Nghiên cứu giải pháp cải tạo trạm biến áp 110kv lệ thủy sang chế độ không người trực

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.. Các giải pháp kỹ thuật chung: .... Các giải pháp kỹ thuật chung ...

Đ IăH CăĐĨăN NGă

NGUY NăQUANGăHUY

NGHIểNăC UăGI IăPHỄPăC IăT O

TR MăBI NăỄPă110KVăL ăTH Y

ChuyênăngƠnh:ăK ăthu tăđi n

Mưăs :ă8520201

LU NăVĔNăTH CăSƾăK ăTHU T

Ng iăh ngăd năkhoaăh c:ăGS.TS.ăNGUY NăH NGăANH

ĐƠăN ng - Nĕmă2018

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được

ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác gi lu n văn

NGUY NăQUANG HUY

L I CAM ĐOAN

M C L C

TRANG TịM T T TI NG VI T VÀ TI NG ANH

DANH M C CÁC Kụ HI U, CH VI T T T

DANH M C CÁC B NG

DANH M C CÁC HÌNH

M Đ U 1

1 T ính c p thi t c a đ tƠi 2

2 M c tiêu nghiên cứu 3

3 Đ i t ng vƠ ph m vi nghiên cứu 3

4 ụ nghĩa khoa h c vƠ th c ti n c a đ tƠi 3

5 Đ t tên đ tƠi 3

6 B c c c a lu n văn 4

C H NG 1 T NG QUÁT V TR M KHỌNG NG I TR C VÀ CÁC TIÊU CHÍ K THU T XỂY D NG TR M KHỌNG NG I TR C 5

1.1 T NG QUAN V TR M KHỌNG NG I TR C 5

1.1.1 Gi i thi u 5

1 1.2 Vai trò c a tr m không ng i tr c 5

1.1.3 Nh ng thách thức 6

1.1.4 Nh ng u th 7

1.1.5 Nh ng l i ích đ t đ c 8

1.1.6 Đánh giá hi u qu c a các TBA không ng i tr c đư tri n khai t i khu v c Qu ng Bình 9

1.2 CÁC TIểU CHệ K THU T XỂY D NG 11

1.2.1 Các quy đ nh liên quan 11

1.2.2 Nh ng giao thức truy n thông k t n i cho TBA [5] 12

1.2.3 Nh ng yêu c u k thu t đ i v i TBA không ng i tr c: 16

1.3 K T LU N 19

CH NG 2 L A CH N, PHỂN TệCH KINH T - K THU T CÁC GI I PHÁP C I T O TBA 110KV L TH Y SANG CH Đ KHỌNG NG I TR C 20

2.1 CÁC YểU C U Đ T RA 20

2.2 PHỂN TệCH CÁC GI I PHÁP C I T O TBA 110KV L TH Y 21

2.2.1 Gi i pháp chung c n có 21

2.2.2 Gi i pháp t n d ng l i h th ng hi n h u 27

2.2.3 Gi i pháp b sung thi t b thu th p t p trung d li u m i 30

2.3 ĐÁNH GIÁ VÀ K T LU N 34

2.3.1 So sánh các g i i pháp đư đ ra 34

2.3.2 K t lu n 35

3.1 Đ C ĐI M HI N TR NG TR M BI N ÁP 37

3.1.1 Đ c đi m vƠ s c n thi t 37

3.1.2 S đ n i đi n hi n tr ng 37

3.1.3 Các thi t b đi n chính 39

3.1.4 Đi n t dùng 40

3.1.5 H th ng r le b o v , đi u khi n vƠ đo l ng 41

3.1.6 K t c u xơy d ng 42

3.1.7 Thông tin liên l c ậ SCADA 42

3.1.8 Phòng cháy ch a cháy 43

3.1.9 Ph ng thức v n hƠnh tr m 43

3.2 CÁC GI I PHÁP CỌNG NGH CHệNH 43

3.2.1 H th ng thi t b nh t thứ 43

3.2.2 H th ng đi u khi n vƠ b o v 43

3.2.2.1 Các giải pháp kỹ thuật chung: 43

3.2.2.2 Các giải pháp cụ thể 45

3.2.3 Gi i pháp đ i v i Gateway vƠ k t n i v i IED 49

3.2.3.1 Các giải pháp kỹ thuật chung 49

3.2.3.2 Các yêu cầu kỹ thuật chi tiết của thiết bị 49

3.2.4 Gi i pháp đ i v i ph n thông tin - SCADA 49

3.2.4.1 Hiện trạng hệ thống thông tin – SCADA/EMS 49

3.2.4.2 Giải pháp công nghệ phần thông tin – SCADA 49

3.2.5 Gi i pháp ph n xơy d ng 50

3.2.5.1 Giải pháp tổng mặt bằng 50

3.2.5.2 Các giải pháp kết cấu 50

3.2.5.3 Các giải pháp phụ trợ khác 50

3.3 LI T Kể V T T - THI T B 51

3.3.1 Li t kê v t t - thi t b ph n đi n 51

3.3.2 Li t kê v t t - thi t b ph n xơy d ng 52

3.4 PHỂN TệCH HI U QU TÀI CHệNH, KINH T XÃ H I 53

3.4.1 M c tiêu phơn tích tƠi chính, kinh t xư h i d án 53

3 4.2 Phơn tích tƠi chính, kinh t xư h i 53

3.5 K T LU N 54

K T LU N VÀ KI N NGH 56

TÀI LI U THAM KH O PH L C B N SAO K T LU N C A H I Đ NG, B N SAO NH N XÉT C A CÁC

PH N BI N

Tên đề tài: GI IăPHỄPăC IăT OăTR MăBI NăỄPă110KVăL ăTH YăSANGă

CH ăĐ ăKHỌNG NG IăTR Că

H c viên: Nguy n Quang Huy Chuyên ngành: K thu t đi n

Mư s : 8520201 Khóa: 34 Tr ng Đ i h c Bách khoa - ĐHĐN

Tómăt tă- Phát tri n vƠ ứng d ng khoa h c công ngh , từng b c t đ ng hoá vƠ

hi n đ i hoá công tác v n hƠnh vƠ qu n lỦ h th ng lƠ m t đòi h i c p thi t c a ngƠnh

đi n Vi c nghiên cứu vƠ áp d ng gi i pháp c i t o các tr m bi n áp 110kV đi u khi n

xa đư đ c m t s tác gi nghiên cứu, cũng nh đư đ c ngƠnh đi n đang tri n khai

th c hi n Tuy nhiên vi c tri n khai đ i v i từng tr m bi n áp có nh ng đ c thù riêng

bi t, đòi h i ph i nghiên cứu c th đ có gi i pháp t i u Nghiên cứu gi i pháp c i

t o tr m bi n áp 110kV L Th y sang ch đ không ng i tr c nhằm đ a ra các gi i pháp c i t o phù h p v i hi n tr ng c a tr m bi n áp 110kV L Th y, so sánh kinh t -

k thu t đ l a ch n gi i pháp t i u nh t Trên c s đó, tác gi l p ph ng án c th

đ c i t o tr m bi n áp 110kV L Th y sang ch đ v n hƠnh không ng i tr c, đ ng

th i đ a ra nh ng đ xu t, ki n ngh đ nơng cao hi u qu đ u t vƠ đ nh h ng

Abstract: - It is urgent to the power sector that it needs to develop and apply

science and technology, automate and modernize the operation and management of the system gradually The research and application of solutions to improve 110kV substations have been studied by some authors, as well as have been implemented by the power industry However, the implementation of each power station is unique, which requires specific research in orrder to have optimal solutions Studying solutions

to improve the 110kV Le Thuy substation to an unmanned system is to propose solutions to improve the current state of the 110kV Le Thuy substation, make economic and technical comparison so as to provide the most optimal solution Based

on that, the author develops a specific plan to improve the 110kV Le Thuy substation into unmanned operating mode and at the same time makes suggestions and recommendations to improve the efficiency of invesment and plan for other solutions

in the future

Keywords - Substation; remote control; research on upgrading; economic and

technical comparison; Le Thuy

EVN Vietnam Electricity: T p đoƠn Đi n l c Vi t Nam

A3 Trung tơm Đi u đ H th ng đi n mi n Trung Central Regional

Load Dispatching Centre (CRLDC) EVN CPC Central Power Corporation: T ng Công ty Đi n l c Mi n Trung

CGC Central Grid Company: Công ty L i đi n cao th Mi n Trung

PC Power Company: Công ty Đi n l c

các lo i r le k thu t s hi n nay, các công t đi n t có kh năng trao đ i và giao ti p d li u

