilatiedot, mittaukset•rekisterit,asettelut,parametrit•itsevalvonta•sähkönlaadun mittaukset•kunnonvalvonta•nopea kommunikointi => lukitukset

Optinenkommunikaatio

Kommunikointi

RR

©A

BB

-15

-

MicroSCADA Pro Kytkinasemalla

Remote CommunicationIEC 101 / IEC 104 / DNP 3.0

Substation Automation SystemIntegrated Substation Control and Gateway

Control Center

Substation CommunicationSPA / LON / IEC 103 / IEC 61850

MicroSCADA ProSystem Server and

workstation withIntegrated Gateway

MicroSCADA Pro

©A

BB

-16

-

MicroSCADA Pro Kytkinasemalla

MicroSCADA ProWorkstations

Ethernet

Substation Automation SystemCombined IEC 61850 and LON based station communication

Control Center

Remote CommunicationIEC 101 / IEC 104 / DNP 3.0

Substation CommunicationSPA / LON / IEC 103 / IEC 61850

MicroSCADA ProCommunication gatewayMicroSCADA Pro

Redundant System Servers

MicroSCADA Pro

©A

BB

-17

-

Sisältö

Johdanto



Käyttöliittymä


MicroSCADA Pro

©A

BB

-18

-

Yleistä

Edistyksellinen käyttöliittymäProsessikaaviot

Hälytys- ja tapahtumalistat

Estolista

Trendit

Raportit

Järjestelmän valvontakaavio

MicroSCADA Pro

©A

BB

-19

-

Monitori Pro yleisnäkymä

Status ilmoitukset

Prosessikuvien näyttöalue

Hälytys- ja tapahtumalista

Shortcuts

Kiskostoväritystyökalut

Prosessikaaviot

Hälytysrivi Zoom & Pantyökalut

View Info

Vakiomenu

MicroSCADA Pro

©A

BB

-20

-

Prosessikaaviot

AsemakaaviotTilatiedot

Ohjaukset

Dynaaminen väritys

Suojarele työkalut

Zoom, Pan, De-clutter

Dokumentit

Tool-tips

Kirjastot

MicroSCADA Pro

©A

BB

-21

-

Ohjaus dialogit

Kytkentälaitteet

Muuntajat

Mittaukset

MicroSCADA Pro

©A

BB

-22

-

Ohjaus dialogit

SuojareletyökalutReleen asettelu työkalut

PQ Sähkönlaatu työkalut

DR-Collector Tool häiriötallennin työkalut

MicroSCADA Pro

©A

BB

-23

-

Prosessi näytöt

DokumentitSuora linkki dokumentaatioon

Helppo lisätä uusia linkkejä

MicroSCADA Pro

©A

BB

-24

-

Tapahtuma- ja Hälytyslistat

Aseteltava käyttöliittymä

Etsi -toiminto

Suodatus -toiminto

Aseteltava väritys

Copy/Paste

Vapaat kommentit

MicroSCADA Pro

©A

BB

-25

-

Estolista

Etsi -toiminto

Copy/Paste

MicroSCADA Pro

©A

BB

-26

-

Trendit

Zoom/Pan

Copy/Paste

Export .csv

MicroSCADA Pro

©A

BB

-27

-

Sisältö

Johdanto



Käyttöliittymä


Yhteenveto

MicroSCADA Pro

©A

BB

-28

-D

A S

emin

ar 2

006

Uno

ffici

al

UPM-Kymmene Oy

WISA 800 REC

Sähkönjakelun Automaatio

©A

BB

-29

-

Yleiskuva Sähkönjakelun Ohjauksesta ja Valvonnasta

Uusi Valvomo

OPC

OPC

EMSOPC

DCSOPC

SähkötilaSYS500

CB SähkötilaCOM500

Vanha Valvomo

TCP/IPTCP/IP

CA18 kpl 4 kpl IO

24/22+1+1

CB16 kpl 4 kpl IO18+27/20+2+1+2

DA20 kpl 4 kpl IO24+27/24+1+1+2

DB21 kpl 1 kpl IO24/22+1 +(1)

CC29 kpl, 1 kpl IO, 7 kpl MCC42 / 37+2+2

EH7 kpl+8 kpl MCC24 / 15+1+1

Paperitehdas COM500

L

MVA

110 kVOther

protectionSystems

IEC 870-5-101

G3~

Turb./gen Protection

EH

Toimitusraja

PM1 PM6PM3

LL

PM2

L

LL

GPS

Yht 22 kpl REFxxx

PM5

LL L

GPS

Yht 66 kpl REFxxx Yht 52 kpl REFxxx

GPS

Switch

©A

BB

-30

-

Sähkön jakelun ohjaus ja valvonta , uusi Soodakattila

EH Sähkötila 420E12.27 kpl + 8 kpl MCC

2415+1+1

Siemens Sicam/Siprotec

110 kV Sähköasema

OPC

EMSOPC

DCSOPCG

3~175 MVA

Turb./gen Protection

EH 10 kV 1…7

CC/I 20 kV

CC/II 20 kV

SYS500Sähkötila 430E3.2

L

IEC-870-5-101

EC

RET521ABB Relays

PM5

I/OL

L

BM6

EH

L

L

KeittämöSFL

HaihduttamoEL, ENL

TurbiiniEJ,EK, EWL

PurukeittämöSYL

GPS

EC

RET521ABB Relays

L 420E15.2EA, EBL

MeesauuniFAL

KaustistamoFBL

420E14.2EC, EDL

Switch

CA Sähkö tila

DB Sähkö tila

L

L

L

DICSI/Huoltoväylä

Liityntä asiakkaan TCP/IP verkkoon

CC Sahkötila 420E12.229 kpl, 1 kpl IO, 7 kpl MCC

42 37+2+2

OPC server

SoodakattilaEELNuohous

EGL

©A

BB

-31

-

Koko laitokselleKiinteä Kuorman erotus prioriteetti valituille kuormille•uScadassa käyttäjä voi aktivoida/passivoida esivalitut kuormat jotka erotetaan kun 110 kV katkaisia aukeaa (max 12 kpl)

