Lập trình mô phỏng vận hành trạm biến áp

Trước khi ra các lệnh thao tác, người ra lệnh phải chú ý các nội dung sau: - Tên phiếu thao tác và mục đích thao tác; - Thời gian bắt đầu và thời gian kết thúc thao tác; - Sơ đồ kết dây

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

- -

DƯƠNG THÀNH NHÂN

LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG VẬN HÀNH TRẠM BIẾN ÁP

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN

Mã số: 60520202

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2014

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Liêm

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1

2

3

4

5

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: DƯƠNG THÀNH NHÂN MSHV: 13183050

Ngày, tháng, năm sinh: 12/12/1990 Nơi sinh: Tây Ninh

I TÊN ĐỀ TÀI: LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG VẬN HÀNH TRẠM BIẾN ÁP NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:

Tp HCM, ngày tháng năm 2014

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

TS Đỗ Hồng Tuấn

Sau một thời gian học tập tại trường Đại học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh, tôi

đã hoàn thành luận văn của mình Để đạt được kết quả này và hoàn thành luận văn tôi đã nhận được rất nhiều những sự giúp đỡ từ những quý thầy cô, gia đình

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Điện là một phần thiết yếu đối với cuộc sống hằng ngày, nhất là trong công nghiệp, mất điện là một vấn đề lớn, nên độ tin cậy cung cấp điện là vô cùng quan trọng Vì vậy, vận hành hệ thống điện hay trạm biến áp đòi hỏi sự chính xác cao độ Nhưng cũng chính bởi vì độ tin cậy cung cấp điện mà các vận hành viên mới không thể thực hành trên trạm biến áp thực Mô phỏng được xem là phương pháp tốt nhất để giải quyết vấn đề này

Hệ thống mô phỏng vận hành trạm biến áp sẽ được thực hiện bởi ba phần mềm chuyên dụng:

- Vijeo Designer mô phỏng giao diện người dùng (HMI)

- Unity Pro mô phỏng thiết bị đầu cuối (RTU/PLC)

- Matlab thực hiện tính toán các thông số

ABSTRACT

Electricity is essential to daily life and industry Outage is a big problem, so the system reliability is especially important Therefore, operating electrical system or substation require accuracy very much But because of the system reliability, new operator can not practice in the real substation Simulation is considered the best method to solve this

The substation Training Simulation System is make from three professional sofware:

- Vijeo Designer simulates the HMI

- Unity Pro simulates the RTU/PLC

- Matlab calculates the parameters

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này là nghiên cứu của riêng tôi Các kết quả nêu trong

luận văn chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác Các số liệu, ví dụ, trích

dẫn đảm bảo tính chính xác, tin cậy và trung thực

Tôi xin chân thành cảm ơn

NGƯỜI CAM ĐOAN

Dương Thành Nhân

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 4

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ 5

LỜI CAM ĐOAN 6

DANH MỤC HÌNH ẢNH 9

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 12

1.1 Đặt vấn đề: 12

1.2 Mô phỏng: 13

1.3 Mục tiêu: 14

1.4 Nội dung thực hiện 15

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 16

2.1 Sơ lược đề tài: 16

2.2 Tóm lược các tài liệu khoa học chủ yếu: 17

CHƯƠNG 3: VẬN HÀNH TRẠM BIẾN ÁP 20

3.1 Xu hướng phát triển: 20

3.2 Tìm hiểu quy trình thao tác hệ thống điện: 22

3.2.1 Thực hiện thao tác: 22

3.2.2 Thao tác thiết bị điện: 26

3.2.3 Chỉ danh thiết bị trong hệ thống điện: 36

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÔ PHỎNG VẬN HÀNH TRẠM BIẾN ÁP 41

4.1 Mô hình vận hành trạm lựa chọn mô phỏng: 41

4.1.1 Lựa chọn mô hình: 41

4.2 Thiết kế mô phỏng: 42

4.2.1 Vijeo Designer: 43

4.2.2 Unity Pro: 43

4.2.3 Matlab: 44

4.2.4 Giao tiếp: 44

CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG MÔ PHỎNG 45

5.1 PLC – Unity Pro 45

5.2 HMI – Vijeo Designer 49

5.2.1 Thiết lập truyền thông: 50

5.2.2 Xây dựng màn hình đồ họa 54

5.2.3 Xây dựng các switch cho các phần tử có tương tác: 54

5.2.4 Xây dựng các phần tử không tương tác bằng các nét vẽ cơ bản: 58

5.2.5 Xây dựng một cụm: 01 máy cắt, 02 dao cách ly, 02 dao tiếp địa 58

5.2.6 Xây dựng các thông báo khi thao tác bằng các popup 64

5.2.7 Xây dựng hiển thị các thông số vận hành bằng các Display 65

5.2.8 Xây dựng các bảng cảnh báo, sự kiện, thông số bằng Alarm 67

5.2.9 Xây dựng một màn hình thông số chi tiết 68

5.3 Thiết lập giao thức OPC 68

5.3.1 Thiết lập OPC cho PLC – Unity Pro bằng OFS Configuration Tool 69

5.3.2 Thiết lập trao đổi dữ liệu qua OPC trên Matlab 70

5.4 Tính toán thông số vận hành – Matlab 72

CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ 74

6.1 Chương trình mô phỏng 74

6.2 Các kết quả đạt được 80

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN 82

THAM KHẢO 83

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 84

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Màn hình HMI tại trạm Khu công nghiệp Cần Thơ 21

Hình 2: Mô hình SCADA vận hành tại trạmmô phỏng hướng tới 41

Hình 3: Mô hình mô phỏng vận hành trạm biến áp 42

Hình 4: Chuẩn giao tiếp OPC 44

Hình 5: Chọn TSX H57 44M 45

Hình 6: Thiết lập cấu hình phần cứng 46

Hình 7: Chọn module Analog TSX AEY 414 46

Hình 8: Chọn module Discrete TSX DEY 08D2 46

Hình 9: Chọn module Discrete TSX DSY 08T2 47

Hình 10: Thiết lập truyền thông network cho PLC 47

Hình 11: Cấu hình địa chỉ IP cho PLC ảo 48

Hình 12: Thiết lập các biến trong PLC - Unity Pro 48

Hình 13: Khởi chạy PLC ảo 49

Hình 14: Màn hình thiết lập vận hành trạm 49

Hình 15: Khởi tạo Project 50

Hình 16: Thiết lập giao tiếp từ task IO Manager 51

Hình 17: Thiết lập địa chỉ IP giao tiếp với PLC 51

Hình 18: Nạp danh sách biến từ PLC – Unity Pro bằng Link Variables 52

Hình 19: Nạp biến từ PLC – Unity Pro thông qua file của Unity Pro 53

Hình 20: Chọn biến cần thiết add vào Vijeo Designer 53

Hình 21: Tạo mới Panel trong task Base Panel 54

Hình 22: Tạo mới một switch 55

Hình 23: Thiết lập chức năng cho switch 56

Hình 24: Thiết lập chức năng switch cho biến MC_1- máy cắt 1 57

Hình 25: Thiết lập tương tác đồ họa khi có thao tác đóng cắt 57

Hình 26: Vẽ những đường nét cơ bản cho các phần tử không tương tác 58

Hình 27: Cụm máy cắt với 01 máy cắt, 02 dao cách ly, 02 dao tiếp địa 58

Hình 28: Thiết lập switch của dao cách ly phía nguồn 59

Hình 29: Thiết lập switch của dao tiếp địa phía nguồn 60

Hình 30: Thiết lập switch cho máy cắt 61

Hình 31: Thiết lập switch cho dao cách ly phía tải 61

Hình 32: Thiết lập switch cho dao tiếp địa phía tải 62

Hình 33: Thiết lập xoay dao của máy cắt 62

Hình 34: Cụm máy cắt tụ bù 63

Hình 35: Cụm máy cắt máy biến áp 63

Hình 36: Cụm máy cắt liên thanh cái 64

Hình 37: Thiết lập popup cho các cửa sổ thông báo 64

Hình 38: Thiết lập nút nhất cho popup bằng các switch 65

Hình 39: Xây dựng hiển thị bằng cách thiết lập các Display 65

Hình 40: Thiết lập Numberic Display để thể hiện hệ số công suất 66

Hình 41: Alarm summary, Alarm Banner, Event Summay (từ trên xuống) 67

Hình 42: Thiết lập một Alarm 68

Hình 43: Màn hình chi tiết một cụm tải 68

Hình 44: Thiết lập OPC Configuration Tool 70

Hình 45: Thiết lập trao đổi dữ liệu qua OPC trên Matlab 70

Hình 46: Cửa sổ OPC Sever khi Matlab chạy OPC 71

Hình 47: Sơ đồ giải thuật trên Matlab 72

Hình 48: Màn hình giao điện chính của mô hình 74

Hình 49: Giao diện màn hình vận hành 75

Hình 50: Popup xác nhận thao tác 75

Hình 51: Thông báo thao tác sai quy trình và từ chối thực hiện thao tác 76

Hình 52: Máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa ở trạng thái cắt 77