IEC International Electrotechnical Commission: U ban K thu t Đi n

Qu c t BCU Bay Control Unit: Thi t b đi u khi n mức ngăn

RTU Remote Terminal Unit: Thi t b đ u cu i, ví d c ng giao ti p d

li u c a h th ng SCADA trong tr m bi n áp truy n th ng WAN Wide Area Network: M ng k t n i di n r ng, dùng đ k t n i gi a

các m ng c c b LAN Local Area Network: M ng k t n i c c b , dùng đ k t n i các máy

tính/thi t b m ng trong m t ph m vi nh (nhà , phòng làm vi c, ầ)

HMI Human Machine Interface: Giao di n ng i dung

S ăhi u Tênăb ng Trang

2.1 D toán ph ng án t n d ng l i h th ng hi n h u 29 2.2 D toán ph ng án b sung thi t b thu th p d li u m i 33 2.3 So sánh các gi i pháp đi u khi n từ xa cho TBA 110kV

3.1 Li t kê v t t thi t b ph n đi n 51 3.2 Li t kê v t t thi t b ph n xơy d ng 52 3.3 Ch tiêu tƠi chính ph ng án c i t o tr m L Th y: 54 3.4 Ch tiêu kinh t xư h i ph ng án c i t o tr m L Th y: 54

M Đ U

Cùng v i vi c nơng cao ch t l ng ngu n nhơn l c, T p đoƠn đi n l c

Vi t Nam cũng đư có b c ti n dƠi trong ứng d ng khoa h c công ngh tiên

ti n, hi n đ i vƠo s n xu t, kinh doanh đi n năng, góp ph n tăng năng su t lao

đ ng m t cách b n v ng

Hi n nay, c 5 T ng Công ty đi n l c đ u đư s d ng hóa đ n đi n t , thanh toán ti n đi n qua ngơn hƠng, vừa gi m chi phí phát hƠnh hóa đ n gi y truy n th ng, vừa tinh gi n đ c l c l ng nhơn viên đi thu ti n đi n NgoƠi

ra, các T ng công ty đi n l c cũng đư l p đ t hƠng tri u công t đi n t ; ứng

d ng ph n m m ghi ch s vƠ ch m xóa n từ xa trên thi t b thông minh smartphone, tabletầ; áp d ng công ngh mư v ch trong công tác qu n lỦ đo

đ m, ch m xóa n Nh ng công ngh nƠy th c s đư đem l i nhi u l i ích thi t th c, giúp các Công ty đi n l c s d ng ngu n nhơn l c m t cách h p

lỦ N u tr c đơy, nhơn viên đi n l c ghi ch s ph i c n đ n 2 ng i, m t

ng i trèo lên c t đ c ch s công t , m t ng i ghi chép, hi n nay, ch c n 1 nhơn viên đứng d i đ t, cách các h p công t đi n kho ng 5 m đư có th ghi

ch s m t cách chính xác vƠ rõ rƠng Công t đi n t cũng góp ph n qu n lỦ

s li u đo đ m chính xác vƠ t đ ng hóa, hi n đ i hóa h th ng thông tin ph c

v khách hƠng, góp ph n minh b ch trong công tác kinh doanh đi n năng

Đ c bi t, hi n ngƠnh Đi n nói chung vƠ T ng Công ty Đi n l c mi n Trung (EVNCPC) nói riêng đang đ u t , xơy d ng các tr m bi n áp không

ng i tr c (KNT) Đ u năm 2016, Trung tơm đi u khi n t i Công ty Đi n l c

PC Thừa Thiên ậ Hu sau th i gian thí đi m, chính thức đi vƠo v n hƠnh đ ng

th i th c hi n chuy n 05 tr m bi n áp (TBA) 110kV thu c Chi nhánh Đi n cao th Thừa Thiên ậ Hu sang ch đ 01 ng i tr c và sau m t th i gian thí

đi m thƠnh công đư chuy n sang v n hƠnh không ng i tr c

Tính đ n tháng 8/2018 trong toàn EVNCPC đư đ a vƠo v n hƠnh 12/13 trung tơm đi u khi n (TTĐK) vƠ s hoƠn thƠnh xơy d ng 100% TTĐK trong năm 2018, đ i v i các tr m bi n áp TBA 110kV do Công ty L i đi n cao th

mi n Trung qu n lỦ đư hoƠn thƠnh chuy n 54/99 TBA sang v n hƠnh ch đ không ng i tr c D ki n đ n cu i năm 2019 s hoƠn thƠnh l trình chuy n

toƠn b các TBA 110kV khu v c mi n Trung sang v n hƠnh không ng i

tr c

TBA không ng i tr c lƠ gi i pháp h p lỦ cho h th ng đi n vì đ c

qu n lỦ v n hƠnh m t cách t đ ng, nâng cao năng su t lao đ ng, gi m t i đa nhơn l c Vi c chuy n đ i tr m bi n áp sang v n hƠnh không ng i tr c, đi u khi n từ xa lƠ h ng đi t t y u, ti n t i th c hi n l trình l i đi n thông minh

1 Tí nhăc păthi tăc aăđ ătài

Phát tri n vƠ ứng d ng khoa h c công ngh , từng b c t đ ng hoá vƠ

hi n đ i hoá công tác v n hƠnh vƠ qu n lỦ h th ng lƠ m t đòi h i c p thi t

c a ngƠnh đi n V i m c tiêu gi m s ng i tr c, nơng cao hi u qu v n hƠnh

t i các TBA 500kV, 220kV và 110kV, T p đoƠn Đi n l c Vi t Nam đư ban hƠnh văn b n s 4725/EVN-KTSX ngƠy 11/11/2015 đ tri n khai n i dung t chức các Trung tơm đi u khi n đóng c t thi t b từ xa (TTĐK) vƠ TBA không

ng i tr c v i nh ng đ nh h ng nh sau:

- Áp d ng các gi i pháp t đ ng hóa đ gi m s l ng nhơn viên v n

hƠnh t i các nhƠ máy đi n vƠ các TBA, nơng cao năng su t lao đ ng vƠ tăng

đ tin c y cung c p đi n đ ng th i đ m b o v n hƠnh an toƠn l i đi n

- M c tiêu đ n năm 2020 gi m s l ng ng i tr c t i các TBA 500kV, 220kV, riêng các TBA 110kV lƠ tr m không có ng i tr c v n hƠnh

TBA không ng i tr c lƠ gi i pháp t i u cho h th ng đi n vì nó đ c

qu n lỦ v n hƠnh t đ ng, nơng cao năng su t lao đ ng, gi m t i đa nhơn l c;

gi m thi u đ u t cáp, các thi t b trung gian, nơng cao đ tin c y lƠm vi c chính xác c a thi t b , b o đ m cung c p đi n an toƠn liên t c, gi i quy t đ c

v n đ quá t i; gi m thi u s c do thao tác nh m c a ng i v n hƠnh, nơng cao mức đ an toƠn cho ng i v n hƠnh vƠ đáp ứng đ c các yêu c u c a th

tr ng đi n M c dù vi c nghiên cứu đ áp d ng khá lơu nh ng đ n nay, vi c tri n khai TBA không ng i tr c v n còn nhi u thách thức

Vi c nghiên cứu vƠ áp d ng gi i pháp c i t o các TBA 110kV không

ng i tr c đư đ c m t s tác gi nghiên cứu, cũng nh đư đ c ngƠnh đi n đang tri n khai th c hi n Tuy nhiên, vi c tri n khai ch m i th c hi n cho

m t s TBA 110kV đư có h th ng đi u khi n máy tính vƠ đ c l p theo từng

t nh thƠnh, ch a th c hi n cho toƠn b các TBA 110kV đ n năm 2020

Nhằm đáp ứng đ c nhu c u vƠ đ nh h ng tri n khai TTĐK vƠ TBA 110kV không ng i tr c đ n năm 2020, đ tƠi lu n văn đ c ch n lƠ ắNghiên cứu gi i pháp c i t o tr m bi n áp 110kV L Th y sang ch đ không ng i

đ c các tín hi u tr ng thái, đo l ng, b o v cũng nh hình nh t i tr m

3 Đ iăt ngăvƠăph măviănghiênăc u

- TBA 110kV L Th y

- Các TBA 110kV hi n nay t nh Qu ng Bình

- Trung tơm đi u khi n thao tác từ xa t nh Qu ng Bình

- Các quy trình đi u đ , quy trình v n hƠnh, gi i pháp an ninh PCCC, quy

đ nh xơy d ng trung tơm đi u khi n vƠ các TBA không ng i tr c hi n hƠnh

4 Ý nghƿaăkhoaăh căvƠăth căti năc aăđ ătƠi

Đ tài phơn tích đánh giá gi i pháp k thu t, phơn tích kinh t tƠi chính

đ c i t o TBA 110kV L Th y sang ch đ không ng i tr c phù h p v i

th c t v n hƠnh vƠ đ nh h ng phát tri n tr m không ng i tr c c a T p đoƠn Đi n l c Vi t Nam

