Nghiên cứu hệ thống giám sát và điều khiển trạm biến áp 110kv không người trực

TÓM TẮT Với xu thế lưới điện phát triển ngày càng mạnh mẽ khu vực TPHCM, số trạm biến áp 110kV ngày càng nhiều, việc xây dựng các trạm biến áp không người trực là xu hướng tất yếu, là g

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 08 NĂM 2017

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Công nghệ TP HCM ngày … tháng … năm 2017

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM

VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

TP HCM, ngày tháng 08 năm 2017

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành:KỸ THUẬT ĐIỆN MSHV: 1341830051

I- Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM

BIẾN ÁP 110KV KHÔNG NGƯỜI TRỰC II- Nhiệm vụ và nội dung:

- Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật để cải tạo các trạm biến áp 110 kV từ có

người trực sang không có người trực

- Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật để xây dựng mới các trạm biến áp 110 kV

không người trực

- Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật cho trạm biến áp 110 kV Tham Lương

không người trực của lưới điện Tp HCM

III- Ngày giao nhiệm vụ: (Ngày bắt đầu thực hiện LV ghi trong QĐ giao đề tài)

IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

V- Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS HUỲNH CHÂU DUY

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký)

PGS.TS HUỲNH CHÂU DUY

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu về lưới điện là số liệu tham khảo của các đơn vị quản lý vận hành, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Học viên thực hiện Luận văn

BÙI VĂN DŨNG

Tôi chân thành cảm ơn các Thầy, Cô Trường Đại Học Công Nghệ TPHCM,

đã tận tình giảng dạy, trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong khóa học vừa qua

Xin chân thành cảm ơn các bạn học viên cùng khóa cũng đã giúp tôi trao đổi kiến thức chuyên môn, tài liệu học tập

Mặc dù tôi đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi và khả năng cho phép nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót Tôi kính mong nhận được

sự thông cảm và đóng góp ý kiến quý báu của Quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp

để luận văn được hoàn thiện tốt hơn

Xin chân thành cảm ơn

TP Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2017

Bùi Văn Dũng

TÓM TẮT

Với xu thế lưới điện phát triển ngày càng mạnh mẽ khu vực TPHCM, số trạm biến áp 110kV ngày càng nhiều, việc xây dựng các trạm biến áp không người trực là xu hướng tất yếu, là giải pháp tối ưu cho hệ thống điện vì nó được quản lý vận hành tự động, nâng cao năng suất lao động, giảm tối đa nhân lực; giảm thiểu đầu tư cáp, các thiết bị trung gian, nâng cao độ tin cậy làm việc chính xác của thiết

bị, bảo đảm cung cấp điện an toàn liên tục, giải quyết được vấn đề quá tải; giảm thiểu sự cố do thao tác nhầm của người vận hành, nâng cao mức độ an toàn cho người vận hành và đáp ứng được các yêu cầu của thị trường điện

Tổng Công ty Điện lực TPHCM đang triển khai nghiên cứu, phân tích, so sánh các tiêu chuẩn kỹ thuật của trạm biến áp hiện hữu và các trạm biến áp không người trực trong và ngoài nước để từ đó xây dựng bộ tiêu chí không người trực Trên cơ sở đó thực hiện chuyển đổi các trạm biến áp 110kV dạng truyền thống sang vận hành ở mô hình trạm không người trực, là hướng đi tất yếu nhằm thực hiện lộ trình lưới điện thông minh

ABSTRACT

With the rapid development of power grid system and rapid quantity increasing of 110kV substations, using unmanned substation is the optimal solution for power system Because it is an operational automation system in which it enhance employee productivity and minimize work force; minimize cable and devices investment, increase the reliability of electric devices, solve the overload problem; reduce incidents caused by wrong judgement of operators, increase the safety at workplace for operators and meet the requirements of the electricity market

Ho Chi Minh City Power Corporation (HCMCPC) has been research, analyzed and compared the technical specifications of the existing substations and unmanned substations nationally and internationally; in order to build the standard specifications of unmanned substations On that basis, Ho Chi Minh Power Corporation transform the existing 110kV substations into unmanned substations That is the indispensable way to implement smart power grid system.

