Luận văn:Nghiên cứu công nghệ tích hợp để xây dựng hệ thống điều khiển và giám sát vận hành trạm biến áp từ xa

Chia sẻ: Nguyen Vang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

62
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong một số các tài liệu, danh từ hệ thống (system) được định nghĩa là tập hợp hay sắp xếp kết nối có trật tự các phần tử vật lý theo một thể.Danh từ điều khiển (control) thường mang ý nghĩa là điều chỉnh (regulate), hướng đến nhắm đến (direct) và thực thi tác vụ hay một lệnh (command).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nghiên cứu công nghệ tích hợp để xây dựng hệ thống điều khiển và giám sát vận hành trạm biến áp từ xa

1 2 Công trình ñư c hoàn thành t i B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG ******** ********* PH M ĐĂNG THANH Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS.TS. Ngô Văn Dư ng Ph n bi n 1: TS. Tr n T n Vinh NGHIÊN C U CÔNG NGH TÍCH H P Đ XÂY D NG H TH NG ĐI U KHI N VÀ GIÁM SÁT V N HÀNH TR M BI N ÁP T XA Ph n bi n 2: PGS.TS. Nguy n Hoàng Vi t Chuyên ngành: M NG VÀ H TH NG ĐI N Mã s : 60.52.50 Lu n văn s ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T vào ngày 06 tháng 08 năm 2001 Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin – H c li u, Đ i h c Đà N ng ĐÀ N NG – 2011 - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng
3 4 M Đ U - Nghiên c u h th ng ñi n Vi t Nam nói chung và h th ng ñi n 110kV T nh Khánh Hòa nói riêng, hi n tr ng v công tác ñi u ñ lư i 1. Lý do ch n ñ tài ñi n, quá trình ñi u khi n và giám sát v n hành các tr m bi n áp. H u h t các tr m bi n áp t c p ñi n áp 110kV, 220kV ñ n - Xây d ng chương trình k t n i, trao ñ i d li u ñ th c hi n quá 500kV ñ u ñư c thi t k và xây d ng theo phương pháp truy n trình ñi u khi n, giám sát v n hành các tr m bi n áp t xa. th ng, nhân viên v n hành th c hi n thao tác ñi u khi n thi t b b ng - Áp d ng k t qu nghiên c u ñ xây d ng chương trình ñi u khi n tay t i t b ng trong tr m. và giám sát v n hành t xa cho tr m bi n áp 110kV Bán Đ o Cam Công tác v n hành t i tr m theo ch ñ có ngư i tr c thư ng Ranh thu c Công ty CP Đi n l c Khánh Hòa. xuyên, th i gian thao tác và x lý s c lâu. 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u Quá trình v n hành ñã có nhi u như c ñi m như: Quá t i các Đ i tư ng, ph m vi nghiên c u c a ñ tài là các tr m bi n áp mương cáp ngoài tr i, trong nhà. Qúa t i phòng ñi u khi n, b o v , công su t nh và các tr m ñ n c p ñi n áp 110kV trên h th ng ñi n không còn ñ không gian v trí ñ l p ñ t t ñi u khi n cho vi c b Vi t Nam nói chung và Công ty CP Đi n l c Khánh Hòa nói riêng. sung ngăn l . H th ng liên ñ ng thi t k ch ng chéo gi a các t Nghiên c u các h th ng tích h p ñi u khi n, t ñ ng, thông tin trung gian làm tăng s lư ng cáp. H n ch trong vi c lưu tr th ng kê c a các hãng ABB, SIEMENS, AREVA, SEL v quá trình ñi u khi n thông s và tình tr ng v n hành lâu dài c a thi t b là c s phân tích, và giám sát d li u v n hành. ñánh giá cũng như xác ñ nh k ho ch b o trì, b o dư ng thi t b … Nghiên c u các ph n m m ng d ng và các giao th c k t n i, T các lý do nêu trên, ñ tài s t p trung nghiên c u công ngh trao ñ i d li u gi a máy tính và thi t b ngo i vi. ñi u khi n h th ng ñi n, các h th ng tích h p ñi u khi n, t ñ ng, 4. Phương pháp nghiên c u thông tin c a các hãng ABB, SIEMENS, AREVA, SEL…, nghiên Đ gi i quy t các m c tiêu nêu trên, lu n văn ñưa ra phương c u các ph n m m ng d ng, t ñó xây d ng h th ng tích h p ñi u pháp nghiên c u như sau: khi n, giám sát chuy n các tr m bi n áp 110kV thi t k ki u truy n - Tìm