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


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


Diagrama Unifilar Venalum

S/E Nº 1

S/E No. 2

S/E Nº3


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 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


L1 L3 L-IV L4 L-V H330 40-T7 Banco18000kVARSubestación No. 2 Venalum

SalidasMedia

Tensión


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


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


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.


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.



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.



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.


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.


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


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


Data Venalum


Data Venalum


Data Venalum


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


Data Venalum

NAVE DE CELDAS

SALA DE

CONTROL

NAVE DE CELDAS

UnidadesTransforectificadoras

adicionales


Data Venalum

NAVE DE CELDAS

SALA DE

CONTROL

NAVE DE CELDAS

Transforectificador de Transferencia


Data Venalum

Documents

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