MỤC LỤC

Lời cam đoan ……….……… ……… … i

Lời cảm ơn ……….……… …ii

Tóm tắt ……….……… …iii

Mục lục ……….……… … v

Danh mục các từ viết tắt ……… … vii

Danh mục các bảng ix

Danh mục các hình ảnh, sơ đồ, bản vẽ……….… ….… ix

CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề……….……… ……….……… …1

1.2 Tính cấp thiết của đề tài……….………1

1.3 Nhiệm vụ của luận văn……… … ….2

1.4 Nội dung nghiên cứu……… ……2

1.5 Phương pháp nghiên cứu………2

CHƯƠNG 2 - LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHÓ HÔ CH1 MINH 3

2.1 Tổng quan về lưới điện khu vực TP Hồ Chí Minh………3

2.2 Hiện trạng một số trạm biến áp 110kV trên lưới điện thuộc Tổng Công ty Điện lực TPHCM quản lý 9

2.3 Hệ thống SCADA trung tâm tại Trung tâm điều độ Hệ thống điện TPHCM (HCMCLDC) 11

2.4 Trung tâm giám sát vận hành (OCC) tại Công ty Lưới điện Cao thế TPHCM 16

2.5 Một số trạm biến áp 220kV, 110kV ít người trực hoặc không người trực trong nước và khu vực 21

2.6 Ứng dụng đề tài nghiên cứu vào hệ thống lưới điện 110KV khu vực TP Hồ Chí Minh 42

2.7 Phân tích, so sánh kinh tế giữa trạm biến áp không người trực và trạm có người trực vận hành 42

CHƯƠNG 3 - CẢI TẠO VÀ XÂY DỰNG MỚI CÁC TRẠM BIẾN ÁP 110kV THÀNH TRẠM KHÔNG NGƯỜI TRỰC 45

3.1 Các yêu cầu chung đối với trạm 110kV không người trực vận hành 45

3.2 Yêu cầu về phần kiến trúc xây dựng 45

3.3 Yêu cầu kỹ thuật phần thiết bị nhất thứ 49

3.4 Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển, bảo vệ, đo lường 49

3.5 Yêu cầu đối với hệ thống TTLL và SCADA 52

3.6 Yêu cầu đối với hệ thống nguồn tự dùng 54

CHƯƠNG 4 - ỨNG DỤNG THIẾT KẾ MỚI TRẠM BIẾN ÁP 110kV THAM LƯƠNG KHÔNG NGƯỜI TRỰC 55

4.1 Tổng quan công trình 55

4.2 Qui mô công trình 56

4.3 Giải pháp kiến trúc, xây dựng 59

4.4 Giải pháp kỹ thuật thiết bị điện 70

CHƯƠNG 5 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84

5.1 Kết luận 84

5.2 Kiến nghị 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Điều độ Hệ thống điện miền nam

khiển Và Thu thập Dữ liệu

xứng

hành trên bản đồ số

động 3G: Dịch vụ dữ liệu di động thế hệ 3 General Packet Radio Service: Dịch vụ gói dữ liệu di động

và Điện Tử

đếm tích hợp (Hệ thống thu thập dữ liệu và quản lý đo đếm)

các loại rơle kỹ thuật số hiện nay, các công tơ điện tử có khả năng trao đổi và giao tiếp dữ liệu,

Quốc tế

hóa quốc tế

IP Internet Protocol: Giao thức internet

giờ từ khi nhận được thông báo hỏng hóc của khách hàng

tính/thiết bị mạng trong một phạm vi nhỏ (nhà ở, phòng làm việc,

…)

liệu của hệ thống SCADA trong trạm biến áp truyền thống

các mạng cục bộ

DANH MỤC CÁC BẢNG:

- Bảng 2.1 Danh sách các nhà máy điện cung cấp cho khu vực TPHCM 3

- Bảng 2.2 Khối lượng đường dây 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM 4

- Bảng 2.3 Khối lượng TBA 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM 4

- Bảng 2.4 Khối lượng đường dây 220kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM 5

- Bảng 2.5 Khối lượng TBA 220kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM 6

- Bảng 2.6 Danh mục các TBA có cấp điện áp 110kV khu vực TPHCM 7

- Bảng 2.7 Phân tích, so sánh kinh tế giữa trạm biến áp không người trực và trạm có người trực vận hành 4 2 - Bảng 4.1.Tổng dự toán tham khảo của công trình TBA 110kV Tham Lương 5 5 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ, BẢN VẼ: - Hình 2.1 Tổng thể cấu trúc phần cứng hệ thống SCADA tại HCMCLDC 13 - Hình 2.2 Sơ đồ kết nối tổng thể các chức năng của hệ thống SCADA tại HCMCLDC 14