hi u hi n tr ng, thu th p s li u các tr m bi n áp trong h th ng thu c Công ty CP Đi n l c Khánh Hòa qu n lý thành tr m bi n th ng ñi n Vi t Nam, ñi n hình là các tr m bi n áp thu c Công ty CP áp tích h p và cho phép ñi u khi n, giám sát v n hành t xa. Đi n l c Khánh Hòa qu n lý. 2. M c tiêu và các n i dung nghiên c u c a ñ tài - Phân tích ñánh giá kh năng ng d ng công ngh ñi u khi n ñ c i Đ tài ñ t ra m c tiêu chính là nghiên c u thi t k c i t o và xây t o, nâng c p các TBA thi t k ki u truy n th ng thành h th ng ñi u d ng chương trình ñi u khi n, giám sát v n hành cho m t s tr m khi n và giám sát v n hành t xa. bi n áp ñi n hình c a Công ty CP Đi n l c Khánh Hòa. Đ th c hi n m c tiêu, các n i dung chính c n th c hi n như sau:
5 6 - Nghiên c u công ngh ñi u khi n và các ph n m m ng d ng, phân Hi n nay, các máy c t s d ng lư i truy n t i ch y u là lo i tích l a ch n công ngh và ph n m m ñ s d ng cho ñ tài. máy c t SF6; các máy c t không khí và máy c t d u lư i phân ph i - Áp d ng xây d ng h th ng ñi u khi n và giám sát v n hành cho cũng d n ñư c thay th b ng các lo i m i là máy c t SF6 ho c máy m t s tr m bi n áp ñi m hình thu c Công ty CP Đi n l c Khánh c t chân không c a các hãng như Alstom, Siemens, Abb, Areva… Hòa. Các tr m bi n áp m i xây d ng g n ñây h u h t ñư c trang b - Xây d ng chương trình ñi u khi n, giám sát và thu th p d li u v n các thi t b ñóng c t, thi t b b o v , ño lư ng th h m i và có th s hành cho TBA 110kV Bán Đ o Cam Ranh. d ng cho vi c ñi u khi n và giám sát v n hành t ñ ng. 5. C u trúc lu n văn 1.3. CÁC H TH NG ĐI U KHI N VÀ GIÁM SÁT V N Ngoài ph n m ñ u, n i dung c a ñ tài ñư c biên ch thành 4 HÀNH chương và các ph l c. B c c c a n i dung chính c a lu n văn g m: Song song v i các thi t b nh t th , các rơle b o v , h th ng Chương 1: Hi n tr ng các h th ng ñi u khi n và giám sát v n hành ñi u khi n tr m bi n áp cũng ñã ñư c ng d ng các công ngh m i, c a h th ng ñi n Vi t Nam. ñi u khi n tích h p như h th ng ñi u khi n LSA, SICAM SAS c a Chương 2: Nghiên c u công ngh h th ng tích h p ñi u khi n, t hãng Siemens; Micro SCADA, SCS/SMS c a hãng ABB; PACIS c a ñ ng, thông tin và các ph n m m ng d ng. hãng Areva hay @Station c a hãng SEL thay th cho h th ng ñi u Chương 3: Xây d ng chương trình ñi u khi n và giám sát v n hành khi n truy n th ng. cho các tr m bi n áp thu c Công ty CP Đi n l c Khánh Hòa. 1.4. CÔNG TÁC ĐI U Đ H TH NG ĐI N VI T NAM Chương 4: Áp d ng xây d ng h th ng ñi u khi n và giám sát v n 1.5. K T LU N hành t xa tr m bi n áp 110kV Bán Đ o Cam Ranh. - Đ i v i các tr m bi n áp 110kV trên ñ a bàn t nh Khánh Hòa, CHƯƠNG 1 h u h t các máy c t 110kV ñ u ñư c trang b máy c t khí SF6, các HI N TR NG CÁC H TH NG ĐI U KHI N VÀ GIÁM SÁT dao cách ly ña ph n khi s a ch a thay th ñ u có truy n ñ ng b ng V N HÀNH C A H TH NG ĐI N VI T NAM ñ ng cơ, các thi t b b o v , ño lư ng cũng d n thay th b ng thi t b 1.1. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRI N C A H s , hoàn toàn có th c i t o, nâng c p ñ chuy n thành tr m bi n áp TH NG ĐI N VI T NAM tích h p và thao tác xa. Do y u t l ch s cũng như ñ a lý, h th ng ñi n Vi t Nam ñư c - H th ng SCADA ki u truy n th ng thu th p d li u và truy n chia thành ba h th ng ñi n mi n, mi n B c, mi n Trung, mi n Nam. tin ch y u thông qua RTU là phương pháp k t n i d a trên n n t ng 1.2. HI N TR NG CÁC THI T B ĐÓNG C T TRONG H ñư ng truy n có t c ñ th p như qua modem dial-up, t i ba, hay các TH NG ĐI N VI T NAM ñư ng truy n d a trên giao ti p serial (kênh âm t n giao di n 4W,
