Truy xuất và cài đặt Rơle từ xa

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

36
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết trình bày về hiện trạng hệ thống Rơle bảo vệ tại Tổng Công ty Điện lực miền Nam, các khó khăn trong quá trình thực hiện công tác cài đặt, truy xuất Rơle khi có nhu cầu thay đổi trị số hoặc chiết xuất dữ liệu phục vụ công tác điều tra, phân tích sự cố.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Truy xuất và cài đặt Rơle từ xa

TRUY XUẤT VÀ CÀI ĐẶT RƠLE TỪ XA ThS. PHẠM HỮU NHÂN PGĐ Cty Thí nghiệm điện miền Nam T óm tắt: Báo cáo trình bày về hiện trạng hệ thống Rơle theo sát các thiết bị, báo cáo, bảo vệ tại Tổng Công ty Điện lực miền Nam, các khó phân tích nhanh khi xảy ra sự khăn trong quá trình thực hiện công tác cài !ặt, truy xuất cố trên lưới !iện !ể tìm nguyên Rơle khi có nhu cầu thay !ổi trị số hoặc chiết xuất dữ liệu nhân xử lý và khôi phục lại hệ phục vụ công tác !iều tra, phân tích sự cố. Từ !ó giới thống. thiệu giải pháp khắc phục bằng việc triển khai hệ thống truy xuất Theo thống kê của Công ty và cài !ặt Rơle từ xa trên cơ sở tận dụng hạ tầng của hệ thống SCA- Lưới !iện Cao thế miền Nam DA, thông tin liên lạc hiện hữu, góp phần chung vào chủ trương !ến tháng 07/2017, số lượng vận hành không người trực các trạm biến áp 110/22kV của Tập và chủng loại Rơle bảo vệ hiện !oàn Điện lực Việt Nam và Tổng Công ty Điện lực miền Nam. !ang sử dụng tại các trạm biến 1. HIỆN TRẠNG: áp trên 3300 Rơle các loại [1]; thuộc các hãng sản xuất Sie- Để !áp ứng nhu cầu phát triển của nền kinh tế, hệ thống !iện mens, ABB, Toshiba, SEL và tại khu vực miền Nam nói riêng và cả nước nói chung hàng năm Areva/ Alstom/ Schneider (se- phải !ầu tư xây dựng thêm các trạm biến áp và !ường dây 110kV. ries Pxxx); !ối với các hãng sản Hiện nay, phạm vi quản lý của Tổng Công ty Điện lực miền Nam xuất Cooper, Merlin, Gec Alst- !ang quản lý khoảng 198 trạm biến áp 110/22 kV (Công ty Lưới hom, AEG,... hiện nay không !iện Cao thế miền Nam quản lý 172 trạm, Công ty Điện lực Đồng còn nhiều và !ang !ược thay Nai quản lý 26 trạm), hàng năm !ưa vào vận hành thêm trung bình thế dần do không hỗ trợ kết nối 07-10 trạm. Trong quá trình vận hành, !ơn vị quản lý phải luôn SCADA. Bảng 1: Thống kê số lượng và chủng loại Rơle bảo vệ trên lưới SGC tính đến tháng 07/2017 [1] Hãng sản xuất Số lượng vận Tỉ lệ/ tổng số vận Ghi chú hành (cái) hành (%) 1 Siemens 618 18,7 2 ABB 292 8,9 3 Toshiba 919 27,9 4 SEL 343 10,4 5 Alstom/Areva/ Schneider 1030 31,2 chủng loại Micom Pxxx Đối với mỗi hãng sản xuất Rơle, tùy thuộc vào từng chủng loại sẽ sử dụng phần mềm, dây giao tiếp và cổng kết nối khác nhau. Bảng 2: Thống kê phần mềm, cổng giao tiếp Rơle đang vận hành [3] STT Hãng sản xuất Phần mềm giao Cổng giao tiếp Ghi chú tiếp RS232 DIGNI IV 1 Siemens USB DIGSI V RJ45 BẢN TIN HỘI MIỀN NAM - THÁNG 11 / 2017 15
