송전 배전 계통운영방식 - 원격감시제어설비(SCADA)

송전 배전 계통운영방식 - 원격감시제어설비(SCADA)

 

 

1. 전력종합자동화 시스템

대규모화 및 복잡화되고 있는 전력계통의 효율적 운용을 위하여 1980년 부터 전기의 생산.수송.판매의 각 분야를 독립적이며서 유기적으로 관리하기 위한 시스템으로서 전력계통운용이 본사의 중앙급전소,전력관리처 단위의 지역급전소 및 판매사업소 단위의 보선사령실로 구분되어 있으므로, 이에 맞게 EMS,SCADA,DAS의 계통구조 형태로 구축 운용중이며, 각 시스템은 자료연계를 통해 정보를 공유하고 있다.

 

 

2. 원방감시제어시스템(SCADA)

전력계통운용 자동화 및 변전소 무인운전을 위하여 전력관리처 단위로 구축하며, 변전소에 있는 각종 전력설비에 대한 정보를 감시.계측하여 지역급전(분)소에 있는 운전원에게 정보를 제공하며, 운전원의 조작에 의하여 변전소설비를 제어하는 설비이다. 설비는 중앙장치인 지역급전소제어설비, 급전분소제어설비와 단말장치인 변전소 원격소설비로 구성되며 주요기능은 원격감시,원격제어,원격측정 및 자동경보 등이 있다.

①원격감시: 차단기 및 단로기 개폐 상태, 계전기동작상태, 기타 접점으로 표시되는 것

②원격제어: 차단기및 단로기 개폐, 변압기 TAP조작, 기타 2원상태 조작

③원격측정: 전압,전류,유/무효전력, 변압기 온도 및 TAP 위치

④기록업무: 정기적 자료통계기능 (전력일보,월보), 경보발생내용, 기기조작내용

⑤ 경보발생:감시요소의 상태변화시, 측정값이 설정치를 초과 또는 미달시, 장치이상시

⑥ 자료연계 : 변전소 운전정보를 필요로 하는 관련설비간 서로의 자료를 주고 받는 기능

 

 

3. 지역급전소 제어설비(SCADA)

전력관리처 관내 154kV전력계통을 운용하기 위하여 지역급전소에 시설되는 설비로서, 유인S/S의 운전정보는 급전소제어설비에서, 무인S/S의 운전정보는 급전분소제어설비를 통하여 간접취득하여 운전하며, 취득한 자료는 EMS, "123" 고객종합안내시스템, 전력관리판매시스템등의 관련시스템과 자료연계한다. 설비는 70 ~ 80년대에 도입한 중앙집중처리방식인 M-7500 시스템, M-9200 시스템과 90년대에 도입한 개방형 분산처리방식인 XA-21 등이 운용되고 있다.

 

4. M-7500 시스템

1970년대 도입된 SCADA 지역급전소용 제어설비로 원거리에 산재되어 있는 여러 원격지로 부터 수집된 자료를 실시간으로 처리하면서 설치목적에 부합되는 기능구성을 위해 SCADA 특유의 운영체계와 소프트웨어를 갖추고 있으며 OS에 해당되는 DMS(Disc Monitoring System), 온라인 실시간 처리를 위한 주업무(Foreground)프로그램, 일괄처리를 위한 부업무(Background)프로그램, 프로그램을 기본으로 하여 운용자의 편리성을 도모한 인간기계 연락업무처리(Man -Machine Interface) 및 공통 S/W등으로 구성되어 있다.

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5. M-9200 시스템

1980년대 도입된 SCADA 지역급전소용 제어설비로 1970년대 도입된 M-7500시스템의 기능을 H/W 및 S/W 양면으로 향상 및 대형화 시킨 시스템이다. 특히 CPU 의 부담율을 낮추기 위하여 μ-Processor 를 사용한 전단 프로세서를 각 주변장치의 콘트롤러 및 원격소 통신연락장치의 콘트롤러에 채택하고 있으며, CPU 처리속도의 향상 및 메모리 영역의 확장을 위하여 CACHE MEMORY, VIRTUAL MEMORY 등을 채택하고 있다. 또 개발된 V.O.S(Virtual Operating System)의 채택으로 다양하고 강력한 S/W을 구비하고 있다.