Hình 53: Điều chỉnh nấc điện áp của máy biến áp 77

Hình 54: Màn hình chi tiết máy biến T1 78

Hình 55: Màn hình chi tiết một ngăn lộ xuất tuyến 78

Hình 56: Màn hình mô phỏng sự cố 79

Hình 57: Giả lập sự cố ở xuất một xuất tuyến 80

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề:

Càng ngày Điện năng càng đóng vai trò quan trọng hơn trong đời sống, kinh tế,

xã hội Điện vô cùng quan trọng đối với các hoạt động sản xuất, kinh doanh và sinh hoạt Việc mất điện chỉ trong vài giờ sẽ gây hậu quả nghiêm trọng, giá trị thiệt hại có thể lên đến hàng ngàn tỉ đồng, kèm theo các ảnh hưởng to lớn về các mặt khác của đời sống, kinh tế, xã hội Một số sự kiện mất điện tiêu biểu:

- Giao thông tê liệt vì sự cố mất điện ở Ấn Độ ngày 31/7/2012 Không có con

số chính xác về thiệt hại tài chính, nhưng chắc chắn sự cố mất điện này đã ảnh hưởng sâu sắc tới kinh tế Ấn Độ

- Sự cố mất điện ở Mỹ ngày 14/8/2003 do một đường điện cao thế tại Northern Ohio chạm phải những cây mọc quá cao Đợt mất điện lớn nhất trong lịch sử nước Mỹ đã gây ra thiệt hại ước tính khoảng 6 tỷ USD

- Sự cố mất điện ngày 28/9/2003 tại Italy khiến 30,000 người bị kẹt trong tàu điện ngầm Hiệp hội thương mại bán lẻ Confcommercio cho biết, riêng ngành công nghiệp chế biến thực phẩm của quốc gia này đã thiệt hại khoảng 138 triệu USD

- Ngày 22/5/2014 nhiều tỉnh miền Nam Việt Nam mất điện đồng loạt do sự cố đường dây 500kV Với khoảng 8 giờ mất điện, chỉ tính riêng ngành điện đã thiệt hại lên tới 14 tỉ đồng, và hơn 8 triệu khách hàng bị ảnh hưởng

Từ đó có thể thấy, cung cấp điện liên tục là một yêu cầu tất yếu đối với ngành điện Kéo theo đó là việc vận hành hệ thống điện nói chung và trạm biến áp (một trong những thiết bị trung tâm của hệ thống điện) nói riêng đòi hỏi sự chính xác cao độ, để tránh những sự cố đáng tiếc do thao tác nhầm tránh gây ra những thiệt hại khó có thể

đo đếm được

Nhu cầu đòi hỏi vận hành viên phải am hiểu, có kinh nghiệm lại đối lập với khả năng huấn luyện thực hành bằng thực tiễn là bất khả thi bởi yêu cầu cung cấp điện liên tục Chính vì thế việc hướng dẫn các nhân viên vận hành mới hiện nay hầu như chỉ

thực hiện trên lý thuyết, các bản vẽ, các sơ đồ, gây khó khăn trong việc ghi nhớ và nắm bắt công tác vận hành hệ thống điện nói chung và trạm biến áp nói riêng Việc tìm

ra một giải pháp huấn luyện vận hành khác có hiệu quả cao hơn là nhu cầu tất yếu, và phương pháp mô phỏng là một trong những giải pháp tốt nhất

1.2 Mô phỏng:

Mô phỏng là việc nghiên cứu trạng thái của mô hình để qua đó hiểu được hệ thống thực, mô phỏng là tiến hành thử nghiệm trên mô hình Đó là quá trình tiến hành nghiên cứu trên vật thật nhân tạo, tái tạo hiện tượng mà người nghiên cứu cần để quan sát và làm thực nghiệp, từ đó rút ra kết luận tương tự vật thật

Mô phỏng trên máy tính là xu hướng dạy học mới, hiện đại đã và đang được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực Trong lĩnh vực giáo dục, các bài giảng có ứng dụng mô phỏng kết hợp phương tiện nghe nhìn hiện đại sẽ tạo cho sinh viên nhiều kỹ năng như: khả năng hoạt động quan sát (các hình ảnh tĩnh hoặc động), khả năng thao tác trên đối tượng, khả năng tự do phát triển tư duy, lựa chọn con đường tối ưu để nhận thức

Phương pháp mô phỏng trong dạy học là phương pháp tiếp cận nhận thức thế giới thực thông qua mô hình tĩnh hoặc động Bằng phương pháp mô phỏng, sinh viên không chỉ tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc mà trong quá trình học họ còn có thể tìm

ra cách tiếp cận vấn đề, con đường cách thức để đạt mục tiêu bài học Đặc biệt sinh viên còn có thể tạo dựng và điều khiển tại chỗ các đối tượng theo ý muốn Tìm tòi phát hiện một số quan niệm mới cũng như rèn luyện kỹ năng nghề nghiệp

Do đó mô phỏng đang rất được ưa chuộng không chỉ trên thế giới mà cả ở Việt Nam:

- Trong các hãng hàng không tại Việt Nam, buồng lái ảo là một cụm từ quen thuộc, với công nghệ mô phỏng này các phi công có thể nâng cao tay nghề 24/24 mà không hề gây nguy hiểm cho hành khách cũng như hư hỏng máy bay thật Buồng lái ảo không những có thể đào tạo tay nghề của các phi công

mà còn có thể thiết lập các tình huống giả định sự cố hoặc thời tiết xấu để nâng cao khả năng ứng biến, giải quyết vấn đề Gần đây, sự kiện Airline thực

hiện thử nghiệm “đường bay vàng” trên buồng lái ảo vào đầu tháng 9/2014

đã gây sự chú ý rất lớn trong cộng đồng

- Trong lĩnh vực giao thông đường bộ, thậm chí còn tiến xa hơn với hệ thống

mô phỏng lái xe do Việt Nam thực hiện, đây là sản phẩm hợp tác bởi Trung tâm Công nghệ Mô phỏng (SimTech) của Học viện Kỹ thuật quân sự và Công ty Cổ phần Viện công nghệ Hà Nội (HanoiTech) là giải pháp tốt nhất

để dạy lái xe ô tô hiện nay

Trước những thành công của phương pháp mô phỏng trong nhiều lĩnh vực: sự cố máy bay, dạy láy xe… Nhu cầu đưa mô phỏng vào việc đào tạo vận hành trạm biến áp tại Việt Nam là rất cao, tuy nhiên việc mô phỏng vận hành trạm biến áp hầu như là không có Vì vậy việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình mô phỏng vận hành trạm biến áp phục vụ giảng dạy là yêu cầu tất yếu

1.3 Mục tiêu:

Ở Việt Nam, nhu cầu mô phỏng trạm biến áp để ứng dụng trong việc huấn luyện nhân viên mới là rất cao Tuy nhiên việc nghiên cứu là hầu như chưa có Với hiện trạng của ngành Điện tại Việt Nam là đang trong quá trình xây dựng và phát triển đặt

ra những yêu cầu riêng cho việc huấn luyện vận hành bằng mô phỏng: chi phí thấp, dễ tiếp cận, dễ phổ biến và tính linh động cao để bắt kịp sự thay đổi của hệ thống thực Hiện tại, Tập đoàn Điện lực Việt Nam đang thực hiện đề án SCADA trên lưới điện, mà trước hết là các trạm biến áp, đây cũng là mục tiêu phát triển của giai đoạn hiện tại và tương lai gần Hiện tại trên địa bàn thành phố Hồ Chính Minh và tỉnh Đồng Nai, các trạm biến áp đa số đều có hệ thống SCADA, trong khi các địa bàn khác đang được khảo sát và triển khai Hiện tại và tương lai gần, phương thức vận hành các trạm

có hệ thống SCADA là vận hành tại trạm, các trung tâm chủ yếu thực hiện giám sát từ

xa Song song với việc xây dựng hệ thống SCADA, nhu cầu đào tạo nhân viên vận hành trạm biến áp trên nền SCADA sẽ ngày một lớn

Dựa trên thực tế đó, luận văn nghiên cứu, xây dựng mô phỏng vận hành trạm biến áp trên nền SCADA phục vụ cho công tác đào tạo, đáp ứng:

- Giao diện người dùng ứng thật sự thân thiện, các chức năng gần như là một màn hình vận hành kiểu chạm thực tế

- Mô phỏng vận hành các thiết bị chính trong hệ thống điện: máy biến áp, máy cắt (MC), dao cách ly (DCL), tụ bù, rơ le

- Các thông số vận hành như điện áp, dòng điện, công suất, việc tác động của

rơ le, nhiệt độ dầu MBA được cập nhật đồng bộ với chế độ vận hành hiện hữu

- Các sự kiện, cảnh báo được ghi nhận và hiển thị một cách trực quan, dễ dàng đọc hiểu, hiệu quả trong nghiên cứu và đào tạo vận hành hệ thống điện

