Giám sát từ xa trạm biến áp bằng máy tính

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 1(45) Tập 2/N¨m 2008<br /> <br /> GIÁM SÁT TỪ XA TRẠM BIẾN ÁP BẰNG MÁY TÍNH<br /> Đỗ Văn Toàn - Phạm Đức Long - Dương Chính Cương - Lê Hùng Linh - Bùi Văn Tùng<br /> ( Khoa Công nghệ thông tin – ĐH Thái Nguyên)<br /> Đỗ Xuân Dương (Trạm biếp áp 110KV Thịnh Đán)<br /> <br /> 1. Đặt vấn đề<br /> Ngày nay với sự phát triển của nền kinh tế, các ngành công nghiệp đặc biệt là công<br /> nghiệp nặng đòi hỏi nhu cầu sử dụng điện năng rất lớn và ngày càng tăng, do đó cần truyền tải<br /> một lượng điện năng lớn từ các nhà máy điện đến các nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư... Trong<br /> truyền tải điện, trạm biến áp đóng vai trò rất quan trọng, nó thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi từ<br /> điện áp cao thế xuống điện áp hạ thế để có thể sử dụng được. Hiện nay, tại đa số các trạm biến<br /> áp việc theo dõi các thông số kỹ thuật trong khi vận hành đều thực hiện thủ công, ghi chép sổ<br /> sách và lập báo cáo hàng ngày do đó các thông tin đôi khi chưa đáp ứng được các yêu cầu kịp<br /> thời, khách quan, chính xác và cần có kỹ thuật viên trực 24/24h. Để giải quyết vấn đề đó, chúng<br /> tôi đưa ra một giải pháp cho phép thu thập tự động dữ liệu vận hành và giám sát từ xa sử dụng<br /> máy tính và mạng Internet. Giải pháp này đã được Xí nghiệp Truyền tải điện miền Bắc chấp<br /> nhận và đồng ý cho áp dụng thử tại trạm biến áp 110Kv Thịnh Đán.<br /> 2. Giám sát từ xa trạm biến áp bằng máy tính<br /> 2.1 Thực trạng<br /> Trạm biến áp 110 Kv Thịnh Đán – Thái Nguyên là 1 trạm lớn thuộc Xí nghiệp truyền tải<br /> điện miền Bắc, trạm này cung cấp điện năng cho một khu vực rộng của Thành phố Thái nguyên<br /> Hiện nay tại trạm biến áp này, các kỹ thuật viên trực trạm mỗi giờ 1 lần thực hiện ghi chép bằng<br /> sổ sách và phải theo dõi các thông số từ máy biến áp như: nhiệt độ các cuộn dây, nhiệt độ của<br /> dầu, các thông số này được hiển thị trên đồng hồ nằm trên máy biến áp, các thông số khác như<br /> điện áp các pha, dòng phụ tải, công suất tiêu thụ, tần số, hệ số, cosφ.. được hiển thị trên đồng hồ<br /> trong tủ điều khiển nằm trong phòng điều hành. Các thông số này được ghi chép vào sổ nhật ký<br /> và đến cuối ngày sẽ được tổng hợp thành báo cáo. Toàn bộ quy trình được thực hiện thủ công do<br /> đó không đảm bảo tính khách quan và độ chính xác phụ thuộc chủ yếu vào nhân viên trực trạm<br /> 2.2 Giải pháp<br /> Sau khi khảo sát thực trạng tại trạm biến áp, đưa ra giải pháp xây dựng hệ thống cho phép thực<br /> hiện việc giám sát tự động thời gian thực hoạt động của trạm bằng máy tính. Ngoài các thông số kỹ<br /> thuật đã nêu trên, hệ thống còn cho phép quan sát và lưu hình ảnh thực trạng vào CSDL, thu thập,<br /> truyền dữ liệu qua mạng Internet. Các thông số kỹ thuật quan sát trên màn hình máy tính, bảng thông<br /> tin điện tử, lưu trữ trong CSDL hoặc có thể in ra trên giấy. Các thông số giám sát bao gồm 2 phần:<br /> + Các hình ảnh được cung cấp bởi Camera kỹ thuật số sẽ được chụp và lưu trữ trong máy<br /> tính đặt tại phòng điều hành phục vụ cho việc kiểm tra nếu có sự cố xảy ra, đồng thời cho phép<br /> giám sát tại chỗ và từ xa thông qua môi trường Internet.<br /> + Các thông tin về tình trạng hoạt động của máy biến áp, công suất tiêu thụ.. được số hoá<br /> và lưu trữ vào cơ sở dữ liệu trên máy tính một cách tự động, đồng thời phần mềm trên máy tính<br /> cho phép lập các báo cáo gửi đi qua môi trường Internet.<br /> 144<br /> <br /> T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 1(45) Tập 2/N¨m 2008<br /> <br /> 2.3 Thực hiện<br /> * Giám sát hình ảnh: Lắp đặt hệ thống Internet Outdoor camera khu vực bên ngoài<br /> phòng điều hành để cung cấp các hình ảnh giám sát bên ngoài. Tín hiệu sẽ được truyền về máy<br /> tính thông qua hệ thống cable có khả năng chống nhiễu cao. Trên máy tính sử dụng phần mềm<br /> để chụp và lưu trữ các hình ảnh theo khoảng thời gian định trước hoặc do người dùng ra lệnh<br /> chụp, các hình ảnh sẽ được lưu trữ trên máy tính theo thời gian thực khi chụp ảnh dùng để phục<br /> vụ cho quá trình kiểm tra sau này. Hệ thống camera cho phép lập trình trước 30 vị trí cần chụp<br /> và giám sát được cả một khu vực rộng lớn. Camera này có thể truy cập trực tiếp qua mạng và hỗ<br /> trợ nhiều chế độ bảo mật, ngoài ra còn có tính năng cảnh báo qua popup hoặc thông qua Email.