Hình 2.3 Sơ đồ thu nhận các dữ liệu SCADA qua giao thức ICCP tại HCMCLDC 15

- Hình 2.4 Sơ đồ xử lý dữ liệu DMS của hệ thống SCADA tại HCMCLDC 15

- Hình 2.5 Cấu trúc ứng dụng tổng thể hệ thống OCC 18

- Hình 2.6 Cấu trúc phần mềm hệ thống OCC 18

- Hình 2.7 Cấu trúc phần cứng hệ thống OCC 19

- Hình 2.8 Giao diện hiển thị ngăn lộ tổng MBA trạm 110kV trên hệ thống OCC 19

- Hình 2.9 Hệ thống quản lý thông tin khách hàng bằng với cơ sở dữ liệu theo mô hình thông tin chung và hệ thống thông tin địa lý trên hệ thống OCC 20

- Hình 2.10 Sơ đồ một sợi TBA 110kV Hòa Hưng hiển thị trên hệ thống OCC 20

- Hình 2.11 Hình ảnh phòng điều hành Trạm 220kV Củ Chi 2 21

- Hình 2.12 Nhà Bay Housing và Phòng hợp bộ 22kV 22

- Hình 2.13 Sơ đồ cấu trúc vận hành của hệ thống giám sát tại trạm 220kV Củ Chi 2 22

- Hình 2.14 Màn hình giám sát sơ đồ một sợi trạm 220kV Củ Chi 2 24

- Hình 2.15 Màn hình giám sát ngăn xuất tuyến đường dây trạm 220kV Củ Chi 2 25

- Hình 2.16 Màn hình giám sát ngăn máy biến áp 220kV trạm 220kV Củ Chi 2 25

- Hình 2.17 Cửa sổ quản lý sự kiện trong trạm 220kV Củ Chi 2 26

- Hình 2.18 Hệ thống camera giám sát-an ninh trạm 220kV Củ Chi 2… 28

- Hình 2.19 Cổng và tường rào trạm 110kV Tân Sơn Nhất 28

- Hình 2.20 Màn hình giám sát sơ đồ một sợi tại trạm 110kV Tân Sơn Nhất 29

- Hình 2.21 Tầng cáp ngầm, phòng thiết bị GIS 110kV và phòng hợp bộ 22kV TBA 110kV Tân Sơn Nhất 30

- Hình 2.22 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển tại trạm Tân Sơn Nhất 31

- Hình 2.23 Hệ thống tủ điều khiển bảo vệ và màn hình điều khiển tại trạm Tân Sơn Nhất 32

- Hình 2.24 Màn hình quan sát của hệ thống camera trạm Tân Sơn Nhất 33

- Hình 2.25 Hệ thống PCCC tại trạm Tân Sơn Nhất 34

- Hình 2.26 Tủ Điều Khiển BCU đặt ngoài sân 110kV thuộc EVNCPC 35

- Hình 2.27 Tủ ngăn đường dây thuộc EVNCPC 36

- Hình 2.28 Đường xuống trạm ngầm TEPCO -Nhật Bản 37

- Hình 2.29 Sơ đồ nguyên lý trạm ngầm TEPCO -Nhật Bản 38

Hình 2.30 Mô hình liên kết các trạm truyền tải tại Công ty điện lực TNB -Malaysia 40

- Hình 2.31 Trung tâm điều khiển xa tại Công ty điện lực TNB-Malaysia.41

- Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý nối điện chính TBA 110kV Tham Lương … 58

- Hình 4.2 Mặt bằng toàn TBA 110kV Tham Lương 60

- Hình 4.3 Cổng chính của TBA 110kV Tham Lương 61

- Hình 4.4 Tường rào xung quang TBA 110kV Tham Lương 62

- Hình 4.5 Bản vẽ bố trí hệ thống ống PCCC và hệ thống phun sương TBA 110kV Tham Lương 65

- Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống PCCC TBA 110kV Tham Lương… 66

- Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý hệ thống camera, hệ thống chống đột nhập TBA 110kV Tham Lương 69

- Hình 4.8 Sơ đồ nguyên lý nguồn điện xoay chiều 38 0/220V TBA 110kV Tham Lương 74

- Hình 4.9 Sơ đồ nguyên lý nguồn điện tự dùng một chiều 110V trạm 110kV Tham Lương 75

- Hình 4.10 Sơ đồ kết nối hệ thống thông tin, SCADA trạm 110kV Tham Lương 78

- Hình 4.11 Sơ đồ kết nối hệ thống máy tính điều khiển, RTU trạm 110kV Tham Lương 81

CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề

Việc xây dựng các trạm biến áp (110 kV, 220 kV, 500 kV) không người trực là yêu cầu cần thiết trong quá trình hiện đại hóa, tăng cường khả năng truyền tải và độ an toàn, tin cậy cho hệ thống điện Quốc gia Tập đoàn Điện lực Việt Nam và một số đơn vị thành viên như Tổng Công ty Điện lực miền Nam (EVNSPC), Tổng Công ty Điện lực TP