- Mô phỏng được các chế độ vận hành bình thường, sự cố, sa thải phụ tải

- Đảm bảo tính linh động trong nâng cấp và bổ sung chức năng để phù hợp với

sự thay đổi của hệ thống thực vốn đang trong quá trình phát triển, xây dựng, cải tạo và nâng cấp mạnh mẽ

1.4 Nội dung thực hiện

- Tìm hiểu quy trình hệ thống điện Để có thể thực hiện giảng dạy vận hành

trạm biến áp, yêu cầu trước tiên là mô hình mô phỏng phải tuân theo các quy trình thao tác hệ thống điện Từ đó xác định được các yêu cầu mà đề tài cần đáp ứng

- Lựa chọn mô hình mô phỏng Bám sát thực tế, nhu cầu hiện tại và tương lai

gần, sau đó chọn ra mô hình phù hợp nhất để mô phỏng nhằm mang lại hiệu

quả cao, kinh tế và phù hợp nhất

- Lựa chọn phần mềm, xây dựng mô hình mô phỏng Khảo sát, tìm ra các phần

mềm phù hợp để thực hiện mô hình mô phỏng Lựa chọn chức năng của từng phần mềm, phương thức liên kết giữa chúng để xây dựng nên mô hình mô phỏng

- Lập trình mô phỏng vận hành trạm biến áp Đi vào chi tiết, lập trình chức

năng, xây dựng liên kết các phần mềm để tạo thành mô hình mô phỏng hoàn

chỉnh

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Sơ lược đề tài:

Với những ưu điểm vượt trội, mô phỏng đã được đầu tư nghiên cứu và phát triển cho ngành Điện Đầu tiên những mô hình thu nhỏ bằng phần cứng được sử dụng, tuy nhiên lại bộc lộ quá nhiều khuyết điểm về hư hỏng mô hình khi thao tác sai, chi phí và thời gian để xây dựng hoặc nâng cấp là rất lớn, chính vì vậy mô hình phần cứng đã được thay thế bằng việc sử dụng các thiết bị, phần mềm mô phỏng trên máy tính Đầu tiên là từ những nhà máy phát điện [1-2], việc mô phỏng đã được mở rộng sang trạm biến áp [3-7]

Mô hình mô phỏng truyền thống chính là sử dụng kết hợp giữa phần cứng và phần mềm: các bảng điều khiển thực và phần mềm tính toán mô phỏng thông số [2-3] Với mô hình dạng này, người sử dụng được tiếp xúc với các thao tác thật nên hiệu quả tiếp thu là rất cao, tuy nhiên giá trị các phần cứng không hề rẻ, cần có không gian xây dựng, bên cạnh đó thì thời gian, chi phí để nâng cấp cũng như xác suất hư hỏng thiết bị

là vấn đề đáng lưu tâm Chính vì vậy sự mô hình dạng này đã dần nhường chỗ cho những dạng mô phỏng hoàn toàn bằng phần mềm, nói hoàn toàn là phần mềm không

có nghĩa là không có bất kỳ phần cứng nào tham gia mà là các phần cứng tham gia chủ yếu là phụ trợ, không đóng vai trò chính trong hệ thống

Mô phỏng hoàn toàn bằng phần mềm sử dụng công nghệ đồ họa hai chiều và nhanh chóng chuyển sang đồ họa ba chiều – thực tế ảo [4-8] Với công nghệ thực tế ảo nhân viên vận hành sẽ có cảm giác chân thực như đang di chuyển trong một trạm biến

áp thực, tạo ra cảm nhận trực quan mang lại hiệu quả giảng dạy tuyệt vời Tuy nhiên công nghệ thực tế ảo khá phức tạp, chi phí xây dựng lại đắt

Mô phỏng hệ thống SCADA [9] vận hành trạm lại là một giải pháp khác đáng quan tâm trong bối cảnh mà các trạm biến áp hầu như được trang bị SCADA Hệ thống mô phỏng SCADA [9] kết hợp nhiều phần cứng giúp cho hệ thống có thể đáp ứng được cả tiêu chí phục vụ nghiên cứu và huấn luyện, tuy nhiên lại tốn diện tích, chi

phí cũng như phức tạp Nếu chỉ mô phỏng bằng phần mềm thì đơn giản và ít tốn kém hơn nhưng vẫn đáp ứng các tiêu chí của việc huấn luyện

2.2 Tóm lược các tài liệu khoa học chủ yếu:

[2] G Yan, W Li, “Summary of substation training simulation system”, Power Engineering Conference, 2009, APEEC 2009 Asia-Pacific

Nhu cầu sử dụng mô phỏng vận hành trạm phục vụ đào tạo là rất lớn, các phương pháp truyền thống dựa trên lý thuyết và bản vẽ rất kém hiệu quả cần phải được thay thế

Xuất phát từ thành công của những mô phỏng trong các nhà máy điện, mô phỏng vận hành trạm biến áp được đầu tư nghiên cứu mạnh mẽ

Mô phỏng truyền thống là sử dụng kết hợp giữa phần cứng – bảng điều khiển thực và phần mềm – tính toán các thông số hiển thị, tạo ra môi trường như thật, hiệu quả cao Tuy nhiên, với sự tham gia của phần cứng nên chi phí và thời gian để thay đổi, nâng cấp là rất lớn Vì vậy sẽ dần được thay thế bởi mô hình sử dụng hoàn toàn bằng phần mềm

Mô hình mô phỏng bằng phần mềm chia ra hai dạng: đồ họa hai chiều và thực tế

ảo ba chiều Kết cấu chính của mô hình này gồm: phần mềm đồ họa, phần mềm network, phần mềm tính trào lưu công suất và phần mềm tính toán ngắn mạch

[3] H Shiota, Y Tamenaga, T Tsuji, K Dan, “Development of training simulator for power system operators”, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol PAS-102, No 10, October 1983

Sự phát triển nhanh chóng của hệ thống điện Nhật Bản, kéo theo yêu cầu nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và kỹ năng của vận hành viên Tuy nhiên, cơ hội để được thực hành trên hệ thống thực của các nhân viên vận hành mới để rèn luyện gần như là không thể Chính vì vậy, rất cần một hệ thống mô phỏng để phục vụ cho công tác đào tạo

Mô hình mô phỏng là một sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm Hệ thống mô phỏng được xây dựng thành một gian phòng với các thiết bị chính là mimic board,

màn hình CRT, máy in, bảng điều khiển kết hợp với máy tính để tính toán online các thông số vận hành

Với sự tham gia của nhiều phần cứng, cần không gian xây dựng sẽ làm mức đầu

tư cho toàn bộ các trạm ở Việt Nam rất lớn, bên cạnh đó tính linh hoạt thấp của hệ thống dạng này hoàn toàn không phù hợp đối với hiện trạng tại Việt Nam

[5] A Okapuu-von, R.J Marceau, A Malowany, “Design and operation of a virtual reality operation training system”, IEEE Trans On Power system, vol 11,

pp 1585-1591,1999

Vận hành trạm biến áp là một công việc quan trọng, nhưng việc đào tạo thực hành trên hệ thống điện là không thể Hệ thống mô phỏng dựa trên công nghệ thực tế

ảo sẽ giải quyết vấn đề này

Mô phỏng dựa trên công nghệ thực tế ảo, người vận hành như được đi trong một trạm biến áp (ảo), với sự hỗ trợ của công nghệ thực tế ảo, đồ họa ba chiều, hệ thống

âm thanh và các phần mềm tính toán

Ưu điểm của mô phỏng thực tế ảo ba chiều chính là giúp người sử dụng có trải nghiệm giống thật, đem lại hiệu quả cao Tuy nhiên, mô hình xây dựng phức tạp, thiết

bị đắt tiền cũng như việc xây dựng đồ họa không tốt ngay lập tức giảm hiệu quả của

mô phỏng, do đó không phù hợp với những yêu cầu tại Việt Nam đã trình bày ở chương 1

[9] Mini S Thomas, Parmod Kumar, Vinay K Chandna, "Design, Development, and Commissioning of a Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) Laboratory for Research and Training”, IEEE transactions on power systems, vol 19, no 3, August 2004

Xây dựng hệ thống mô phỏng SCADA để phục vụ cho việc học tập và nghiên cứu Hệ thống giúp cho sinh viên, vận hành viên có được kinh nghiệm cũng như cái nhìn sâu hơn về hệ thống SCADA

Được xây dựng bởi sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm, hệ thống phục vụ được cho cả công tác đào tạo và nghiên cứu SCADA

Hệ thống được bài báo xây dựng sử dụng nhiều phần cứng, phục vụ tốt cho công tác nghiên cứu và đi sâu vào cấu trúc SCADA Khả năng của hệ thống đáp ứng hoàn toàn về mặt đào tạo, nhưng lại quá mức cần thiết đối với yêu cầu mô phỏng để huấn luyện vận hành viên, làm cho hệ thống không thực sự kinh tế và không phải là sự lựa chọn tốt nhất cho nhu cầu này tại Việt Nam