<br /> * Thu thập các thông số khác: Các thông số khác được thu thập bằng cách lấy các tín hiệu<br /> điện áp từ tủ điện và trước đồng hồ đo nhiệt độ cuộn dây, nhiệt độ dầu. Mỗi tín hiệu sẽ được số hoá<br /> và truyền về máy tính theo chuNn của mạng công nghiệp. Module ghép nối có nhiệm vụ đóng gói<br /> các gói tin và truyền về máy tính. Phần mềm trên máy tính có nhiệm vụ thu thập các gói tin, giải mã<br /> các gói tin để lấy các thông tin cần thiết, lưu trữ vào cơ sở dữ liệu trên máy phục vụ cho công tác<br /> tổng hợp, báo cáo đồng thời hiển thị lên màn hình hoặc bảng thông tin điện tử để theo dõi, giám sát.<br /> Phần mềm còn có các chức năng cảnh báo nếu các thông số thu thập được vượt quá ngưỡng cho<br /> phép, tổng hợp các thông tin và gửi đến các hòm thư điện tử được đăng ký trước.<br /> 2.4 Mô hình tổng thể<br /> Máy biến<br /> áp<br /> UTP Cable<br /> <br /> Internet<br /> <br /> Tín hiệu từ máy biến áp<br /> <br /> Tủ điện<br /> <br /> RS-485<br /> <br /> DSL Modem<br /> Module ghép nối<br /> Máy tính với phần<br /> mềm thu thập DL<br /> <br /> Phòng điều hành<br /> <br /> Giám sát từ xa<br /> <br /> Hình 1: Mô hình tổng thể hệ thống giám sát<br /> * Phần mềm trên máy tính: Phần mềm được xây dựng trên nền tảng .NET, giao diện đẹp,<br /> dễ sử dụng và hoàn toàn có thể nâng cấp mở rộng để liên kết hoạt động, giám sát giữa các trạm.<br /> 145<br /> <br /> T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 1(45) Tập 2/N¨m 2008<br /> <br /> 3. Kết luận<br /> Việc áp dụng hệ thống này vào giám sát các trạm biến áp góp phần giảm số lượng nhân<br /> viên vận hành, tăng độ tin cậy về hệ thống, tạo điều kiện cho người quản lý vận hành phát hiện<br /> kịp thời các sự cố có thể dẫn đến hỏng hóc trạm gây thiệt hại về tài sản. Ngoài ra nó còn là một<br /> hướng nghiên cứu góp phần tự động hoá các trạm biến áp đồng thời có thể xây dựng mạng giám<br /> sát cho toàn bộ các trạm biến áp thuộc Xí nghiệp truyền tải điện miền Bắc
<br /> Tóm tắt<br /> Việc ứng dụng Công nghệ thông tin, điện tử viễn thông và công nghệ điều khiển tự động<br /> trong việc giám sát, thu thập dữ liệu của các hệ thống điều khiển tích hợp là một mắt xích trong<br /> quá trình phát triển hệ thống, hướng đến việc xây dựng hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động,<br /> đáp ứng được các yêu cầu tối ưu hóa hệ thống truyền tải điện. Bài báo này nêu lên một giải pháp<br /> giám sát và thu thập các thông số hoạt động của các trạm biến áp khu vực miền Bắc qua môi<br /> trường mạng Internet.<br /> Summary<br /> The application of IT, Electronics & Telecommunication, and Automatic Controlling<br /> Technology in supervision, data collection of integrated controlling systems is an important link<br /> in the system development process, aiming at the builiding up of total automatic controlling<br /> system in order to meet the demands of the optimization of the electric transforation. This paper<br /> focuses on a solution for supervising & collecting operation data of transformer satations in the<br /> Northern area through the Internet<br /> KEYWORD: Trạm biến áp, truyền tải điện, giám sát<br /> Tài liệu tham khảo<br /> [1]<br /> <br /> ABB, "S.P.I.D.E.P MicroSCADA. User’s Manual 8.2", 2000.<br /> [2]<br /> Võ Đức Hoàng, "Nghiên cứu thiết kế lắp đặt hệ thống điều khiển thu thập dữ liệu các trạm biến<br /> áp truyền tải khu vực miền Trung", Luận văn Thạc sĩ, Đại học Đà Nẵng, 2006.<br /> [3]<br /> Các hồ sơ hoàn công của trạm biến áp 110Kv Đán.<br /> [4]<br /> www.planet.com<br /> <br /> 146<br /> <br />