SCADA và vận HÀNH tự ĐỘNG hóa lưới điện PHÂN PHỐI 22 kv chuyên

Đề tài nghiên cứu lưới điện phân phối hiện hữu tại Công ty Điện lực Bình Phú có các thiết bị trung thế kết nối SCADA qua truyền thông 3G với Trung tâm Điều độ Hệ thống điện TP.HCM và đưa

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Ngọc Phúc Diễm

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý

chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

PGS TS Hồ Văn Nhật Chương

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Võ Minh Tâm MSHV:7140429

Ngày, tháng, năm sinh: 09/03/1979 Nơi sinh: TP.HCM

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202

I TÊN ĐỀ TÀI: SCADA VÀ VẬN HÀNH TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI ĐIỆN PHÂN

PHỐI 22KV

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Tìm hiểu lưới điện phân phối 22kV hiện hữu, cải tạo thí điểm lưới điện Công ty

Điện lực Bình Phú kết nối SCADA với Trung tâm điều khiển và đưa lưới điện vào

vận hành mini SCADA

- Đánh giá, phân tích tình trạng vận hành mini SCADA trong môi trường mạng 3G

- Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật cải tạo hệ thống mini SCADA sang hệ thống vận

hành tự động cho lưới điện phân phối 22kV

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 15/01/2018

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 17/06/2018

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS.Nguyễn Ngọc Phúc Diễm

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

(Họ tên và chữ ký)

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Bách Khoa, bằng sự biết ơn và kính trọng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu, các phòng, khoa thuộc trường, các Giáo sư, Phó Giáo sư, Tiến sĩ đã nhiệt tình hướng dẫn, giảng dạy và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học

tập, nghiên cứu và hoàn thiện đề tài nghiên cứu này

Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và cùng đồng nghiệp đã tạo điều kiện

cho tôi nghiên cứu để hoàn thành đề tài này

Tuy nhiên điều kiện về năng lực bản thân còn hạn chế, chuyên đề nghiên cứu chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp để bài nghiên cứu của tôi được

hoàn thiện hơn

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

SCADA VÀ VẬN HÀNH TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22kV

SCADA AND AUTOMATION OPERATION OF 22kV DISTRIBUTION NETWORK

TÓM TẮT

Nhằm phấn đấu và thực hiện các chỉ tiêu đến năm 2020, giảm tổn thất điện năng, giảm chỉ số mất điện SAIDI, SAIFI,… Hệ thống lưới điện phân phối cần phải đầu tư và phát triển cơ sở hạ tầng mạng lưới điện để tiến đến vận hành lưới điện thông minh Vì vậy, hệ thống SCADA/DAS cần được đầu tư đồng bộ cùng với sự phát triển của lưới điện để tối ưu hóa chi phí sản xuất kinh doanh, nâng cao năng suất lao động, độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng dịch vụ khách hàng

Đề tài nghiên cứu lưới điện phân phối hiện hữu tại Công ty Điện lực Bình Phú

có các thiết bị trung thế kết nối SCADA qua truyền thông 3G với Trung tâm Điều

độ Hệ thống điện TP.HCM và đưa lưới điện vào vận hành mini SCADA Từ đó, đề tài đánh giá về thực trạng lưới điện khi vận hành mini SCADA, giải pháp kỹ thuật cải tạo lưới điện vận hành mini SCADA sang hệ thống vận hành tự động qua truyền thông cáp quang, phù hợp với các yêu cầu thực tế và mở rộng trong tương lai

ABSTRACT

To strive and implement the targets up to 2020, reduce power loss, reduce SAIDI and SAIFI, etc The distribution grid system will need to invest and develop the power network infrastructure in order to operate the smart grid Therefore, the SCADA/DAS system should be integrated with the development of the grid to optimize production costs, improve labor productivity, reliability of power supply and quality of customer service

The research project of the existing distribution network at Binh Phu Power Company has medium voltage devices connecting SCADA via 3G communication with the Load Dispatch Centre of Ho Chi Minh City and put the grid into operation mini-SCADA Since then, the subject of the assessment of the status of power grid when operating mini-SCADA, technical solution to improve the grid operating mini-SCADA to the automatic operation system via optical cable communication,

in accordance with the real requirements and expand in the future

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi và được sự hướng dẫn khoa học của TS.Nguyễn Ngọc Phúc Diễm Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong

đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây

Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tôi thu thập dữ liệu thực tế của đơn vị mà tôi hiện đang công tác Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng nguồn tài liệu nghiên cứu của một số các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác điều được trích dẫn và chú thích có nguồn gốc Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình Trường đại học Bách Khoa không liên quan đến những

vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có)

MỤC LỤC

Trang

Chương: MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài 9

2 Mục đích nghiên cứu 9

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 9

4 Ý nghĩa của khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu 10

5 Bố cục luận văn 10

Chương 1: TỔNG QUAN SCADA VÀ VẬN HÀNH TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI PHÂN PHỐI 22kV 1.1 SCADA trong hệ thống điện 11

1.1.1 Tổng quan 11

1.1.2 Nguyên tắc làm việc của hệ thống SCADA trong hệ thống điện 11

1.1.3 Chức năng SCADA trong hệ thống điện 12

1.2 Tự động hóa hệ thống lưới điện 13

1.2.1 Tổng quan 13

1.2.2 DAS (Distribution Automation System) 14

1.2.3 DMS (Distribution Management System) 15

Chương 2: THIẾT BỊ LƯỚI ĐIỆN TRUNG THẾ GIAO TIẾP SCADA 2.1 Thiết bị Recloser 17

2.1.1 Khái niệm 17

2.1.2 Hiện trạng sử dụng thiết bị Recloser 17

2.1.3 Yêu cầu kỹ thuật Recloser kết nối SCADA 18

2.1.4 Mô hình kết nối cho các Recloser bằng giao thức IEC104 19

2.1.5 Recloser Entec giao tiếp SCADA 21

2.1.5.1 Tủ điều khiển EVRC2A 21

2.1.5.2 Phần mềm giao tiếp với tủ điều khiển 22

2.1.5.3 Thiết lập kết nối cho modem 3G 25

2.1.5.4 Thiết lập kết nối cho switch cáp quang 27

2.2 LBS Entec giao tiếp SCADA 29

2.3 Thiết bị báo sự cố cho lưới điện phân phối 29

2.3.1 Thiết bị báo sự cố cho lưới điện trên không 29

2.3.2 Thiết bị báo sự cố cho lưới điện ngầm 33

Chương 3: ỨNG DỤNG E-TERRABROWSER CHO MẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22kV 3.1 Tổng quan 38