CHƯƠNG 3 VẬN HÀNH TRẠM BIẾN ÁP

EVN SPC đang quản lý 158 trạm biến áp 110kV, trong đó có 142/158 trạm được trang bị RTU và 96/158 trạm được trang bị HMI Định hướng hiện tại là khai thác xây dựng hệ thống HMI để phục vụ công tác giám sát, vận hành tại trạm và xây dựng hệ thống kết nối để giám sát từ xa tại các trung tâm

Hệ thống HMI tại trạm có các chức năng:

- Thể hiện sơ đồ một sợi toàn trạm, hiển thị trạng thái thiết bị, giá trị đo lường online và cảnh báo, thể hiện vị trí khóa Local/Remote toàn trạm, có thể điều khiển các thiết bị…;

- Hiển thị tình trạng kết nối các IEDs

- Chi tiết các ngăn, trạng thái thiết bị, giá trị đo lường online và cảnh báo, các thông tin liên quan đến ngăn (loại thiết bị, nhà chế tạo, tỷ số CT, VT…),

- Có thể điều khiển các thiết bị trong ngăn…;

- Hiển thị toàn bộ các cảnh báo của hệ thống, chọn lọc từng loại cảnh báo; Hiển thị toàn bộ các sự kiện của hệ thống, có khả năng truy xuất các sự kiện trong quá khứ;

- Có chức năng chọn lọc dữ liệu để phục vụ báo cáo, truy xuất các dữ liệu đo lường trong quá khứ, kết xuất sang file Excel…

Hình 1: Màn hình HMI tại trạm Khu công nghiệp Cần Thơ

Định hướng xây dựng và khai thác:

- Tại bàn làm việc của điều hành viên trạm: Có HMI với chức năng giám sát trạng thái, thông số vận hành, và thao tác dựa vào hệ thống SCADA hiện hữu, có máy tính (công nghiệp) nối mạng để theo dõi các thông số vận hành qua hệ thống đọc từ xa điện kế điện tử tại TBA 110kV

- Tại Chi nhánh điện cao thế: Có hệ thống đọc từ xa điện kế điện tử tại TBA 110kV Đang nghiên cứu triển khai các Remote console kết nối qua mạng MAN từng tỉnh để theo dõi trạng thái, thông số vận hành các trạm 110kV dựa vào hệ thống SCADA hiện hữu và khi dự án SCADA của EVN SPC hoàn tất,

tại đây sẽ có Remote console để giám sát và điều khiển từ xa các trạm 110kV

- Tại các CTĐL: Có hệ thống đọc từ xa điện kế điện tử tại TBA 110kV Đang nghiên cứu triển khai các Remote console kết nối qua mạng MAN từng tỉnh

để theo dõi trạng thái, thông số vận hành các trạm 110kV dựa vào hệ thống SCADA hiện hữu và khi dự án SCADA của EVN SPC hoàn tất, tại đây sẽ có Remote console để giám sát và điều khiển từ xa các thiết bị trên lưới trung thế Riêng PC Đồng Nai, Lâm Đồng, Cần Thơ: tiếp tục duy trì hệ thống mini-SCADA

- Tại văn phòng CTLĐCTMN và TCT: có Remote console chia sẻ hình ảnh từ

hệ thống SCADA của A2 để theo dõi vận hành lưới truyền tải, các nhà máy điện và lưới 110kV; Hệ thống đọc từ xa điện kế điện tử tại TBA 110kV và khi dự án SCADA của EVN SPC hoàn tất, ở đây sẽ là trung tâm điều khiển chính và dự phòng cho toàn bộ hệ thống SCADA/DMS

3.2 Tìm hiểu quy trình thao tác hệ thống điện:

Để có thể hỗ trợ tốt cho công tác đào tạo thì mô phỏng phải phù hợp với các quy

trình, quy định trong việc vận hành trạm biến áp mà cao nhất là quy trình thao tác hệ thống điện quốc gia

3.2.1 Thực hiện thao tác:

Để thực hiện thao tác trong hệ thống điện cần phải có người ra lệnh thao tác và người nhận lệnh thao tác

Trước khi ra các lệnh thao tác, người ra lệnh phải chú ý các nội dung sau:

- Tên phiếu thao tác và mục đích thao tác;

- Thời gian bắt đầu và thời gian kết thúc thao tác;

- Sơ đồ kết dây hiện tại của hệ thống điện, của lưới điện khu vực hoặc của nhà máy;

- Tình trạng vận hành của các thiết bị đóng cắt Tình trạng vận hành và nguyên tắc hoạt động của rơ le bảo vệ, thiết bị tự động, cuộn dập hồ quang, điểm trung tính nối đất, thiết bị đo lường, điều khiển và tín hiệu từ xa;

- Những phần tử đang nối đất vĩnh cửu;

- Dự đoán xu hướng thay đổi công suất, điện áp trong hệ thống điện sau khi thao tác và phải có biện pháp điều chỉnh thích hợp tránh quá tải, điện áp thấp hoặc quá áp theo quy định về điều chỉnh điện áp;

- Sơ đồ hệ thống thông tin liên lạc điều độ, hệ thống SCADA, đặc biệt trong những trong những trường hợp thao tác có ảnh hưởng đến phương thức vận hành của hệ thống thông tin liên lạc và SCADA;

- Nguồn cung cấp và sơ đồ hệ thống tự dùng;

- Các biện pháp an toàn đối với người và thiết bị, các lưu ý khác liên quan đến thao tác;

- Người ra lệnh chịu trách nhiệm cuối cùng về phiếu thao tác, phải đọc kỹ phiếu thao tác, phát hiện những điểm không hợp lý và ký tên vào phiếu thao tác trước khi ra lệnh thao tác

Khi thực hiện phiếu thao tác, người nhận lệnh thao tác phải chú ý các nội dung sau:

- Đọc kỹ phiếu thao tác và kiểm tra phiếu thao tác phải phù hợp với mục đích của thao tác;

- Khi thấy có điều không hợp lý hoặc không rõ ràng trong phiếu thao tác cần

đề nghị người ra lệnh thao tác làm sáng tỏ Chỉ được thực hiện thao tác khi đã hiểu rõ các bước thao tác;

- Người nhận lệnh thao tác phải ký và ghi rõ họ tên vào phiếu thao tác trước khi thao tác;

- Trước khi tiến hành thao tác phải kiểm tra sự tương ứng của sơ đồ nối dây thực tế có phù hợp với phiếu thao tác không;

- Tất cả các thao tác đều phải thực hiện đúng theo trình tự nêu trong phiếu Không được tự ý thay đổi trình tự khi chưa được phép của người ra lệnh;

- Khi thực hiện xong các bước thao tác, phải đánh dấu từng thao tác vào phiếu

để tránh nhầm lẫn và thiếu sót các hạng mục;

- Trong quá trình thao tác, nếu có xuất hiện cảnh báo hoặc có những trục trặc

về thiết bị và những hiện tượng bất thường phải kiểm tra tìm nguyên nhân trước khi thực hiện các bước tiếp theo;

- Mọi thao tác dao cách ly hoặc dao tiếp đại bằng điều khiển từ xa đều phải kiểm tra trạng thái tại chỗ ngay sau mỗi lần thao tác, riêng trạm GIS phải kiểm tra tín hiệu cơ khí chỉ trạng thái tại chỗ của dao cách ly hoặc dao tiếp đại

Mọi thao tác đều phải có hai người phối hợp thực hiện: một người giám sát và một người trực tiếp thao tác Hai người thực hiện thao tác phải biết rõ sơ đồ và vị trí của thiết bị điện tại hiện trường, đã được đào tạo và kiểm tra đạt được chức danh vận hành và được bố trí làm công việc thao tác Người trực tiếp thao tác phải có trình độ an toàn từ bậc 3 trở lên, người giám sát phải có trình độ an toàn từ bậc 4 trở lên Trong mọi trường hợp, cả hai người đều chịu trách nhiệm như nhau về thao tác của mình

Về thời điểm thao tác, hạn chế các thao tác trong giờ cao điểm và thời gian giao nhận ca Cho phép thao tác vào các thời điểm trên trong trường hợp xử lý sự cố, đe dọa an toàn đến người hoặc thiết bị, gây ra hạn chế phụ tải hoặc làm giảm ổn định của

hệ thống điện Nếu thao tác được thực hiện từ trước và kéo dài đến giờ giao nhận ca thì nhân viên ca vận hành ca trước phải lựa chọn hạng mục thao tác để ngừng cho hợp

lý Trong trường hợp thao tác phức tạp, nhân viên vận hành ca trước phải ở lại để thực hiện hết các hạng mục thao tác, chỉ được phép giao ca nếu nhân viên vận hành ca sau đồng ý nhận ca

