Thiết kế mạch đo lường và điều khiển từ xa qua mạng điện thoại

Hơn nữa, ngành Điện đã triển khai đưa vào khai thác kinh doanh mạng viễn thông công cộng E-Mobile – Di động toàn quốc; E-Phone – Di động nội vùng; E-Com - Cố định không dây; mạng interne

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

NGUYỄN HỒ HỮU NGỌC

THIẾT KẾ MẠCH ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA

QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI

CHUYÊN NGÀNH : THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN

MÃ NGÀNH : 60.52.50

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 7 NĂM 2008

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

CBHD1: TS Võ Văn Huy Hoàng

CBHD2: PGS TS Nguyễn Hoàng Việt

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2008

Có thể tham khảo luận văn tại:

Thư viện TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

Tp HCM, ngày tháng năm 2008

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYỄN HỒ HỮU NGỌC Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 12/10/1981 Nơi sinh: Tây Ninh Chuyên ngành: Thiết bị, mạng và nhà máy điện MSHV: 01806493

I- TÊN ĐỀ TÀI:

“THIẾT KẾ MẠCH ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI”

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

• Thiết kế mạch đo lường và điều khiển từ xa qua mạng điện thoại

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/01/2008

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2008

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : CBHD 1: TS VÕ VĂN HUY HOÀNG

CBHD 2: PGS.TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT

QL CHUYÊN NGÀNH

TS Võ Văn Huy Hoàng PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt TS Vũ Phan Tú

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua

Ngày… tháng… năm 2008

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cám ơn Thầy PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt và Thầy TS

Võ Văn Huy Hoàng Các Thầy đã trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều thuận

lợi để tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cám ơn quý Thầy, Cô ở Khoa Điện-Điện tử Trường Đại

học Bách khoa, là những người truyền đạt kiến thức, định hướng nghiên cứu trong suốt khóa đào tạo sau đại học

Tôi xin chân thành cám ơn các Anh (Chị) tại Phòng Điều độ Điện lực Đà

Lạt, Điện lực Biên Hòa; Công ty Mỹ Phương (Cooper); Văn phòng đại diện Công ty Nulec, Whipp & Bound, ABB đã cung cấp tài liệu kỹ thuật và những

ý kiến đóng góp quý báu

Tôi xin chân thành cám ơn Lãnh đạo và Các Anh (Chị) đồng nghiệp Điện

lực Tây Ninh đã tận tình hỗ trợ và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong thời gian tôi công tác cũng như hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Cuối cùng Tôi xin chân thành cám ơn Ba, Mẹ, Vợ, Em gái và Bạn bè đã

giúp đỡ, động viên trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu

Xin trân trọng ghi nhớ

Nguyễn Hồ Hữu Ngọc

Đề tài: Thiết kế mạch đo lường và điều khiển từ xa qua mạng điện thoại

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

Luật Điện lực đã được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XI, kỳ họp thứ 6 thông qua ngày 03 tháng 12 năm 2004 và có hiệu lực thi hành

từ ngày 01 tháng 7 năm 2005 Điện năng là một hàng hóa đặc thù, là động lực thúc đẩy phát triển sản xuất và đời sống xã hội Tổng công ty Điện lực Việt Nam cùng với Nhà nước đang từng bước hình thành thị trường điện và trong thị trường đó chất lượng điện năng rất được quan tâm Để nâng cao chất lượng điện năng, vận hành hệ thống có hiệu quả (cả về kinh tế lẫn công tác sử dụng lao động) thì việc nghiên cứu

áp dụng mạng SCADA (Suppervisory Control and Data Accquistion - hệ thống điều khiển có giám sát và thu thập dữ liệu) vào lưới điện là điều rất cần thiết

Cùng với sự phát triển nhanh của nền kinh tế, khối lượng lưới điện phân phối (cả

về chiều dài lẫn dung lượng trạm biến áp) tại Việt Nam đang tăng lên rất lớn để đáp ứng kịp sự phát triển ấy Trong khi đó, nhân sự đang công tác tại các Điện lực (đơn

vị quản lý vận hành chủ yếu lưới điện phân phối) lại rất ít Với khối lượng quản lý lớn như vậy đã gây rất nhiều khó khăn trong công tác quản lý vận hành như giải quyết thời gian xử lý sự cố chậm gây thiệt hại về kinh tế rất lớn cho các doanh nghiệp và người dân (điều này cũng góp phần làm mất uy tín và lòng tin của người

sử dụng với ngành Điện), khó khăn trong việc lên kế hoạch bảo trì sửa chữa, lãng phí khi không sử dụng hết các chức năng của các thiết bị đóng cắt trên lưới, … Như vậy, yêu cầu về một hệ thống SCADA cho lưới điện phân phối là cần thiết và mang tính thực tiễn cao Mặt khác, cùng với sự phát triển của công nghệ, việc áp dụng các phương thức “điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu vào lưới phân phối ngày càng thể hiện nhiều ưu điểm: chính xác, nhanh chóng, phân tích và xử lý thông tin kịp thời