7 8 kênh s li u giao di n V24-RS232) [8] nên r t h n ch v nhu c u d H th ng tích h p tr m trên cơ s m t h th ng máy tính ñư c li u ñi u khi n và giám sát v n hành. s d ng ñ t p h p các h th ng ho t ñ ng ñ c l p, ch ng h n như h - Công tác ñi u khi n và giám sát v n hành ñ u do nhân viên v n th ng SCADA, thông tin liên l c, rơle b o v , ñi u khi n thi t b hành thao tác t i ch nên th i gian thao tác cũng như th i gian khôi ñi n, ño lư ng, báo s c , ñi u khi n t ñ ng h th ng phân ph i, ph c khi x y ra s c ch m. S lư ng nhân viên v n hành ñông, r t ñưa vào m t h th ng lưu tr d li u, ñi u khi n và giám sát th ng lãng phí nhân l c, gi m năng su t lao ñ ng. Công tác l p báo cáo, nh t trong tr m. th ng kê còn nh l , không có ñ cơ s d li u ñ quy t ñ nh k 2.2. C U TRÚC C A H TH NG TÍCH H P ho ch b o dư ng thi t b ho c l p quy ho ch. 2.2.1. Giao di n ngư i dùng - Công ngh ñi u khi n và giám sát v n hành b ng máy tính m c Ph n m m hi n th các c a s thông tin mà t ñó các k thu t d u ñư c s d ng khá ph bi n các nư c trên th gi i nhưng công viên, nhân viên v n hành có th s d ng ñ v n hành h th ng. Các ngh này chưa ñư c áp d ng nhi u Vi t Nam do có khó khăn v c a s thông tin ñư c phân thành l p, càng vào sâu thông tin cung kinh phí l n công ngh ; h u h t công ngh ñã ñư c áp d ng t i các c p càng chi ti t ñáp ng nhu c u v n hành t i tr m [7], [10]. tr m bi n áp có xu t x t nư c ngoài do ñó giá thành cao và chuy n 2.2.1.1. Các màn hình hi n th sơ ñ m t s i tr m giao công ngh còn g p nhi u khó khăn, không làm ch ñư c công 2.2.1.2. Các màn hình hi n th giá tr ño ngh d n ñ n b ñ ng và lúng túng khi x y ra bi n c nào ñó trong 2.2.1.3. Các màn hình c nh báo v n hành cũng như quá trình m r ng phát tri n ngăn l trong tr m 2.2.2. Kho d li u bi n áp. 2.2.2.1. Cơ s d li u tr c tuy n Qua quá trình tìm hi u và phân tích trên ñây tác gi nh n th y 2.2.2.2. Cơ s d li u quá kh r ng c n ph i nghiên c u xây d ng và ñ xu t ng d ng m t công 2.2.3. Máy tính ch c a tr m ngh ñi u khi n tích h p phù h p nh t v i h th ng ñi n Vi t Nam Sau khi nghiên c u c u trúc h th ng tích h p tr m bi n áp, và t nh Khánh Hòa nói riêng. tác gi có th tóm t t nguyên lý k t n i thành 3 b ph n chính như CHƯƠNG 2 hình 2.4. NGHIÊN C U CÔNG NGH H TH NG TÍCH H P ĐI U KHI N, T Đ NG, THÔNG TIN VÀ CÁC PH N M M NG D NG 2.1. GI I THI U V H TH NG TÍCH H P Máy tính X lý d li u Thi t b ngo i vi Hình 2.4. Nguyên lý k t n i cơ b n h th ng tích h p
9 10 - Máy tính là m t h th ng các máy tính như: máy tính giao di n 2.3.2. H th ng thông tin sóng vi ba ngư i dùng ñ thu th p các giá tr tương t (analog) và các thay ñ i 2.3.3. H th ng thông tin t i ba tr ng thái trong t n su t thu th p d li u theo quy trình v n hành bao 2.3.4. H th ng cáp quang ñi n l c g m d li u t t t c các ngăn máy c t ñư ng dây, máy bi n áp, t , 2.3.5. H th ng leased – line thuê bao riêng. phân ño n và các rơle b o v , thi t b ño lư ng…, cho phép ngư i 2.3.6. H th ng Internet ADSL/IP v n hành truy c p ñi u khi n thi t b và giám sát thông s v n hành; 2.3.7. H th ng di ñ ng GPRS, CDMA máy tính ñ tinh ch nh, c u hình h th ng và l p báo cáo; máy tính 2.4. CÁC GIAO TH C TRUY N D LI U PH BI N lưu tr d li u t i ch g m các d li u quá kh mà có th truy c p Sau khi nghiên c u các giao th c truy n d li u gi a các thi t b qua giao di n SQL, ODBC…, có các công c ñ xu t d li u ra d ng IED c a các hãng s n xu t thi t b , tác gi nh n th y có các d ng giao file văn b n theo chu n ASCII, Microsoft Excel ho c các ñ nh d ng th c truy n d li u như sau [15], [16]. c n thi t khác. 2.4.1. Giao th c IEC60870-5-101 - X lý d li u là các thi t b ño lư ng, b o v ho c kh i x lý c p 2.4.2. Giao