background image

Small hydro power plant automation

Oswaldo Kaschny

Schneider Electric Brazil

CDI Power

background image

Schneider Electric Brazil

2

Small Hydroelectric: Power and Control solution

Generation 
Control

- PLC
- Speed drives
- Circuit breakers
- Power Meters

Turbine

Auxiliaries 
Substation

- Transformers
- Cubicles
- Protection relays

Operation

Centre

Flood gate Control

- PLC
- Speed drives and motor starters
- Circuit breakers
- Power Meters

MV/HV Substation 
control & supervision

- PLC
- Protection relays
- Power Meters

Measurement 
board

Power 
meters 
And
quality

background image

Integrated Schneider Electric Solution including

Operation centre based on CITECT Scada

Generator control

Generator and Transformer protections

Flood gate control

MV/HV substation control and supervision

Measurement boards

background image

Operation Center based on CITECT SCADA

CITECT DUAL WORKSTATION

ETHERNET

(MODBUS PROTOCOL)

CITECT 

COMMUNICATION 

AND DATA BASE 

DUAL SERVER

MEASUREMENT

ION ENTERPRISE

SWITCH

PLCs – RELAYS – Meters 

CITECT 

PORTABLE

ENGINEERING

STATION

PRINTERS

GPS

CITECT 

COMMUNICATION AND 

DATA BASE DUAL 

SERVER

Two redundant Servers (Com. and 
Database): data collection 
(Ethernet Network), storage and 
management from the PLCs

Two Workstations for Hydroelectric 
and Substation control and 
supervision; scanning Generators, 
Transformers and Transmission 
Lines;

One Portable Engineering Station: 
configuration and development of 
new applications

One ION ENTERPRISE Station: 
Measurement supervision

One Ethernet Network for 
communication using Switches 
with PLCs, RTU, Protection 
Relays, Meters, GPS and printers.

background image

Generator Control

ETHERNET 

(MODBUS PROTOCOL)

GENERATOR

SUPERVISION 

AND CONTROL

PUMP

MODBUS SERIAL NETWORK

SWITCH

PUMP

GENERATOR

VOLTAGE

REGULATOR

SPEED

DRIVE

PUMP

MOTOR

CONTROL

ALTIVAR

STARTERS

TESYS U

GENERATOR 

PLC

MAGELIS 

VIJEO SOFTWARE

CIRCUIT

BREAKERS

STARTERS

TESYS U

Generator solution based on 
MODICOM PLC with local Magelis
HMI (Vijeo CITECT Operation 
Software)

Generators PLC responsible for:

Transfer field data to the 
Operations Center (Ethernet 
Network)

Generator Units Supervision and 
Control (Digital and Analog 
Modules)

Voltage Regulator and Speed 
Drives Supervision and Control 

Motor Starters and Frequency 
Inverters Supervision and Control 

Circuit Breakers Supervision and 
Control

Power Meters PM 820 
Supervision

background image

Generator and Transformer Protection

ETHERNET 

(MODBUS 

PROTOCOL)

GENERATOR

DIFFERENTIAL

PROTECTION

(MAIN)

SEPAM G87

RELAYS

SWITCH 

GENERATOR

DIFFERENTIAL

PROTECTION

(SECONDARY)

SEPAM G87

TRANSFORMER       

DIFFERENTIAL

PROTECTION

(MAIN)

SEPAM T87

TRANSFORMER

DIFFERENTIAL

PROTECTION

(SECONDARY)

SEPAM G87

Generator Protection based on 
SEPAM digital protection relay (20, 
40 and 80 ranges).

Sepam Relays manage Generators 
and transformers protection, data 
transfer to Operations Center 
(Ethernet Network)

Sepam relays are easy to 
configure, programmable. They 
provide sequence of events and 
oscillography.

background image

Schneider Electric Brazil

7

Floodgate Control

ETHERNET 

(MODBUS PROTOCOL)

FLOODGATE

SUPERVISION 

AND CONTROL

MOTOR

MODBUS SERIAL NETWORK

SWITCH

MOTOR

MOTOR

MOTOR

CONTROL

ALTIVAR

STARTERS

TESYS U

FLOODGATE 

PLC

MAGELIS 

VIJEO SOFTWARE

CIRCUIT

BREAKERS

STARTERS

TESYS U

Floodgate control solution consists in MODICON 

PLCs with local Magelis HMI using Vijeo
CITECT Operation Software.

The Programmable Logical Controllers of 

floodgates are responsible for:

Field data transfer to the Operations Center 
through Ethernet Network.

Floodgates Supervision and Control

Motor Starters Supervision and Control 

Circuit Breakers Supervision and Control

background image

Substation Control

ETHERNET 

(MODBUS PROTOCOL)

SWITCH

GENERATOR

SYNCHRONIZATION

SUBSTATION

SUPERVISION 

AND CONTROL

Power Meter

PM 820

SUBSTATION 

PLC

MAGELIS 

VIJEO 

SOFTWARE

Substation PLC manage:

Transfer field data to the 
Operations Center;

Supervision of Substation and 
Lines

Circuit Breakers Supervision and 
Control

Supervision of Synchronization

Supervision of Power Meters
PM820.

Substation control and protection based on MODICON PLC 

and local HMI Magelis (Vijeo CITECT Operation Software)

background image

TRANSMISSION 

LINE

MEASUREMENT

ION 8600

ETHERNET

CCEE

UTILITIES

SERIAL

SWITCH

GENERATOR

MEASUREMEN

T

ION 8600

SERIAL

Measurement boards

The ION 8600 Meters are in charge of:

Gross and Net Measurement

Transfer measurement data towards 
Operations Center;

Transfer measurement data towards
the CCEE

Transfer measurement data towards
Utility Control Center

Measurement boards are based on ION 8600 Meters and 

ION ENTERPRISE Monitoring Software

ION Enterprise Software allows: 

- measurement data monitoring 

- power quality assessment.