Hơn nữa, ngành Điện đã triển khai đưa vào khai thác kinh doanh mạng viễn thông công cộng (E-Mobile – Di động toàn quốc; E-Phone – Di động nội vùng; E-Com - Cố định không dây); mạng internet ADSL; liên kết với SCTV trong việc khai thác truyền hình cáp nên hệ thống cáp quang, cáp đồng đã được kéo tương đối đầy

đủ (đi trên trụ điện lực luôn) nên với hệ thống truyền dẫn thông tin như vậy việc triển khai thực hiện hệ thống SCADA để “điều khiển, giám sát; thu thập và xử lý thông tin” cho lưới điện phân phối là hoàn toàn có khả năng thực hiện được vì các thiết bị vốn được lắp đặt trên các trụ điện nên với một chi phí nhỏ nữa ta có thể tạo thành một mạng SCADA cho lưới điện phân phối để dễ dàng trong công tác quản lý vận hành, khai thác hiệu quả thiết bị lắp đặt, tiết kiệm chi phí trong sử dụng nhân lực, …

Thực tế, hệ thống SCADA cho lưới điện phân phối đã được sử dụng tại một số điện lực như: Biên Hòa, Đà Lạt … Các hệ thống SCADA này sử dụng mạng vô

Đề tài: Thiết kế mạch đo lường và điều khiển từ xa qua mạng điện thoại

tuyến nên vẫn còn một số hạn chế như dễ bị nhiễu, tín hiệu không tốt, … từ đó việc đóng cắt các thiết bị, số liệu thu thập,… không có độ tin cậy cao tạo nên tâm lý không ổn định cho người quản lý vận hành (vì không tin vào số liệu nhận được) Nên việc triển khai hệ thống SCADA qua hệ thống hữu tuyến (vốn đã được đầu tư sẵn – cáp đồng, cáp quang) sẽ khắc phục được các khuyết điểm của các hệ thống SCADA hiện tại

Sau khi tham khảo các luận văn Thạc sỹ trước đây tôi nhận thấy: các đề tài về hệ thống SCADA chỉ dừng lại ở mức độ lý thuyết là phân tích, đánh giá hiện trạng các thiết bị đóng cắt trên lưới điện phân phối và triển vọng áp dụng mạng SCADA, chưa

có đề tài nào thi công phần cứng hay mô hình

Từ những ý tưởng này, em quyết định chọn cho mình đề tài “Thiết kế mạch đo

lường và điều khiển từ xa qua mạng điện thoại.”

Đề tài: Thiết kế mạch đo lường và điều khiển từ xa qua mạng điện thoại

Mô hình phần cứng

I Lý do thực hiện đề tài như sau:

- Các đề tài luận văn trước đây về hệ thống SCADA chỉ dừng lại ở mức độ lý thuyết là phân tích, đánh giá hiện trạng các thiết bị đóng cắt trên lưới điện phân phối

và triển vọng áp dụng mạng SCADA, chưa có đề tài nào thực hiện thi công phần cứng hoặc mô hình

- Các hệ thống mini SCADA hiện đang áp dụng cho lưới điện phân phối tại một số điện lực như Đà Lạt, Biên Hòa,… nhưng có rất nhiều khuyết điểm như dễ bị nhiễu, tín hiệu không tốt,… vì sử dụng sóng vô tuyến

- Bây giờ là thời điểm thích hợp để triển khai thực hiện hệ thống SCADA hữu tuyến cho lưới điện phân phối vì ngành Điện hiện nay đã thực hiện kéo gần như hoàn chỉnh cáp đồng, cáp quang (phục vụ cho mạng viễn thông Điện lực) có nghĩa

là hệ thống truyền dẫn thông tin đã được đầu tư sẵn nên việc triển khai hệ thống SCADA qua hệ thống hữu tuyến là hoàn toàn có thể và chi phí thực hiện không nhiều do phương tiện truyền dẫn đã có sẵn (cáp đồng, cáp quang), các thiết bị trên lưới hiện nay có hỗ trợ SCADA Mặt khác, yêu cầu về giảm chi phí quản lý vận hành lưới, rút ngắn thời gian xử lý sự cố, giảm thời gian mất điện, nâng cao chất lượng điện năng,