th c IEC60870-5-104 ngăn BCU (Bay Control Unit), liên k t qua h th ng m ng v i kh i 2.4.3. Giao th c DNP3.0 x lý c p tr m RTU (Remote Terminal Unit) ho c liên k t tr c ti p 2.4.4. Giao th c Modbus Serial/TCP ñ n máy tính ch c a tr m. Kh i x lý d li u k t n i tr c ti p ñ n 2.4.5. Giao th c ICCP/TASE.2 các thi t b ngo i vi (máy c t, dao cách ly, bi n ñi n áp, bi n dòng 2.4.6. Giao th c IEC61850 ñi n…) chuy n ñ i tín hi u tương t thành tín hi u s , ti p nh n 2.5. B O V VÀ ĐI U KHI N TR M THEO IEC61850 thông tin và g i tín hi u trao ñ i gi a máy tính và thi t b ngo i vi 2.5.1. T ng quan thông qua c ng giao ti p (RS232, RS485, Ethernet…) V cơ b n các thi t b trong TBA ñư c chia thành 2 lo i: - Thi t b ngo i vi là các thi t b nh t th như các t máy c t h p b thi t b sơ c p và thi t b th c p. Các thi t b sơ c p bao g m: máy kèm bi n dòng ñi n, bi n ñi n áp trong nhà; máy c t, dao cách ly, bi n áp, máy c t, dao cách ly. Các thi t b th c p bao g m: thi t b máy bi n dòng ñi n, máy bi n ñi n áp ngoài tr i…. b o v , ñi u khi n, ño lư ng và các thi t b thông tin. 2.3. CÁC KÊNH TRUY N THÔNG Theo tiêu chu n IEC 61850, các thi t b th c p c a TBA Sau khi nghiên c u, tìm hi u các kênh truy n thông, ñ th c hi n ñư c s p x p theo 3 m c: m c tr m (Station Level), m c ngăn l vi c ño lư ng và ñi u khi n xa ta có th s d ng các h th ng truy n (Bay Level) và m c quá trình (Process Level). tin sau ñây [5], [15]. 2.5.2. Phân b logic c a các ch c năng và giao di n. 2.3.1. H th ng thông tin sóng vô tuy n
11 12 Các ch c năng c a h th ng tr m tích h p bao g m ba m c khác nhau: M c tr m, m c ngăn l và m c quá trình. M c quá trình (Process Level) là t t c các tính năng giao di n ñ x lý. Nh ng ch c năng này truy n thông qua giao di n logic 4, 5 ñ n m c ngăn l . M c ngăn (Bay/Unit Level) là các ch c năng s d ng d li u c a m t ngăn và tác ñ ng ñ n thi t b nh t th c a ngăn ñó. Nh ng ch c năng này truy n thông qua giao di n logic 3 bên trong m c ngăn và giao di n logic 4, 5 ñ n m c quá trình. M c tr m (Station Level) có hai lo i: Quá trình liên k t các ch c năng m c tr m (Process related station level functions) là các ch c năng s d ng d li u c a nhi u Hình 2.7. Mô hình các giao di n và các ch c năng c a h th ng ngăn ho c c a toàn tr m, tác ñ ng ñ n thi t b nh t th c a ngăn ñó tích h p ho c c a toàn tr m. Các ch c năng này truy n thông ch y u qua giao di n logic 8. Giao di n liên k t các ch c năng m c tr m (Interface related station level functions) là các ch c năng bi u di n giao di n c a h th ng tích h p t i ngư i v n hành tr m HMI (Human Machine Interface), trung tâm ñi u khi n xa TCI (TeleControl Interface). Nh ng ch c năng này truy n thông qua giao di n logic 1, 6 t i m c ngăn và qua giao di n logic 7 ra bên ngoài. Hình 2.8. C u hình truy n thông cơ b n h th ng tr m tích h p v i giao th c IEC61850
13 14 2.5.3. Nút logic và liên k t logic lý, an toàn thi t b và h th ng, các nút logic thi t b nh t th xem 2.5.3.1. Khái ni m ph l c 3. Đ i tư ng chính c a tiêu chu n IEC61850 là thi t k h 2.5.3.2. ng d ng nút logic th ng thông tin có kh năng cung c p s tương ñ ng gi a các thi t b 2.6. K T LU N t các nhà s n xu t khác nhau, ñ ph i h p th c hi n cùng m t ch c V i gi i pháp xây d ng tr m tích h p hi n nay theo quy ñ nh năng. Trên cơ s ñó, mô hình d li u ñ i tư ng c a tiêu chu n s IEC61850, có ưu ñi m c a chu n truy n thông TCP/IP Enternet, giao chia các ch c năng c a tr m thành nh ng ch c năng con, nh ng ch c th c IEC 61850 có hi u năng làm vi c cao, x lý thông tin ñ t t c ñ năng con này ñư c ñ nh nghĩa là các nút logic (Logical Nodes –LNs). 