Tại vị trí thao tác hoặc điều khiển, nhân viên vận hành phải kiểm tra cẩn thận lại xem tên các thiết bị có tương ứng với tên trong phiếu thao tác không Khi đã khẳng định thiết bị phải thao tác là đúng, người giám sát đọc lệnh, người thao tác nhắc lại lệnh và thực hiện từng bước thao tác theo phiếu thao tác

Sau khi kết thúc thao tác, nhân viên vận hành phải thực hiện các thủ tục giao nhận thiết bị, ghi chép đầy đủ vào sổ nhật ký vận hành, sổ giao nhận ca các nội dung sau: tên phiếu thao tác, những thay đổi trong sơ đồ rơ le bảo vệ và tự động, đặt hoặc tháo gỡ các tiếp địa di động (chỉ rõ địa điểm đặt hoặc tháo gỡ tiếp địa), các thay đổi kết dây trên sơ đồ vận hành

Trước khi đưa thiết bị, hoặc đường dây vào vận hành sau sửa chữa, nhân viên vận hành phải khẳng định chắc chắn tất cả người và phương tiện đã rút hết, đã tháo hết tiếp đại di động, đã khóa tất cả các phiêu công tác

Đối với thao tác xa, ngoại trừ những trường hợp đặc biệt, mọi thao tác phải thực hiện theo phiếu thao tác Đối với thao tác xa có kế hoạch, Đơn vị quản lý vận hành phải cử nhân viên vận hành tới trực tại trạm điện hoặc nhà máy điện trong thời gian thực hiện thao tác xa để thực hiện các biện pháp an toàn, kiểm tra trạng thái thiết bị đóng cắt và bàn giao cho đơn vị sửa chữa

Để thực hiện thao tác xa cần đảm bảo các điều kiện:

- Hệ thống giám sát, điều khiển tự động tại trung tâm điều độ, trung tâm điều khiển phải được định kỳ thí nghiệm, kiểm tra để đảm bảo thao tác xa hoạt động đúng và tin cậy, tuân thủ theo Quy định yêu cầu kỹ thuật và quản lý vận hành hệ thống SCADA/EMS/DMS do Cục Điều tiết điện lực ban hành

- Hệ thống thông tin truyền dữ liệu và tín hiệu điều khiển liên kết trung tâm điều độ, trung tâm điều khiển với trạm điện hoặc nhà máy điện phải đảm bảo hoạt động chính xác và tin cậy

- Thiết bị đầu cuối (RTU) hoặc hệ thống điều khiển (DCS) và cổng kết nối (Gateway) tại trạm điện, nhà máy điện hoạt động tốt

- Trạng thái khoá điều khiển tại tủ điều khiển thiết bị để vị trí điều khiển từ xa

- Trạng thái khoá điều khiển tại trạm điện hoặc nhà máy điện để vị trí thao tác

từ xa (từ trung tâm điều độ hoặc trung tâm điều khiển)

- Hệ thống điều khiển tại trung tâm điều độ, trung tâm điều khiển hoạt động tốt

Trong quá trình thao tác các thiết bị nhất thứ, người thao tác phải kịp thời tiến hành những thao tác cần thiết đối với thiết bị bảo vệ rơ le và tự động phù hợp với quy trình của đơn vị về vận hành các trang thiết bị đó

- Nếu tách máy biến áp có trung tính nối đất ra khỏi vận hành, phải kiểm tra chế độ nối đất trung tính đã quy định cho công trình đó hoặc lưới điện khu vực

- Nếu đưa thiết bị ra sửa chữa mà tạo ra tình huống máy biến dòng nằm giữa hai điểm tiếp đất, để tránh bảo vệ so lệch thanh cái có thể tác động nhầm trong quá trình thí nghiệm, mạch của máy biến dòng đó cần phải tách khỏi bảo vệ so lệch thanh cái trước khi đóng tiếp đại và thực hiện thí nghiệm

Nghiêm cấm thực hiện thao tác đóng điện đường dây hoặc thiết bị trong trường hợp tất cả các bảo vệ mạch chính đều không làm việc

Mạch khóa liên động được trang bị để phòng tránh những thao tác nhầm của nhân viên vận hành Trong trường hợp không thực hiện được một thao tác máy cắt hoặc dao cách lý, nhân viên vận hành phải dừng thao tác để kiểm tra:

- Thao tác đúng hay sai;

- Vị trí đóng cắt của các thiết bị liên quan đến các thao tác đang tiến hành có đúng với mạch khóa liên động không;

- Mạch khóa liên động có làm việc tốt không Nếu kết quả kiểm tra cho thấy có sai sót ở mạch khóa liên động thì phải thông báo ngay cho người ra lệnh thao tác;

- Nhân viên vận hành không được tự ý tách hoặc cô lập các mạch khóa liên động Trường hợp cần thay đổi mạch kháo liên động phải thực hiện theo quy định

3.2.2 Thao tác thiết bị điện:

a Quy định chung về máy cắt:

Quy định chung:

- Máy cắt cho phép đóng, cắt phụ tải và ngắn mạch trong phạm vi khả năng cho phép của máy cắt

- Máy cắt phải được kiểm tra đủ tiêu chuẩn đóng cắt trước khi thao tác

- Máy cắt cần phải được đưa ra kiểm tra, bảo dưỡng (theo quy trình vận hành máy cắt hoặc hướng dẫn của nhà chế tạo) trong các trường hợp sau:

o Đã cắt tổng dòng ngắn mạch đến mức quy định;

o Số lần cắt ngắn mạch đến mức quy định;

o Số lần thao tác đóng cắt đến mức quy định;

o Thời gian vận hành đến mức quy định;

o Thông số vận hành không đạt các tiêu chuẩn của nhà chế tạo hoặc tiêu chuẩn quy định

- Trước khi đưa máy cắt đang ở chế độ dự phòng vào vận hành, phải kiểm tra lại máy cắt và các bộ phận liên quan, đảm bảo máy cắt hoạt động bình thường

Việc tiến hành thao tác máy cắt chỉ cho phép khi mạch điều khiển ở trạng thai tốt

và không chạm đất Việc tiến hành thao tác trong mọi trường hợp có chạm đất trong mạch điều khiển chỉ cho phép trong chế độ sự cố

Sau khi thao tác bất kỳ máy cắt nào cũng phải kiểm tra chỉ thị tại chỗ trạng thái của máy cắt, khóa điều khiển của máy cắt đó Phải kiểm tra trạng thái mở của máy cắt hợp bộ trước khi thao tác di chuyển từ trạng thái vận hành sang thí nghiệm và ngược lại

Việc đóng cắt thử máy cắt được thực hiện khi đảm bảo được một trong các yêu cầu sau:

- Các dao cách ly hai phía của máy cắt được cắt hoàn toàn và chỉ đóng dao tiếp địa hoặc tiếp địa di động ở một phía của máy cắt này;

- Nếu đóng dao cách ly một phía của máy cắt, phải cắt tất cả các tiếp địa của ngăn máy cắt này Lưu ý các mạnh liên động, tự động được trang bị kèm

Cho phép kiểm tra trạng thái máy cắt theo chỉ thị của tín hiệu và đo lường mà không cần kiểm tra chỉ thị trạng thái tại chỗ trong các trường hợp sau:

- Sau khi thao tác máy cắt, không thao tác dao cách ly hai phía của máy cắt này;

- Sau khi thao tác máy cắt, việc thao tác dao cách ly hai phía máy cắt được thực hiện bằng điều khiển từ xa (tại phòng điều khiển trung tâm);

- Thực hiện thao tác xa hoặc thao tác trong điều kiện thời tiết xấu

Đối với các máy cắt đã có tổng dòng cắt ngắn mạch hoặc có số lần cắt ngắn mạch đến mức quy định, nhưng khi cần thiết, sau khi đã kiểm tra máy cắt đủ tiêu chuẩn vận hành thì cho phép được cắt sự cố thêm

b Thao tác dao cách ly

Dao cách ly được phép thao tác không điện hoặc thao tác có điện khi dòng điện thao tác nhỏ hơn dòng điện cho phép theo quy trình vận hành của dao cách ly đó do

đơn vị quản lý vận hành ban hành Cho phép dùng dao cách ly để tiến hành các thao tác có điện trong các trường hợp sau:

- Đóng và cắt điểm trung tính của các máy biến áp, kháng điện;

- Đóng và cắt các cuộn dập hồ quang khi trong lưới điện không có hiện tượng chạm đất;

- Đóng và cắt chuyển đổi thanh cái khi máy cắt hoặc dao cách ly liên lạc thanh cái đã đóng;

- Đóng và cắt không tải thanh cái hoặc đoạn thanh dẫn;

- Đóng và cắt dao cách ly nối tắt thiết bị;

- Đóng và cắt không tải máy biến điện áp, máy biến dòng điện;