- Qua tham khảo Đề tài nghiên cứu cấp bộ “Ứng dụng PLC xây dựng Panel SCADA giám sát lưới hạ thế” (do Thầy PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc chủ trì, cùng các cộng sự) cũng là lý do để thực hiện đề tài Đối với lưới điện hạ thế khả năng ứng

Đề tài: Thiết kế mạch đo lường và điều khiển từ xa qua mạng điện thoại

dụng của Đề tài cấp Bộ ở trên là rất cao và thiết thực vì lưới hạ thế nếu chúng ta quản lý, giám sát được như vậy thì sẽ giảm được rất nhiều chi phí quản lý vận hành, giảm nhân sự, đề xuất phương án cải tạo lưới cũng dễ dàng hơn, chất lượng điện năng cũng nâng cao hơn, giải quyết khắc phục sự cố lưới cũng nhanh,…Tuy nhiên, việc này chỉ áp dụng khả thi đối với lưới điện hạ thế mới xây dựng còn đối với lưới

hạ thế hiện hữu sẽ gặp rất nhiều khó khăn do kết cấu lưới phức tạp (dây không đúng

tiêu chuẩn, máng vào cây xanh,…)

- Triển khai hệ thống SCADA hữu tuyến để sử dụng hết các chức năng của Recloser, LBS (hiện tại chỉ đóng cắt bằng tay hoặc qua tủ điều khiển mà không sử dụng khả năng hỗ trợ SCADA) Như vậy sẽ không gây lãng phí và vận hành hiệu quả lưới điện

II Nội dung chính của Đề tài:

1 Phần mở đầu: Tổng quan, lý do thực hiện và nội dung chính của Đề tài

2 Phần 1: Kiến thức tổng quan – Gồm 2 chương:

a) Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo

vệ lưới điện phân phối

b) Chương 2: Tổng quan hệ thống SCADA cho lưới điện phân phối hiện

tại

3 Phần 2: Thiết kế phần cứng – gồm 4 chương:

a) Chương 3: Lý thuyết về giao tiếp máy tình và truyền qua Modem b) Chương 4: Giới thiệu các IC sử dụng trong đề tài

c) Chương 5: Thiết kế mô hình phần cứng

d) Chương 6: Kết quả đạt được và hướng phát triển đề tài

II Giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ trên lưới điện phân phối 11

ĐIỆN PHÂN PHỐI HIỆN TẠI

I Cấu hình hệ thống SCADA cho lưới điện phân phối 33 Thành phố Đà Lạt

2 Thao tác các thiết bị trong hệ thống SCADA 36

3 Hướng dẫn xem các giá trị đo lường từ xa 37

6 Hướng dẫn và giải thích các chức năng của thanh công cụ 41

IV Nhận xét ưu điểm và khuyết điểm của việc vận hành 44

hệ thống SCADA cho lưới điện phân phối hiện tại

Mục lục

VÀ TRUYỀN QUA MODEM

2 Các phương pháp điều chế và giải điều chế 59

2 Phương pháp CRC (Cyclic Redundancy Check) 68

Chương 4: GIỚI THIỆU CÁC IC SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 70

I Giới thiệu tổng quan về mô hình phần cứng 82

Phần 1: Kiến thức tổng quan

PHẦN 1: KIẾN THỨC TỔNG QUAN

GỒM: 02 CHƯƠNG

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SỰ CỐ, GIỚI THIỆU

CÁC LOẠI THIẾT BỊ BẢO VỆ LƯỚI ĐIỆN

PHÂN PHỐI

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

I TÌNH HÌNH SỰ CỐ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI:

1) Sự cố lưới trung thế:

Sự cố lưới trung thế

Phóng s ứ , 257, 29%

2) Sự cố trạm biến áp:

Sự cố trạm biến áp

S ự c ố MBA, 15, 20%

N ổ chì, 43, 56%

H ỏ ng cáp l ự c, 7, 9%

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

3) Sự cố lưới hạ thế:

Sự cố lưới hạ thế

H ư CB, 320, 31%

Ch ạ m dây, 150, 14%

H ỏ ng ti ế p xúc, 175, 16%

4) Nhận xét, đánh giá:

- Trong thời gian qua, sự cố tăng lên rất cao, thể hiện sự thiếu quan tâm trong công tác quản lý vận hành, trong đó phần lớn sự cố tập trung vào các nguyên nhân: phóng sứ, do động vật, không tìm ra nguyên nhân và do giông sét