3.2 Ứng dụng e-terrascada 39

3.2.1 Mục tiêu giao diện người dùng 39

3.2.2 Đăng nhập hệ thống 39

3.2.3 Giao diện sử dụng 40

3.2.4 Hiển thị trạm One-line và Tabulars 41

3.2.5 Thu thập và xử lý dữ liệu 46

3.2.5.1 Nguồn dữ liệu 46

3.2.5.2 Dữ liệu analog 47

3.2.5.3 Dữ liệu trạng thái 49

3.2.5.4 Dữ liệu đếm 49

3.2.5.5 Khả năng quét dữ liệu 50

3.2.5.6 Chất lượng dữ liệu 50

3.3 Ứng dụng e-terradistribution 51

Chương 4: SCADA VÀ VẬN HÀNH TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI TRUNG THẾ TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC BÌNH PHÚ 4.1 Lịch sử phát triển SCADA tại Công ty Điện lực Bình Phú 56

4.2 Chọn xây dựng tuyến dây 22kV vận hành mini SCADA 56

4.2.1 Các yêu cầu 56

4.2.2 Phụ tải trạm biến áp và các xuất tuyến 57

4.2.3 Chọn vị trí lắp thiết bị 58

4.2.4 Tính toán phối hợp Recloser với máy cắt đầu nguồn 59

4.2.4.1 Các thông số nhập 59

4.2.4.2 Tính toán 60

4.2.4.2.1 Tính toán dòng điện cơ bản 60

4.2.4.2.2 Tính toán các điện kháng 60

4.2.4.2.3 Tính toán ngắn mạch 60

4.2.4.2.4 Kết quả tính toán ngắn mạch 61

4.2.5 Chọn thiết bị Recloser 61

4.2.5.1 Yêu cầu Recloser 22kV và phụ kiện 61

4.2.5.2 Chọn thiết bị theo tiêu chuẩn kỹ thuật 65

4.2.6 Lắp đặt và cấu hình Recloser kết nối SCADA 66

4.2.6.1 Phương án khai thác tải, tính toán trị số và thử nghiệm 66

4.2.6.2 Chọn modem và lắp đặt 67

4.2.6.3 Cấu hình tủ điều khiển Recloser 69

4.2.7 Vận hành hệ thống mini SCADA 74

4.2.7.1 Sơ đồ mini SCADA 74

4.2.7.2 Các yêu cầu vận hành mini SCADA 77

4.3 Nhận xét vận hành hệ thống mini SCADA 81

4.3 Cải tạo hệ thống mini SCADA sang hệ thống DAS 82

4.3.1 Nghiên cứu chọn giải pháp 82

4.3.2 Các yêu cầu thực hiện 83

4.3.2.1 Thay thế các thiết bị LBS bằng LBS có kết nối SCADA 83

4.3.2.2 Lắp mạch vòng tuyến cáp quang đến các thiết bị trung thế 84

4.3.2.3 Lắp switch cáp quang tại các thiết bị trung thế 85

4.3.2.4 Cấu hình địa chỉ IP tại Recloser/LBS và trung tâm điều khiển 92

4.3.3 Xử lý lỗi kết nối truyền thông cáp quang vận hành DAS 93

4.3.4 Vận hành các tuyến dây DAS 95

4.3.4.1 Điều kiện vận hành DAS 95

4.3.4.2 Chế độ bán tự động chức năng vận hành DAS 96

4.3.4.3 Chế độ tự động chức năng vận hành DAS 98

4.3.4.4 Chế độ tắt chức năng vận hành DAS 99

4.3.4.5 Thay đổi và cập nhật điểm dừng lưới 99

4.3.5 Khái toán cải tạo từ hệ thống mini SCADA sang DAS 100

4.3.5.1 Đầu tư hệ thống mini SCADA 100

4.3.5.2 Cải tạo từ hệ thống mini SCADA sang DAS 100

Chương 5: MÔ PHỎNG KỊCH BẢN VẬN HÀNH TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI ĐIỆN TRUNG THẾ TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC BÌNH PHÚ 5.1 Sơ đồ mô phỏng 101

5.2 Bảng điều khiển HMI 101

5.2.1 Các thuật ngữ 101

5.2.2 Tín hiệu trạng thái 103

5.3 Kịch bảng vận hành 104

5.3.1 Sự cố đoạn MC481 đến Rec1, bật MC481 hoặc mất nguồn MC481 104

5.3.2 Sự cố đoạn Rec1 và Rec4, Rec1 bật hoặc MC481, Rec1 cùng bật 105

5.3.3 Sự cố đoạn giữa Rec4 và Rec5 106

5.3.3.1 Rec4 bật 106

5.3.3.2 Rec1, Rec4 cùng bật hoặc MC481, Rec1, Rec4 cùng bật 107

5.3.4 Sự cố đoạn MC472 đến Rec2, MC472 bật hoặc mất nguồn MC472 108

5.3.5 Sự cố đoạn từ Rec2 đến Rec5 và Rec6 109

5.3.5.1 Rec2 bật hoặc MC472, Rec2 cùng bật 109

5.3.5.2 LBS1 báo quá dòng và Rec2 bật hoặc MC472, Rec2 cùng bật 110

5.3.6 Sự cố đoạn MC470 đến Rec3, bật MC470 hoặc mất nguồn MC470 112

5.3.7 Sự cố đoạn từ Rec3 đến Rec6 113

5.3.7.1 Rec3 bật hoặc MC470, Rec3 cùng bật 113

5.3.7.2 LBS2 báo quá dòng và Rec3 bật hoặc MC470, Rec3 cùng bật 114

5.4 Chương trình mô phỏng 115

Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 6.1 Kết luận 116

6.2 Hướng phát triển của đề tài 117

Chương: MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Quá trình hội nhập và phát triển ngang tầm với các Điện lực khu vực, phải đảm bảo cung cấp điện đầy đủ, ổn định, chất lượng dịch vụ ngày càng cao, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, góp phần đảm bảo an ninh quốc phòng và phục vụ nhu cầu đời sống của nhân dân

Nâng cao năng lực quản trị, đẩy mạnh ứng dụng khoa học công nghệ, công nghệ thông tin, sử dụng hiệu quả các nguồn nhân lực để tối ưu hóa chi phí sản xuất kinh doanh, nâng cao năng suất lao động, độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng dịch vụ khách hàng

Nâng cao chất lượng nguồn nhân lực, chuẩn bị đầy đủ lực lượng lao động, chuyên gia, công nhân lành nghề chất lượng cao, trình độ tiên tiến đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ giai đoạn phát triển ngang tầm khu vực trong thời đại Cách mạng công nghệp 4.0

Nhằm đáp ứng các chỉ tiêu phấn đấu thực hiện lộ trình đến năm 2020 là giảm tổn thất điện năng, giảm chỉ số mất điện SAIDI và SAIFI,… đầu tư phát triển cơ sở

hạ tầng để tiến đến vận hành mạng lưới điện thông minh Do đó, giải pháp của đề tài luận văn được chọn là “SCADA và vận hành tự động hóa lưới điện phân phối 22kV” cho khu vực lưới điện tại Công ty Điện lực Bình Phú nói riêng và của ngành điện nói chung