Hồ Chí Minh (EVNHCMC), Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia (NPT) nghiên cứu xây dựng các trạm biến áp truyền tải, trạm biến áp phân phối không người trực là yêu cầu cần thiết trong quá trình hiện đại hóa

Hiện nay, để đáp ứng yêu cầu hiện đại hóa, nâng cao độ tin cậy trong vận hành lưới điện thuộc Tổng Công ty Điện lực TP Hồ Chí Minh quản lý, EVNHCMC đã và đang triển khai thí điểm cải tạo một số trạm biến áp 110kV vận hành có người trực thành trạm biến áp vận hành ít người trực hoặc không người trực như:

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Để đưa vào vận hành các trạm biến áp ở chế độ không người trực vận hành cần xây dựng bộ tiêu chí trạm biến áp 110kV không người trực vận hành cho các trạm xây dựng mới, cũng như phương án cải tạo các trạm hiện hữu để tiến tới thực hiện trạm không người trực vận hành

Với quy mô lưới điện 110kV, 220kV ngày càng phát triển, việc quản lý vận hành lưới điện theo phương pháp hiện nay sẽ cần rất nhiều nhân lực để vận hành lưới điện Để giảm chi phí vận hành và để tăng cường độ ổn định lưới điện, cần thiết phải thực hiện từng bước tự động hóa trong công tác vận hành các trạm biến áp 110kV trên địa bàn Tổng Công ty Điện lực TPHCM (EVNHCMC) quản lý nói riêng và trên cả nước nói chung

1.3 Nhiệm vụ của luận văn

Nghiên cứu đề xuất giải pháp xây dựng mới trạm biến áp không người trực vận hành, cải tạo nâng cấp trạm 110kV hiện hữu đáp ứng được yêu cầu vận hành không người trực Qua đó từng bước tiến đến trạm không người trực đúng theo tiêu chí của Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam (EVN) và chiến lược phát triển lưới điện của Tổng Công Ty Điện Lực Thành phố Hồ Chí Minh (EVNHCMC) trong giai đoạn hiện nay

1.4 Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu cần bám sát và nhằm đạt được các mục tiêu nghiên cứu:

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Để giải quyết những vấn đề được đề cập đến trong đề tài, tác giả luận văn đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:

110kV đang vận hành, hệ thống SCADA trung tâm, … trên lưới điện khu vực

không người trực vận hành, đáp ứng bài toán tối ưu hóa cho hệ thống điện

khi áp dụng tiêu chí trạm biến áp ít người trực hoặc không người trực vận hành

hành

không người trực vận hành

CHƯƠNG 2 - LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ HÔ CH1 MINH

2.1 Tổng quan về lưới điện khu vực Thành phố Hồ Chí Minh

2.1.1 Về nguồn điện

Nhà máy điện trên địa bàn TPHCM:

suất khả dụng 153MW, sử dụng dầu FO Tua bin khí Thủ Đức, thuộc EVN, công suất đặt 104.5MW (2x37.5+12+17.5)MW, công suất khả dụng 94MW, sử dụng dầu DO, nhà máy phát lên thanh cái 110kV trạm 220kV Thủ Đức, trong các chế độ vận hành bình thường của hệ thống các nhà máy này không được huy động do giá thành cao

375MW (3x125)MW - 15/110kV, sử dụng dầu FO Hiện tại NMĐ phát điện phần lớn bán cho EVN, phần còn lại bán điện trực tiếp cho KCX.Tân Thuận, KCN.Hiệp Phước và khu đô thị mới Phú Mỹ Hưng

Danh mục các nguồn điện cấp cho địa bàn TP Hồ Chí Minh được trình bày cụ thể trong bảng sau:

Bảng 2.1 Danh sách các nhà máy điện cung cấp cho khu vực TPHCM

STT Nhà máy điện Công suất đặt (MW) Nhiên liệu

thành phố từ Phú Mỹ - Sông Mây – Tân Định – Cầu Bông – Phú Lâm – Nhà Bè –

Phú Mỹ Đây là mạch vòng ngoài cấp điện quan trọng cho TPHCM và khu vực phụ cận, các đường dây này thuộc quản lý của Công ty Truyền tải Điện 4 Khối lượng đường dây 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM vào khoảng 1582km đường dây (quy về 1 mạch) cụ thể như sau:

Bảng 2.2 Khối lượng đường dây 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM

tương đương

Số mạch x chiều dài (km)

Công ty Truyền tải Điện 4 quản lý như sau:

Bảng 2.3 Khối lượng TBA 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM

STT Tên TBA 500kV Số máy x công suất

đặt (MVA) Tổng công suất đặt

 Nguồn 220kV khu vực TPHCM nhận điện từ 05 trạm 500/220kV Phú Lâm, trạm 500/220kV Nhà Bè, trạm 500/220kV Tân Định, Trạm 500/220kV Cầu Bông, trạm 500/220kV Sông Mây và trực tiếp từ các nhà máy điện Phú Mỹ và Nhơn Trạch qua các đường dây 220kV Phú Mỹ – Cát Lái , Nhơn Trạch – Cát Lái, Phú Mỹ – Long Thành – Long Bình

ứng đủ và dự phòng cho phụ tải khu vực TPHCM (10.500MVA so với 3.047,8MW) Đường dây 220kV do Tổng công ty Điện lực TPHCM quản lý gồm 6,33 km đường dây trên không và 0,59 km cáp ngầm

Bảng 2.4 Khối lượng đường dây 220kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM

TT Tên đường dây 220kV Dây dẫn tương đương

Số mạch x chiều dài (km)

Công ty Điện lực TPHCM quản lý 5 trạm và Công ty Truyền tải Điện 4 quản lý 8 trạm với tổng dung lượng 7000MVA Các TBA 220kV khu vực TPHCM đóng vai

trò cung cấp trực tiếp cho phụ tải 110kV, là các điểm nút tiếp nhận công suất trực tiếp từ lưới điện truyền tải cấp điện cho thành phố

Bảng 2.5 Khối lượng TBA 220kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM

STT Tên TBA 220kV Số máy x công suất

đặt (MVA)

Tổng công suất đặt

về 1 mạch), trong đó phần lớn được sử dụng dây dẫn từ 240mm2 trở lên, một số đường dây có tiết diện lớn tương đương 400mm2, cáp ngầm 1200mm2 Tuy nhiên vẫn còn tồn tại một số đường dây sử dụng dây có tiết diện nhỏ từ 185mm2 trở xuống, tồn tại nhiều điểm rẽ T không linh hoạt trong quản lý vận hành Các đường dây 110kV do EVNHCMC quản lý bao gồm 80 đường dây/nhánh rẽ, có tổng chiều dài là 634,43 km; trong đó có 33,51 km cáp ngầm 110kV Tổng công suất truyền tải của các đường dây 110kV ước khoảng 7.400MVA (tương đương 7.030MW)

ty quản lý; 05 trạm do Công ty Truyền tải điện 4 quản lý (nằm trong các trạm 500/220kV và trạm 220/110kV); 01 trạm do Tổng công ty Điện lực miền Nam

quản lý (trạm 110kV Thủ Đức Bắc) và 05 trạm khách hàng (PouYuen; Vikimco;

Xi măng Sao Mai, POU YUEN, Hiệp Phước) với tổng công suất đặt là 7.029MVA (tương đương 6.678MW)

Bảng 2.6 Danh mục các TBA có cấp điện áp 110kV khu vực TPHCM

STT Trạm Biến Áp

Cấp điện

áp danh định (kV)

Số x Công suất máy (MVA)

Tổng Công suất (MVA)

I Trạm biến áp 110kV thuộc EVNHCMC quản lý

2.1.2.4 Lưới điện phân phối trung thế

11.178,156 km lưới hạ thế; 23.888 trạm biến thế phân phối với tổng dung lượng là 9.825 MVA

hành ở chế độ hở, giữa các tuyến dây có khả năng chuyển tải linh hoạt, đảm bảo độ

dự phòng cao khi xảy ra mất điện

2.2 Hiện trạng một số trạm biến áp 110kV trên lưới điện thuộc Tổng Công ty Điện lực TPHCM quản lý

dựng tại các khu vực ngoại thành, có diện tích đất rộng

thành nhằm giảm thiểu diện tích, cũng như tăng mỹ quan và đảm bảo an toàn trong khu dân cư Đối với trạm 110 kV thì sử dụng loại 3 pha chung (three phase) hoặc loại đơn pha/3 pha riêng (single phase); Đối với trạm 220 kV thì sử dụng loại đơn pha/3 pha riêng (single phase) Các trạm GIS sử dụng vỏ là hợp kim nhôm (Aluminum Alloy) hoặc thép không rỉ (Stainless Steel)

điện áp 110 kV và 250 MVA đối với điện áp 220 kV

bằng khí SF6 hoặc chân không (chủ yếu là bằng chân không)