- Trong đó, sự cố do phóng sứ chiếm tỷ lệ cao nhất trong 3 năm gần đây, thể hiện việc kiểm tra định kỳ của các đơn vị còn nhiều bất cập (thiếu kiểm tra đêm nên không kịp thời phát hiện các sứ bị rò, các điểm tiếp xúc lưới điện không tốt; kiểm tra hành lang lưới điện, kiểm tra hệ thống tiếp địa của các hệ thống chống sét van, xử lý tốt sẽ hạn chế việc quá điện áp cục bộ, quá điện áp khí quyển, làm giảm cách điện của sứ, đồng thời cũng kéo giảm sự cố do các nguyên nhân khác)

- 182 lần sự cố không tìm ra nguyên nhân, chiếm 20% tổng sự cố thể hiện việc thiếu quan tâm trong việc điều tra sự cố, không tìm rõ nguyên nhân để khắc phục, tiềm ẩn rất cao khả năng sự cố liên tiếp xuất hiện trên cùng một đường dây

- Ngoài ra, trong thời gian gần đây, sự cố xuất hiện cùng một lúc trên hệ thống TU, TI của các hệ thống đo đếm, sự cố xảy ra đều do phóng điện bề mặt, khi xuất hiện vào các cơn mưa nhẹ đầu mùa Điều này thể hiện ngoài chất lượng

TU, TI, còn phụ thuộc vào tình trạng vệ sinh bề mặt của các thiết bị

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

II GIỚI THIỆU CÁC LOẠI THIẾT BỊ BẢO VỆ TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI:

1 Máy cắt tự động đóng lại (Recloser):

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

1.1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

a Cấu tạo :

Máy cắt tự đóng lại Nulec là một máy cắt 3 pha lắp trên cột, được điều khiển bằng điện tử Buồng cắt chân không được bao bọc xung quanh bằng khí SF6 đặt trong thùng bằng thép không rĩ hàn kín Hệ thống cáp cách điện, giá lắp chống sét, giá treo máy trên trụ giúp treo máy trên trụ được dễ dàng Việc đóng cắt được thực hiện bằng cuộn dây điện từ không phụ thuộc vào nguồn cao thế Hình bên dưới minh hoạ cấu tạo máy cắt R27LL

Trong đó :

1 Lớp vỏ bên ngoài 9 Sứ xuyên polymer

2 Tấm chặn kim loại 10 Cáp nhôm không thấm nước

3 Cuộn soleniod 11 Khối lắp cáp tín hiệu

4 Tiếp điểm dạng thanh đẩy 12 Vị trí nạp khí

5 Buồng cắt chân không 13 Giá treo

6 Dây nối mềm 14 Chốt gài

7 Biến dòng điện 15 Lò xo nén tiếp điểm

8 Thanh cái 16 Cáp quang

17 Khí Sulphur hexaflouride 18 Khối điện tử

b Hoạt động :

Máy cắt được đóng bằng cuộn dây solenoid, cuộn dây này được kích bởi một

tụ điện đặt trong thùng điều khiển Quy trình đóng sẽ đóng buồng tiếp điểm chân không, nạp lò xo cắt và cài cơ cấu vào vị trí đóng Có thể xem cần báo hiệu ở bên hông máy cắt Cuộn dây cắt cũng được kích bởi một tụ điện đặt trong thùng điều khiển

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

1.1.3 Mô tả tủ điều khiển:

Mặt trước tủ điều khiển R-MPC

CLOSE

TRIP

PANEL ON/O FF

PRESS TO

AC TIVE PANEL

STATUS -Local Control ON E/F ON, SEF ON

One Shot to Lockout Cold Load Pickup OFF

15:23:58 20/02/94

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

1.2 Cooper NOVA27:

1.2.1 Thông số kỹ thuật:

: IEEE Standard C37.61-1973

: ANSI C37.85-2002

Điện áp định mức tối đa : 29.2kV

Điện áp định mức chịu đựng ở tần số công nghiệp (BIL) 60Hz : 125kV Khô trong một phút : 60kV

88

112

32 Tổng cộng 232

Trọng lượng rec không bao gồm trọng lượng tủ điều khiển và biến dòng: NOVA27: 91kg (200lbs)

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

1.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

a Cấu tạo :

Máy cắt Kyle loại NOVA27 3 pha là thiết bị điều khiển điện tử, cung cấp đáng tin cậy chu trình tự động đóng cắt bằng chân không, tác động bảo vệ quá dòng, ghi dữ liệu đo đạc, cung cấp cho lưới phân phối tới điện áp 34,5kV