 

 

6. XA-21 시스템

1990년대 도입된 SCADA 지역급전소용 제어설비로 기존에 도입된 M-7500, M-9200시스템의 중앙처리방식과 달리 개방형구조(Open System Architecture ), 분산처리구조(Distributed Network Architecture)를 채택한 설비로서, H/W적으로는 주요 구성요소인 Proce -ssing Unit, 주변기기 및 Work -Station 등을 국제표준화 하여 설비의 확장성 및 UP-GRADE를 용이하게 하였으며, S/W적으로는 사령원 Console의 한글화 및 Full Graphic화, 편리한 각종보고서(R.G.S) 작성기능 및 향후 Inter-Networking 환경과 전력종합자동화시스템 구축에 적합한 범용의 S/W을 구비하고 있다.

 

 

7. 급전분소 제어설비 (Sub-SCADA)

전력소 관내 무인변전소 및 66 kV이하 전력계통운용을 위하여 급전분소에 시설되는 설비로서 운전정보는 변전소 원격소설비에서 직접취득하며, 취득한 정보중 일부는 자료연계를 통해 지역급전소로 전송하여 준다. 설비는 90년대 초반에 도입한 중앙집중처리방식인 TADCOM-5000 과 90년대 하반기에 도입한 개방형 분산처리방식인 TADCOM-X, KMAS-7000 등이 운용되고 있다.

 

 

8. TADCOM-5000 시스템

1990년도 초반기에 도입된 최초로 국산화한 SCADA 급전분소용 제어설비로 intel 486 CPU을 이용한 중앙처리장치, iRMX 운영체제, Multi BUS등이 기본구성으로 되어 있으며, 원격소간 전송로장애를 대비한 통신제어장치 이중화, 사령원의 운전환경 개선을 위한 한글화 등의 기능을 구비하고 있다.

 

 

9. TADCOM-X, KMAS-7000시스템

1990년대 하반기에 도입된 SCADA 급전분소용 제어설비로 기존에 도입된 TADCOM-5000시스템의 중앙처리방식과 달리 개방형구조 (Open System Archi -tecture), 분산처리구조(Distributed Network Architecture)를 채택한 설비로서, 주요 구성요소인 Processing Unit, 주변기기 및 Work Station 등을 국제표준화 하여 설비의 확장성 및 UP-GRADE를 용이하게 하였으며, 사령원 Console의 Full Graphic화, 편리한 각종보고서(R.G.S) 작성기능 및 향후 Inter-Networking 환경과 전력종합자동화시스템 구축에 적합한 범용의 S/W을 구비하고 있다.

 

 

10. 원격소 설비(RTU)

변전소에 시설되어 전력설비를 직접 감시 및 제어하는 설비로서, 제어설비 (지역급전소 제어설비,급전분소제어설비,집중감시제어배전반 등) 로부터 송출되는 명령을 수신한 뒤 그 명령을 분석하여 전력설비를 제어하고, 전력설비로 부터 취득한 상태감시 및 측정정보를 제어설비로 송출하는 기능을 갖는 설비이다. 설비는 80년대에 도입한 S-5000원격소, 표시형원격소, 90년대에 도입한 대용량원격소장치와 다기능 원격소장치 등이 운용되고 있다.

 

 

11. 변환기 설비 (TRANSDUCER)

전력설비의 전압, 전류, 전력등을 측정하기 위하여 변전소에 시설되는 설비로서, 전력소 PT, CT 등을 입력받아 원격소장치에 입력하기 적합한 형태인 ± 0~1mA 또는 ± 4~20mA 로 변환시켜 주며 0.25%의 정확도를 지니고 있다. 또한 변환기의 소비전력을 최소화하여 PT,CT 의 부담을 최소화 하였으며, 출력이 정전류 특성을 지니고 있어 원격소장치간 전송케이블거리에 영향을 받지않으며, 전류, 유효전력, 무효전력, 온도변환기 등의 다양한 종류가 있어 용도에 따라 선택 사용이 가능하다. 그러나, 디지탈 신호처리 기술발달과 함께 아날로그 측정을 디지탈화함으로써, 향후에는 변환기 증설 및 교체분으로 소량만 도입하게 되었다.