điểm đo đếm ranh giới mua bán điện có cấp chính xác 0,2, các cuộn dùng cho bảo

vệ có cấp chính xác 5P20

 Hệ thống bảo vệ và điều khiển: Sử dụng Relay kỹ thuật số có khả năng giao tiếp máy tính, SCADA, là loại tích hợp nhiều chức năng Tuy nhiên các trạm từ những năm 2010 trở về trước đa số các trạm sử dụng loại rơ le sử dụng giao thức kết nối IEC 60870-5-103, từ năm 2010 trở lại đây bắt đầu áp dụng relay kỹ thuật số với giao thức IEC 61850 theo qui định của EVN Hiện nay trên 95% số trạm biến áp 110kV trên lưới điện TPHCM đáp ứng yêu cầu điều khiển xa tại các trung tâm điều khiển, dự kiến trong năm 2017 sẽ cải tạo 100% số trạm đáp ứng yêu cầu điều khiển xa

trạm truyền thống được thực hiện chuyển nguồn thông qua MCCB thao tác bằng tay

có chức năng điều khiển, sử dụng rất ít camera có chức năng điều khiển, không giám sát bao quát hết toàn bộ khu vực xung quanh trạm

yêu cầu an toàn PCCC của trạm có người trực thường xuyên, tuy nhiên để phù hợp với yêu cầu của trạm không người trực cần phải cải tạo tăng cường khả năng kiểm soát, giám sát và độ tin cậy của hệ thống PCCC hiện hữu

+ Theo dõi, phân tích khí hòa tan trong dầu (việc lấy mẫu dầu và theo dõi định kỳ hàng năm, đột xuất được thực hiện theo qui trình vận hành máy biến áp và quy chẩn kỹ thuật quốc gia về kỹ thuật điện)

+ Theo dõi nhiệt độ các mối nối bằng camera nhiệt

+ Phát hiện, giám sát phóng điện cục bộ trong máy biến áp 110/220kV bằng máy

đo PD công nghệ Acoustic

+ Quan sát, phát hiện phóng điện trong tủ trung thế, trên thiết bị bằng máy quay phóng điện vầng quang

+ Phát hiện phóng điện bề mặt thiết bị trong trạm bằng phương pháp siêu âm (Ultrasonic);

+ Thiết bị lọc dầu online, giám sát hàm lượng khí hòa tan trong dầu

2.3 Hệ thống SCADA trung tâm tại Trung tâm điều độ Hệ thống điện TPHCM (HCMCLDC)

Hệ thống SCADA tại Trung tâm Điều độ hệ thống điện TPCHM (HCMCLDC) được đầu tư xây dựng để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của khách hàng về độ tin cậy, chất lượng điện năng, cũng như để giảm tổn thất điện năng trong vận hành lưới điện phân phối, đồng thời có đủ thông tin để dự báo phụ tải, lập thống kê, báo cáo sự cố và độ tin cậy lưới điện theo yêu cầu của EVN tại quyết định 492/QĐ-EVN ngày 11/6/2012, và khai thác hiệu quả các hệ thống RTU, SCADA/EMS đã đầu tư Đây cũng là yêu cầu của EVN đối với các Tổng Công ty Điện lực khác (EVN-HANOI, NPC, CPC, SPC), theo chiến lược nâng cao hiệu quả hoạt động của ngành điện Việt Nam trong môi trường kinh doanh thị trường hóa đúng lộ tr nh mà Chính phủ đã đề ra

Hiện nay EVNHCMC đã đầu tư mới hệ thống SCADA/DMS của hãng Alstom và hệ thống thông tin liên lạc để vận hành lưới điện truyền tải 220kV và 110kV trên địa bàn TPHCM cho các trạm biến áp hiện hữu cũng như các công tr nh trạm biến áp mới xây dựng do EVNHCMC quản lý Hệ thống này sử dụng thiết bị điều khiển, thu thập, xử lý

dữ liệu tại trạm là RTU hoặc Gateway kết nối với Trung tâm Điều độ hệ thống điện miền Nam (A2), HCMCLDC bằng các đường truyền cáp quang Hệ thống SCADA này được đưa vào vận hành chính thức từ tháng 04/2017 Đây là điều kiện cần để thực hiện mô h nh trạm biến áp không người trực