2 Mục đích nghiên cứu:

Tìm hiểu lưới điện hiện hữu tại Công ty Điện lực Bình Phú, chọn lắp các thiết

bị trung thế phù hợp, kết nối SCADA bằng truyền thông 3G với TTĐĐ HTĐ TP.HCM và đưa lưới điện vào vận hành mini SCADA

Đánh giá thực trạng lưới điện khi vận hành mini SCADA và đưa ra các giải pháp kỹ thuật cải tạo hệ thống mini SCADA sang hệ thống vận hành tự động bằng truyền thông cáp quang

Hướng dẫn và bối huấn cho nhân viên vận hành tại đơn vị biết được trình tự thao tác và phương thức vận hành trên sơ đồ mini SCADA

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Chọn khu vực lưới điện gồm các tuyến dây Cầu Kinh, Hương Lộ 4 và Kiên lợi của trạm Tân Tạo 110/22kV và các thiết bị trên lưới điện có chức năng giao tiếp SCADA thuộc phạm vi quản lý của Công ty Điện lực Bình Phú

Phần mềm ứng dụng của hãng Alstom Grid cho giải pháp quản lý mạng lưới phân phối của Trung tâm Điều khiển tại Trung tâm Điều độ Hệ thống điện TP.HCM

và máy tính Consol kết nối với Trung tâm đặt tại Công ty Điện lực Bình Phú

Các quy trình, quy định của Bộ Công Thương, EVN, EVNHCMC và dự thảo quy trình phối hợp vận hành hệ thống mini SCADA giữa Trung tâm Điều độ Hệ thống điện TP.HCM và 16 Công ty Điện lực

4 Ý nghĩa của khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu:

Đề tài nghiên cứu lưới điện phân phối hiện hữu tại Công ty Điện lực Bình Phú

có các thiết bị trung thế kết nối SCADA qua truyền thông 3G với Trung tâm Điều

độ Hệ thống điện TP.HCM và đưa lưới điện vào vận hành mini SCADA Từ đó, đề tài đánh giá về thực trạng lưới điện khi vận hành mini SCADA, giải pháp kỹ thuật cải tạo lưới điện vận hành mini SCADA sang hệ thống vận hành tự động qua truyền thông cáp quang, phù hợp với các yêu cầu thực tế và theo định hướng mục tiêu chung của EVN đến năm 2020

Từ kết quả nghiên cứu này, Công ty Điện lực Bình Phú có thể triển khai áp dụng cho tất cả 64 tuyến dây và 143 thiết bị Recloser/LBS có chức năng kết nối SCADA thuộc phạm vi quản lý

5 Bố cục luận văn:

Để phù hợp với yêu cầu thực tế và hiện trạng lưới điện tại lưới điện Công ty Điện lực Bình Phú, về bố cục các chương của luận văn có khác so với đề cương luận văn Ngoài phần mở đầu, nội dung luận văn được thành 6 chương:

Chương 1: Tổng quan SCADA và vận hành tự động hóa lưới điện phân phối 22kV

Chương 2: Thiết bị lưới điện trung thế giao tiếp SCADA

Chương 3: Ứng dụng e-terrabrowser cho mạng lưới phân phối 22kV

Chương 4: SCADA và vận hành tự động hóa lưới điện trung thế tại Công ty Điện lực Bình Phú

Chương 5: Mô phỏng kịch bản vận hành tự động hóa lưới điện trung thế tại Công ty Điện lực Bình Phú

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển của đề tài

Chương 1: TỔNG QUAN SCADA VÀ VẬN HÀNH TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI

PHÂN PHỐI 22kV 1.1 SCADA trong hệ thống điện:

1.1.1 Tổng quan:

Ngày nay, cùng với sự phát triển khoa học vượt bậc về công nghệ viễn thông

và công nghệ thông tin, ứng dụng của các hệ thống thông tin dùng để đo lường và điều khiển xa ngày càng rộng lớn trong các ngành công nghiệp có thể lên đến hàng ngàn hay cả hàng chục ngàn kênh truyền dẫn với tốc độ nhanh, độ tin cậy cao nhờ vào các giao thức mở, các mạng truyền thông như mạng Profibus, Wan, Lan, Inthernet, mạng Internet và hầu hết các phần mềm SCADA ngày nay đều có hỗ trợ kết nối Internet Trong lĩnh vực ngành điện lực, cùng với việc xây dựng đường dây tải điện Quốc gia 500kV thì trung tâm hệ thống điện Quốc gia được ra đời với phần trung tâm của nó là hệ thống SCADA Sau đó lưới điện phân phối của các công ty Điện lực cũng từng bước được áp dụng hệ thống SCADA, mở ra một triển vọng vận hành hệ thống điện an toàn, liên tục và kinh tế

Sự hình thành hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) trên lưới điện là một hệ thống thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển các quá trình

từ xa Người vận hành có thể nhận biết và điều khiển hoạt động đóng cắt các thiết bị điện từ xa thông qua máy tính và mạng truyền thông dùng riêng hoặc qua kênh thuê bao nhà mạng

1.1.2 Nguyên tắc làm việc của hệ thống SCADA trong hệ thống điện:

Thu thập dữ liệu: dữ liệu từ các trạm biến áp và các nhà máy điện được chia làm ba loại chính:

- Dữ liệu trạng thái: trạng thái các máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, các khoá điều khiển từ xa hoặc tại chỗ Các cảnh báo của các bảo vệ

- Dữ liệu tương tự: công suất tác dụng MW, phản kháng MVAr, điện áp, dòng điện, vị trí nấc biến áp,…

- Dữ liệu tích luỹ theo thời gian: điện năng kWh, kvarh,

Các dữ liệu trạng thái từ các rơ le trung gian được đưa vào các đầu vào số của RTU (Remote Terminal Units), còn các dữ liệu tương tự từ cuộn thứ cấp của máy

biến dòng điện và điện áp được đưa vào các bộ biến đổi, đầu ra của bộ biến đổi được đưa vào các cổng đầu vào tương tự của RTU Tại RTU dữ liệu được số hoá

và thông qua kênh truyền bằng giao thức gửi về trung tâm điều độ

Điều khiển: lệnh điều khiển từ hệ thống SCADA của trung tâm điều độ thông qua kênh truyền gửi đến RTU, các lệnh điều khiển như:

- Lệnh đóng cắt máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa

- Lệnh điều khiển tăng giảm

- Lệnh điều khiển thay đổi giá trị đặt

Giám sát: dữ liệu thu thập từ các trạm về trung tâm điều khiển sẽ được máy tính xử lý:

- Hiển thị trên các sơ đồ, bảng biểu và các dạng đồ thị xu hướng

- Dữ liệu trạng thái: máy cắt, dao cách ly, cảnh báo … khi phát hiện ra có sự thay đổi trạng thái hệ thống SCADA sẽ phát cảnh báo bằng âm thanh và dòng thông báo để cảnh báo cho người vận hành

- Dữ liệu giá trị đo xa, dữ liệu nhận được sẽ được kiểm tra so sánh với các ngưỡng dưới và ngưỡng trên đã được định trước, nếu giá trị đo được vi phạm giá trị đặt thì hệ thống sẽ phát cảnh báo cho người vận hành

1.1.3 Chức năng SCADA trong hệ thống điện: [12]

- Thu thập dữ liệu

- Điều khiển giám sát

- Giao tiếp người máy đồ họa hoàn toàn

- Điều khiển cảnh báo và sự kiện

- Ghi nhận trình tự các sự kiện

- Lưu trữ và khôi phục dữ liệu quá khứ

- Phân tích dữ liệu sự cố

- Phân tích kết dây và trạng thái hệ thống

- Xu hướng của dữ liệu động và dữ liệu quá khứ

- Tạo báo cáo, thường lệ và đặc biệt

- Biến cố và thẻ báo thiết bị đóng cắt

- Thông tin liên lạc với các Trung tâm Điều độ

Hình 1.1 Sơ đồ tổng thể Trung tâm điều khiển TP.HCM 1.2 Tự động hóa hệ thống lưới điện: [1], [11]

1.2.1 Tổng quan:

Từ đầu năm 2012, Tổng công ty Điện lực TPHCM (EVNHCMC) đã tổ chức hội thảo trao đổi các giải pháp tự động hóa vận hành trạm biến áp 110kV không người trực với sự tham dự của các Công ty chuyên về hệ thống điều khiển tích hợp:

GE, Toshiba, Siemens, Alstom, ABB,… và các đơn vị ngành điện, hoạt động trong lĩnh vực điện lực như: Tổng Công ty Điện lực miền Nam (SPC), Trung tâm Điều độ HTĐ miền Nam (A2), Công ty Truyền tải Điện 4, Công ty Cổ phần Tư vấn xây dựng điện 2, Công ty Cổ phần Tư vấn xây dựng điện 3, Công ty TNHH Hệ thống

Kỹ thuật Ứng dụng (ATS) và cùng toàn thể các cán bộ kỹ thuật của EVNHCMC để đưa ra giải pháp tự động hóa việc cung cấp điện tại thành phố Hồ Chí Minh Trong thời gian qua, EVNHCMC đã triển khai rất nhiều giải pháp đối với việc tự động hóa vận hành (điều khiển & bảo vệ, thu thập số liệu,…) trạm biến áp 110kV như: sử dụng hệ thống truyền thống và hệ thống SCADA dùng RTU hoặc hệ thống điều khiển tích hợp

Hiện nay, EVNHCMC đã triển khai hoàn toàn tự động hóa vận hành đối với trạm biến áp 110kV không người trực tại Công ty Lưới điện Cao thế TP.HCM Sau

đó EVNHCMC triển khai vận hành tự động hóa đối với lưới điện phân phối cấp 22kV tại các Công ty Điện lực

1.2.2 DAS (Distribution Automation System):

Năm 2014, EVNHCMC đã bước đầu triển khai thí điểm 02 hệ thống DAS cho lưới điện phân phối Dự án thứ nhất triển khai tại Công ty Điện lực Tân Thuận cho

02 phát tuyến nổi trung thế Bờ Băng - Phú Mỹ, sử dụng các Reclosers có chức năng SCADA để thực hiện đóng cắt, phần mềm của hãng Survalent, giải pháp truyền thông 3G Dự án thứ hai được triển khai tại Công ty Điện lực Thủ Thiêm cho 02 mạch vòng trung thế ngầm cung cấp điện cho Khu công nghệ cao tại Quận 9 Dự án

sử dụng giải pháp của Schneider bằng cách lắp bổ sung các thiết bị đầu cuối (RTU)

và motors động lực điều khiển cho các tủ RMU hiện hữu, sử dụng phần mềm L500

và giải pháp truyền thông Wimax 2,4GHz Tất cả các dự án đều được thử nghiệm tại xưởng và thử nghiệm tại hiện trường, các quy định liên quan được nghiên cứu và ban hành theo đúng quy định

Từ đầu năm 2015 đến nay, các hệ thống DAS thí điểm nêu trên được chính thức đưa vào vận hành và theo dõi

Hình 1.2 Giao diện màn hình điều khiển dự án DAS tại PC Tân Thuận

Hình 1.3 Giao diện màn hình điều khiển dự án DAS tại PC Thủ Thiêm

Việc triển khai thành công 02 dự án thí điểm về hệ thống DAS là bước thử nghiệm quan trọng để EVNHCMC có cơ sở đánh giá và triển khai nhân rộng với mục tiêu đến năm 2020 phải đạt chỉ tiêu ít nhất 30% phát truyến trung thế vận hành theo mô hình DAS Đây là một chỉ tiêu quan trọng góp phần vào mục tiêu chung của EVNHCMC đến năm 2020 phát triển ngang bằng với các Công ty Điện lực tiên tiến trong khu vực Đông Nam Á

1.2.3 DMS (Distribution Management System):

Cùng với sự phát triển của hệ thống SCADA thì hệ thống DMS đang được từng bước ứng dụng và phát triển tại EVNHCMC cho việc quản lý lưới điện, quản

lý việc cấp điện và sự cố, quản lý nguồn lực sản xuất, quản lý khách hàng, quản lý rủi ro,… Hệ thống này được xây dựng từ cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý lưới điện GIS (Geographic Information System) với các thiết bị lắp đặt trên lưới điện phân phối có tích hợp chức năng giao tiếp SCADA như máy cắt ngăn lộ phân phối tại trạm trung gian 220/110/22kV, máy cắt tự đóng lại (Recloser), thiết bị đóng cắt

có tải LBS (Load Break Switch) và thiết bị báo sự cố FI (Fault Indicator)

Hệ thống công cụ DMS phát triển bởi nhà cung cấp Alstom Grid đã được ứng dụng tại một số quốc gia trên thế giới ứng dụng phần mềm e-terrabrowser Hiện

nay, chương trình này mới bắt đầu đưa vào sử dụng tại EVNHCMC chưa được phổ biến rộng rãi Việc sử dụng công cụ này vào công tác quản lý lưới điện phân phối sẽ giúp cho chúng ta tính toán mô phỏng được lưới điện ở chế độ thời gian thực để phục vụ trong nghiên cứu giảng dạy, giới thiệu, huấn luyện điều hành viên vận hành lưới điện phân phối