2 ABB PCM 600 RJ45 RSM 100 RS232 3 Toshiba GR - TIEMS USB 4 SEL QuickSet RS232 5 Alstom/Areva/ Schneider Micom S1 Studio RS232 chủng loại Micom Pxxx Hệ thống truy xuất và cài !ặt Rơle từ xa !ược thết kế cung cấp khả năng truy cập và cài !ặt Rơle từ TTĐKX về các trạm biến áp 110/22kV trong phạm vi quản lý: Tại Trung tâm Điều khiển xa: Trang bị 01 máy tính chuyên biệt cho công tác truy xuất và cài !ặt Rơle từ xa; !ược cài !ặt !ầy !ủ các phần mềm Rơle chuyên dụng. Để !ảm bảo tính bảo mật, máy tính chỉ !ược kết nối với hệ thống mạng sử dụng riêng cho truy xuất xa và cách ly với mạng Internet dân dụng; !ồng thời nhằm ngăn chặn trường hợp kết nối vào mạng nội bộ của hệ thống !ể truy cập Rơle, hệ thống truy xuất xa còn sử dụng Router !ể !ịnh tuyến (01 !ặt tại Hình 1: Cổng và dây giao tiếp Rơle Toshiba GRE-140 TTĐKX và 01 !ặt tại các TBA), chỉ cho phép duy nhất máy tính chuyên biệt truy cập vào Rơle. Tại các trạm biến áp: Kết nối các Rơle bảo vệ và tận dụng !ường truyền cáp quang của hệ thống HMI sử dụng cho TTĐKX !ể truyền dữ liệu về TTĐKX. Hình 2: Giao diện phần mềm DIGSI V của Siemens Do !ó, với số lượng và chủng loại Rơle bảo vệ !ang vận hành trên lưới nhiều và !a dạng, phạm vi !ịa lý rộng lớn, trải dài 21 tỉnh thành phía Nam, !ơn vị Quản lý vận hành gặp nhiều khó khăn khi có yêu cầu cần thực hiện nhanh chóng công tác truy xuất và phân tích dữ liệu sự cố; cũng như công tác quản lý, truy cập, cài !ặt thay !ổi trị số Rơle bảo vệ. 2. GIẢI PHÁP TRUY XUẤT RƠLE TỪ XA: Hình 3: Sơ đồ kết nối tổng thể trong phạm vi TTĐKX Năm 2017 Tổng Công ty Điện lực miền Nam !ã triển khai hoàn chỉnh Với !ặc !iểm hệ thống Rơle bảo vệ hiện tại, bao gồm các hệ thống SCADA, kết nối ổn !ịnh 170 Rơle mới hỗ trợ giao thức IEC 61850 có kết nối giao tiếp trạm biến áp (TBA)110/22kV trực qua cổng mạng RJ45 và các Rơle chỉ hỗ trợ giao thức IEC thuộc Công ty Lưới !iện Cao thế miền 60870-5-103 có kết nối giao tiếp qua cổng USB hoặc cổng Nam và tiến tới sẵn sàng kết nối các số (Serial RS232). Việc kết nối Rơle bảo vệ vào hệ thống truy TBA thuộc phạm vi quản lý của Công xuất và cài !ặt từ xa sẽ !ược thực hiện theo 02 phương án: ty Điện lực Đồng Nai; !ồng thời !ã Phương án 1: Kết nối Rơle hỗ trợ giao thức IEC 61850 xây dựng 20 Trung tâm !iều khiển trực tiếp qua cổng mạng RJ45. xa (TTĐKX) !ặt tại trụ sở của 20 Chi Phương án 2: Kết nối Rơle chỉ hỗ trợ giao thức IEC 60870- nhánh !iện Cao thế các tỉnh phía Nam. 5-103 qua bộ chuyển (Converter) USB/RJ45 hoặc RS232/ Với hạ tầng hiện có, công tác triển khai RJ45. hệ thống truy xuất và cài !ặt Rơle từ xa gặp nhiều thuận lợi. 16 BẢN TIN HỘI MIỀN NAM - THÁNG 11 / 2017
Hình 4: Thiết kế bố trí lắp đặt thiết bị USB/RJ45 Converter [2] 2.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA - Thiết bị chuyển mạch (Switch - Thiết bị !ịnh tuyến (Router): HỆ THỐNG: Công nghiệp): Hệ thống truy xuất và cài !ặt trong mô hình OSI, hiểu !ược Rơle từ xa !ược xây dựng dựa các kết nối của các trạm biến áp các lớp !ịa chỉ IP và có khả năng trên các yêu cầu kỹ thuật !ặt ra: 110kV về TTĐKX !ể xử lý. !ịnh tuyến chỉ !ường !ến !úng - Từ TTĐKX truy xuất !ược tất các Rơle cần truy xuất tại các cả các Rơle của các TBA trong trạm khác nhau. phạm vi quản lý của TTĐKX. trong mô hình OSI, hiểu !