- Các trường hợp đóng và cắt không tải các máy biến áp lực, các đường dây trên không, các đường cáp phải được đơn vị quản lý vận hành thiết bị cho phép tùy theo từng loại dao cách ly

- Các bộ truyền động cơ khí hoặc tự động của các dao cách ly dùng để đóng cắt dòng điện từ hóa, dòng điện nạp, dòng điện phụ tải, dòng điện cân bằng cần phải đảm bảo hành trình nhanh chóng và thao tác dứt khoát

Trước khi thực hiện thao tác dao cách ly hai phía máy cắt thì phải kiểm tra máy cắt đã cắt tốt 3 pha, khoá điều khiển máy cắt nếu dao cách ly đó được thao tác tại chỗ Thao tác tại chỗ dao cách ly phải thực hiện nhanh chóng và dứt khoát, nhưng không được đập mạnh ở cuối hành trình Trong quá trình đóng (hoặc cắt) dao cách ly nghiêm cấm cắt (hoặc đóng) lưỡi dao trở lại khi thấy xuất hiện hồ quang

Sau khi kết thúc thao tác dao cách ly cần kiểm tra vị trí các lưỡi dao phòng tránh trường hợp chưa đóng cắt hết hành trình, lưỡi dao trượt ra ngoài hàm tĩnh

c Thao tác dao tiếp địa

Trước khi thao tác đóng dao tiếp địa, phải kiểm tra đường dây hoặc thiết bị điện không còn điện áp và trạng thái tại chỗ máy cắt, dao cách ly liên quan đã mở hoàn toàn

Phải kiểm trạng thái tại chỗ các dao tiếp địa đã được mở hết trước khi thao tác đưa đường dây hoặc thiết bị điện vào vận hành

d Thao tác đường dây

Thao tác đường dây chỉ có một nguồn cấp được thực hiện theo trình tự sau:

- Tách đường dây có máy cắt và dao cách ly hai phía ra sửa chữa:

o Cắt máy cắt đường dây;

o Kiểm tra máy cắt mở tốt 3 pha;

o Cắt dao cách ly phía đường dây;

o Cắt dao cách ly phía thanh cái;

o Đóng các dao tiếp địa đường dây;

o Khi sửa chữa đường dây, phải làm các biện pháp an toàn, treo biến báo theo quy trình kỹ thuật an toàn điện

- Đưa đường dây có máy cắt và dao cách ly hai phía vào vận hành:

o Các đơn vị quản lý vận hành bàn giao trả đường dây sau công tác sửa chữa khi người và phương tiện đã rút hết, đã tháo hết tiếp địa di động, đường dây đủ tiêu chuẩn vận hành và sẵn sàng đóng điện;

o Cắt các dao tiếp địa đường dây;

o Kiểm tra máy cắt mở tốt 3 pha;

o Đóng dao cách ly phía thanh cái (nếu đang mở);

o Đóng dao cách ly phía đường dây;

o Đóng máy cắt đường dây

- Tách đường dây có máy cắt hợp bộ ra sửa chữa:

o Cắt máy cắt đường dây;

o Kiểm tra máy cắt mở tốt 3 pha;

o Đưa máy cắt ra khỏi vị trí vận hành;

o Đóng các dao tiếp địa đường dây

o Giao đường dây cho các đơn vị quản lý vận hành công tác, lưu ý tự làm các biện pháp an toàn, treo biển báo theo Quy trình Kỹ thuật an toàn điện hiện hành

- Đưa đường dây có máy cắt hợp bộ vào vận hành:

o Các đơn vị quản lý vận hành bàn giao đường dây sau công tác sửa chữa khi người và phương tiện đã rút hết, đã tháo hết tiếp địa di động, đường dây đủ tiêu chuẩn vận hành và sẵn sàng đóng điện;

o Cắt các dao tiếp địa đường dây;

o Kiểm tra máy cắt mở tốt 3 pha;

o Đưa máy cắt vào vị trí vận hành;

o Đóng máy cắt đường dây

Trên đường dây có các trạm rẽ nhánh, trước khi thao tác đường dây cần phải lần lượt cắt phụ tải của các trạm rẽ nhánh nếu tổng phụ tải các trạm rẽ nhánh ≥ 10 MW Thao tác đối với đường dây có nguồn cấp từ hai phía và không có nhánh rẽ theo trình tự sau:

- Tách đường dây ra sửa chữa:

o Kiểm tra trào lưu công suất, điện áp của hệ thống trước khi thao tác Điều chỉnh công suất, điện áp, chuyển phụ tải thích hợp tránh quá tải, quá điện

áp khi thao tác;

o Cắt máy cắt hai đầu đường dây theo trình tự đã được quy định;

o Cắt dao cách ly phía đường dây và dao cách ly phía thanh cái (nếu cần thiết) của máy cắt đầu thứ hai;

o Cắt dao cách ly phía đường dây và dao cách ly phía thanh cái của máy cắt đầu thứ nhất;

o Đóng tiếp địa đường dây đầu thứ nhất;

o Đóng tiếp địa đường dây đầu thứ hai;

o Giao đường dây cho đơn vị quản lý vận hành công tác, lưu ý tự làm các biện pháp an toàn, treo biển báo theo Quy trình Kỹ thuật an toàn điện hiện hành

- Đưa đường dây vào vận hành sau sửa chữa:

o Các đơn vị quản lý vận hành bàn giao trả đường dây khi người và phương tiện đã rút hết, đã tháo hết tiếp địa di động, đường dây đủ tiêu chuẩn vận hành và sẵn sàng đóng điện;

o Cắt tiếp địa đường dây ở đầu thứ nhất;

o Cắt tiếp địa đường dây ở đầu thứ hai;

o Đóng dao cách ly phía thanh cái (nếu đang mở) và dao cách ly đường dây của máy cắt đầu thứ hai;

o Đóng dao cách ly phía thanh cái (nếu đang mở) và dao cách ly đường dây của máy cắt đầu thứ nhất;

o Đóng máy cắt đường dây hai đầu theo trình tự đã được quy định;

o Điều chỉnh lại công suất, điện áp, chuyển phụ tải phù hợp sau khi đưa đường dây vào vận hành

Thao tác đối với đường dây có nhiều nguồn cấp và trạm rẽ nhánh theo trình tự như sau:

- Tách đường dây ra sửa chữa

o Kiểm tra trào lưu công suất, điện áp của hệ thống trước khi thao tác Điều chỉnh công suất, điện áp, chuyển hết phụ tải các trạm rẽ nhánh không nhận điện từ đường dây này;

o Lần lượt cắt tất cả các máy cắt của trạm rẽ nhánh và các máy cắt của trạm cấp nguồn, dao cách ly của trạm rẽ nhánh và dao cách ly của trạm cấp nguồn theo đúng trình tự quy định;

o Đóng dao tiếp địa đường dây tại tất cả các trạm đấu vào đường dây này;

o Giao đường dây cho các đơn vị quản lý vận hành công tác, lưu ý tự làm các biện pháp an toàn, treo biển báo theo Quy trình Kỹ thuật an toàn điện hiện hành

- Đưa đường dây vào vận hành sau sửa chữa

o Các Đơn vị quản lý vận hành giao trả đường dây: người và phương tiện đã rút hết, đã tháo hết tiếp địa di động, đường dây đủ tiêu chuẩn vận hành và sẵn sàng đóng điện;

o Cắt tất cả các dao tiếp địa đường dây;

o Lần lượt đóng tất cả các dao cách ly của trạm rẽ nhánh và dao cách ly của trạm cấp nguồn, các máy cắt của trạm rẽ nhánh và máy cắt của trạm cấp nguồn theo đúng trình tự đã được quy định;

o Điều chỉnh lại công suất, điện áp, chuyển phụ tải phù hợp sau khi đưa đường dây vào vận hành

Đường dây trên không vận hành ở chế độ đóng điện không tải từ một nguồn hoặc

ở chế độ dự phòng, phải mở dao cách ly phía đường dây của các máy cắt đang ở trạng thái mở

Nghiêm cấm nhân viên vận hành cắt các tiếp địa đã đóng, tháo gỡ biển báo khi chưa có lệnh của người ra lệnh thao tác

Nếu do điều kiện công việc mà cần phải cắt các tiếp địa cố định đường dây mà vẫn có người công tác trên đường dây thì phải đóng tiếp địa khác hoặc đặt tiếp địa lưu động thay thế trước khi cắt các tiếp địa này Sau khi đã hoàn thành công việc thì phải đóng lại các tiếp địa cố định trước rồi mới gỡ bỏ các tiếp địa di động

e Thao tác máy biến áp:

Trình tự thao tác cắt điện tách máy biến áp ra khỏi vận hành để sửa chữa:

- Kiểm tra trào lưu công suất, huy động nguồn hoặc thay đổi kết lưới thích hợp tránh quá tải các máy biến áp khác hoặc các đường dây liên quan;

- Chuyển nguồn tự dùng nếu nguồn điện tự dùng lấy qua máy biến áp đó;