Dự án nâng cấp, thay thế hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu SCADA hiện hữu tại HCMCLDC bao gồm cung cấp toàn bộ các thiết bị, kênh truyền và dữ liệu hệ thống SCADA hiện có sang hệ thống SCADA/DMS mới Hệ thống SCADA/DMS mới tại HCMCLDC sẽ theo dõi và kiểm soát toàn bộ hệ thống điện trên toàn thành phố bao gồm các trạm biến áp 220kV, 110kV và lưới trung thế 15/22kV với mục đích nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng gia tăng các trạm biến áp, giám sát và kiểm soát thiết bị và tín hiệu, điều khiển từ xa các thiết bị trong trạm biến áp điện một cách an toàn, hiệu quả và đáng tin cậy, vận hành hệ thống điện của thành phố Hồ Chí Minh trên nền SCADA, đảm bảo rút ngắn thời gian ngừng hoạt động, vận hành nhanh và hiệu quả quản lý và vận hành hệ thống điện

2.3.1 Hệ thống phần cứng hệ thống SCADA

 SCADA Server: Máy chủ thu thập, xử lý, giám sát dữ liệu và kiểm soát Theo dõi

sự kiện, cảnh báo, thiết bị điều khiển từ xa và tính toán các thông số của hệ thống SCADA, hệ thống điện trong thời gian thực

sử

HCMLD và A2 (giữa các máy chủ ICCP)

thu thập dữ liệu SCADA - RTU từ trạm biến áp đang hoạt động và phần mềm tương ứng

các ứng dụng nâng cao: phục vụ cho vận hành và quản lý hệ thống

chẳng hạn như Web Interface Server, Domain Controller

Hình 2.1 Tổng thể cấu trúc phần cứng hệ thống SCADA tại HCMCLDC

Hình 2.2 Sơ đồ kết nối tổng thể các chức năng của hệ thống SCADA tại HCMCLDC

Hình 2.3 Sơ đồ thu nhận các dữ liệu SCADA qua giao thức ICCP tại HCMCLDC

Hình 2.4 Sơ đồ xử lý dữ liệu DMS của hệ thống SCADA tại HCMCLDC

2.3.2 Hệ thống phần mềm trung tâm hệ thống SCADA

Hệ hống SCADA sử dụng một số phần mềm vận hành cơ bản như sau:

2.4 Trung tâm giám sát vận hành (OCC) tại Công ty Lưới điện Cao thế TPHCM

Hiện nay EVNHCMC đã đầu tư xây dựng Trung tâm giám sát vận hành lưới điện 110V (OCC) tại Công ty Lưới điện Cao thế TPHCM để đáp ứng các yêu cầu đã được EVN đặt ra, ngoài ra nó còn phải đáp ứng các yêu cầu của các qui tr nh, qui phạm cũng như thói quen trong công tác của nhân viên vận hành và cán bộ quản lý ở cấp của Tổng Công ty Cụ thể những nội dung chính sau:

điện cao thế TP Hồ Chí Minh, phục vụ công tác vận hành, giám sát và quản lý Hệ thống này sẽ được sử dụng cho mục đích vận hành trạm không người trực sau này

hành

giữa các đơn vị liên quan trong EVNHCMC

 Xây dựng hệ thống HMI và bổ sung thiết bị thu thập dữ liệu (I/O) tại các trạm 110kV đã trang bị RTU Hệ thống HMI phải đảm bảo có thể mở rộng trong tương lai phục vụ cho mục đích thiết lập trạm không người trực

nguyên hiện có của EVNHCMC cũng như các nhà cung cấp dịch vụ hiện hữu

động hóa trạm (SAS) và thiết bị điện tử thông minh (IED) của các nhà sản xuất khác nhau

Trạm không người trực ở cả mức trạm và mức trung tâm điều khiển

điện với Power Factory (DigSilent – Đức)

nhân tạo của NeuralPower

vận hành hệ thống cũng như quản lý tài sản, thiết bị của Tổng công ty trên lưới điện cao thế

hệ thống thông tin quản lý khách hàng (CMIS) và thị trường điện của EVN

hành hệ thống của EVN-HCMC

Hình 2.5 Cấu trúc ứng dụng tổng thể hệ thống OCC

Hình 2.6 Cấu trúc phần mềm hệ thống OCC

Hình 2.7 Cấu trúc phần cứng hệ thống OCC

Hình 2.8 Giao diện hiển thị ngăn lộ tổng MBA trạm 110kV trên hệ thống OCC

Hình 2.9 Hệ thống quản lý thông tin khách hàng bằng với cơ sở dữ liệu theo mô hình

thông tin chung và hệ thống thông tin địa lý

Hình 2.10 Sơ đồ một sợi TBA 110kV Hòa Hưng hiển thị trên hệ thống OCC

2.5 Một số trạm biến áp 220kV, 110kV ít người trực hoặc không người trực trong nước và khu vực

2.5.1 Một số trạm thuộc Tổng Công Ty Điện Lực TPHCM (EVNHCMC) quản lý

220kV có 06 ngăn lộ 220kV; 02 ngăn lộ cho 2 máy biến áp 250MVA là AT2 và AT3, 01 ngăn máy cắt phân đoạn và 03 ngăn dự phòng cho tương lai

110kV có 18 ngăn lộ 110kV, trong giai đoạn 1 lắp đặt trước 12 ngăn lộ 110kV

tầng cáp công nghệ 22kV Lầu một được bố trí lắp đặt các máy cắt hợp bộ 22kV với máy biến áp tự dùng và tụ bù được lắp đặt ngoài trời Phòng hợp bộ 22kV được bố trí hệ thống camera quan sát xoay 360O và hệ thống báo cháy tự động

và 110kV Các tủ điều khiển và bảo vệ relay cho từng được lắp đặt trong Bay Housing Mỗi nhà Bay chứa tối đa 04 tủ, các nhà Bay còn trang bị máy lạnh, hệ

thống báo cháy và điện thoại nội bộ để liên lạc với điều hành viên tại phòng điều hành khi có công tác

Hình 2.12 Nhà Bay Housing và Phòng hợp bộ 22kV

Hình 2.13 Sơ đồ cấu trúc vận hành của hệ thống giám sát tại trạm 220kV Củ Chi 2

a Hệ thống thiết bị nhị thứ giám sát điều khiển và bảo vệ tích hợp tại Trạm

Trạm được thiết kế với cấu h nh hệ thống giám sát điều khiển bảo vệ tích hợp bằng

hệ thống máy tính, kết nối vào hệ thống TTĐĐ hệ thống điện Miền Nam (A2) và TTĐĐ TPHCM Hệ thống bao gồm:

Relay bảo vệ, đồng hồ đo đa chức năng, công tơ đo đếm…) hoạt động tương thích trên mạng LAN Tất cả các máy tính SERVER : HMI Servers (Main1+Main2), Engineering Server, HIS and Gateway được kết nối với mạng LAN, mạng LAN được yêu cầu về bảo mật rất cao và không được kết nối vào bất cứ mạng khác Việc truy cập được phân cấp rõ ràng và được cấp User name và password riêng biệt

bị thông qua các khối điều khiển BCU và Relay bảo vệ kỹ thuật số, đồng thời HMI cũng thu nhận và hiển thị các dữ liệu thiết bị thông qua các IED và thiết bị vào/ra (I/O) như: dòng điện, điện áp, công suất tác dụng, công suất phản kháng,

vị trí nấc MBA, nhiệt độ dầu và nhiệt độ cuộn dây MBA… HMI thực hiện hiển thị thông tin một số cửa sổ chức năng giám sát sau:

 Màn hình tổng quan sơ đồ nối điện một sợi tại trạm: hiển thị toàn bộ sơ đồ kết nối các thiết bị nhất thứ 220kV, máy biến áp 220/110kV, các thiết bị

110kV và các thông số cơ bản

Hình 2.14 Màn hình giám sát sơ đồ một sợi tại trạm 220kV Củ Chi 2

 Màn hình chi tiết ngăn xuất tuyến đường dây:

+ Các thông tin thể hiện trên cửa sổ giám sát, điều khiển ngăn xuất tuyến được chia thành các cửa sổ con đặt kế tiếp nhau, bao gồm: cửa sổ thể hiện thông tin đo lường, giám sát trạng thái ngăn : Công suất tác dụng (MW), phản kháng (MVAr), dòng điện (Amp) tổng 3 pha chạy qua máy cắt, giá trị điện áp (kV) thanh cái và đường dây, hệ số công suất PF

+ Cửa sổ giám sát bảo vệ relay : thể hiện thông tin về dòng, áp của thiết bị, In/Out của relay và nhân viên vận hành có thể giám sát trạng thái hoạt động của relay thông qua các đèn Led của relay Khi có sự cố relay tác động sẽ hiển thị đèn Led sáng giúp nhân viên vận hành biết được chức năng nào của relay tác động để ghi nhận và báo cáo

Hình 2.15 Màn hình giám sát ngăn xuất tuyến đường dây trạm 220kV Củ Chi 2

 Màn h nh giám sát ngăn máy biến áp: Tương tự như màn h nh giám sát ngăn xuất tuyến đường dây, màn h nh giám ngăn máy biến áp cũng có các cửa

sổ liên kết với nhau để nhân viên vận hành giám sát và điều khiển máy biến áp trong quá trình vận hành

Hình 2.16 Màn hình giám sát ngăn máy biến áp 220kV trạm 220kV Củ Chi 2