100Mbps và ñơn gi n trong vi c th c hi n k t n i trên m ng LAN Các nút logic ñư c liên k t b i các k t n i logic (Logical gi a máy tính, các thi t b ñi n t thông minh và modem truy c p t Connections-LCs) ñ trao ñ i riêng d li u gi a các nút. xa. Do ñó c n thi t ph i xây d ng h th ng tích h p ñi u khi n và giám sát v n hành tr m bi n áp theo công ngh m i và th c hi n thao tác xa. Có th tóm lư c l i ích c a vi c xây d ng tr m tích h p hai m t thi t k và qu n lý v n hành. CHƯƠNG 3 XÂY D NG CHƯƠNG TRÌNH ĐI U KHI N, GIÁM SÁT V N HÀNH CHO CÁC TBA THU C CÔNG TY C PH N ĐI N L C KHÁNH HÒA 3.1. NGUYÊN T C CHUNG XÂY D NG CÁC TR M BI N Hình 2.9. Nút logic và liên k t ÁP TRUY N TH NG THÀNH TBA ĐI U KHI N TÍCH M t nút logic ñư c xác ñ nh b i ch c năng (Function-F) và H P thi t b v t lý (Physical Device-PD). Các nút logic ñư c liên k t v i - Gi nguyên các thi t b nh t th như Máy bi n áp, máy c t, dao nhau b i các k t n i logic (LC). Liên k t gi a các thi t b v i nhau cách ly, máy bi n ñi n áp, máy bi n dòng ñi n, các t máy c t h p b ng các liên k t v t lý (Physical Connections-PC). b . Ngo i tr m t s TBA có dao cách ly không có ñ ng cơ truy n Thi t b v t lý PDs có th bao g m m t s thi t b logic khác ñ ng thì ph i thay m i ho c b sung có ñ ng cơ truy n ñ ng cho nhau, kèm theo ñó thi t b v t lý s ñư c xác ñ nh b ng m t ñ a ch m c ñích ñi u khi n xa. m ng (IP address) c th . - Gi nguyên các thi t b ño lư ng b o v có c ng truy n thông v i T p h p các nút logic trong IEC61850 bao g m: các nút các giao th c tương thích UCA2, Modbus TCP, DNP TCP, IEC 870- logic ch c năng b o v , các nút logic ñi u khi n, nút logic thi t b v t
15 16 5-103, IEC 870-5-104, IEC 61850. Các giao th c khác riêng theo Nhà s n xu t, n u có s h tr chuy n ñ i giao th c c a Nhà s n xu t cũng có th s d ng l i. B tñ u - B sung các RTU m c ngăn và thi t k ñi dây liên k t gi a RTU m c ngăn và các thi t b ño lư ng b o v có các giao th c nói trên. Sơ ñ giao di n ngư i dùng (HMI) - B sung RTU m c tr m và liên k t v i các RTU m c ngăn. - Thi t l p c u hình các thi t b ño lư ng b o v , RTU m c ngăn, RTU m c tr m và l p trình k t n i. OPC Server nh n giá tr t IEDs - B sung các thi t b chuy n ñ i dòng, áp, công su t n u c n thi t. - Xây d ng chương trình HMI ñ giám sát và ñi u khi n thi t b t i OPC Client nh n giá tr t OPC Server t ng tr m. - Thi t l p cơ s d li u quá kh ñ lưu các d li u v n hành và các Gán giá tr cho bi n Lưu d li u quá s ki n. tr ng thái kh - Kh o sát sơ ñ m ng WAN hi n có c a Công ty CP Đi n l c Khánh Hòa (ph c v vi n thông ngành ñi n) và b sung m t s thi t Hi n th giá tr và tr ng thái lên giao di n ngư i b c n thi t (cáp quang ADSS, modem quang…) ñ xây d ng thành dùng HMI m ng WAN hoàn ch nh và liên k t d li u v n hành các TBA 110kV nói trên v Công ty CP Đi n l c Khánh Hòa. 3.2. M T S ĐI U KI N RÀNG BU C KHI THAO TÁC Ti p t c THI T B Đúng 3.3. XÂY D NG THU T TOÁN THU TH P D LI U VÀ Sai GIÁM SÁT V N HÀNH TR M BI N ÁP C nh báo và k t thúc Hình 3.2. Sơ ñ thu t toán giám sát v n hành TBA 3.4. XÂY D NG THU T TOÁN ĐI U KHI N THAO TÁC THI T B ĐÓNG C T 3.4.1. Sơ ñ thu t toán chung