•Käyttäjä aktivoi valitun kiinteän valikon (Matriisi 6 x 12 kpl )•uScada laskee ja valitsee prioriteettijärjestyksessä pudotettavat kuormatTaajuus perustainen kuorman erotus (taustalla)•1 kpl Multifunction rele joka valvoo taajuutta ja laukaisee DO kautta

eri portaisssa muita lähtöja•Muut lähdöt (Basic) saavat käskyn DI kautta ja jokaisella määritelty

erikseen huomioidaanko laukaus

Koko laitokselleKiinteä Kuorman erotus prioriteetti valituille kuormille•uScadassa käyttäjä voi aktivoida/passivoida esivalitut kuormat jotka erotetaan kun 110 kV katkaisia aukeaa (max 12 kpl)

•Käyttäjä aktivoi valitun kiinteän valikon (Matriisi 6 x 12 kpl )•uScada laskee ja valitsee prioriteettijärjestyksessä pudotettavat kuormatTaajuus perustainen kuorman erotus (taustalla)•1 kpl Multifunction rele joka valvoo taajuutta ja laukaisee DO kautta

eri portaisssa muita lähtöja•Muut lähdöt (Basic) saavat käskyn DI kautta ja jokaisella määritelty

erikseen huomioidaanko laukaus

Kuorman erotus (Load Shedding) Esivalittu kiinteä + TaajuusUusi Soodakattila Valvomo

OPC

OPC

EMSOPC

DCSOPC

CC SähkötilaSYS500

DB SähkötilaCOM500

Olemassa oleva Valvomo

TCP/IP 100 MBit

TCP/IP

S S S S

CA CB D DB CC EH

S

L

S

L

S

L

S

L

S

L

S

L

MultiBasic

G

110 kV

x

HW Trip

G

Kantaverkko

110 kV katkaisijan laukaisu tuotu jokaiselle Kojeistolle/lähdölle

CB SähkötilaCOM500

S S

©A

BB

-32

-

Kulutus

MW

3.51.74,21,42,21,74,21,71,92,51,24,12,23,4

järjestysnr

1234567891011121314

Lähtö

TilaLähtö

nr

DA_14

DA_15

DA_7

DA_10

DA_6

DA_5

DA_18

CA_17

DA_18

CA_23

DA_12

Kuor_13

Kuor_14

Kuor_15

Osasto

lähtö

SA-Puunkäs.HakkimoSaha KuivamoSahaPA-tehdas, jauhWisapakWisapakKuivuriKuitilinjaKuitulinjaKuivatusPuistomuuntamo

Kuormanpudotus, tehotasapainon laskennan prioriteetti taulukot

Tehomittaukset ja tehotasapainolaskennan tulos

12 MW Kiskokatkaisijan teho

Lähtö

nr

DA_14

DA_15

DA_7

DA_10DA_6

DA_5

DA_18

CA_17

DA_18

CA_23

DA_12

Kuor13

Kuor14

Kuor15

Osasto

lähtö

SA-PuunkäsHakkimoSaha KuivamoSahaPA-tehdas, jauhWisapakWisapakKuivuriKuitulinjaKuitulinjaKuivatusPuistomuuntamo

Taulukon aktivointi

Lähtö

nr

Kuor15

Kuor14

Kuor13

DA_7

DA_14

DA_15

DA_2

DA_10

DA_6

DA_5

DA_18

DA_17

DA_12

CA_18

CA_23

Osasto

lähtö

Saha,kuivaamSA-PuunkäsHakkimoSahaPA-tehdas,jauhWisapakWisapakKuitulinjaKuitulinjaPuistomuuntamKuivuriKuivatus

Taulukon aktivointi

Pudotusprioriteetin muutos tapahtuu editoimalla passivinen taulukko.

Minkä jälkeen se aktivoidaan

©A

BB

-33

-

Kuormanpudotus kuvia

©A

BB

-34

-

Kuorman pudotuksen prioritetin muutos

©A

BB

-35

-

Toimintaselostukset

©A

BB

-36

-

MV Moottoreiden liityntä AutomaatiojärjestelmäänUusi Soodakattila Valvomo

OPC

Prosessiohjausjärjestelmä

Olemassa oleva Valvomo

TCP/IP 100 MBit

TCP/IP

IO

Profibus-DP/V1 OLM

OLM

EH-kojeisto

RER103RER103RER103RER103

OLM

OLM

Profibus-DP/V1

SPA-ZC-302

SPA-ZC-302

1 7

Prosessiasema

©A

BB

-37

-

Juha Muhonen

[email protected]

puh. 050 33 43520

KIITOS !

©A

BB

-38

-

MicroSCADA Pro

Documents

Sähköverkon valvonta ja ohjaus - €¦ · sy st em Protection & Control SPA or L ON