ược - Tất cả các thiết bị Rơle bên các lớp !ịa chỉ IP và có khả năng !ường các tín hiệu truy xuất từ trong trạm chỉ !ược truy xuất !ịnh tuyến chỉ !ường !ến !úng Rơle gửi về TTĐKX. tại TTĐKX, từ các trạm không các Rơle cần truy xuất tại các trạm khác nhau. - Các Rơle bảo vệ tại trạm: thể truy xuất lẫn nhau. - Chặn những hoạt !ộng !ặt Nhiệm vụ lọc !ịa chỉ IP và chỉ !ường các tín hiệu truy xuất từ cổng USB hoặc số (RS232/ !ịa chỉ IP trùng lớp với !ịa chỉ Rơle gửi về TTĐKX. RS485), có hoặc không có hỗ của TTĐKX !ể truy xuất, cài !ặt trợ giao thức IEC 61850. Rơle ngoài TTĐKX. Tại trạm biến áp 110kV: 2.2 THIẾT BỊ SỬ DỤNG CHO - Thiết bị kết nối Rơle (Ethernet từng Rơle, từng trạm !ể thuận HỆ THỐNG: Switch): tiện trong công tác vận hành. Tại Trung tâm Điều khiển xa: !ể phục vụ tập trung kết nối - USB Server: - Máy tính phục vụ truy xuất xa: tất cả các Rơle bảo vệ vận hành trong trạm. USB sang RJ45, !ể kết nối các virus, hệ !iều hành phù hợp với Rơle có cổng giao tiếp dạng các chương trình phần mềm - Thiết bị chuyển mạch (Switch Công nghiệp): USB. Rơle. Tách biệt với mạng Inter- net dân dụng !ể bảo mật. - Serial Server: !ể phục vụ kết nối từ trạm về chương trình, phần mềm kết nối TTĐKX hoặc làm trung gian cho Serial (RS232 hoặc RS485) sang và truy xuất dữ liệu Rơle trong các trạm khác kết nối về TTĐKX RJ45, !ể kết nối các Rơle có phạm vi quản lý của TTĐKX. phục vụ cho công tác truy suất cổng giao tiếp dạng Serial. Rơle từ xa. BẢN TIN HỘI MIỀN NAM - THÁNG 11 / 2017 17
Hình 5: Sơ đồ kết nối chi tiết 2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG: Tại trạm biến áp: - Các Rơle không hỗ trợ IEC 61850 kết nối !ến bộ chuyển !ổi USB/Serial Server bằng cổng USB, và từ bộ chuyển !ổi USB/ Serial Server kết nối về Ethernet Switch bằng cổng RJ45. - Các Rơle hỗ trợ IEC 61850 kết nối trực tiếp về Ethernet Switch. - Từ Ethernet Switch kết nối vào cổng LAN của Router công ng- Hình 6: Kết nối Rơle bảo vệ về Ethernet Switch hiệp. Tại Trung tâm Điều khiển xa: - Từ cổng WAN của Router công - Cáp quang cho truy xuất xa từ trạm biến áp kết nối vào cổng nghiệp kết nối vào cổng !iện quang của Switch công nghiệp. (RJ45) của Switch công nghiệp. - Từ cổng !iện (RJ45) của Switch công nghiệp kết nối vào cổng LAN - Từ cổng quang (FO) của của Router công nghiệp. Switch công nghiệp kết nối - Máy tính truy xuất xa kết nối vào cổng LAN của Router công ng- vào !ường cáp quang cho truy hiệp. xuất xa. - Có thể mở rộng, kết nối thêm 2.4 HIỆU QUẢ: các trạm liền kề về về TTĐKX Kết quả của việc triển khai hệ thống truy xuất và cài !ặt Rơle từ xa: bằng cách kết nối !ường cáp - Một máy tính từ TTĐKX kết nối !ến từng Rơle bảo vệ tại các trạm quang của các trạm !ó về cổng biến áp 110/22 kV thuộc phạm vi quản lý, !ược bảo mật bằng thiết quang của Switch công nghiệp bị !ịnh tuyến (Router), chỉ kết nối với hệ thống truy xuất xa, cách ly của trạm hiện tại. hoàn toàn với mạng Internet dân dụng. 18 BẢN TIN HỘI MIỀN NAM - THÁNG 11 / 2017