17 18 3.4.2.2. Sơ ñ ñi u khi n t ñ ng thao tác ñ s a ch a thi t b 3.4.2.3. Sơ ñ ñi u khi n t ñ ng thao tác ñ ph c h i thi t b B tñ u 3.4.3. Sơ ñ logic kh ng ch quá trình thao tác và t ñ ng ñi u khi n thao tác s a ch a thi t b tr m bi n áp 110kV Bán Đ o Cam Ranh; TBA 110kV Diên Khánh. L nh thao tác ñóng c t (HMI) 3.5. XÂY D NG CHƯƠNG TRÌNH ĐI U KHI N VÀ GIÁM SÁT V N HÀNH CÁC TR M BI N ÁP 110KV ĐI N Quét các bi n Tag tr ng thái L C KHÁNH HÒA. Trên cơ s các sơ ñ logic, các yêu c u v giám sát d li u v n Ki m tra sơ ñ thi t b hành trên, tác gi xây d ng ph n m m ñi u khi n và giám sát v n hành cho các tr m bi n áp 110kV thu c Công ty CP Đi n l c Khánh Sai Hòa qu n lý như hình 3.6. Ph n m m ñã xây d ng cho TBA 110kV Đi u ki n logic ràng C nh báo&hư ng Su i D u, Diên Khánh và TBA 110kV Bán Đ o Cam Ranh. bu c d n thao tác Đ i v i TBA 110kV Su i D u, Diên Khánh ñư c mô ph ng b ng d li u ñư c t o ra trên máy tính và không có k t n i v i thi t Xác nh n thao tác (Yes/No) b bên ngoài. Đ i v i TBA 110kV Bán Đ o Cam Ranh ñư c thi t k k t n i ñi u khi n và giám sát trên thi t b th c t t i tr m. Đúng Ti p t c Sai K t thúc Hình 3.3: Sơ ñ thu t toán kh ng ch ñi u khi n thao tác 3.4.2. Sơ ñ logic kh ng ch quá trình thao tác và t ñ ng ñi u khi n thao tác s a ch a thi t b tr m bi n áp 110kV Su i D u Hình 3.6. Màn hình t ng quát chương trình ñi u khi n 3.4.2.1. Sơ ñ logic kh ng ch quá trình thao tác tránh thao tác nh m
19 20 3.5.1. Tr m bi n áp 110kV Su i D u Trên cơ s tài li u thi t b [13, 16, 17] và kh o sát t i tr m, tác 3.5.1.1. Giám sát v n hành và kh ng ch quá trình thao tác gi thi t k c i t o TBA 110kV Bán Đ o Cam Ranh thành TBA ñi u 3.5.1.2. T ñ ng ñi u khi n thao tác và ph c h i thi t b khi n tích h p như sau: 3.5.1.3. Cơ s d li u c nh báo v n hành - B sung thi t b ñi u khi n t ñ ng phân tán m c ngăn lo i Micom 3.5.1.4. An ninh h th ng C264 ñ k t n i và thu th p d li u t các rơle b o v . 3.5.2. Tr m bi n áp 110kV Diên Khánh - B sung thi t b RTU Micom C264 làm nhi m v x lý tín hi u 3.6. K T LU N chung, giám sát và ñi u khi n v n hành t xa. Tác gi ñã xây d ng ñư c các sơ ñ thu t toán giám sát v n - Thi t k và n i dây liên k t các IED thành h th ng. hành, sơ ñ thu t toán kh ng ch tránh thao tác nh m, sơ ñ thu t - Xây d ng chương trình ñi u khi n và giám sát v n hành trên h toán t ñ ng ñi u khi n quá trình thao tác khi c n ki m tra s a ch a th ng máy tính. thi t b và các sơ ñ logic th c hi n trình t thao tác ph c h i thi t b , - Thi t k b sung h th ng IP CAMERA th c hi n ch c năng quan t ñó xây d ng ñư c ph n m m ñi u khi n và giám sát v n hành cho sát t xa TBA. các tr m bi n áp 110kV c a Công ty CP Đi n l c Khánh Hòa. - Xây d ng h th ng b o m t, ñ m b o không b xâm nh p t m ng V i công ngh hi n nay, các thi t b ño lư ng, ñi u khi n, b o Internet bên ngoài. v t i các tr m bi n áp ñ u h tr các giao th c truy n thông khác 4.2.1. Thi t b Micom C264 nhau theo m i hãng như UCA2, Modbus TCP, DNP TCP, IEC 870- 4.2.2. Sơ ñ nguyên lý k t n i h th ng 5-103, IEC 870-5-104, IEC 61850 r t thu n l i cho vi c c i t o b H th ng cho phép th c hi n hai ch c năng: Giám sát d li u sung các BCU, RTU k t n i thi t b và xây d ng chương trình ñi u v n hành, tr ng thái thi t b và ñi u khi n thao tác các thi t b trong khi n, giám sát v n hành theo quy ñ nh IEC và ng d ng th c ti n tr m bi n áp. cho các tr m bi n áp. 4.2.3. D li u v n hành CHƯƠNG 4 4.2.3.1. Ngăn ñư ng dây 171 Bán ñ o Cam Ranh ñi Su i D u ÁP D NG XÂY D NG H TH NG ĐI U KHI N VÀ 4.2.3.2. Ngăn ñư ng dây 172 Bán ñ o Cam Ranh ñi Cam Ranh GIÁM SÁT V N HÀNH T XA TBA 110KV 4.2.3.3. Ngăn MBA 110/22kV-25MVA BÁN Đ O CAM RANH 4.2.4. Ph n m m ñi u khi n 4.1. TÌNH TR NG THI T B C A TBA 110KV BÁN Đ O Ph n m m ñi u khi n và giám sát v n hành cho tr m bi n áp CAM RANH 110kV Bán Đ o Cam Ranh v i cơ s d li u k t n i tr c ti p ñ n 4.2. XÂY D NG H TH NG ĐI U KHI N TÍCH H P thi t b ñang v n hành. Các thông s v n hành ñư c l y theo giá tr