Recloser NOVA sử dụng nhựa epoxy cyclo-aliphatic bao bọc lấy 03 buồng cắt chân không Trọng lượng nhẹ thao tác đóng và cắt recloser được thực hiện nhờ một cơ cấu chấp hành từ tính kéo dài tuổi thọ tiếp điểm Cách điện polymer rắn không ổn định với khí ga, dung dịch hoặc chất điện môi bọt Cách điện cao với ozon, oxi, ẩm ướt, nhiểm bẩn và ánh sáng cực tím

Recloser NOVA có sử dụng với 2 loại điều khiển tự động và thao tác bằng tay, được thiết kế và kiểm nghiệm với hệ thống thử nghiệm Cooper 3 pha điều khiển

tự động Chu trình tự đóng lại, phối hợp bảo vệ với khả năng ứng dụng cao hơn

Thao tác tự đóng lại là chương trình điều khiển bằng điện tử được cải tiến với

độ tin cậy và mức độ chính xác cao Tác động chính xác cho phép phối hợp với thiết

bị bảo vệ khác trên hệ thống Chương trình hệ thống được thay đổi dễ dàng với sự chính xác và chắc chắn

Trạng thái tiếp điểm của máy cắt được chỉ thị nhờ một vạch chỉ thị vị trí đóng cắt rất dễ thấy đặt ở đáy máy cắt bên ngoài của vỏ máy

Recloser có thể cắt một lần bằng sào thao tác khi kéo cần màu vàng nằm bên hông máy cắt xuống Khi muốn đóng lại recloser cần phải đẩy cần an toàn màu vàng lên rồi sử dụng phím điều khiển để đóng lại recloser

Luôn luôn tuân theo các thủ tục an toàn Recloser không thích hợp để sử dụng như một thiết bị cách ly về điện và cơ học

b Hoạt động :

Máy cắt tự đóng lại (Recloser) NOVA27 là một thiết bị bảo vệ quá dòng trên lưới phân phối cho phép điều khiển và lập trình được

Một bộ rec đầy đủ bao gồm : Máy cắt, tủ điều khiển và cáp nối

Hoạt động của máy cắt tự đóng lại được lập trình trong một bộ điều khiển điện tử có đặc tính cắt theo số lần và thời gian tự động đóng lại đặt trước

Dòng điện trên mỗi pha của lưới điện được cảm nhận liên tục qua 3 biến dòng chân sứ đặt trong máy tại các chân 1, 3, 5 (X) Khi có sự cố xảy ra (chạm pha hoặc chạm đất), dòng sự cố sẽ được bộ điều khiển cảm nhận sau đó phát lệnh đến mạch ngắt để cắt rec Nếu rec được đặt ở chế độ tự động lập trình trước, khi sự cố là thoáng qua thì rec sẽ tự đóng lại, cấp điện bình thường cho các phụ tải, nếu sự cố là vĩnh cửu thì máy cắt sẽ chuyển qua chế độ đóng cắt lặp lại theo số lần đã được lập trình cho đến khi cắt cô lập rec khỏi lưới (lock out)

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

Hình minh họa cấu tạo bên trong của rec NOVA27:

Buồng cắt hồ quang trong chân không (NOVA27) :

Máy cắt tự đóng lại loại NOVA 27 sử dụng buồng cắt hồ quang trong chân

không Buồng cắt chân không dập hồ quang ở mức năng lượng thấp nhanh chóng,

kéo dài tuổi thọ tiếp điểm và buồng cắt, tạo ứng suất cơ học nhỏ và có mức độ an

toàn cao Khoảng cách tiếp điểm khoảng 1,5 inch

Hình minh hoạ tiếp điểm trong môi trường chân không

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

Hình minh họa đấu dây của rec NOVA27:

1.2.3 Cấu tạo tủ FXB :

- Bảng điều khiển phía trước tủ điều khiển,

phần mềm điều khiển và các thao tác bằng

- Thể hiện đồ thị phụ tải hoạt động, các sự

cố xảy ra, chu trình làm việc của REC

Hình minh họa tủ điều khiển FXB

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

Các phím chức năng và màn hình hiển thị của tủ FXB

- Backup Control Battery : Nguồn ắc quy điều khiển dự phòng

- 4 -line by 20-character LCD display module : Màn hình hiển thị

- Fault Target Led indicators : Đèn hiển thị trạng thái sự cố

- Manual operating Control Keypad (and hot key) : các phím nóng truy cập

nhanh

- Status led indicators : Đèn hiển thị trạng thái

- Battery Test Terminals : Các đầu cực kiểm tra pin

- Display Switch : Công tắc ngắt nguồn cấp cho đèn led

- Power capacitor : Tụ điện

- SR-232 Port : Cổng dữ liệu RS232

- Pulse/Maintain Switch : Xung/công tắc bảo dưỡng

- Supervisory ON/OFF Switch : Công tắc bật/tắc chế độ giám sát

- Hot line tag led indicator and/or Manual ON/OFF switch : Công tắc hiển thị

đường dây đang có điện hoặc bật/tắc chế độ đóng bằng tay

- SGF/SEF Blocked keypad : Phím điều khiển chế độ cắt dòng đất nhạy

- TRIP/CLOSE Switch : Nút nhấn đóng/cắt rec

- AC Supply input terminal block : Các đầu cấp nguồn AC vào tủ

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

Điện áp định mức tối đa : 27kV

Điện áp định mức chịu đựng ở tần số công nghiệp (BIL) 60Hz

Khô trong một phút : 60kV

Dòng điện định mức : 560A - 630A - 800A

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện Hình minh hoạ lớp võ bên ngoài và bộ chỉ thị vị trí đóng/cắt của recloser

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

b Hoạt động:

Recloser VR–3S là thiết bị 3 pha vận hành với điện áp cao, chúng bao gồm 3

bộ ngắt chân không riêng lẻ Ba bộ ngắt này có cùng một chức năng cảm nhận quá dòng, quá tải hoặc các hiện tượng bất thường xảy ra trên lưới điện, Khi có sự cố xảy

ra (chạm pha hoặc chạm đất), dòng sự cố sẽ được bộ điều khiển cảm nhận sau đó phát lệnh đến mạch ngắt để cắt recloser Nếu recloser được đặt ở chế độ tự động lập trình trước, khi sự cố là thoáng qua thì recloser sẽ tự đóng lại, cấp điện bình thường cho các phụ tải, nếu sự cố là vĩnh cửu thì máy cắt sẽ chuyển qua chế độ đóng cắt lặp lại theo số lần đã được lập trình trước cho đến khi cắt cô lập recloser khỏi lưới (lock out)

1.3.3 Tủ điều khiển PCD2000 :

Tủ điều khiển PCD2000 là 1 bộ điều khiển vi xử lý, chúng có chức năng bảo

vệ, đo đạc và truyền thông tin, phối hợp được với các thiết bị cắt tự động và thiết bị bảo vệ, chức năng hoạt động từ xa để định cấu hình hệ thống, phân tích sự cố để bảo

vệ hệ thống điện Ngoài ra tủ còn cho phép chức năng tổng hợp các dữ liệu về nguồn điện để phân tích tải trên hệ thống

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

Một bộ PCD2000 đầy đủ bao gồm 6 bộ phận sau:

+ Khối nguồn cung cấp/UPS

+ Khối điều khiển recloser (loại 2) hoặc khối xuất/nhập số (loại 1)

+ Khối xuất/nhập số (loại 1)

+ Khối CPU, khối PT/CT

+ Khối thông tin

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

2 LBS (Load Break Switch):

♦ Dòng định mức hoạt động bình thường : 630A

♦ Khả năng cắt được dòng tải mạch hở (400 lần đóng/cắt) : 630A

♦ Khả năng cắt được dòng tải mạch vòng : 630A

- Định mức trong điều kiện ngắn mạch

♦ Khả năng chịu được dòng trong thời gian ngắn, Ith: 16kA, 3 giây

♦ Khả năng chịu được dòng đỉnh, Idyn : 40kA

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

Áp suất của khí SF6 tại 200C là 1,5bar (xem đặc tính biểu thị sự phụ thuộc

áp suất vào nhiệt độ)

Bên trong thùng máy cắt có bộ tiếp điểm hiển thị áp suất khi áp suất trong thùng nhỏ hơn 1,1bar tại 200C

Sứ xuyên có dạng hình côn (mã hiệu DIN 47636-ASL-36-400)

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

Hình minh hoạ cấu tạo LBS-NXA24

2.3 Điều khiển

LBS-NXA24 cĩ thể được điều khiển bằng tay hoặc điều khiển bằng động cơ điện (nếu cĩ đặt hàng)

2.4 Hiển thị

Vị trí hiển thị này cho người vận hành biết trạng thái hiện tại của

LBX-NXA24 là đang đĩng hoặc mở

Sứ cách điện

Thanh cái dạng hình côn

Đầu nối nhiều chân Mạch báo áp suất

Thùng bằng thép

Bộ phận hiển thị trạng thái

đóng/mở

van nạp khí SF6

Đầu nối đất

Thùng bịt kín được thiết

kế theo tiêu chuẩn IEC 56

Mác máy

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

5 Dòng điện liên tục cho phép A 100, 200 100, 200

6 Khả năng cắt dòng không đối xứng kA rms 10 10

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

- Đầu đấu nối

- Móc lắp thiết bị chuyên dùng đóng cắt có tải (chỉ có đối với FCO)