- Máy tính truy xuất xa !ược trang bị !ầy !ủ phần mềm sử dụng truy cập tất cả Rơle !ang TÍcH HỢP cÁc nGUỒn vận hành trong phạm vi quản lý của TTĐKX. Điện và Tự ĐỘnG HÓa lƯỚi Điện HUYện ĐẢO - Cán bộ kỹ thuật phụ trách Rơle !ược !ào tạo tập trung, có khả năng sử dụng, truy xuất thông tin cũng như cài !ặt thông số Rơle nhằm phục vụ công tác PHÚ QUÝ KS. NGUYỄN ĐỨC TRUNG vận hành và !iều tra sự cố, hỗ Công ty Tư vấn điện miền Nam trợ !ơn vị Quản lý vận hành phân tích và báo cáo nhanh khi Hiện nay trên thế giới, !ể giảm thiểu ảnh hưởng xấu (dao có sự cố xảy ra trên lưới !iện !ộng tần số, !iện áp) !ến lưới !iện do tính không ổn !ịnh của 110kV các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió và năng - Nâng cao công tác quản lý hệ lượng mặt trời. Giải pháp tối ưu là kết hợp chúng với các nguồn thống Rơle bảo vệ trong các năng lượng khác !ủ lớn !ể có thể !iều tần trong trường hợp trạm biến áp 110/22 kV. năng lượng gió, năng lượng mặt trời có biến !ộng, cụ thể là: 3. KẾT LUẬN: tích hợp Diesel – Gió – năng lượng mặt trời với các dạng năng lượng khác như : Hệ thống truy xuất và cài !ặt Rơle là một công cụ hữu hiệu - Thủy !iện tích năng: `là nhà máy`thủy !iện`kiểu bơm tích lũy, giúp ích cho Đơn vị Quản lý vận sử dụng !iện năng của các nhà máy !iện phát non tải trong hệ hành quản lý hiệu quả hệ thống thống !iện vào những giờ thấp !iểm (ban !êm) !ể bơm nước Rơle bảo vệ. Việc triển khai hệ từ bể nước thấp lên bể cao. Vào thời !iểm nhu cầu tiêu thụ !iện thống không yêu cầu chi phí năng lớn, nước sẽ !ược xả từ hồ chứa cao xuống hồ chứa thấp !ầu tư cao, có khả năng tận hơn thông qua các`tua bin`!ể phát !iện lên`lưới; dụng hạ tầng sẵn có của SCA- - Dump load: tải giả !ược sử dụng !ể tải công suất thừa của hệ DA, góp phần chung vào chủ thống, giúp cân bằng năng lượng và ổn !ịnh hệ thống; trương vận hành không người - Diesel tải thấp: là loại máy phát !iện diesel có khả năng phát trực trạm biến áp 110/22kV !iện liên tục với phụ tải chỉ bằng 30% công suất tối !a của máy; của Tập !oàn Điện lực Việt Nam và Tổng Công ty Điện lực miền - Thiết bị lưu trữ !iện năng như : Ắc quy, Pin sạc, Flywhee (hệ Nam. thống bánh xe dự trữ năng lượng), Flue cell (Pin nhiên liệu), Supper capacitor (Siêu tụ). Từ kết quả !ã !ạt !ược, Tổng Công ty Điện lực miền Nam !ã Một số mô hình tích hợp các nguồn năng lượng vào hệ thống và !ang triển khai áp dụng hệ !iện không nối lưới !iện quốc gia hiện nay !ã vận hành : thống truy xuất và cài !ặt từ - Mô hình thực tế 1: Mô hình !ã triển khai tại !ảo El Hierro, Tây xa cho tất cả các trạm biến áp Ban Nha, với thông số chính như sau: 110/22kV hiện hữu, !ồng thời áp dụng cho các trạm biến áp sẽ xây dựng trong thời gian sắp tới. - Mô hình thực tế 2: Mô hình !ã triển khai tại !ảo Bonaire (vùng TÀI LIỆU THAM KHẢO Caribbean), Hà Lan, với thông số chính như sau: [1] Công ty Lưới !iện Cao thế miền Nam, Báo cáo (ánh giá tình trạng vận hành của các Rơle bảo vệ 07/2017. [2] Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng !iện 3, Sơ (ồ lắp (ặt thiết bị tại tủ 22kV, 409019G-NT-TT-02. [3] Tài liệu kỹ thuật Rơle các hãng Siemens, ABB, Toshiba, SEL, Alstom, Alstom/Areva/ Schneider. BẢN TIN HỘI MIỀN NAM - THÁNG 11 / 2017 19