21 22 th i gian th c và ñư c lưu tr trên máy tính t i tr m trong cơ s d l c ho c ñ u tư riêng bi t. ñây ñ gi m chi phí ñ u tư, tác gi ch n li u quá kh c a ph n m m. gi i pháp ñư ng truy n dùng chung h th ng WAN (m ng cáp quang) kinh doanh vi n thông ñi n l c và ñ ñ m b o tính b o m t tác gi l a ch n thi t b m ng có kh năng phân lu ng tín hi u riêng cho v n hành h th ng ñi n ñ m b o truy n thông nhanh và tin c y. Hình 4.11. Màn hình chương trình ñi u khi n và giám sát v n hành tr m bi n áp 110kV Bán Đ o Cam Ranh Hình 4.15. Sơ ñ nguyên lý k t n i thông tin tr m bi n áp 110kV Bán Đ o Cam Ranh v i m ng vi n thông Đi n l c Khánh Hòa. 4.4. K T LU N Chương trình ñư c xây d ng ñáp ng ñư c các tiêu chu n, phù h p v i yêu c u qu n lý v n hành th c ti n và có kh năng ch y trên Hình 4.12. Đi u khi n và giám sát thông s v n hành ngăn l 171 các h ñi u hành thông d ng ñư c ch p nh n r ng rãi trong công 4.3. ĐI U KHI N XA TR M BI N ÁP 110KV BÁN Đ O CAM nghi p như h ñi u hành c a Microsoft Windows t XP tr ñi cho RANH các máy tr m và Windows Server 2003 tr ñi cho các máy ch . H th ng ñư ng truy n cho m c ñích giám sát, ñi u khi n, thu Tác gi ñã thi t k và xây d ng h th ng ñi u khi n tích h p th p d li u v n hành tr m bi n áp 110kV Bán Đ o Cam Ranh dùng cho tr m bi n áp 110kV Bán Đ o Cam Ranh trên cơ s t n d ng ñ i chung h th ng m ng WAN dùng cho kinh doanh vi n thông ñi n ña các thi t b ño lư ng, b o v hi n có, ñ m b o tuân th các tiêu
23 24 chu n chính th c và th c ti n ñư c ch p nh n r ng rãi trong công Đ tài lu n văn ñã t p trung nghiên c u c u trúc c a các h th ng nghi p. Cho phép ngư i qu n lý v n hành có th t m r ng chương ñi u khi n tích h p, các kênh thông tin, các giao th c k t n i và trao trình khi b sung các ngăn ho c k t c u tr m thay ñ i theo nhu c u ñ i d li u gi a máy tính v i thi t b ngo i vi, nghiên c u các ph n phát tri n c a h th ng. m m ñi u khi n ñang ñư c s d ng. T ñó ñ xu t ñư c gi i pháp K T LU N VÀ KI N NGH c i t o nâng c p các tr m bi n áp ñang qu n lý v n hành thao tác Qua tìm hi u th c tr ng thi t b t i các tr m bi n áp có c p ñi n b ng tay thành tr m bi n áp ñi u khi n tích h p, c th như sau: áp ñ n 110kV thu c h th ng ñi n Vi t Nam nói chung và Công ty - Gi nguyên các thi t b ñóng c t có th ñi u khi n xa và các CP Đi n l c Khánh Hòa nói riêng cho th y: thi t b b o v ño lư ng có c ng truy n thông v i giao th c k t n i - Các thi t b trong tr m thi u tính ñ ng b và t n t i nhi u IEC 60870-5-103, giao th c Modbus phù h p thi t k tr m tích h p. ch ng lo i khác nhau, v n còn m t s dao cách ly truy n ñ ng ñóng - Thay th m t s dao cách ly ñóng c t b ng tay b ng các dao c t b ng tay. cách ly truy n ñ ng ñóng c t b ng ñ ng cơ ñi n. - Hi n t i, công tác ñi u khi n và giám sát v n hành ñ u do nhân - B sung các BCU m c ngăn và thi t k ñi dây liên k t gi a viên v n hành thao tác t i ch theo l nh t các Trung tâm ñi u ñ BCU m c ngăn v i các thi t b ño lư ng, b o v thu c ngăn l ñó. theo phân c p thi t b , do ñó th i gian thao tác x lý s c ch m và B sung RTU m c tr m và liên k t v i các BCU m c ngăn. Thi t l p s lư ng nhân viên v n hành ñông. c u hình các thi t b ño lư ng b o v , c u hình BCU m c ngăn, RTU Hi n nay trên th gi i công ngh ñi u khi n và giám sát v n hành m c tr m và l p trình k t n i. h th ng ñi n b ng máy tính (Computer guide) ñã ñư c s d ng r ng - Kh o sát th c t sơ ñ tr m ñ xây d ng ph n m m ñi u khi n rãi. Vi t Nam cũng ñang ñư c s d ng t i các tr m bi n áp và nhà và giám sát v n hành. Cài ñ t ph n m m này cho máy tính tr m và máy ñi n công su t l n, tuy nhiên do toàn b công ngh và thi t b máy tính t i các Trung tâm ñi u ñ ñ qu n lý v n hành tr m bi n áp ph i mua t nư c ngoài nên v n ñ u tư l