- Bộ phận dập hồ quang (chỉ có đối với LBFCO)

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

CẤU TẠO FCO

Thanh nối dây chì

(bằng đồng)

Chốt khoá Thanh dẫn ngang Lò xo ép tiếp điểm

(bằng thép)

Chốt

điểm tiếp xúc

Móc lắp thiết bị

chuyên dùng (cắt co tải)

Móc thao tác

Ống đặt chì Chốt giữ tay đòn quay

Nút giữ chì

Lò xo căng chì

Chốt giữ ống chì Lò xo căng chì

Chốt giữ đệm căng lò xo Bản lề

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

3.3 Lắp đặt FCO và LBFCO:

FCO và LBFCO thường sử dụng trong hệ thống lưới điện phân phối 15(22)kV để bảo vệ cho máy biến áp phân phối, đường dây trên khơng, tụ bù

FCO và LBFCO thường được lắp đặt trực tiếp vào xà hoặc giá T như sau:

- Bước 1: Đưa FCO (LBFCO) vào rắc theo thứ tự như hình minh họa (rắc lắp phải phù hợp với xà hoặc giá T để lắp vào trụ)

- Bước 2: Hiệu chỉnh hướng FCO (LBFCO) thuận lợi cho thao tác, sau đĩ xiết bu lơng chắc chắn

- Bước 3: Đấu nối phần điện hồn chỉnh phần đầu vào và đầu ra của FCO (LBFCO)

Buồng dập hồ quang

Dao chuyển hướng hồ quang

CẤU TẠO LBFCO

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

Chi tiết lắp FCO và LBFCO

Lắp đặt dây chì vào FCO (LBFCO)

- Bước 2: Mở đai ốc nắp ở phía trên của ống chì, đưa chì vào ống

- Bước 3: Xiết đai ốc nắp ở phía trên của ống chì bằng cách vặn chắc chắn, sau đó mở đai ốc bắt dây chì nằm trên chốt quay

- Bước 4: Xoay chốt căng chì hết về phía đáy ống chì, sau đó dùng tay giữ chặt (như hình 1) Đưa dây chì vào rãnh chốt căng chì, quấn 01 vòng xung quanh bu lông bắt chì, đưa đầu dây chì về hướng chốt căng chì (như hình 2) Xiết đai ốc bắt chì chắc chắn

- Bước 5: Cắt bỏ phần dây chì thừa sau cho đầu cuối dây chì cách đai ốc bắt chì khoảng 13mm (0,5 inch)

Truïc laép caàu chì

Choát quay

Chương 1: Tổng quan tình hình sự cố, giới thiệu các loại thiết bị bảo vệ lưới điện

- Bước 3: Xiết đai ốc nắp ở phía trên của ống chì bằng cách vặn chắc chắn, sau đó mở đai ốc bắt dây chì nằm trên chốt quay

- Bước 4: Xoay chốt căng chì hết về phía đáy ống chì, sau đó dùng tay giữ chặt (như hình 1) Đưa dây chì vào rãnh chốt căng chì, quấn 01 vòng xung quanh bu lông bắt chì, đưa đầu dây chì về hướng chốt căng chì (như hình 2) Xiết đai ốc bắt chì chắc chắn

- Bước 5: Cắt bỏ phần dây chì thừa sau cho đầu cuối dây chì cách đai ốc bắt chì khoảng 13mm (0,5 inch)

Chương 2: Tổng quan hệ thống SCADA cho lưới điện phân phối hiện tại

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG SCADA CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HIỆN TẠI

Chương 2: Tổng quan hệ thống SCADA cho lưới điện phân phối hiện tại

Hiện tại đã có một số Điện lực triển khai sử dụng hệ thống SCADA (sử dụng sóng vô tuyến) cho lưới điện phân phối như Đà Lạt, Biên Hòa,… Việc giới thiệu tổng quan về hệ thống SCADA này (lấy hệ thống SCADA vô tuyến Thành phố Đà Lạt làm mẫu) và kết luận những nhận xét về ưu điểm, khuyết điểm là điều rất quan trọng để lý giải vì sao cần phải đưa vào hệ thống SCADA hữu tuyến cho lưới điện phân phối trong đề tài

