Propuesta Sistema scada
-
Upload
franklin-alarcon -
Category
Documents
-
view
30 -
download
5
description
Transcript of Propuesta Sistema scada
Propuesta de Sistema para Venalum Julio 2007
Proyecto: Sistema de Control para Sistema de Potencia Venalum 115/13,8/4,16/0,48 kV
Caracas, Julio de 2007
Erick Oliveros AzarakAutomation Systems - Venezuela
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 20072 2
Sistema PACiS – Información GeneralProtection, Automation and Control Integrated SystemSe articula sobre una red Fast Ethernet en configuración de anillo redundante a una velocidad de 10 / 100 Mbps con Protocolo IEC 61850Interfase de Operación (IHM) para monitoreo, control, automatización y protección
Sistema Operativo: Microsoft Windows 2000 ServerCualquier PC con MS-Windows 2000 puede ser cliente del sistema
Modulo de Reportes permite despliegue de reportes en formato XML, PDF, XLS definidos por el usuarioFunciones de Control y Automatización programablesSincronización Horaria
1 ms de resolución para estampado de fecha y hora de los eventosConectado a reloj tipo GPS vía IRIG-B
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 20073 3
Sistema PACiS – Información GeneralPara Conectar equipos con funciones de:
ProtecciónAutomatismoMonitoreoControl
Red de Comunicación hacia los dispositivos electrónicos inteligentes (IED´s) utilizando comunicación serial RS485 utilizando protocolos IEC 60870-5-103, IEC 60870-5-101, Modbus o DNP3.0 Level IIEquipos Electrónicos Inteligentes (IED´s) típicos
Relés de ProtecciónEquipos de MonitoreoComputadores de bahíaInterfase Humano – Máquina (IHM)Computadores de InterfaseGateway
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 20074 4
Diagrama Unifilar Venalum
S/E Nº 1
S/E No. 2
S/E Nº3
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 20075 5
Arquitectura Distribuida (1 de 2)
Red Fast Ethernet Redundante con Protocolo IEC 61850 Vía Cable de Fibra Óptica
Enlace de Comunicación Serial Vía RS 485 usando Protocolo DNP3.0 ó T101 ó T104
Interfases Humano Máquina (IHM)Servidor Redundante y Máximo 8 Clientes
Server Client ClientServer
GPS
Time Shyncro
Hac
ia S
/E N
o. 2
Estación de Ingeniería
Servidores con Capacidad para Hacer Data Archive
Report Printer
Event Printer
UAD de la Subestación
Sala de Control Venalum
L3 L2 L-I L-II 40-T5 H133 40-T6 40-T7 40-T8 H166 H124
Subestación No. 1 Venalum
SalidasMedia
Tensión
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 20076 6
Arquitectura Distribuida (2 de 2)
Unidades de Adquisiciónde Datos MiCOM C264(Bay Computers)
Relés de Protección Familia MiCOM Pxxx
Des
deS
/E N
o. 1
Red Fast Ethernet Redundante con Protocolo IEC 61850 Vía Cable de Fibra Óptica
UAD de la Subestación
L1 L3 L-IV L4 L-V H330 40-T7 Banco18000kVARSubestación No. 2 Venalum
SalidasMedia
Tensión
UAD de la Subestación
Subestación No. 3 Venalum
SalidasMedia
Tensión
Ver Nota en SE No. 1 Comunicación Serial RS 485 Protocolo DNP3.0 ó T101 ó T104
Red EthernetRedundante de Fibra óptica IEC 61850Enlace SerialRS485 / DNP3.00T101 o T104
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 20077 7
IHM de PACiS: Funciones avanzadas SCADA
Pantalla de lasSubestaciones
Mando y Control de Equipos de AT/MT
Visualizador de Alarmas y Eventos
MediciónVisualizador de
Tendencias
Ventana de Alarmas
Despliegue de Alarmas masrecientes
Naturaleza, status, severidad y estampado de tiempo de 1 ms
Hasta 6 nivelesdiferentes de Alarmas
Acceso vía WEB para control remotoPuede tener completa redundancia
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 20078 8
Premisas de Diseño (1 de 4)Se propone el cambio de los Relés de Protección de circuitos de AT y MT que pertenezcan a Alimentadores Críticos del Sistema según lo indique Venalum. Este cambio obedece a la sustitución de Relés de Protección Electromecánicos por IED´s(Intelligent Electronic Devices) con funciones de protección numérica de última generación y capacidades de comunicación vía protocolos standard.Los nuevos Relés de Protección serán de la Familia Areva Micom Pxxx según sea la función a cumplir y el dispositivo eléctrico de potencia a proteger.Los puertos de comunicaciones de los nuevos Relés de Protección serán conectadas a Unidades de Adquisición de Datos (UAD) Modelo C264 de Areva quienes serán las encargadas de hacer las funciones de IHM para control y monitoreo a nivel local en las subestaciones No. 1, No. 2 y No. 3.La comunicación entre los nuevos Relés de Protección de cada una de las subestaciones y las Unidades de Adquisición de Datos (UAD) se realizará mediante enlaces seriales del tipo RS485 y podrán utilizar protocolos de comunicación estándar del tipo DNP 3.00 Level II, IEC 60870-5-101 o IEC 60870-5-104.La comunicación entre las Unidades de Adquisición de Datos (UAD) y los servidores y clientes a ser ubicados en la Sala de Control de Venalum se relaizará mediante un anillo de fibra óptica redundante, el cual, utilizará como protocolo de comunicación la norma IEC 61850.El anillo de comunicaciones de Fibra Óptica consiste en un Anillo Redundante que utiliza una Técnica de Recuperación rápida ante la presencia de cortes en las líneas de comunicación. Esta función se conoce con el nombre de “Auto cicatrización”.El anillo de comunicaciones de Fibra Óptica es creado mediante Switches de comunicaciones ubicados en las Unidades de Adquisción de Datos (UAD), los cuales serán los responsables de la función de auto cicatrización, la cual consiste en que al interrumpirse las comunicaciones en uno de las vías de la fibra óptica, la comunicación se reestablecerá en un tiempo de 50 microsegundos. Esto aumenta considerablemente la confiabilidad del sistema.Beneficios de la función de auto cicatrización: Es posible agregar nuevos equipos o hacer ampliaciones a las subestaciones sin interrumpir el servicio, asegura la No pérdida de datos y permite la capacidad para trabajar en anillos de alta velocidad.
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 20079 9
Premisas de Diseño (2 de 4)
Los Servidores de la IHM de la Sala de Control deberán tener la función de Data Archive donde se podrán almacenar eventos y oscilografías para consultas posteriores y para hacer respaldo de Datos con cierta frecuencia.
La distancia entre las diferentes subestaciones del complejo a ser interconectadas dentro del Alcance de este Diseño, no se encuentran alejadas mas allá de los 5 Kilómetros cada una.
La IHM de la Sala de Control de Venalum deberá desplegar como mínimo, la siguiente información:
Los Diagramas Unifilares de cada Subestación como un todo con la posición de interruptores y valores de Medición de parámetros eléctricos.
Posición de los interruptores de potencia y sus alarmas.
Cada alimentador por separado según solicitud del operador con Medición de Corriente de Fase, Tensión de Línea, Potencias Activa y Reactiva.
Status de cada Relé de Protección tipo IED y sus alarmas.
Alarmas generales del sistema.
Oscilografía de la fallas ocurridas
Registro de Eventos.
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 200710 10
Premisas de Diseño (3 de 4)
La IHM de la Sala de Control de Venalum deberá ser capaz de realizar tareas de operación remota (Apertura y Cierre de Interruptores) desde las consolas de Control.La resolución para el estampado de la fecha y la hora de los eventos se realizará en un tiempo no mayor de 1 ms.La sincronización horaria del sistema se realizará mediante antena y Reloj GPS conectado vía IRIG-B y compartido con el resto de los componentes mediante el anillo de comunicaciones de Fibra Óptica.La Red de Comunicaciones que conforman el anillo de Fibra Óptica es del tipo Fast Ethernet y utiliza protocolo basado en la norma IEC 61850.Los nuevos Relés de Protección conformarán los Equipos Electrónicos Inteligentes (IED´s) del sistema. Algunos modelos de la Familia Micom Pxxx podrán comportarse adicionalmente como Computadores de Bahía y podrán cumplir con la función de Interfase Humano – Máquina (IHM) a nivel de cada circuito de AT o MT.El sistema PACiS utiliza redes normalizadas y protocolos normalizados lo cual permite que las ampliaciones futuras puedanrealizarse utilizando el mismo tipo y modelo de equipos u otros diferentes reduciendo los costos de ampliación. Asimismo las ampliaciones se realizan sin sacar de servicio el sistema existente que se encuentre operando.
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 200711 11
Premisas de Diseño (4 de 4)
La IHM de la Sala de Control de Venalum podrá almacenar las formas de onda que las unidades IED´s envíen como producto de fallas que se hayan registrado en los Alimentadores de AT o MT. Los tiempospara almacenar datos de Pre-falla y Post-falla serán establecidos bajo los criterios de operación de Venalum.El Aumento de la confiabilidad se manifiesta mediante la Supervisión permanente de los enlaces de comunicaciones, envío de paquetes de chequeo cada 5 microsegundos y la reconfiguración de la red LAN en 50 microsegundos.Toda la información relativa al Sistema de Potencia se encuentra almacenado en una Base de Datos doble. Ambas Bases de Datos se encuentra trabajando simultáneamente como una Base de Datos de Configuración Actual y una Base de Datos de Respaldo.En caso de indisposición / falla de cualquier Relé de Protección de la familia Micom Pxxx, el relé de protección Micom Pxxx de la celda contigua recibirá señal del Watchdog del relé indispuesto / fallado y procederá a efectuar disparo de emergencia del alimentador cuya protección falló. Esta actuación será reportada a la IHM de la Sala de Control de Venalum.La cantidad definitiva de gabinetes de control y protección dependerá de estudios de ingeniería posteriores y acuerdos técnicos entre AREVA T&D y CVG Venalum. En ese momento se definirán las listas de señales a manejar por cada UAD y demás detalles según las necesidades de CVG Venalum.