Hình 1.4 Giao diện DMS màn hình điều khiển thiết bị trên lưới điện

Chương 2: THIẾT BỊ LƯỚI ĐIỆN TRUNG THẾ GIAO TIẾP SCADA

2.1 Thiết bị Recloser:

2.1.1 Khái niệm:

Recloser là một thiết bị điện, còn được gọi là máy cắt tự đóng lại ACR (Automatic Circuit Recloser) Thống kê cho thấy có đến khoảng 80% sự cố trên lưới phân phối đường dây trên không là thoáng qua, hiệu quả mà các Recloser mang lại không chỉ thể hiện qua so sánh với việc trang bị và sử dụng cầu chì, rơle bảo vệ ngăn lộ phân phối, mà còn thể hiện qua giá trị mang lại cho chính khách hàng và ngành Điện khi đảm bảo độ tin cậy cung cấp Vì vậy để tăng cường năng lực cung cấp điện, thay vì sử dụng máy cắt, người ta thường sử dụng máy cắt tự đóng lại Recloser là thiết bị đóng cắt tự động hoạt động chính xác có độ tin cậy cao và kinh tế nên được sử dụng cho hệ thống phân phối lưới điện lên đến cấp điện áp 38kV Recloser thường được lắp trên các đường dây trục chính, công suất lớn và đường dây dài Trong hệ thống điện, Recloser sử dụng cho mục đích bảo vệ quá tải,

tự đóng lại theo chu trình cài đặt, thiết bị đóng cắt và điều khiển tại chỗ bằng tay Hiện tại hầu hết các thiết bị Recloser điều được tích hợp với hệ thống SCADA

2.1.2 Hiện trạng sử dụng thiết bị Recloser:

- Các Recloser đang vận hành không được giám sát liên tục mà chỉ được kiểm tra định kỳ hoặc khi có sự cố cần sửa chữa khôi phục

- Dữ liệu vận hành do các Recloser ghi nhận mới được khai thác rất hạn chế phụ thuộc vào thông tin được lưu trữ tại thiết bị, trong công tác kiểm tra xử lý sự cố

- Thông số vận hành được ghi chép bằng tay, kém chính xác, không đồng bộ

và không hoàn toàn được đảm bảo tính khách quan khi làm báo cáo

- Sự cố mất điện chủ yếu được phát hiện và kiểm tra xử lý thông qua thông tin

từ phía người dùng, thiếu sự chủ động của nhà cung cấp Đồng thời, mất nhiều thời gian khoanh vùng xác định sự cố, dẫn đến thời gian mất điện kéo dài

- Thao tác vận hành, tách nhánh, hợp nhánh, đòi hỏi nhân viên vận hành phải

di chuyển đến từng điểm thao tác để thực hiện, tiêu tốn thời gian và nguồn lực mà vẫn thiếu thông tin tổng thể trực quan về tình trạng lưới phân phối

- Hệ thống không có khả năng tự động điều khiển đóng cắt các Recloser, thay đổi kết cấu lưới theo những tình huống vận hành đã được xây dựng sẵn như việc áp dụng các tiện ích mà dữ liệu vận hành thời gian thực có thể mang lại

2.1.3 Yêu cầu kỹ thuật Recloser kết nối SCADA:

Nhằm nâng cao năng lực quản lý vận hành, hiệu quả trong việc cung cấp điện cho khách hàng, EVNHCMC đã chủ trương thực hiện chương trình hiện đại hóa lưới điện qua dự án SCADA và trạm biến áp không người trực, phạm vi của dự án

từ lưới điện 110kV đến lưới điện trung áp, điều này đưa đến nhiệm vụ là phải kết nối các Recloser đang vận hành trên lưới điện hiện nay Theo đó, yêu cầu cần thiết khi kết nối Recloser với hệ thống SCADA như sau:

- Về tủ điều khiển phải có ít nhất 2 cổng giao tiếp riêng biệt đó là: cổng giao tiếp tại chỗ (Computer Port), cổng điều khiển giám sát từ xa (Telemetry Port) dùng

để kết nối hệ thống SCADA

- Thủ tục giao tiếp với SCADA: sử dụng tiêu chuẩn IEC 60870-5-104

- Bảng 1.1 Các tín hiệu giao tiếp cơ bản giữa Recloser và hệ thống SCADA:

đơn

Tín hiệu kép

1 Recloser open/closed status Open/Closed 1

3 Power status indicator Alarm/Normal 1

4 Recloser malfunction indicator Alarm/Normal 1

5 Reclosing on/off status On/Off 1

7 Phase fault detected Trip/Normal 1

8 Earth fault detected Trip/Normal 1

9 Sensitive Earth fault detected Trip/Normal 1

10 Alternative minimum trip

11 Enclosure Door Open Alarm/Normal 1

12 Malfunction status Alarm/Normal 1

14 RMS Current Magnitude: A,B,C Current

STT Tín hiệu Mô tả Tín hiệu

đơn

Tín hiệu kép

- Đo lường trực tiếp các thông số vận hành trên lưới điện: Dòng điện, công suất (MW&MVAr), điện áp,…

Qua các yêu cầu trên là cơ sở để EVNHCMC xây dựng phương án kết nối các Recloser hiện hữu đang vận hành trên lưới điện với hệ thống SCADA nhằm triển khai công tác đầu tư mua sắm thiết bị mới để khai thác hết tính năng của Recloser,

tự động hóa lưới điện nhằm thực hiện mục tiêu hiện đại hóa lưới điện, thực hiện tốt nhiệm vụ cung cấp điện cho khách hàng, góp phần phát triển mục tiêu chung kinh tế

xã hội của thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2020

2.1.4 Mô hình kết nối cho các Recloser bằng giao thức IEC104:

Hình 2.1 Kết nối SCADA cho các Recloser sử dụng giao thức IEC104

Tại các Recloser, cấu hình các thông số truyền thông theo giao thức IEC 101 (xác lập địa chỉ trạm của các Recloser), thiết lập giao diện RS232 tương thích với giao diện RS232 của modem IEC104 Gateway GPRS Kết nối cáp tín hiệu từ cổng

RS232 của Recloser đến cổng RS232 của modem Thiết lập chuyển đổi giao thức IEC101 sang IEC104 qua thiết bị Gateway, tín hiệu truyền thông theo giao thức IEC101 (giao diện RS232) được chuyển đổi sang giao thức IEC 104 theo chuẩn TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

Tại DDC (Direct Digital Control): lắp đặt thiết bị M2M (Machine to Machine) Gateway kết nối với Internet qua một Router có cấp phát địa chỉ IP tỉnh Thiết lập đường truyền VPN (Virtual Private Network) qua dịch vụ Office WAN (Wide Area Network) từ thiết bị IEC104 Gateway tại các Recloser tới M2M Gateway tại phòng điều khiển theo cơ chế SSH (Secure Shell) VPN, M2M Gateway được kết nối với mạng LAN (Local Area Network) của hệ thống SCADA, được cấp phát địa chỉ IP cùng lớp của hệ thống Địa chỉ IP của các modem từ các Recloser được cấp phát cùng lớp mạng và được định tuyến lại để cùng lớp với hệ thống mạng LAN của SCADA Cấu hình line IEC 104 với các trạm 110/22kV tương ứng địa chỉ IP đã được thiết lập qua mạng VPN đến các thiết bị IEC104 Gateway tại Recloser

Với cơ chế đồng bộ hoá thời gian từ chuẩn giao thức TCP/IP, giao thức IEC104 giải quyết được vấn đề đồng bộ thời gian của các đối tượng điều khiển khác nhau trên cùng một lớp mạng, với đặc điểm này sẽ cho phép ghép nhiều đối tượng điều khiển khác nhau (các recloser, RTU) lên cùng một line IEC104 mà không xảy

ra hiện tượng mất đồng bộ do chồng lấn kênh thời gian các đối tượng điều khiển như các giao thức truyền thông nối tiếp (IEC101)

Giải pháp ứng dụng giao thức truyền thông IEC 60870-5-104 cho hệ thống SCADA lưới điện phân phối về cơ bản sẽ khắc phục được các hạn chế mà các phương thức truyền thông theo giao thức IEC 60870-5-101 đang gặp phải Trên nền tảng giao thức mạng TCP/IP, giao thức IEC104 cho phép thiết lập truyền thông một cách đơn giản, chi phí thấp, đồng thời dễ dàng khai thác hạ tầng viễn thông của các nhà cung cấp dịch vụ Bên cạnh đó, cơ chế dự phòng truyền thông và dự phòng hệ thống sẽ dễ dàng được thiết lập qua khả năng chia sẻ dữ liệu trên môi trường mạng Tuy nhiên, yêu cầu bảo mật trong các giải pháp truyền thông phải được đặc biệt ưu tiên khi khai thác trên hạ tầng truyền thông công cộng

2.1.5 Recloser Entec giao tiếp SCADA: [5], [7]

2.1.5.1 Tủ điều khiển EVRC2A:

Hình 2.2 Tủ điều khiển EVRC2A và máy cắt Recloser hiệu Entec

Hình 2.3 Giao diện mặt trước tủ điều khiển EVRC2A

2.1.5.2 Phần mềm giao tiếp với tủ điều khiển:

Hình 2.4 Giới thiệu phần mềm ETIMS 3.0

Hình 2.5 Cài đặt ứng dụng phần mềm ETIMS 3.0

Hình 2.6 Giao tiếp qua cổng thông dụng

Hình 2.7 Giao tiếp qua cổng COM

Hình 2.8 Giao tiếp qua cổng Ethernet

Hình 2.9 Giao diện cài đặt các thông số vận hành

Hình 2.10 Giao diện các dạng báo cáo và vẽ biểu đồ 2.1.5.3 Thiết lập kết nối cho modem 3G: [8]

- Bảng 2.1 Thiết lập kết nối modem 3G:

1 ETHERNET TCP/IP

Gateway Address 1 Set the Gateway Address1 (0~255) 1 192 Gateway Address 2 Set the Gateway Address2 (0~255) 1 168 Gateway Address 3 Set the Gateway Address3 (0~255) 1 11 Gateway Address 4 Set the Gateway Address4 (0~255) 1 1 Subnet Mask Set the Subnet mask 1

(255.0.0.0~255.255.255.255) 1 255.255.255.000 Keep-Alive

Tên Mô tả Bước Giá trị đặt

Master Address Master station address (0~65519) 1 60000

D/L Confirm Enable data link layer confirm

D/L Timeout Data link layer time-out (1~255 sec) 1 55

A/L Timeout Application layer time-out (1~255 sec) 1 55 SBO Time (sec) Select before operate time-out (1~255

Power Up Unsol Enable unsolicited reporting at

Unsol time Age of oldest event to transmit on

Keep-Alive Check

Time-out (sec) Keep alive interval (0(OFF), 1~600 sec) 1 10

Time Req (min) Set interval time for synchronization

3 IEC60870-5-104

Function Use IEC 60870-5-104 protocol or not

ASDU Address Application Service Data Unit Address

t0 Connection (sec) Timeout of connection (1-255 s) 1 120

t2 Sframe (sec) Timeout for ack in case of no data t2<t1

Tên Mô tả Bước Giá trị đặt

t3 Test (sec) Timeout for sending test frames in case

Event Delay Time

Rx Frame Size Maximum size of receive frame (0~255) 1 255

Tx Frame Size Maximum size of transmit frame

Select Timeout The period after a previously received

select will timeout (0(OFF), 1~255sec) 1 5 Use cmdActTerm

Whether to send Activation Termination upon completion of

commands other than set point commands (NO, YES)

Event

Whether to generate spontaneous clock

2.1.5.4 Thiết lập kết nối cho switch cáp quang: [8]

- Bảng 2.2 Thiết lập kết nôi cho switch cáp quang:

1 ETHERNET TCP/IP

Gateway Address 1 Set the Gateway Address 1 (0~255) 1 172 Gateway Address 2 Set the Gateway Address 2 (0~255) 1 28 Gateway Address 3 Set the Gateway Address 3 (0~255) 1 135 Gateway Address 4 Set the Gateway Address 4 (0~255) 1 1 Subnet Mask Set the Subnet mask 1

(255.0.0.0~255.255.255.255) 1 255.255.255.240 Keep-Alive

Function Use IEC 60870-5-101 protocol or not

Tên Mô tả Bước Giá trị đặt

Use Port Select the use port of control (P2-232,

ASDU Address Application Service Data Unit Address

Event Period Event Transmission Period (0~255 sec) 1 15 Retries

The number of retries that will be issued for a given application link layer

Rx Frame Size Maximum size of receive frame (0~261) 1 261

Rx Frame Timeout

Maximum amount of time to wait for a complete frame after receiving the frame sync (0(OFF), 1~255sec)

Tx Frame Size Maximum size of transmit frame

IOA Size Size of information object address (1~3) 1 2 One char Response

Select Timeout The period after a previously received

select will timeout (0(OFF), 1~255sec) 1 5 Use cmdActTerm

Whether to send Activation Termination upon completion of commands other than set point commands (NO, YES)

Event

Whether to generate spontaneous clock

3 IEC60870-5-104 Như thiết lập cho modem 3G

2.2 LBS Entec giao tiếp SCADA: [6]

- Tủ điều khiển ETMFC101-N1:

Hình 2.11 Tủ điều khiển ETMFC101-N1 và LBS hiệu Entec

- Phần mềm giao tiếp với tủ điều khiển, giao thức thiết lập SCADA cũng tương tự như Recloser EVRC2A

- Thiết bị LBS này không có chức năng bảo vệ như Recloser, nhưng có chức năng kết nối SCADA, điều khiển đóng cắt từ xa, đo lường các giá trị dòng áp và phát hiện dòng ngắn mạch

2.3 Thiết bị báo sự cố cho lưới điện phân phối:

2.3.1 Thiết bị báo sự cố cho lưới điện trên không: [13]

- Thiết bị báo sự cố đường dây trên không (Fault indicator) loại FLA3 của hãng EMG/GERMANY có khả năng xác định ngay vùng sự cố, giúp phát hiện và xử lý nhanh điểm sự cố, kết quả là giảm được thời gian mất điện của khách hàng Điều này đồng nghĩa với việc cải thiện đáng kể các chỉ số SAIFI, SAIDI và nâng cao chất lượng cung cấp điện của Công ty Điện lực Bình Phú

Hình 2.12 Thiết bị báo sự cố FLA3

- Thiết bị báo sự cố thực chất là các cảm biến dòng điện Khi dòng điện đi qua thiết

bị báo sự cố có giá trị vượt quá giá trị đã cài đặt trước (dòng điện và thời gian), thiết

bị báo sự cố sẽ tác động và báo hiệu bằng đèn hay cờ giúp nhân viên quản lý vận hành nhanh chóng tìm ra điểm sự cố

- FLA3 lắp đặt cho đường dây trên không:

Hình 2.13 Thiết bị báo sự cố trên lưới điện hình tia

- Với sơ đồ lưới điện như hình 2.13, sự cố loại FLA3 (Một nằm đầu nhánh rẽ 1, hai nằm sau nhánh rẽ 2 và 3 nằm đầu nhánh rẽ 3) Khi có sự cố trên nhánh rẽ NR3, sẽ xuất hiện dòng ngắn mạch chạy qua các thiết bị báo cố 2 và 3 làm các thiết bị này tác động báo sự cố qua tín hiệu đèn và cờ Khi Recloser cắt ra, nhân viên quản lý vận hành kiểm tra các thiết bị báo sự cố:

- Đầu tiên kiểm tra thiết bị báo sự cố 1 ở nhánh rẽ NR1, không thấy tín hiệu chứng

tỏ sự cố nằm trên trục chính phía sau nhánh rẽ 1

- Kiểm tra thiết bị chỉ báo sự cố 2, thấy báo tín hiệu, chứng tỏ có sự cố phía sau nó Reset lại thiết bị chỉ thị sự cố này và kiểm tra tiếp

- Kiểm tra thiết bị chỉ thị báo sự cố 3 trên nhánh rẽ NR3, thấy báo tín hiệu, chứng tỏ

có sự cố trên nhánh rẽ 3 Cô lập nhánh rẽ NR3 và đề nghị đóng lại máy cắt đầu nguồn để cấp điện cho các phân đoạn không bị sự cố Tiến hành kiểm tra và sửa chữa sự cố trên nhánh rẽ NR3

- Thiết bị FLA3 còn có thể phát huy hiệu quả cao hơn nếu có 2 xuất tuyến đi ra từ một feeder Trong trường hợp đó, chúng ta có thể giảm tới 50% thời gian dò tìm sự

cố vì khi đó, chỉ FLA3 trên xuất tuyến có sự cố mới báo tín hiệu, và chúng ta có thể

cô lập ngay xuất tuyến đó và đóng lại máy cắt đầu nguồn để tái lập cung cấp điện cho xuất tuyến không bị sự cố

Hình 2.14 Thiết bị báo sự cố và bộ điều khiển FLA3

- Thiết bị FLA3 sử dụng lắp đặt cho đường dây trên không với cáp (hay dây trần) có đường kính tới 38mm (Maximum 40mm) Kết cấu ngàm FLA3, được thiết kế chắc chắn, thích hợp lắp đặt với hầu hết các loại cáp trên không, ngay cả các loại cáp trên không sử dụng cách điện toàn phần có chiều dày lớp cách điện cao

- Thiết bị FLA3 được thiết kế để có thể lắp đặt hay tháo ra bằng sào thao tác Line" nên rất thuận tiện khi lắp đặt hay tháo gỡ thay đổi vị trí sử dụng trên lưới mà không phải cúp điện

"Hot Chỉ thị chính xác và tin cậy, sử dụng đơn giản và hiệu quả

- Kết cấu gọn nhẹ, nhưng chắc chắn, đảm bảo cho việc vận hành an toàn

- Chỉ thị sự cố bằng “FLAG” (màu cam) và “LED” (ánh sáng trắng) nên có thể dễ dàng phát hiện lúc ban ngày hay ban đêm

- Các thông số vận hành của FLA3 đều được cài đặt qua "REMOTE CONTROL" sau khi đã được lắp đặt trên lưới tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng

- Thời gian báo sự cố: 30 – 720min (12 giờ) với bước chỉnh là 30phút - Dòng hoạt động: từ 40 - 1.500A với bước chỉnh 20A - Thời gian chịu xung (quá độ): 40 - 300ms với bước chỉnh 20ms

- Người sử dụng có thể đọc kiểm tra hay điều chỉnh các thông số vận hành cài đặtcủa FLA3 qua bộ "REMOTE CONTROL" ở dưới đất Phần mềm đơn giản và thânthiện với người sử dụng End-User

- Thiết bị FLA3 có thể hoạt động theo thông số đã cài đặt theo yêu cầu của người sử dụng hay hoạt động theo chế độ "AUTO" (chế độ “AUTO” thiết bị FLA3 hoạt động theo sự thay đổi dòng tải của lưới)

- Thông qua bộ “REMOTE CONTROL” người sử dụng có thể "SELF TEST " kiểm tra hoạt động của FLA3 trước và sau khi lắp đặt trên lưới

- Thông qua bộ “REMOTE CONTROL” người sử dụng có thể đọc được dòng điện đang vận hành trên lưới điện mà FLA3 đang treo

Hình 2.15 Thiết bị cảnh báo sự cố kết nối SCADA

- Với sự hợp tác của hai đối tác hàng đầu lĩnh vực công nghệ thông tin là Ấn Độ vàĐức, hệ thống chỉ thị sự cố FLA3 đã được kết nối với thiết bị đầu cuối RTU vàđược gọi chung là hệ thống Amptrail

- Hệ thống Amptrail có thể giúp ngành Điện phát hiện sớm nhất, dễ dàng nhất vị trílưới điện đang bị sự cố, hiển thị trực quan trên màn hình máy tính của người trựcđiều độ, trực quản lý đường dây hoặc màn hình điện thoại (SMS - Internet), Email của lãnh đạo đơn vị

- Hệ thống Amptrail ghi nhận dòng điện phục vụ công tác thống kê, nâng cấp khảnăng đáp ứng để phục vụ khách hàng; cài đặt thông số chuyên ngành Điện, linh hoạtcho cho từng nhánh rẽ, từng tuyến dây, đường trục,… cho từng khu vực khách hàngquan trọng, đến từng khu dân cư, từng nhóm khách hàng Đồng thời, có thể trực tiếptheo dõi cường độ dòng điện của đường dây trung áp đang vận hành qua hệ thốngAmptrail 24/7 mọi lúc, mọi nơi trên nhiều phương tiện như: máy tính, điện thoại thông minh, Khi có sự cố, Amptrail là cơ sở dữliệu quan trọng để khôi phục ngay các nhánh rẽ khác không bị sự cố nhưng vẫn bị ảnh hưởng bởi sự cố từ một nhánh

rẽ lân cận, giúp đơn vị quản lý biết được thông tin và ra quyết định xử lý sự cố nhánh rẽ mất điện trước khi khách hàng gọi điện thoại thông báo, giảm tối đa thời gian rà soát, xử lý sự cố,… góp phần nâng cao độ tin cậy lưới điện

2.3.2 Thiết bị báo sự cố cho lưới điện ngầm: [9]

- Thiết bị báo sự cố loại MD-EK/EMG được dùng để chỉ thị sự cố ngắn mạch và sự

cố chạm đất cho cáp ngầm trong lưới điện trung thế gồm:

+ 01 bộ chỉ thị sự cố để tiếp nhận các tín hiệu từ các cảm biến SK, SE để xử lý, chỉ thị sự cố qua màn hình LCD, xuất tín hiệu cho đèn chớp BL4.1 và cài đặt các thông

số vận hành Nguồn hoạt động của chỉ thị sự cố gồm: Pin Lithium 3.6V (loại AA) cấp theo bộ báo sự cố, nguồn tự dùng một chiều từ 12 - 110VDC và nguồn tự dùng xoay chiều từ 115 - 230VAC

+ 03 cảm biến SK (loại MD-EK và MD-K) lắp trên 3 dây pha đầu cáp ngầm dựa trên sự phát hiện dòng cảm ứng tạo ra bởi sự cố

+ 01 cảm biến SE (loại MD-EK và MD-E) lắp vào dây tổng cả 3 pha cáp ngầm nhằm phát hiện dòng cảm ứng tạo ra bởi sự cố chạm đất

+ 01 bộ đèn chớp BL4.1 có thể lắp nơi dễ nhìn thấy khi đi kiểm tra sự cố, đèn chớp được cung cấp nguồn từ bộ chỉ thị và có tần số chớp nháy khi báo sự cố cùng với tần số chớp của bộ chỉ thị

Hình 2.16 Thiết bị cảnh báo sự cố MD-EK

- Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật và giá trị cài đặt:

1 Short circuit trip current

Bình thường: 40 - 1500A, mỗi bước 10A

Tự động: 1.5 - 5, mỗi bước 0.5 (150% - 500% của dòng vận hành)

2 Earth fault trip current 10 - 300A, mỗi bước 5A

3 Response delay short

7 CT reset Cách lựa chọn: ON hoặc OFF (xóa báo sự cố khi

có sự khôi phục của dòng lưới)

- Sơ đồ nguyên lý và vị trí lắp đặt:

Hình 2.17 Sơ đồ nguyên lý lắp bộ cảm biến SK & SE

8 External power supply

reset

Cách lựa chọn: ON hoặc OFF (xóa báo sự cố khi

có sự khôi phục của nguồn tự dùng bên ngoài)

9 Modbus settings

1 Address: 1 - 247

2 Baudrate: 9.6 (9600bps) hay 19.2 (19200pbs)

3 Parity bit: NONE, EVEN or ODD

4 Modbus trailing time: OFF, ON hay 5- 120min

Hình 2.18 Vị trí lắp trong tủ RMU và trong trạm phòng

- Đấu nối mạch điện giữa các phần tử của bộ báo sự cố:

Hình 2.19 Sơ đồ đấu dây của bộ MD-EK

+ Relay SC (1-3): tiếp điểm SCADA cho sự cố ngắn mạch

+ EF (4-5): đấu nối với cảm biến SE báo sự cố chạm đất

+ L3 (6-7), L2 (8-9), L1 (10-11): đấu nối với cảm biến SK báo sự cố ngắn mạch pha C, B, A

+ Relay EF (12-14): tiếp điểm SCADA cho sự cố chạm đất

+ Modbus (15-17): đấu nối RS485, 2W cabling

+ Blinking lamp (18-19): đấu nối với đèn chớp BL4.1

+ Test (20-21): test từ xa

+ Reset (21-22): xóa báo cáo sự cố từ xa

+ Power supply (23-24, 26-27): nguồn cung cấp 115 - 230VAC và 12 - 110VDC + Ghi chú: tiếp điểm 25 không đấu nối, B (brown) và W (white)

- Hoạt động của chỉ thị báo sự cố loại MD-EK/EMG phát hiện chỉ thị sự cố ngắn mạch (pha-pha) và sự cố chạm đất (pha-đất) Một segment tròn cho mỗi pha (L1, L2, L3) và cho sự cố chạm đất (EF) sẽ chớp theo chu kỳ khi phát hiện một sự cố Khi ngắn mạch lần thứ 2 được phát hiện, các segment tròn tương ứng cho pha L1, L2, L3 sẽ thực hiện lệnh chớp đôi Đặc tính này có thể dùng để xác định ngắn mạch trong một mạch vòng kín Ngoày ra, khi có chạm đất vĩnh cữu segment tròn EF sẽ thực hiện lệnh chớp đôi

Hình 2.20 Mô tả các chỉ thị trên màn hình

Chương 3: ỨNG DỤNG E-TERRABROWSER CHO MẠNG LƯỚI ĐIỆN

PHÂN PHỐI 22kV 3.1 Tổng quan:

E-terrabrowser là một ứng dụng được nghiên cứu và phát triển bởi hãng Alstom Grid Ứng dụng này cung cấp các toán tử với hiệu suất cao, đầy đủ đồ họa, giao diện dựa trên dạng web cho tất cả các ứng dụng trong hệ thống điều khiển ở thời gian thực Các giao diện được thể hiện trực quan và thông tin hiển thị đa dạng cho người dùng Các thành phần chính của e-terrabrowser gồm hệ thống client/sever và data/display Trong đó thành phần quan trọng là các server e-terrascada và e-terradistribution

Hình 3.1 Tổng quan e-terrabrowser

E-terrascada: hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu là hệ thống chịu trách nhiệm thu thập, xử lý và hiển thị thông tin về trạng thái của một hệ thống giám sát Từ một trung tâm điều khiển e-terrascada, các ứng dụng và người vận hành có thể giám sát và thay đổi trạng thái hoạt động của thiết bị giám sát Chương này được thiết kế để cung cấp cho người vận hành mới kiến thức cơ bản về chức năng