n, do ñó không th tri n t xa. khai th c hi n cho toàn b h th ng ñi n. Áp d ng k t qu nghiên c u ñ tài lu n văn ñã xây d ng ñư c ph n Trên cơ s nghiên c u công ngh ñi u khi n tích h p và các thi t m m ñi u khi n và giám sát v n hành cho tr m bi n áp 110kV Bán b hi n có c a các tr m bi n áp có c p ñi n áp ñ n 110kV cho th y, ñ o Cam Ranh. Ph n m m có các ch c năng chính như sau: hoàn toàn có th c i t o nâng c p thành các tr m bi n áp tích h p v i - Kh ng ch quá trình ñi u khi n thao tác ñóng c t thi t b tránh chi phí th p và phù h p v i ñi u ki n th c t c a các công ty phân thao tác nh m. Khi nh n ñư c l nh thao tác, ph n m m s ki m tra ph i ñi n năng. các ñi u ki n ràng bu c an toàn, n u ñ m b o thì s truy n tín hi u
25 26 th c hi n l nh thao tác, n u không ñ m b o s hi n th c nh báo và chu n b o m t và phân quy n qu n lý ñ m b o ñi u ki n an ninh, cho hư ng d n cách x lý. phép ngư i v n hành giám sát, ñi u khi n thao tác t xa. - Quan sát tr ng thái h th ng, n u ph n m m ñư c cài ñ c trên V i k t qu như trên, tác gi ki n ngh : máy tính có k t n i v i các thi t b trong tr m thì s liên t c c p nh t - Đ gi m chi phí ñ u tư phù h p v i các tr m bi n áp ñ n c p thông tin tr ng thái thi t b và thông s v n hành c a h th ng ñ ñi n áp 500kV trong h th ng ñi n Vi t Nam nên ng d ng công hi n th lên màn hình máy tính theo th i gian th c (online), giúp cho ngh tích h p ñ xây d ng h th ng ñi u khi n và giám sát v n hành, nhân viên v n hành có th giám sát tr ng thái h th ng ñang v n hành các h th ng này ñư c thi t k l p ñ t trong nư c ñ s d ng phù h p th c t . v i ñi u ki n kinh t và kh năng làm ch công ngh cũng như x lý - T ñ ng th c hi n tu n t thao tác cô l p thi t b ñ b o dư ng, k p th i các t n t i công ngh trong quá trình v n hành. s a ch a ho c ñóng ñi n l i thi t b . Khi nh n ñư c l nh c n cô l p - Đ th c hi n giám sát, ñi u khi n v n hành t xa t i các Trung ñ s a ch a m t thi t b , ph n m m s ki m tra tr ng thái th c t tâm Đi u ñ h th ng ñi n Mi n và t i các Công ty Đi n l c ngoài ñang v n hành thông qua kênh thông tin thu th p tr c tuy n c a thi t vi c xây d ng h th ng cáp quang riêng (dây cáp quang treo trên dây b k t n i, ph n m m s t ñ ng ñi u khi n trình t thao tác c t các ch ng sét lo i OPGW) thư ng chi phí ñ u tư l n nh hư ng ñ n tính thi t b theo phi u thao tác phù h p trong th c t (ñã ñư c c p nh t kinh t c a d án khi th c hi n ñ u tư, hi n nay t t c các ñơn v trong cơ s d li u c a ph n m m). trong ngành ñi n ñ u ñã ñư c k t n i v i nhau trong m t h th ng - Các d li u v n hành (tr ng thái, thông s v n hành, các c nh m ng cáp quang (m ng WAN chung c a EVN ph c v vi n thông báo, tr ng thái ñăng nh p ngư i v n hành....) ñư c lưu tr cơ s d công c ng, truy n d li u kinh doanh gi a các Đi n l c, Internet, h i li u quá kh , có th truy v n khi c n thi t. ngh truy n hình,..) hoàn toàn có th s d ng ñ v n hành h th ng S d ng các gi i pháp ñã ñ xu t và ph n m m ñi u khi n giám ñi n. Giao th c k t n i là IEC60870-5-101 ho c IEC60870-5-104 sát v n hành tr m bi n áp, ñ tài ñã xây d ng h th ng ñi u khi n và ñúng theo quy ñ nh ngành ñi n. Tuy nhiên cũng c n xem xét ñ n vi c giám sát v n hành t xa cho tr m bi n áp 110kV Bán ñ o Cam Ranh xây d ng các chu n b o m t ñ v n hành an toàn h th ng ñi n. thu c Công ty CP Đi n l c Khánh Hòa. H th ng sau khi ñư c thi t l p cho phép ngư i v n hành có th giám sát v n hành tr m bi n áp tr c ti p trên máy tính t i tr m ho c t i Phòng ñi u ñ Công ty CP Đi n l c Khánh Hòa, ñ ng th i cũng có th giám sát tr c ti p trên b t kỳ máy tính nào có k t n i m ng Internet. N u xây d ng các