5 Đ tătênăđ ătƠi

Căn cứ vƠo m c tiêu vƠ nhi m v nghiên cứu, đ tƠi đ c đ t tên:

"Nghiên cứu gi i pháp c i t o tr m bi n áp 110kV L Th y sang ch đ không ng i tr c "

6 B ăc căc aălu năvĕn

NgoƠi ph n m đ u, ph n k t lu n vƠ các ph l c, n i dung lu n văn

C H NG 1

T NGăQUỄTăV ăTR MăKHỌNGăNG IăTR Că

VĨăCỄCăTIểUăCHệăK ăTHU TăXỂYăD NGăTR M

Xơy d ng TTĐK và TBA KNT thu c lĩnh v c l i đi n thông minh,

đ c đ t ra nhằm gi i quy t v n đ hi n nay lƠ s l ng các tr m bi n áp ngƠy cƠng tăng cao, c n thi t ph i nơng cao năng l c v n hƠnh bằng các h

th ng máy tính tích h p, nơng cao năng l c c a v n hƠnh viên v chuyên môn, nghi p v , thao tác x lỦ trên máy tính, gi m chi phí v n hƠnh Các TBA c n đ c t p trung vƠo m t ho c nhi u trung tơm đ d dƠng theo dõi,

qu n lỦ v n hƠnh, đi u đ công su t trong l i đi n truy n t i, phơn ph i vƠ

gi m các l i thao tác do v n hƠnh gơy ra

M t trong nh ng u đi m c a TBA không ng i tr c lƠ tăng c ng kh năng truy n t i vƠ đ an toƠn, tin c y cho h th ng đi n qu c gia M c dù vi c nghiên cứu và áp d ng đư đ c tri n khai t i nhi u TBA, tuy nhiên đ i v i

m i TBA c th c n nghiên cứu đ đ a ra các gi i pháp t ng ứng v i thi t

b , công ngh hi n h u c a TBA đó

1.1.2 Va iătròăc aătr măkhôngăng iătr c

TBA KNT đóng vai trò lƠ các đi m k t n i c s đ n các TTĐK TBA không ng i tr c đ c trang b các thi t b đi u khi n vƠ b o v có tính t

đ ng hóa cao, kh năng thao tác đóng m thi t b m t ngăn l ho c toƠn tr m

từ xa t i TTĐK, các h th ng giám sát hình nh vƠ giám sát an ninh liên t c,

h th ng quan sát nhi t cho các thi t b , c m bi n nhi t cho đóng m chi u sáng t dùng Các TBA KNT và các TTĐK hình thƠnh m t h th ng v n hành

h th ng đi n t p trung vƠ th ng nh t

Hi n EVNCPC có kho ng 100 TBA 110kV vƠ con s nƠy s còn tăng lên trong th i gian t i Tr c đơy, chức năng đi u khi n từ xa, giám sát các TBA ch gi i h n kh năng thao tác đ n gi n nh đóng c t máy c t, còn l i các thao tác v n hƠnh khác đ u th c hi n th công trên thi t b Nghĩa lƠ thi t

b không đ ng b , không có h th ng tích h p thông tin vƠ x lỦ c nh báo chung

TBA KNT lƠ gi i pháp t i u cho h th ng đi n vì nó đ c qu n lỦ v n hƠnh t đ ng, nơng cao năng su t lao đ ng, gi m t i đa nhơn l c; gi m thi u

đ u t cáp, các thi t b trung gian, nơng cao đ tin c y lƠm vi c chính xác c a thi t b , b o đ m cung c p đi n an toƠn liên t c, gi i quy t đ c v n đ quá

t i; gi m thi u s c do thao tác nh m c a ng i v n hành, nâng cao mức đ

an toƠn cho ng i v n hƠnh vƠ đáp ứng đ c các yêu c u c a th tr ng đi n Theo tính toán, m i TBA tr c đơy trung bình có 10 ng i tr c, v i mức

l ng bình quơn kho ng 7 tri u đ ng/ng i/tháng, n u tri n khai TBA không

ng i tr c cho toƠn h th ng, m i năm, EVNCPC s ti t ki m kho ng 84 t

đ ng chi phí ti n l ng

Tính u vi t c a TBA KNT đư rõ rƠng vƠ hi n nay, các đ n v tr c thu c EVNCPC đang tích c c tri n khai Hi n nay, đư có 12/13 TTĐK, h n 60 TBA 110kV v n hƠnh ch đ không ng i tr c trên đ a bƠn các t nh mi n Trung

và Tây nguyên

1.1.3 Nh ngătháchăth c

Đ tri n khai d án TBA KNT hi n nay v n còn nhi u thách thức Vi c

c i t o, chuy n đ i các tr m có ng i tr c truy n th ng sang tr m KNT cũng đòi h i ph i tính toán chi ti t, phức t p, chia thƠnh nhi u giai đo n đ tránh

ph i c t đi n liên t c, dƠi ngƠy Đ ng th i, ph i đ u t b sung thi t b giám sát bằng hình nh, thi t b báo cháy t đ ng, b giám sát d u online cho MBA chính, b l c d u online cho các b đi u áp (đ i v i các b đi u áp ch a có b

l c d u), h th ng b o v an ninh cho tr mầ Đó lƠ ch a k , hi n nay v n đang hoàn thi n h th ng quy trình v n hƠnh, thao tác; quy ph m trang b

đi n, tiêu chuẩn thi t k ầ cho tr m KNT [9]

Đ xơy d ng m t TBA KNT c n đ u t t i thi u kho ng 2,5 t đ ng,

bao g m các thi t b tín hi u đ đi u khi n từ xa cho c 110kV vƠ 22kV; nơng

c p ki n trúc, thi t b vƠ đƠo t o nhơn viên NgoƠi ra, ít nh t cũng c n 1,5 t

đ ng/tr m đ đ u t thêm h th ng camera giám sát từ xa và phòng cháy ch a cháy Vi c c i t o, chuy n đ i các tr m có ng i tr c sang TBA KNT cũng

r t phức t p, m t nhi u th i gian Nh v y, đ tri n khai t t c các đ n v , ngƠnh đi n s c n s v n hƠng nghìn t đ ng n a Đơy cũng lƠ thách thức c a ngành đi n khi ngu n tƠi chính còn g p khó khăn M t khác, gi i quy t vi c lƠm cho hƠng nghìn lao đ ng dôi d từ các TBA KNT không h đ n gi n,

nh t lƠ ngƠnh đi n đang ph i ch u sức ép tăng năng su t lao đ ng[8]

M t thách thức n a đó lƠ v n đ b o v vƠ an ninh m ng Vì h th ng

k t n i, giám sát từ xa nên b t bu c ph i có s tr giúp c a công ngh thông tin, m ng internet Trên th c t , h th ng l i đi n cao áp vƠ siêu cao áp

mi n Trung tr i dƠi, đ a hình phức t p Các TBA cách xa nhau nên s nh

h ng t i kh năng v n hƠnh TBA KNT n u x y ra s c nh phòng cháy

ch a cháy, phòng ch ng bưo l t, phá ho i[8]

Xơy d ng các TBA KNT lƠ h ng đi t t y u nhằm th c hi n l trình l i

đi n thông minh Tuy nhiên đ đẩy nhanh ti n đ , phát huy nh ng u đi m

h n ch khuy t đi m c a lo i TBA nƠy đòi h i ngƠnh đi n ph i n l c r t nhi u khi áp d ng cho phù h p vƠ hi u qu [8]

Vi c xơy d ng các TBA (110kV, 220kV, 500kV) KNT lƠ yêu c u c n thi t trong quá trình hi n đ i hóa, tăng c ng kh năng truy n t i vƠ đ an toàn, tin c y cho h th ng đi n Qu c gia Do v y, từ năm 2008, Ban K thu t