- Khóa chế độ tự động điều chỉnh điện áp dưới tải (nếu có);

- Cắt máy cắt các phía hạ áp, trung áp, cao áp máy biến áp theo trình tự đã được quy định (cắt phía phụ tải trước, cắt phía nguồn sau);

- Kiểm tra máy biến áp không còn điện áp;

- Cắt các dao cách ly liên quan cần thiết phía hạ áp, trung áp, cao áp máy biến

áp theo trình tự đã được quy định;

- Cắt áp tô mát các máy biến điện áp của máy biến áp (nếu có);

- Đóng tiếp địa cố định phía hạ áp, trung áp, cao áp máy biến áp;

- Đơn vị quản lý vận hành làm các biện pháp an toàn, treo biển báo theo Quy trình Kỹ thuật an toàn điện hiện hành;

- Bàn giao máy biến áp cho đơn vị công tác, đồng thời nhắc nhở, lưu ý thêm đơn vị công tác về an toàn

Trình tự thao tác đóng điện máy biến áp đưa vào vận hành sau sửa chữa:

- Đơn vị quản lý vận hành bàn giao máy biến áp đã kết thúc công tác, người và phương tiện sửa chữa đã rút hết, đã tháo hết các tiếp địa di động, máy biến áp

đủ tiêu chuẩn vận hành và sẵn sàng đóng điện;

- Cắt hết các tiếp địa cố định các phía của máy biến áp;

- Đóng áp tô mát các máy biến điện áp của máy biến áp (nếu có);

- Kiểm tra hệ thống bảo vệ, hệ thống làm mát máy biến áp đã đưa vào vận hành;

- Đặt nấc phân áp ở vị trí thích hợp, tránh quá điện áp máy biến áp khi đóng điện;

- Đóng các dao cách ly liên quan phía hạ áp, trung áp, cao áp máy biến áp;

- Đóng máy cắt phía nguồn phóng điện máy biến áp, sau đó lần lượt đóng máy cắt các phía còn lại;

- Chuyển đổi nguồn tự dùng (nếu cần);

- Sau khi đưa máy biến áp vào vận hành, kiểm tra tình trạng vận hành của máy biến áp Tùy theo chế độ vận hành có thể đưa chế độ tự động điều chỉnh nấc phân áp vào làm việc

Khi đóng hoặc cắt không tải máy biến áp có trung tính cách điện không hoàn toàn (có dao cách ly nối đất trung tính), cần lưu ý trước đó phải nối đất trung tính, không phụ thuộc có hay không có bảo vệ chống sét tại trung tính Sau khi đóng điện máy biến áp, cần đưa trung tính của nó trở lại làm việc đúng với chế độ vận hành bình thường

f Thao tác thanh cái:

Thao tác đưa thanh cái dự phòng vào vận hành phải lưu ý:

- Kiểm tra thanh cái dự phòng không có tiếp địa di động, cắt hết các tiếp địa cố định

- Phải dùng máy cắt liên lạc thanh cái có rơ le bảo vệ để phóng thử thanh cái

dự phòng Nếu không có máy cắt liên lạc thanh cái, phải lựa chọn máy cắt của điểm đấu thích hợp để phóng điện vào thanh cái dự phòng Trong trường hợp không lựa chọn được máy cắt để phóng thử thanh cái dự phòng thì phải

kiểm tra cách điện thanh cái đó (có thể bằng mê gôm mét) trước khi dùng dao cách ly đóng điện thanh cái

Trước khi thao tác chuyển điểm đấu từ thanh cái này sang thanh cái khác phải lưu ý:

- Kiểm tra bảo vệ so lệch thanh cái, cô lập bảo vệ so lệch thanh cái (nếu cần thiết) theo quy định của đơn vị quản lý vận hành

- Kiểm tra máy cắt hoặc dao cách ly liên lạc hai thanh cái đang đóng Cắt điện mạch điều khiển của máy cắt liên lạc nếu thao tác dao cách ly được thực hiện tại chỗ trong thời gian thao tác dao cách ly để chuyển điểm đấu

- Theo dõi sự thay đổi trào lưu công suất, dòng điện qua máy cắt liên lạc Lựa chọn bước thao tác chuyển điểm đấu từ thanh cái này sang thanh cái khác hợp lý để tránh quá tải máy cắt liên lạc

- Đơn vị quản lý vận hành phải lập phiếu thao tác mẫu áp dụng cho thao tác chuyển đổi thanh cái Phiếu thao tác mẫu này ghi rõ trình tự các bước thao tác nhất thứ và nhị thứ phù hợp với sơ đồ mạch nhất thứ và nhị thứ của trạm điện

Tại các trạm điện có trang bị máy cắt vòng, đơn vị quản lý vận hành phải lập phiếu thao tác mẫu áp dụng cho thao tác dùng máy cắt vòng thay cho một máy cắt khác và ngược lại Phiếu thao tác mẫu này ghi rõ trình tự các bước thao tác nhất thứ và nhị thứ phù hợp với sơ đồ mạch nhất thứ và nhị thứ của trạm điện

g Thao tác khép mạch vòng, tách mạch vòng, hòa điện, tách lưới:

Chỉ được phép khép kín một mạch vòng trong hệ thống điện khi tại điểm khép mạch vòng đã chắc chắn đồng vị pha và cùng thứ tự pha

Trước khi thao tác khép mạch vòng hoặc tách mạch vòng, trước khi thao tác đóng hoặc cắt các đường dây liên kết hệ thống, phải điều chỉnh điện áp để chênh lệch điện áp giữa hai phía điểm hoà nhỏ hơn giá trị cho phép quy định

Trong điều kiện vận hành bình thường, thao tác hòa điện phải được thực hiện tại máy cắt có trang bị thiết bị hòa đồng bộ

- Điều kiện hoà điện trên hệ thống điện có cấp điện áp 500 kV:

o Góc lệch pha của điện áp giữa hai phía điểm hoà:  150;

o Chênh lệch tần số giữa hai phía điểm hoà: f  0,05 Hz;

o Chênh lệch điện áp giữa hai phía điểm hoà: U  5%

- Điều kiện hoà điện trên hệ thống điện có cấp điện áp  220 kV:

o Góc lệch pha của điện áp giữa hai phía điểm hoà:  300;

o Chênh lệch tần số giữa hai phía điểm hoà: f  0,25 Hz;

o Chênh lệch điện áp giữa hai phía điểm hoà: U  10%

Khi thao tác cắt đường dây nối nhà máy điện với hệ thống điện, tách mạch vòng hoặc tách các hệ thống điện ra vận hành độc lập, các cấp điều độ phải cùng phối hợp

để điều chỉnh công suất giữa các nhà máy hoặc cân bằng công suất các hệ thống điện sao cho duy trì được tình trạng vận hành bình thường của các hệ thống điện

h Thao tác đưa thiết bị, đường dây mới vào vận hành:

Chế độ đưa thiết bị, đường dây mới vào vận hành thực hiện theo quy định đưa công trình mới vào vận hành trong Quy trình Điều độ hệ thống điện quốc gia

Trước khi đóng điện lần đầu thiết bị mới phải lưu ý các điều kiện sau:

- Thiết bị đã được thí nghiệm đủ tiêu chuẩn vận hành;

- Các hệ thống bảo vệ rơ le, hệ thống làm mát, hệ thống phòng chống cháy và các hệ thống liên quan khác sẵn sàng làm việc;

- Bảo vệ rơ le đã được chỉnh định theo yêu cầu đóng điện thiết bị mới;

- Hội đồng nghiệm thu đã ký quyết định đóng điện hoặc hoà lưới thiết bị mới;

- Thay đổi kết lưới (nếu tạo được phương thức) đảm bảo an toàn khi đóng điện lần đầu thiết bị mới

Trường hợp đóng máy cắt mới:

- Tạo phương thức dùng máy cắt (có bảo vệ) đóng điện máy cắt mới Ví dụ đối với sơ đồ hai thanh cái có máy cắt liên lạc: Tạo phương thức dùng máy cắt liên lạc phóng điện máy cắt mới;

- Nếu không tạo được phương thức dùng máy cắt đóng điện máy cắt mới, chỉ cho phép dùng dao cách ly phía thanh cái đóng điện máy cắt mới với điều kiện dao cách ly này điều khiển từ phòng điều khiển hoặc thao tác xa;

- Trường hợp đóng máy biến áp mới: Sau khi đóng điện không tải từ một phía phải kiểm tra đúng thứ tự pha và đồng vị pha các phía còn lại;

- Trường hợp hoà lưới máy phát lần đầu: phải hoà tự động (thiết bị hoà tự động

đã được thí nghiệm đủ tiêu chuẩn vận hành)

- Trình tự thao tác đóng điện hoặc hoà lưới thiết bị mới theo phương thức hoặc phiếu thao tác đã được các cấp có thẩm quyền phê duyệt

Trước khi đóng điện lần đầu đường dây mới phải lưu ý các điều kiện sau:

- Đường dây đã được nghiệm thu đủ tiêu chuẩn vận hành;

- Bảo vệ rơ le đã được chỉnh định theo yêu cầu đóng điện đường dây mới;

- Hội đồng nghiệm thu đã ký quyết định đóng điện đường dây mới;

- Sau khi đóng điện không tải từ một đầu, đường dây phải được kiểm tra đúng thứ tự pha và đồng vị pha các đầu còn lại trước khi đóng khép vòng hoặc hoà hai hệ thống

Trình tự thao tác đóng điện đường dây mới theo phương thức quy định

3.2.3 Chỉ danh thiết bị trong hệ thống điện:

a Chữ số đặc trưng cho cấp điện áp

b Tên thanh cái:

- Ký tự thứ nhất lấy là chữ C

- Ký tự thứ hai chỉ cấp điện áp, được lấy theo quy định tại Điều 70 của Quy trình này

- Ký tự thứ ba chỉ số thứ tự thanh cái, riêng số 9 ký hiệu thanh cái vòng

c Tên của máy phát hoặc máy bù quay:

- Ký tự đầu được quy định như sau:

o Đối với nhiệt điện hơi nước: Ký hiệu là chữ S;

o Đối với thủy điện: Ký hiệu là chữ H;

o Đối với tuabin khí: ký hiệu là chữ GT;

o Đối với đuôi hơi của tuabin khí: Ký hiệu là chữ ST;

o Đối với điesel: Ký hiệu là chữ D;

o Đối với máy bù quay: Ký hiệu là chữ B

- Ký tự tiếp theo là số thứ tự của máy phát

d Tên của máy biến áp

- Ký tự đầu được quy định như sau:

o Đối với máy biến áp 2 hoặc 3 dây quấn ký hiệu là chữ T;

o Đối với máy biến áp tự ngẫu ký hiệu là AT;

o Đối với máy biến áp tự dùng ký hiệu là TD;

o Đối với máy biến áp kích từ máy phát ký hiệu là TE;

o Đối với máy biến áp tạo trung tính ký hiệu là TT

- Ký tự tiếp theo là số thứ tự của máy biến áp Đối với máy biến áp tự dùng ký

tự tiếp theo là cấp điện áp và số thứ tự

e Tên của máy cắt điện:

- Ký tự thứ nhất đặc trưng cho cấp điện áp, được quy định tại Điều 70 của Quy trình này Riêng đối với máy cắt của tụ ký tự thứ nhất là chữ T, kháng điện

ký tự thứ nhất là chữ K còn ký tự thứ hai đặc trưng cho cấp điện áp

- Ký tự thứ hai (ba đối với máy cắt kháng và tụ) đặc trưng cho vị trí của máy cắt, được quy định như sau:

o Máy cắt máy biến áp: Lấy số 3

o Máy cắt của đường dây: Lấy số 7 và số 8 (hoặc từ số 5 đến 8 nếu sơ đồ phức tạp);

o Máy cắt của máy biến áp tự dùng: Lấy số 4

o Máy cắt đầu cực máy phát điện: Lấy số 0

o Máy cắt của máy bù quay: Lấy số 0

o Máy cắt của tụ bù ngang: Lấy số 0

o Máy cắt của tụ bù dọc: Lấy số 0 (hoặc 9 nếu sơ đồ phức tạp)

o Máy cắt của kháng điện: Lấy số 0 (hoặc 9 nếu sơ đồ phức tạp)

- Ký tự thứ thứ ba (bốn đối với máy cắt kháng và tụ) thể hiện số thứ tự: 1,2,3

- Đối với máy cắt của thanh cái đường vòng hai ký tự tiếp theo ký tự thứ nhất là: 00

- Đối với máy cắt liên lạc giữa hai thanh cái hai ký tự tiếp theo ký tự thứ nhất

là số của hai thanh cái:

o Đối với sơ đồ hai thanh cái (hoặc một thanh cái có phân đoạn) đánh số các máy cắt ở thanh cái chẵn thì đánh số thứ tự chẵn, các máy cắt ở thanh cái

lẻ thì đánh số thứ tự lẻ

o Đối với sơ đồ đa giác đánh số các máy cắt theo máy cắt đường dây;

o Đối với sơ đồ 3/2 (một rưỡi), sơ đồ 4/3: tuỳ theo sơ đồ có thể đánh số theo các cách sau:

 Đánh số các máy cắt theo máy cắt đường dây;

 Đánh số ký tự thứ hai máy cắt ở giữa (không nối với thanh cái) số 5 hoặc số 6;

 Đánh số ký tự thứ ba theo thứ tự ngăn lộ

f Tên cầu chì:

- Các ký tự đầu: Đối với cầu chì thường lấy chữ CC, đối với cầu chì tự rơi lấy chữ FCO

- Ký tự tiếp theo là dấu phân cách (-) và tên của thiết bị được bảo vệ

g Tên của dao cách ly:

- Các ký tự đầu là tên của máy cắt hoặc thiết bị nối trực tiếp với dao cách ly (đối với dao cách ly của TU, các ký tự đầu tiên là tên của TU, tiếp theo là tên thiết bị nối trực tiếp với dao cách ly), tiếp theo là dấu phân cách (-)

- Ký tự tiếp theo được quy định như sau:

o Dao cách ly thanh cái lấy số thứ tự của thanh cái nối với dao cách ly;

o Dao cách ly đường dây (dao cách ly phía đường dây) lấy số 7;

o Dao cách ly nối với máy biến áp lấy số 3;

o Dao cách ly nối với thanh cái vòng lấy số 9;

o Dao cách ly nối tắt một thiết bị lấy số 0 hoặc số 9;

o Dao cách ly nối tới phân đoạn nào (phía phân đoạn nào) thì lấy số thứ tự

của phân đoạn thanh cái (hoặc thanh cái) đó;

o Tên dao cách ly nối với điện trở trung tính hoặc kháng trung tính lấy số 0

h Tên dao tiếp địa:

- Các ký tự đầu là tên dao cách ly hoặc thiết bị có liên quan trực tiếp

- Ký tự tiếp theo đặc trưng cho tiếp địa, được quy định như sau:

o Tiếp địa của đường dây và tụ điện lấy số 6;

o Tiếp địa của máy biến áp, kháng điện và TU lấy số 8;

o Tiếp địa của máy cắt lấy số 5;

o Tiếp địa của thanh cái lấy số 4;

o Tiếp địa trung tính máy biến áp hoặc kháng điện lấy số 08

i Các thiết bị đóng cắt ở các nhánh rẽ, các phân đoạn giữa đường ký hiệu như

sau:

- Đối với máy cắt phân đoạn đường dây đánh số như máy cắt đường dây, máy

cắt rẽ nhánh xuống máy biến áp đánh số như máy cắt máy biến áp

- Đối với dao cách ly phân đoạn đường dây hoặc dao cách ly nhánh rẽ các ký

tự đầu đánh số như quy định Điều 81 (đánh số dao cách ly được thực hiện giả

thiết như có máy cắt)

- Các ký tự cuối cùng là dấu phân cách (/) và vị trí cột phân đoạn hoặc rẽ

nhánh

j Tên của kháng điện:

- Hai ký tự đầu là chữ KH, riêng kháng trung tính ký hiệu là KT

- Ký tự thứ 3 đặc trưng cho cấp điện áp, được lấy theo quy định ở Điều 70 của

Quy trình này

- Ký tự thứ 4 là số 0

- Ký tự thứ 5 là số thứ tự của mạch mắc kháng điện

k Tên của tụ điện:

- Ba ký tự đầu: Đối với tụ bù dọc lấy là các chữ TBD, đối với tụ bù ngang lấy

sẽ là ký tự đặc trưng cho cấp điện áp, tiếp theo là tên thiết bị

m Tên của các máy biến dòng điện

- Hai ký tự đầu là TI ;

- Các ký tự tiếp theo lấy tên thiết bị mà máy biến dòng điện đấu vào Đối với các thiết bị mà tên của thiết bị không thể hiện rõ cấp điện áp thì sau hai ký tự đầu sẽ là ký tự đặc trưng cho cấp điện áp, tiếp theo là tên thiết bị

n Tên điện trở trung tính đấu vào điểm trung tính của máy biến áp hoặc khángđiện:

- Các ký tự đầu là chữ RT biểu thị điện trở trung tính;

- Ký tự tiếp theo đặc trưng cho cấp điện áp;

- Ký tự tiếp theo là tên của thiết bị mà RT được đấu vào;

o Tên của chống sét

- Hai ký tự đầu lấy chữ CS;

- Ký tự tiếp theo lấy tên của thiết bị được bảo vệ Đối với các thiết bị mà tên của thiết bị không thể hiện rõ cấp điện áp thì sau hai ký tự đầu sẽ là ký tự đặc trưng cho cấp điện áp, tiếp theo là tên thiết bị Đối với chống sét van nối vào trung tính máy biến áp cấp điện áp lấy số 0