 

 

12. MMI장치(Man-Machine Interface)

지역급전소 및 급전분소 사령원이 전력계통을 효율적으로 감시.제어하기 위하여 컴퓨터가 취득한 자료를 사령원이 사용하기 편리한 형태로 처리하여 주는 장치로서 사령원 CONSOLE, 사고기록기(Event Logger), 데이터기록기(Data Logger), 칼라영상복사기(Color Copier), 시스템기록기(System Logger), 전력계통반(Map board) 등으로 구성된다.

 

① 사령원 CONSOLE

사령원의 전력계통운용 전담 설비로서 본체, CRT, Keyboard, Mouse 등으로 구성되어 있으며, 전력설비에 대한 운전정보 및 동작정보, 시스템 운전정보를 CRT에 단선결선도(one-line diagram) 및 tabular 형태로 표시하며, Keyboard 와 Mouse 을 이용하여 전력설비를 원격조작하는 장치이다

 

② 사고기록기(Event Logger)

전력설비 동작정보(차단기 및 단로기 동작정보), 전압 및 유/무효전력의 이상정보,사령원의 원격조작 정보등이 발생시 자동으로 발생시간과 내용을 출력하는장치

 

③ 데이터기록기(Data Logger)

전력속보, 전력일보, 전력월보등의 각종 정기보고서와 시스템의 DB 등을 출력하는 장치

 

④ 칼라영상복사기(Color Copier)

사령원 Console 에 있는 CRT 정보를 천연색으로 출력하는 장치

 

⑤ 시스템기록기(System Logger)

지역급전(분)소 제어설비 및 원격소장치에 대한 동작정보를 출력하는 장치

 

⑥ 전력계통반(Mapboard)

관내 주요설비의 동작상태(차단기상태 및 송전선로, 배전선로, 변압기의 부하 및 조류)만을 표시하여 전체전력계통의 운용상태를 용이하게 파악하기 위한 설비로서, 정방형의 모자익타일로 제작되어 전력계통의 변경 및 증설시 효율적으로 대처할수 있는 장치이다.

 

 

13. T.D.S (Temporary Database Subsystem), R.G.S (Report Generation System)

지역급전소 및 급전분소 제어설비에서 취득한 변전소운전자료를 사령원이 필요한 각종형태의 보고서로 작성하기 위한 소프트웨어로서, 전력일보, 월보, 순보등이 운영되고 있다.

 

 

14. 프로토콜 (Protocol)

컴퓨터간 또는 터미날간에 상호 정보를 전송하기 위하여 사용하는 통신규약으로서, 사용하는 언어, 표현방식 및 전송절차등을 규정하고 있다. 전 세계적으로 각국 및 각 회사에서 개발한 수천가지의 통신프로토콜이 사용되어 있어, 이 기종의 컴퓨터간에는 상호 정보를 전송하는데 어려운 문제가 발생된다. 이러한 문제를 해소하기 위하여 국제기구인 ISO(International Standard Organization)에서는 Open System Interconnection (개방형시스템 상호규격)에 대한 Reference 모델로 7 layer를 제안하였고, CCITT에서도 이와같은 개념의 동등한 모델을 제시하고 있다. 우리공사 전력종합자동화시스템에서는 제어소와 원격소간에 L/N, 도시바, HARRIS사에서 개발한 프로토콜을, 제어소와 제어소간에는 HDLC를 이용한 프로토콜이 사용되고 있으며, 국제규격으로 제정중인 ICCP, DNP등의 프로토콜을 도입 중에 있다.