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 200712 12
MiCOM C264C4U / 40 TE
MiCOM C2644U / 80 TE – 19’’
Cara Frontal del C264
MiCOM C264 – Mechanical - Front
El panel de El panel de operacioperacióónn frontal frontal puedepuede ser ser montadomontado separadoseparado de la de la unidadunidad C264 C264 a a unauna distanciadistancia mmááximaxima de 5 metros.de 5 metros.
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 200713 13
Vista Posterior C264
MiCOM C264 – Mechanical - Rear
Conecciones Standarcompletamente modulares
MiCOM C264 4U / 40 TE
3 ranuras para E/S + Switch
1 ranura rara DSP210
MiCOM C2644U / 80 TE – con módulo CT/VT
13 ranuras para E/S + Switch1 ranura para DSP210
24 pins - standard I/Os connectors
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 200714 14
Sistema PACiS - GeneralComputadores de Bahía C264
Optimiza las funciones de Computador de Bahía Eléctrica
Automatismo de Subestación
Concentrador de Entradas / Salidas
Computador de Control Remoto (Gateway LAN o WAN)
Medición vía transductores o directamente de los TC / TP
IHM Gráfica de Monitoreo y Control Local
15 Tarjetas (C264)
5 Tarjetas (C264C)
Cumple con normas de inmunidad electromagnética
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 200715 15
Data Venalum
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 200716 16
Data Venalum
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 200717 17
Data Venalum
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 200718 18
Data Venalum
VIDA DEL SISTEMAELÉCTRICO
SISTEMA OBSOLETOPARA EL CONTROL
RENOVACIÓN DELSISTEMA
ELÉCTRICO AC/DC DE CVG VENALUM
DESGASTE DE LASPIEZAS
SISTEMA MODERNODE CONTROL
ALTA CONFIABILIDADDE LAS PIEZAS
Aumento de los problemasAumento de los costos por mantto.Dificultades para la obtención derepuestos (fuera de fabricación, obsoletos, desactualizados)
El cambiador de tomas para elcontrol de corriente es inestabley de baja velocidad.RelesMecánicos sin capacidad de comunicación
Ventiladores y BombasIntercambiador de calorCambiador de toma (OLTC)Contactos de GCBAislantesFusiblesReles
Mayor confiabilidad del sistemaMayor eficiencia
Control suave de la corriente conreactancia saturableFácil operación con asistenciacomputarizada
Uso de piezas de alta calidad y confiabilidad
ALTA CONFIABILIDADY BUEN DESEMPEÑO
DEL SISTEMASistemas
ActualesVIDA DEL SISTEMA
ELÉCTRICO
SISTEMA OBSOLETOPARA EL CONTROL
RENOVACIÓN DELSISTEMA
ELÉCTRICO AC/DC DE CVG VENALUM
DESGASTE DE LASPIEZAS
SISTEMA MODERNODE CONTROL
ALTA CONFIABILIDADDE LAS PIEZAS
Aumento de los problemasAumento de los costos por mantto.Dificultades para la obtención derepuestos (fuera de fabricación, obsoletos, desactualizados)
El cambiador de tomas para elcontrol de corriente es inestabley de baja velocidad.RelesMecánicos sin capacidad de comunicación
Ventiladores y BombasIntercambiador de calorCambiador de toma (OLTC)Contactos de GCBAislantesFusiblesReles
Mayor confiabilidad del sistemaMayor eficiencia
Control suave de la corriente conreactancia saturableFácil operación con asistenciacomputarizada
Uso de piezas de alta calidad y confiabilidad
ALTA CONFIABILIDADY BUEN DESEMPEÑO
DEL SISTEMASistemas
Actuales
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 200719 19
Data Venalum
NAVE DE CELDAS
SALA DE
CONTROL
NAVE DE CELDAS
UnidadesTransforectificadoras
adicionales
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 200720 20
Data Venalum
NAVE DE CELDAS
SALA DE
CONTROL
NAVE DE CELDAS
Transforectificador de Transferencia
Arquitectura Propuesta para Venalum Junio 200721 21
Data Venalum