- S n xu t (thu c T p đoƠn Đi n l c Vi t Nam) vƠ m t s đ n v thƠnh viên

nh Công ty CP Đi n l c Khánh Hòa (KHPC), T ng công ty Đi n l c mi n Trung (EVNCPC), T ng công ty Đi n l c mi n Nam (EVNSPC), T ng công

ty Đi n l c TP H Chí Minh (EVNHCMC), T ng công ty Truy n t i đi n

Qu c gia (NPT) đư tích c c th c hi n các nhi m v đ c giao theo ch đ o

c a T p đoƠn đi n l c v d án TBA KNT hay còn g i lƠ TBA tích h p

1.1.4 N h ngă uăth

Các TBA trên l i đi n truy n t i các c p đi n áp 110kV, 220kV vƠ

500kV n c ta hi n nay đ c trang b h th ng t đ ng hóa các mức đ khác nhau, đ c phơn thƠnh hai c p đ h th ng giám sát, đi u khi n: ki u

truy n th ng vƠ bằng máy tính

Đ i v i các tr m bi n áp v n hƠnh từ năm 1998 tr v tr c, chức năng

đi u khi n từ xa (từ phòng đi u khi n trung tơm đ t trong tr m) th ng ch

gi i h n kh năng thao tác đóng c t máy c t, còn l i các thao tác v n hƠnh khác đ u th c hi n bằng tay ngay t i thi t b Chức năng giám sát tr m cũng

ch đ c th c hi n thông qua thi t b tách bi t, r i r c, ch a có h th ng tích

h p thông tin vƠ x lỦ c nh báo chung cho toƠn tr m

Trong khi đó, các tr m đ c giám sát, đi u khi n bằng h th ng máy tính tích h p (nhi u tr m 220 kV áp d ng từ năm 2000 đ n nay) đư th hi n rõ

u th v t tr i so v i ki u truy n th ng, đ c bi t lƠ kh năng thu th p, x lỦ

vƠ l u tr m t l ng thông tin r t l n v i mức đ chính xác r t cao Đ ng

th i, m ra kh năng t đ ng hóa hoàn toàn công tác qu n lỦ v n hƠnh tr m

bi n áp Chính vì th , theo EVN, vi c ứng d ng công ngh máy tính lƠ b c trung gian đ xơy d ng tr m bi n áp ít ng i tr c ho c không ng i tr c v n hƠnh, đáp ứng bƠi toán t i u hóa cho h th ng đi n

1.1.5 Nh ngăl iăích đ tăđ c

Khi các tr m không ng i tr c vƠ trung tơm đi u khi n đ c đ a vƠo

v n hƠnh s mang l i nh ng l i ích, bao g m:

 Gi m nhơn s , gi m chi phí v n hƠnh (OPEX) vƠ chi phí đ u t (CAPEX) trong dƠi h n thông qua nơng cao hi u qu trong công tác l p k

ho ch v n hƠnh, s a ch a, nơng c p vƠ đ u t từ ng n h n đ n dƠi h n

 Nơng cao ch t l ng đi n năng

 Gi m th i gian m t đi n vƠ nơng cao đ tin c y cung c p đi n đáp ứng các yêu c u v ch t l ng d ch v theo qui đ nh đ i v i ho t đ ng đi n l c

 Gi m t n th t đi n năng thông qua kh năng t i u v n hƠnh l i đi n thông qua các tính toán v i d li u th i gian th c

 Đáp ứng các yêu c u c a Lu t, Ngh đ nh, Thông t , Tiêu chuẩn k thu t, Qui trình, Qui ph m, Quy t đ nh hi n hƠnh đ i v i công tác Truy n t i, Phơn ph i vƠ Đi u đ đi n l c

 B o trì t t h n, v n hƠnh t i u, h n ch tai n n lao đ ng

 Qu n lỦ thông tin t t h n

 HoƠn thi n t chức

Khi đáp ứng đ c các m c tiêu nêu trên, H th ng trung tơm đi u khi n

vƠ qu n lỦ v n hƠnh các tr m bi n áp không ng i tr c s cung c p cho các

đ n v liên quan c a T ng Công ty Đi n l c các kh năng sau:

 Đ m b o các yêu c u k thu t đ i v i v n hƠnh tr m bi n áp cao áp không ng i tr c

 Có đ thông tin c n thi t vƠ đáng tin c y đ v n hƠnh m t l i đi n an

toƠn, tin c y vƠ kinh t

 Gi m th i gian m t đi n đ đáp ứng quy chuẩn b t bu c v ch t l ng

d ch v trong qui đ nh c a th tr ng đi n

 Nơng cao ch t l ng vƠ d ch v trong cung c p đi n, đ c bi t đ i v i các tình hu ng x y ra thi u đi n

 Giám sát, v n hành và qu n lỦ h th ng l i đi n t p trung, gi m đ c nhơn l c trong công tác v n hƠnh l i đi n

 Xác đ nh đ c nguyên nhơn c a t n th t k thu t h th ng đ có bi n pháp phù h p

 Có đ y đ thông tin vƠ d li u quá khứ đáng tin c y ph c v báo cáo,

phơn tích, d báo, l p k ho ch đ có th v n hƠnh trong c ch th tr ng

đi n

 Có đ y đ thông tin vƠ d li u m t cách k p th i đ phơn tích các s

c , l p bi n pháp khôi ph c phù h p vƠ tri n khai m t cách t i u trong th i gian nhanh nh t

 Qu n lỦ công tác s a ch a an toàn vƠ hi u qu

 Có đ thông tin c n thi t đ gi i đáp cho khách hƠng m t cách hi u

qu

 Đ tri n khai m t gi i pháp tiên ti n, gi i pháp đúng vƠ s n sƠng cho Smart Grid

1.1.6 Đánh giá hi uă qu ă c aă các TBA không ng iă tr că đã tri nă

khai t iăkhuăv căQu ng Bình

Sau khi hoƠn thƠnh Trung tơm đi u khi n Qu ng Bình, Công ty L i

đi n cao th mi n Trung đư tích c c đ u t , c i t o đ chuy n các TBA vƠo

v n hƠnh không ng i tr c NgoƠi m t s TBA ngay từ đ u đư xơy d ng theo tiêu chí không ng i tr c, m t s tr m khác đư đ c c i t o từ tr m truy n

th ng sang tr m không ng i tr c Tuy nhiên đ đ a các TBA trên thƠnh tr m

đi u khi n xa còn ph i l p đ t b sung các h th ng ph tr nh h th ng camera ch ng đ t nh p, h th ng báo cháyầ Đ ng th i hoƠn thi n, th nghi m đ y đ các tín hi u v TTĐK Tính đ n th i đi m hi n t i, khu v c

Qu ng Bình đư có 03 tr m bi n áp 110 kV đư chính thức đ a vƠo v n hƠnh

đi u khi n xa, không ng i tr c Đó lƠ các tr m: TBA 110 kV Văn Hóa, TBA

110 kV Hòn La và TBA 110 kV Đ ng H i

Vi c đ a các TBA trên vƠo v n hƠnh ch đ không ng i tr c đư đem

l i m t s hi u qu nh sau:

- Áp d ng các gi i pháp t đ ng hóa đ gi m s l ng nhơn viên qu n lỦ

v n hƠnh t i các TBA, nơng cao năng su t lao đ ng

- Tr m bi n áp không ng i tr c lƠ gi i pháp t i u cho h th ng đi n

vì nó đ c qu n lỦ v n hƠnh t đ ng

- Gi m thi u đ u t cáp, các thi t b trung gian, nơng cao đ tin c y lƠm

vi c chính xác c a thi t b , b o đ m cung c p đi n an toƠn liên t c

- Gi m thi u s c do thao tác nh m c a ng i v n hƠnh, nơng cao mức

đ an toƠn cho ng i v n hƠnh vƠ đáp ứng đ c các yêu c u c a th tr ng

đi n

- Khi x y ra s c ho c hi n t ng b t th ng, K s v n hƠnh H

th ng đi n nhanh chóng phát hi n, lo i trừ, thay đ i ch đ vƠ ph ng thức

v n hƠnh c a h th ng, nhanh chóng c p đi n l i cho các ph n t không s c ,

đ m b o c p đi n an toƠn liên t c cho ph t i

- Tr m bi n áp không ng i tr c có m t u đi m v t tr i h n hẳn so

v i các tr m khác đó lƠ kh năng thu th p vƠ x lỦ thông tinh r t l n, có mức

đ chính xác cao Vi c c p nh t thông s v n hƠnh cũng nh truy c p các d

trung tơm đi u khi n vƠ các TBA không ng i tr c đư gi m th i gian thao tác

v n hƠnh, đóng c t thi t b ; rút ng n th i gian b o trì b o d ỡng, x lỦ s c TBA

- Vi c xơy d ng vƠ đ a vƠo v n hƠnh Trung tơm đi u khi n Qu ng Bình

và TBA không ng i tr c có Ủ nghĩa quan tr ng trong vi c hi n đ i hoá, t

đ ng hoá l i đi n, góp ph n hoƠn thi n theo l trình xơy d ng l i đi n thông minh c a khu v c t nh Qu ng Bình

1.2 CỄCăTIểUăCHệăK ăTHU TăXỂYăD NGă

1.2.1 Cácăquyăđ nhăliênăquan

- Hi p h i tiêu chuẩn (IEC)

- Vi n k thu t đi n vƠ đi n t (IEEE)

- Vi n tiêu chuẩn qu c gia M (ANSI)

- Hi p h i công nghi p đi n t (EIA)

- T chức tiêu chuẩn qu c t (ISO)

- y ban k thu t đi n t qu c t (IEC)

- Vi n tiêu chuẩn vƠ công ngh (NIST)

- Các qui đ nh c a ngƠnh đi n:

+ Quy đ nh v nghi m thu h th ng đi u khi n tích h p TBA c a EVN ban hƠnh kèm theo quy t đ nh s 513/QĐ-EVNCPC ngày 26/3/2008

+ Quy t đ nh 1208/QĐ-EVN ngƠy 28/07/2008 v Quy đ nh xơy d ng vƠ

qu n lỦ v n hƠnh thi t b SCADA c a TBA vƠ NMĐ

+ Quy đ nh tiêu chuẩn k thu t v t t thi t b l i đi n 110kV trong

T ng công ty đi n l c mi n Trung ban hƠnh kèm theo quy t đ nh s EVN CPC ngày 02/2/2015

690/QĐ-+ Quy đ nh tiêu chí k thu t xơy d ng Trung tơm đi u khi n vƠ tr m

bi n áp 110kV không ng i tr c c a T ng công ty đi n l c mi n Trung ban hành kèm theo quy t đ nh s 5231/QĐ-EVN CPC ngày 31/7/2015

+ Đ nh h ng phát tri n TTĐK xa vƠ TBA không ng i tr c c a EVN ban hành kèm theo văn b n s 4725/QĐ-EVNCPC ngày 11/11/2015

+ Quy đ nh v h th ng đi u khi n tr m bi n áp 500kV, 220kV, 110kV

trong T p đoƠn Đi n l c qu c gia Vi t Nam c a T p đoƠn Đi n l c Vi t Nam ban hƠnh kèm theo quy t đ nh s 176/QĐ-EVNCPC ngày 4/3/2016

1.2.2 Nh ngăgiaoăth cătruy năthôngăk tăn iăchoăTBA [5]

Đ giao ti p vƠ trao đ i thông tin gi a các IEDs, RTU, máy tính ch vƠ trung tơm đi u khi n v i nhau tr nên d dƠng vƠ thu n l i h n c n có m t quy t c chung đ giao ti p gi a chúng, chính vì v y mƠ các chuẩn giao thức

đ c ra đ i Hi n nay, vi c k t n i gi a các thi t b đang s d ng các giao thức k t n i d li u hi n h u c a thi t b vƠ máy tính c a các tr m 110kV/220kV/500kV (IEC 62056, IEC 60870 ậ 5 ậ 101, IEC 60870 ậ 5 ậ

104, IEC 60870 ậ 5 ậ 103, IEC 61850, ICCP/TASE.2/IEC 60870 ậ 6, MV90, DNP3.0, Modbus Serial/TCPầ) vƠ d dƠng nơng c p t ng thích v i nh ng giao thức k t n i m i v i các Gateway/RTU trong t ng lai

a GiaỊ tểứẾ MỊếbus

Modbus lƠ m t giao thức m ng truy n d li u theo ki u n i ti p Nó h

tr c 2 chuẩn truy n RS232 vƠ RS485 và đ c s d ng r ng rưi nh tính đ n

gi n, linh ho t vƠ đáng tin c y c a nó Vi c truy n d li u đ c th c hi n theo c ch 1 Master/ nhi u Slave

Hình 1.1 Giao thức Modbus RS232/485

b GiaỊ tểứẾ IEC 60870 – 5 – 101 (T101)

Giao thức T101 có th dùng đ truy n d li u gi a RTU v i IEDs ho c

gi a trung tơm đi u khi n v i RTU Tuy nhiên giao thức T101 đ c ứng d ng

ph bi n trong m ng truy n xa tức lƠ truy n gi a trung tơm đi u khi n (EVNCPC or A3) v i RTU

Hình 1.2 Phương thức kết nối truyền thông theo giao thức IEC 60870–5–101

c GiaỊ tểứẾ IEC 60870 – 5 – 104 (T104)

Giao thức T104 th c hi n k t n i v t lỦ trên n n giao thức TCP/IP tức lƠ truy n trên n n Ethernet nên vi c b t tay trên l p v t lỦ th c hi n đ n gi n, d dƠng t ng thích gi a h th ng SCADA v i các thi t b Gateway vƠ RTU c a các hãng khác nhau

Hình 1.3 Phương thức kết nối truyền thông theo giao thức IEC 60870–5–104

d GiaỊ tểứẾ IEC 60870 – 5 – 103

Giao thức nƠy dƠnh cho thi t b b o v v i đ ng truy n d li u n i ti p (serial) đ trao đ i thông tin v i h th ng đi u khi n thông qua RTU Giao thức nƠy đ c xác đ nh tiêu chuẩn chung trong tr m bi n áp có kh năng giao

ti p gi a thi t b b o v (Role s ) v i thi t b c a h th ng ( RTU )

Hi n nay vi c ứng d ng công ngh đi u khi n tích h p TBA truy n t i

vƠ phơn ph i lƠ xu h ng chung c a th gi i nhằm gi m chi phí đ u t , nơng cao đ tin c y cung c p đi n Đ nơng cao tính c nh tranh, thu n l i cho quá trình m r ng phát tri n h th ng, tiêu chuẩn truy n thông IEC 61850 đ c EVN l a ch n cho các ứng d ng t đ ng hoá TBA

IEC 61850 lƠ tiêu chuẩn truy n thông qu c t m i cho các ứng d ng t

đ ng hoá tr m Tiêu chuẩn cho phép tích h p t t c các chức năng b o v ,

đi u khi n, đo l ng vƠ giám sát truy n th ng c a TBA, đ ng th i nó có kh năng cung c p các ứng d ng b o v vƠ đi u khi n phơn tán, chức năng liên

đ ng vƠ giám sát phức t p V i u đi m c a chuẩn truy n thông TC/IP Enternet, giao thức IEC 61850 có hi u năng lƠm vi c cao, x lỦ thông tin đ t

t c đ 100Mbps vƠ đ n gi n trong vi c th c hi n k t n i trên m ng LAN Tiêu chuẩn IEC 61850 bao g m 14 ph n chia thƠnh 10 ch đ chính Đ

đ m b o cho t t c các ứng d ng v t đ ng hoá tr m hi n t i vƠ t ng lai đ u

có kh năng đ c h tr b i tiêu chuẩn, IEC61850 xơy d ng mô hình d li u trên c s các mô hình đ i t ng vƠ thi t b trong h th ng, qua đó h th ng

đ c mô t trên c s t p h p các quy t c trao đ i d li u gi a các đ i t ng trên m t c ch truy n thông linh ho t Trên n n t ng giao thức truy n thông IEC 61850, các h th ng SA s tăng tính linh ho t, tăng kh năng t ng đ ng

c a các thi t b , đ n gi n hoá vi c thi t k ph n cứng, gi m chi phí l p đ t,

h n ch đ c l i vƠ s can thi p bằng tay từ ng i v n hƠnh

Hình 1.4 Các khả năng tiêu chuẩn IEC61850 ứng dụng tự động hoá TBA

Đ i t ng chính c a tiêu chuẩn IEC61850 lƠ thi t k h th ng thông tin

có kh năng cung c p s t ng đ ng gi a các thi t b từ các nhƠ s n xu t khác nhau, đ ph i h p th c hi n cùng m t chức năng Trên c s đó, mô hình d

li u đ i t ng c a tiêu chuẩn s chia các chức năng c a tr m thƠnh nh ng chức năng con, nh ng chức năng con nƠy đ c đ nh nghĩa lƠ các node logic (Logical Nodes ậLNs), LNs là thành ph n c b n, các thông tin ch y u đ c trao đ i trên các LNs M i thi t b logic LDs đ c t p h p từ nhi u node logic (LNs) vƠ luôn ho t đ ng trên m t thi t b v t lỦ c th Thi t b v t lỦ PDs có

th bao g m m t s thi t b logic khác nhau, kèm theo đó thi t b v t lỦ s

đ c xác đ nh bằng m t đ a ch m ng (IP address) c th

Hình 1.5 Cấu hình truyền thông cơ bản hệ thống tự động hoá trạm với giao

thức IEC61850

Trên c s công ngh truy n thông hi n đ i vƠ cách ti p c n m i v mô hình đ i t ng giám sát đi u khi n cũng nh cách thức trao đ i d li u c a các đ i t ng đó, tiêu chuẩn IEC 61850 t o ra kh năng tích h p cao cho các

h th ng t đ ng hoá TBA, v n đ không t ng đ ng gi a các thi t b từ các nhƠ s n xu t khác nhau d n đ c gi i quy t V i vi c gi m t i đa các dơy d n tín hi u, tăng kh năng t ng tác gi a các thi t b , h th ng s tr nên linh

ho t vƠ tin c y, đ ng th i gi m đ c giá thƠnh thi t l p cũng nh chi phí v n hƠnh, b o d ỡng Tuy nhiên đ có th ứng d ng hi u qu tiêu chuẩn IEC

61850 trong h th ng đi u khi n tích h p TBA, cách thức thi t k c n có

nh ng thay đ i quan tr ng đó lƠ xơy d ng c u hình ph n m m trên c s đ c

đi m thi t b vƠ ph ng thức đo l ng, đi u khi n, b o v c a tr m

1.2.3 N h ngăyêuăc uăk ăthu tăđ iăv iăTBAăkhôngăng iătr c:ă

Đ đáp ứng các tiêu chí xơy d ng TBA 110kV KNT, yêu c u tr c tiên

lƠ các thi t b nh t thứ, r le, IEDs trong tr m ph i đ m b o k thu t, giám sát, đi u khi n từ xa Bên c nh đó ph i có gi i pháp đ k t n i, thu th p d

li u h th ng SCADA, h th ng camera, báo cháy t đ ng, an ninh t i các TBA 110kV

a Yêu Ế u ể tể nỂ rơ ệỀ đi u Ệểi n, bảỊ ố ốà đỊ ệ ờnỂ

- T t c các t đi u khi n ph i có kh i đi u khi n mức ngăn BCU đ c

l p ho c r le k t h p BCU có giao thức IEC61850 đ ph c v k t n i v i TTĐK vƠ đi u khi n xa các thi t b c a TBA

b Yêu Ế u ố ỂiaỊ tểứẾ truy n tin

- S d ng tiêu chuẩn IEC 61850 ho c Modbus đ trao đ i thông tin gi a các thi t b đi u khi n, b o v , đo l ng v i Gateway/RTU vƠ k t n i gi a các thi t b khác trong TBA

- S d ng chức năng tích h p HMI v i thi t b đ u cu i đ thi t l p máy tính giao di n HMI h tr nhơn viên đ n ki m tra tình tr ng ho t đ ng c a

tr m

- S d ng giao thức IEC 60870 ậ 5 ậ 101/104 đ k t n i thi t b đ u cu i (Gateway/RTU) v i Trung tơm đi u khi n, h th ng SCADA khi s d ng

m ng IP lƠm kênh truy n

c Yêu Ế u ố ỂiaỊ ếi n nỂ ời – máy (HMI)

- Trang b 01 máy tính k t n i vƠ s d ng tr c ti p HMI c a Gateway/RTU v i chức năng g m: Hi n th s đ m t s i, giám sát tình tr ng

ho t đ ng các IED, hi n th các s ki n, c nh báo, s c , cho phép ng i v n hƠnh g n/gỡ các bi n báo, ghi l i các thông s v n hƠnh vƠ cho phép ng i

v n hƠnh thao tác đi u khi n các thi t b

d Yêu Ế u ố H tể nỂ SCADA

- H tr HMI client đ ph c v k t n i máy tính khi công tác t i tr m

- Gateway/RTU k t n i các IEDs theo giao thức truy n thông nh IEC

61850, Modbus h n ch s d ng card I/O

- M ng LAN cho các thi t b đi u khi n b o v theo giao thức truy n thông ph i đ c tách bi t hoƠn toƠn v i m ng LAN c a h th ng Camera

- Ngu n đi n từ 02 h th ng ngu n đ c l p

e Yêu Ế u ố H tể nỂ tểônỂ tin

Cáp quang:

- Nơng c p tuy n cáp quang b o v 1+1 (đ c l p v m t v t lý)

- S l ng s i quang tr ng d phòng cho m i h ng (c m ch b o v ): >

02 s i quang

Thiết bị truyền dẫn quang:

- B o v 1+1 cho card ngu n, các thi t b đi m tr c ho c k t n i > 03

h ng quang yêu c u b o v 1+1 cho card đi u khi n - chuy n m ch

- Các giao di n d ch v còn có th s d ng vƠ băng thông t i thi u: Giao

di n 2Mb/s > 2, giao di n Ethernet 100Mb/s > 3

f Yêu Ế u ố H tể nỂ an ninể

Hệ thống Camera giám sát vận hành:

- Đ m b o quan sát đ c hi n t ng b t th ng c a thi t b , ghi hình

đ c vƠo ban đêm (h ng ngo i)

- Ghi hình, l u tr hình nh t i tr m vƠ truy n v Trung tơm đi u khi n

- L p trình vƠ đi u khi n từ xa qua m ng

Hệ thống cảnh báo đột nhập, giám sát vào/ra:

- Có trung tơm x lỦ, báo đ ng t i ch vƠ từ xa t i Trung tơm đi u khi n khi phát hi n xơm nh p K t n i v i h th ng camera IP đ t đ ng quan sát vùng báo đ t nh p

- Đ m b o phát hi n xơm nh p từ t t c các h ng

- H tr đ u đ c thẻ ho c vơn tay đ giám sát vƠo/ra

- Các tín hi u đóng/m c a s đ c truy n v Trung tơm đi u khi n

- S d ng/c i t o đèn chi u sáng trong nhƠ, ngoƠi tr i vƠ t đ ng (b t

t t) theo th i gian cƠi đ t tr c ho c c m bi n ánh sáng

- S d ng đèn theo công ngh ti t ki m năng l ng

ể Yêu Ế u ố H tể nỂ báỊ Ếểáy tự đ nỂ

- B sung h th ng báo cháy, báo khói có th a thu n v i c quan thẩm quy n

- Các tín hi u báo cháy, báo khói truy n v Trung tơm đi u khi n

i Yêu Ế u ố Ế ị nỂu n ẾểỊ ể tể nỂ đi u Ệểi n TBA, tểi t b đ u

Ếu i ốà tểi t b tểi t ệ ị Ệênể truy n

- Ngu n c p cho h th ng đi u khi n, b o v lƠ ngu n 220/110VDC và

ph i đ c c p từ 02 ngu n đ c l p, trong đó 01 ngu n chính, ngu n còn l i

tr ng thái d phòng vƠ có thi t b t đ ng chuy n sang ngu n d phòng khi

h h ng c p đi n chính[2]

- Thi t b đ u cu i vƠ thi t b c p kênh truy n: Gateway/RTU, thi t b truy n d n, thi t b ghép kênh ph i s d ng cùng ngu n c p đi n cho h th ng

đi u khi n, b o v c a TBA

Ệ Yêu Ế u ố ếữ ệi u tểu tể ị (ếataệist) [3]

Qua tìm hi u các tiêu chí yêu c u k thu t, các giao thức đ c s d ng,

đ m b o cho vi c l a ch n gi i pháp, đ xu t các yêu c u thông s v t t thi t

b đ ng b v i h th ng hi n h u, đ m b o vi c k t n i an toƠn, đáp ứng yêu

c u k thu t, tránh tr ng h p thi t b đư mua s m nh ng không t ng thích, không giao ti p đ c v i nhau

CH NGă2

L AăCH N,ăPHỂNăTệCHăKINHăT - K ăTHU T

CÁC GI IăPHỄPăC IăT OăTBA 110KV L ăTH Y SANGăCH ăĐ ă

2.1 CÁC YÊU C UăĐ TăRA

Hi n nay TTĐK t nh Qu ng Bình đư đ a vƠo v n hƠnh trong đó có 03

TBA 110kV v n hƠnh ch đ không ng i tr c lƠ các TBA Đ ng H i, Văn

Hóa vƠ Hòn La, do đó đ tƠi không nghiên cứu xơy d ng ph n m m đi u

khi n mƠ ch nêu ra ph ng án c i t o TBA 110kV L Th y đ phù h p v i

ph n m m hi n h u c a TTĐK

Do TBA 110kV L Th y đư đ c đ u t xơy d ng tr c dơy khá lơu nên

ph ng án c i t o ph i phù h p đ đáp ứng yêu c u v n hƠnh không ng i

tr c trên c s t n d ng t i đa các thi t b hi n có nh : IED, Multimeter,

a Yêu Ế u ố ếữ ệi u tểu tể ị (ếataệist)

- Tín hi u thu th p t i tr m t i thi u ph i tuơn th theo datalist nh Ph

l c 1 kèm theo

- NgoƠi ra, còn b sung thu th p các tín hi u camera giám sát t i tr m,

tín hi u báo cháy, báo khói, các tín hi u c a h th ng giám sát vƠo ra khi đ u

t b sung

b Yêu Ế u H tể nỂ đi u Ệểi n tại trạm[1]

Đ đáp ứng yêu c u v n hƠnh các TBA ch đ bán ng i tr c ho c

không ng i tr c, c n ti n hƠnh c i t o h th ng đi u khi n, l p đ t b sung

các thi t b giám sát, c nh báo xa, c th nh sau:

- Trên c s danh sách tín hi u c n thu th p cho từng thi t b b o v đi u

khi n t i tr m, ti n hƠnh hi u ch nh l i b ng tham chi u tín hi u IEC61850

c a từng thi t b , b sung các tín hi u thi u, hi u ch nh các giá tr ng ỡng,

ki u tín hi u đ phù h p v i h th ng SCADA

- C u hình m i line tín hi u theo giao thức IEC60870 ậ 5 ậ 104, chuy n

đ i t t c d li u thu th p từ các thi t b t i tr m (c ph n 110kV vƠ ph n

trung th ) từ giao thức k t n i v i các thi t b IEDs thƠnh giao thức IEC

60870 ậ 5 ậ 104, k t n i v i h th ng SCADA trên giao di n Ethernet

- L p đ t m i thi t b I/O Unit, h tr giao thức IEC61850 có kh năng

k t n i truy n thông v i Gateway/RTU Thi t b I/O Unit có nhi m v k t n i

b sung các tín hi u còn thi u c a h th ng đi u khi n vƠ các tín hi u ph c v

vi c giám sát an ninh, PCCC t i tr m

- C i t o, s a ch a h th ng ngu n backup đ đáp ứng yêu c u c p đi n

n đ nh liên t c cho h th ng công ngh tr m

c Yêu Ế u ố ỂiaỊ ếi n nỂ ời - máy (HMI)

Đ i v i các TBA không có ng i tr c v n hƠnh, giao di n HMI ch đ

ph c v khi công tác t i TBA do đó trang b 01 máy tính đ u n i tr c ti p vƠo

m ng LAN cùng v i ph n m m HMI v i chức năng g m: Hi n th s đ m t

s i, giám sát tình tr ng ho t đ ng các IED, hi n th các s ki n, c nh báo, s

c , cho phép ng i v n hƠnh g n/gỡ các bi n báo, ghi l i các thông s v n hƠnh vƠ cho phép ng i v n hƠnh thao tác đi u khi n các thi t b

d Yêu Ế u ố đ nỂ b tểời Ểian

- Ph i trang b các thi t b đ ng b th i gian theo tín hi u v tinh (GPS)

2.2 PHÂN TÍCH CÁC GI IăPHỄPăC IăT OăTBA 110KV L ăTH Y

2.2.1 Gi iăphápăchungăc năcó

a Giải ịểáị ể tể nỂ tểônỂ tin SCADA

Hình 2.1 Kết nối thông tin bằng modem của hệ thống

K t n i bằng leased – line modem: kết nối với Trung tâm điều độ HTĐ miền Trung (A3) qua modem leased – line theo các giao thức IEC – 60870 – 5 – 101/104

b Giải ịểáị ể tể nỂ báỊ Ếểáy tự đ nỂ

H th ng báo cháy có kh năng t đ ng c m bi n khói, nhi t vƠ truy n tín hi u báo cháy (có th xác đ nh v trí cháy) v TTĐK, t i TTĐK, đi u hƠnh viên có th dùng camera xác đ nh tính chính xác c a các c nh báo cháy đ

ti n hƠnh x lỦ Yêu c u k thu t h th ng báo cháy bao g m:

- S d ng gi i pháp thi t b báo cháy, báo khói ki u đ a ch (Addressable fire alarm system), có kh năng cung c p chính xác thông tin v trí ngu n nhi t, ngu n khói Thi t b t p trung báo cháy cung c p các kênh tín hi u c nh báo đ u ra (alarm output) đ k t n i v i h th ng SCADA

- Thi t b t p trung báo cháy có kh năng xu t tín hi u c nh báo qua các kênh đ u ra đ k t n i v i thi t b t p trung tín hi u Gateway thu th p các tín

hi u c nh báo vƠ giám sát qua thi t b t p trung d li u đ cung c p thông tin giám sát tr m cho h th ng SCADA

- H th ng báo cháy ph i đ c thi t k theo tiêu chuẩn k thu t Vi t nam (TCVN) 5738:2000 M t vùng giám sát ph i đ c l p đ t đ ng th i 2

lo i đ u báo nhi t gia tăng vƠ báo khói ion hóa Đ i v i máy bi n áp ph i

đ c l p đ t đ u báo nhi t gia tăng t i các v trí có kh năng phát ngu n nhi t

l n, đi u ch nh đ nh y c a các đ u báo nhi t đ phơn bi t nhi t đ lƠm vi c bình th ng vƠ nhi t đ s c c a MBA

- C i t o h th ng đi u hoƠ không khí, k t n i v i đ u dò nhi t đ xác

đ nh tín hi u v t ng ỡng nhi t đ nhằm đi u ch nh tình tr ng ho t đ ng c a

h th ng đi u hòa

c Giải ịểáị ể tể nỂ an ninể

Hệ thống Camera giám sát vận hành:

H th ng Camera giám sát TBA 110kV th c hi n chức năng giám sát

v n hƠnh thi t b , giám sát các khu v c quan tr ng trong khuôn viên TBA v i các yêu c u sau:

Hình 2.2 Sơ đồ kết nối hệ thống báo cháy tự động, giám sát an ninh

- Hình nh giám sát c a các camera đ c hi n th giám sát t i 02 c p (c p TBA 110kV vƠ c p Trung tơm giám sát đi u khi n xa) M i camera

t ng ứng 01 khung hình trên mƠn hình hi n th c a ch ng trình qu n lỦ camera Ch ng trình qu n lỦ camera cho phép phóng to tùy ch n khu hình

c n hi n th

- Máy tính giám sát t i tr m th c hi n chức năng giám sát hình nh camera t i tr m đ ng th i th c hi n chức năng l u tr d li u hình nh c a các camera trên liên t c 24h/ngƠy vƠ t i thi u trong 07 ngƠy liên t c

Các Camera s d ng công ngh IP vƠ đ c chia thƠnh 2 lo i: l p đ t trong nhƠ (s d ng Door Camera) vƠ l p đ t ngoƠi tr i (Camera h tr Pan/Tilt/Zoom vƠ h ng ngo i)

Camera h ng ngo i, có kh năng quan sát ban đêm, có kh năng đi u

ch nh góc quay/ góc ngẩng (Pan/Tilt) vƠ đi u ch nh v trí giám sát (Zoom) Camera ngoƠi tr i đáp ứng ch tiêu l p đ t ngoƠi tr i IP6 tr lên.T t c các chi

ti t b o v bằng kim lo i s n tĩnh đi n

Hệ thống Access control tại các TBA 110kV :

- TBA 110kV L Th y bao g m phòng đi u khi n vƠ gian phơn ph i có nhi u c a ra vƠo Khi chuy n sang mô hình ho t đ ng không ng i tr c, các

c a nƠy yêu c u h n ch vƠo/ra bằng cách khóa l i (trừ tr ng h p s a ch a

vƠ có s cho phép c a c p thẩm quy n), ch đ 02 c a ra/vƠo chính vƠ l p đ t

h th ng ki m soát vƠo/ra

- H th ng ki m soát vƠo/ra g m máy quét ki m soát vƠo/ ra, khóa đi n

vƠ Sensor c m bi n tr ng thái đóng/m c a

- Thông tin ng i vƠo/ra nhƠ đi u hƠnh ph i đ c h th ng ghi nh n vƠo

ch ng trình ph n m m qu n lỦ Access Control cƠi đ t trên máy tính t i tr m

g m: thông tin chi ti t ng i vƠo, th i đi m

- Công tác cƠi đ t tham s , khai thác d li u h th ng ch th c hi n c p

qu n lỦ Trung tơm đi u khi n, c p v n hƠnh tr m không có chức năng nƠy

- Tín hi u tr ng thái đóng m c a ph i t i TBA 110kV ph i đ c đ a

đ n BCU đ tích h p vƠo ch ng trình ph n m m giám sát c a Trung tơm giám sát đi u khi n từ xa

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí hệ thống camera tại TBA 110kV Lệ Thủy

- D li u thông tin vƠo/ra c a TBA 110kV đ c l u tr t p trung t i Access Control Server (k t h p trên cùng camera Server) đ m b o l u tr t i thi u 30 ngƠy liên t c

- Giao thức k t n i truy n d li u gi a các máy quét vƠ thƠnh ph n m ng trong h th ng có th l a ch n các giao thức sau: IPv4, IPv6, TCP, UDP, HTTP, HTTPS

- Băng thông kênh truy n d li u các TBA 110kV có l p đ t h th ng Access Control khuy n ngh mức ≥ 2Mb/s ho c dùng chung kênh truy n d

th ng SCADA Nghiêm tr ng h n hacker có th chi m quy n đi u khi n đánh

c p, thay đ i d li u, di u khi n thao tác thay đ i tr ng thái c a các thi t b

đi n NgoƠi ra các máy tính ch , máy tính tr m có th b lơy nhi m virus, sơu tin h c (malware) Vì v y, ph i áp d ng các gi i pháp an ninh m ng (Cyber

- Không cho phép cƠi đ t b t cứ ph n m m nƠo khác vƠo các máy tính

ch , máy tính tr m ngoƠi các ph n m m c a h th ng SCADA

- Không cho phép n i b t cứ thi t b nƠo vƠo các máy tính ch , máy tính

tr m c a h th ng nh : thẻ nh , USB storage, cứng di đ ng, máy đi n tho i, máy nh, máy nghe nh cầ

- Th c hi n nghiêm các quy đ nh c a EVN v an ninh m ng

2.2.2 Gi iăphápăt năd ngăl i h ăth ngăhi năh u

a H tể nỂ đi u Ệểi n tại trạm

D a trên các thi t b hi n có t i Tr m thì c n thi t ph i đ u t thêm các thi t b sau đ có th th c hi n t đ ng hóa tr m đ n mức t i thi u:

+ Thay th các r le b o v không có h tr c ng giao ti p truy n thông bằng các r le k thu t s

+ T n d ng l i các r le k thu t s có các c ng giao ti p truy n thông + B sung các module chuy n đ i đ k t n i các r le vƠ có th giao ti p, truy xu t, cƠi đ t đ c d li u từ xa

+ B sung 01 kh i đi u khi n mức ngăn (BCU) đ t p trung các tín hi u I/O (AC/DC) t i tr m đ a v trung tơm đi u khi n

+ Đ u t m i 01 b gateway vƠ m ng LAN đ n đ t p trung các tín hi u

đi u khi n & b o v đ a v trung tơm đi u khi n

+ Đ u t m i 01 b thi t b GPS s d ng anten ngoƠi tr i, cho phép l y

th i gian từ h th ng đ nh v toƠn c u GPS đ đ ng b cho toƠn b h th ng

đi u khi n

Hình 2.5 Sơ đồ kết nối hệ thống điều khiển bảo vệ

b H tể nỂ SCADA

B sung h th ng Station server/gateway, đ giám sát, đi u khi n các thi t

b t i tr m H th ng Station server/gateway k t n i các RTU c a h th ng Scada, các r le, BCU, IED t i tr m thông qua m ng LAN đ n

H th ng DCS ho c Station server/gateway ph i có các c ng k t n i v i các Trung tơm đi u đ (A3, DCC) v i giao thức IEC 60870ậ 5ậ101 vƠ k t n i v Trung tơm thao tác thông qua m ng WAN v i giao thức TC/IP

c V ỂiaỊ ếi n nỂ ời - máy (HMI)

Đ i v i các TBA không có ng i tr c v n hƠnh, giao di n HMI ch đ

ph c v khi công tác t i TBA, tr ng h p nƠy TBA cũng có đ u t trang b Gateway/RTU có h tr giao di n ng i - máy nên có th b sung 01 mƠn hình máy tính k t n i vƠ s d ng tr c ti p HMI c a Gateway/RTU

d Yêu Ế u ố đ nỂ b tểời Ểian

- Trang b các thi t b đ ng b th i gian theo tín hi u v tinh (GPS)

- Thi t b ph i có chức năng đ ng h ch , các th th thông báo nh n tín

hi u th i gian từ v tinh, phơn ph i tín hi u đ ng b đ n các thi t b IEC, máy tính TBA, giao thức đ ng b th i gian s d ng theo IRIG ậ B ho c SNTP

e V ếữ ệi u tểu tể ị (datalist): Tín hi u thu th p t i tr m t i thi u ph i

tuơn th theo quy đ nh

f H tể nỂ nỂu n Ế ị ẾểỊ ể tể nỂ đi u Ệểi n, ể tể nỂ tểônỂ tin

SCADA

- C i t o, s a ch a h th ng ngu n backup đ đáp ứng yêu c u c p đi n n

đ nh liên t c cho h th ng công ngh tr m

g H tể nỂ ẾamỀra, ể tể nỂ báỊ Ếểáy, Ếểi u sánỂ

(Chi tiết như phụ lục 2)

* Đánh giá ưu nhược điểm phương án:

u đi m:

- T n d ng l i đ c h th ng hi n có

- Chi phí v n đ u t t ng đ i th p

Nh c đi m:

- Đ tin c y lƠm vi c c a h th ng không đ m b o n đ nh do k t n i thi t

b IED m i vƠ cũ c a h th ng, qua nhi u thi t b chuy n đ i

- Vi c thu th p d li u giám sát không đ m b o hoƠn toƠn theo yêu c u do

m t s r le hi n h u đư cũ không h tr các tín hi u nh : reset r le, led

- Khi thi t b RTU hi n h u b l i nh h ng đ n k t n i đi u khi n từ Gateway

- Ph ng án thi công, th nghi m, nghi m thu r t phức t p khi th c hi n

c u hình, c i t o l i h th ng đi u khi n hi n h u, th i gian th c hi n có th kéo dƠi do nh h ng đ n l ch c t đi n thi công

2.2.3 Gi iăphápăb ăsungăthi tăb ăthuăth păt pătrungăd ăli uăm i

Trang b m i t Getaway, máy tính công nghi p, thay th r le hi n h u bằng r le th h m i có chuẩn k t n i IEC 61850, b sung các BCU đi u khi n mức ngăn vƠ thi t b I/O c n thi t Máy tính trang b m i bao g m h th ng ph n

m m c s đ ph c v công tác giám sát v n hƠnh t i ch , vƠ ph n m m t o kênh k t n i đ c l p v i TTĐK vƠ Trung tơm đi u đ HTĐ mi n theo giao thức chuẩn IECậ60870ậ5ậ101/104 Môi tr ng truy n tin đ c s d ng đa d ng phù

h p v i m ng thông tin t i tr m

Hình 2.6 Giải pháp kết nối trạm Lệ Thủy

a H tể nỂ đi u Ệểi n bảỊ ố

Ph n 110kV:

+ Ngăn đ ng dơy: Đ u t m i t tích h p đi u khi n & b o v ngăn

đ ng dơy, m i t bao g m các thi t b sau:

- L p m i 01 r le b o v F21 chính cho ngăn đ ng dơy, 01 r le b o v F67 lƠm b o v d phòng, tuơn th giao thức truy n thông IEC 61850

- L p m i 01 BCU đi u khi n mức ngăn tuơn th giao thức truy n thông IEC 61850

- Công t đo đ m đi n năng nhi u bi u giá

- S đ mimic đi u khi n ngăn

- Test block, relay trung gian, hƠng kẹp, ầvv

+ Ngăn máy bi n áp:

- Thay th hoƠn toƠn t đi u khi n, t b o v hi n h u bằng t tích h p đi u khi n & b o v l p m i bao g m c ph n tích h p t RTCC, bao g m các thi t

b sau:

• L p m i 01 r le F87T lƠm b o v chính cho ngăn máy bi n áp

• L p m i 01 r le b o v F67 d phòng cho ngăn máy bi n áp

• L p m i 01 BCU đi u khi n mức ngăn tuơn th giao thức truy n thông IEC 61850

• Công t đo đ m đi n năng nhi u bi u giá

• S đ mimic đi u khi n ngăn

• Test block, relay trung gian, hƠng kẹp, ầvv

• 01 HMI & Application Server

• 01 Data Server (Gateway)

• 01 GPS Clock

• 02 I/O Module (thu th p các tín hi u chung c a tr m nh AC/DC, h

th ng báo cháy, ch a cháy t đ ng vv)

• 01 h th ng Industrial Ethernet switch h tr tiêu chuẩn IEC 61850 vƠ IEEE 1613

• 01 Industrial Ethernet switch cho camera

• 01 h th ng m ng LAN k t n i toƠn b các IED l p m i có h tr giao thức IEC 61850