I Cấu hình hệ thống SCADA cho lưới điện phân phối Thành phố Đà lạt:

- Cập nhật các sự kiện xảy ra trên lưới

- Cập nhật sơ đồ đơn tuyến lưới điện

- Lưu trữ, xử lý dữ liệu, xuất báo cáo

- Dự trữ nóng cho nhau

2 Hệ thống thông tin liên lạc và các thiết bị in ấn:

- 01 Modem 56 kbps, V90

- 01 GPS (hệ thống đồng bộ thời gian)

- 01 Tổng đài nội bộ (Ericsson Dialog 3105 analogue telephone)

- 01 Repeater RG500 cho hệ thống VHF (Motorola)

- 05 radio (GM300) dùng để liên lạc giữa phòng Điều độ và 2 xe bảo trì sửa chữa

- 17 radio modem (Satelline-3AS) dùng để truyền và nhận dữ liệu giữa phòng Điều độ và các vị trí có lắp đặt RTU

- 02 Switch (A và B)

- 01 Router 10 Mbps (Cisco 1605R)

- 01 Print Server (HP JetDirect 500X, J3265A)

- 02 máy in laser (HP laserjet 4100)

- 01 Máy in kim-A3 (Fujitsu DL 3800 Pro)

3 Hệ thống nguồn:

- Hệ thống nguồn cung cấp cho phòng Điều độ bao gồm: hai nguồn điện lưới,

Chương 2: Tổng quan hệ thống SCADA cho lưới điện phân phối hiện tại

- Hệ thống UPS/Acquy chỉ cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng của hệ thống SCADA

- Hai nguồn điện lưới và nguồn Diesel dự phòng được đưa qua tủ ATS để tự động chuyển đổi nguồn cung cấp điện liên tục cho phòng Điều độ

4 Các trạm đầu cuối từ xa (RTU ):

- Các RTU được lắp đặt tại các nút đã định như đã mô tả ở phần trên Các RTU gồm các board đo lường, liên lạc, I/O, Modem, nguồn phụ, Acquy lưu… RTU quét ghi nhận dữ liệu đầu vào từ các tín hiệu đo lường, bảo vệ, trạng thái của thiết

bị đã được khai báo và biến đổi dữ liệu ra (dạng DO, AO) để đưa về trạm chủ

- Thông tin liên lạc giữa trạm chủ tại phòng Điều độ và các RTU tại các nút sử dụng hệ thống vô tuyến (VHF, UHF)

- Các RTU sẽ định kỳ quét qua các dữ liệu và truyền về trạm chủ thông qua Server liên lạc Các RTU được trạm chủ kiểm tra tuần hoàn một cách tự động theo một chu kỳ đã định sẵn

5 Phạm vi giám sát, điều khiển của hệ thống SCADA:

- Hệ thống Mini Scada tại Tp Đà Lạt được thiết kế với chức năng giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu tại 15 nút có lắp đặt RTU Bao gồm :

- 01 nút tại Nhà máy thủy điện Suối vàng

II Chức năng của hệ thống SCADA Điện lực Đà Lạt:

1 Chức năng điều khiển:

- Tại phòng Điều độ, Điều hành viên (ĐHV) có thể điều khiển việc đóng cắt hoặc giám sát thiết bị (MC, Recloser, LBS) tại 15 nút có lắp thiết bị đầu cuối (RTU) như đã mô tả thông qua việc thao tác trên Console của hệ thống Trong đó: + Tại trạm Đà Lạt 1 cụ thể điều khiển được các máy cắt sau : MC432, MC832, MC472, MC474, MC476, MC478, MC480, MC872, MC874, MC876

+ Tại 06 trạm khác điều khiển được tất cả các LBS

+ Tại 06 Recloser đều điều khiển đóng, mở được tất cả

2 Chức năng giám sát:

- Tương tự như phạm vi điều khiển, hệ thống SCADA có khả năng giám sát

và thu thập dữ liệu tại 15 nút có lắp RTU trong hệ thống Các RTU sẽ định kỳ quét qua các dữ liệu và truyền về trạm chủ thông qua Server liên lạc Việc quét kiểm tra tuần hoàn tại các nút được tiến hành một cách tự động theo một chu kỳ nhất định

Chương 2: Tổng quan hệ thống SCADA cho lưới điện phân phối hiện tại

Hệ thống sẽ tự động cập nhật các hiển thị cảnh báo, sau đó sẽ tự động in ra bởi một máy in kim kết nối với hệ thống qua mạng LAN

III Vận hành hệ thống SCADA Điện lực Đà Lạt: