Nghiên cứu hệ thống giám sát thiết bị đóng cắt để xác định vị trí sự cố khu vực điện lực quy nhơn

Chính vì vậy công tác quản lý và vận hành lưới điện phân phối sẽ gặp rất nhiều khó khăn, để đáp ứng nhu cầu đó thì nhân lực quản lý vậnhành sẽ phải tăng lên, việc giám sát hoạt động của

NGUYỄN VĂN QUYỀN

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIÁM SÁT THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT ĐỂ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ KHU VỰC ĐIỆN LỰC QUY NHƠN

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số:

Người hướng dẫn: PGS TS Huỳnh Đức Hoàn

những nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, có tham khảo một số tài liệu trênmạng và bài báo của các tác giả trong và ngoài nước đã xuất bản Tôi xin chịuhoàn toàn trách nhiệm nếu sử dụng kết quả của người khác.

Tác giả luận văn

NGUYỄN VĂN QUYỀN

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn lựa đề tài:

Nhằm tăng cường công tác quản lý lưới điện, ứng dụng công nghệ thôngtin vào quản lý lưới điện một cách thông minh và chính xác hơn thì việc pháthiện và xử lý nhanh các sự cố xảy ra hằng ngày trên lưới điện hiện hành nhằmgiảm thiểu tối đa bán kính cũng như thời gian mất điện do sự cố gây ra là mộttrong những yêu cầu nghiêm ngặt đối với các đơn vị quản lý và vận hành lướiđiện nói chung và Điện lực Quy Nhơn nói riêng

Qua quá trình công tác tại Điện lực Quy Nhơn (ĐLQN), vấn đề sự cốlưới điện phân phối xảy ra thường xuyên với mật độ rất nhiều, quy mô sự cốtuy nhỏ nhưng tốn nhiều thời gian để phán đoán và xử lý Quá trình xử lý sự

cố của đơn vị còn gặp nhiều trở ngại do thiếu thông tin hoặc thông tin chưakịp thời từ đơn vị Điều độ Công ty Điện lực Bình Định (B37) từ đó dẫn đếnviệc phán đoán, xử lý sự cố diễn ra chưa thực sự kịp thời và chính xác; gâytốn thời gian dò tìm, khoanh vùng các vị trí trên lưới để tìm ra nguyên nhân sự

cố nhằm sớm khôi phục phương thức vận hành, trả lại điện cho khách hàngtrong khu vực ĐLQN quản lý

Vì vậy, cần thiết phải tìm ra giải pháp chia sẻ thông tin, giám sát thiết bịđóng cắt trong khu vực (chỉ giám sát, không được thao tác) nhằm phán đoán,khoanh vùng khu vực sự cố, xử lý kịp thời rút ngắn thời gian công tác, thờigian mất điện đảm bảo đáp ứng nhu cầu sử dụng điện của khách hàng trongkhu vực đồng thời nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của ĐLQN nói riêng vàCông ty Điện lực Bình Định nói chung

Tổng quan tình hình nghiên cứu đề tài: Đề tài trên nhằm nghiên cứu cácgiao thức truyền, dẫn và nhận dữ liệu thông số vận hành (dòng, áp) của các thiết

bị đóng cắt trong khu vực quản lý của ĐLQN (Recloser, LBS-C có kết nối

SCADA) thông qua hệ thống mạng truyền thông SCADA Từ đó xây dựng hệthống liên kết các thiết bị nêu trên về máy chủ được đặt tại Tổ trực điện vàthao tác ĐLQN, nhằm sớm nắm bắt thông tin, thông số dòng, áp sự cố từ đóphán đoán, khoanh vùng sự cố nhằm rút ngắn thời gian công tác, thời gianmất điện đảm bảo đáp ứng nhu cầu sử dụng điện của khách hàng trong khuvực đồng thời nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.

2 Mục tiêu nghiên cứu:

sự cố khu vực Điện lực Quy Nhơn” được nghiên cứu với mục tiêu giám sát dữ liệuthông số vận hành (dòng, áp, công suất P,Q ) của các thiết bị đóng cắt trênlưới điện ĐLQN hiện hành, xây dựng hệ thống mạng truyền thông SCADA

Từ đó ứng dụng hệ thống này góp phần giảm thời gian xử lý sự cố, đảm bảo

độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng cũng như chất lượng điện năng qua

đó nâng cao năng suất lao động cho cán bộ công nhân viên của đơn vị

3 Đối tượng và phạm vị nghiên cứu:

Cách truyền, dẫn, nhận dữ liệu từ các thiết bị đóng cắt có kết nối xa qua

hệ thống mạng truyền thông SCADA thuộc quyền quản lý vận hành củaĐLQN Nghiên cứu hợp thức hóa, phối hợp với đơn vị Điều độ tỉnh xây dựng

hệ thống giám sát thiết bị đóng cắt từ xa tại ĐLQN

4 Phương pháp nghiên cứu:

nối

SCADA đang lắp đặt hiện hành trong khu vực ĐLQN trực tiếp quản lý vận hành;

truyền thông SCADA;

- Tìm hiểu cách, phương thức kết nối xa của các thiết bị đóng cắt có thể thao tác, giám sát từ xa;

tin, thông số vận hành 24/24 tại Tổ trực điện và thao tác ĐLQN

Hiện nay, với khối lượng lớn các trạm biến áp 110kV (04 trạm hiện hành,

02 trạm sắp đưa vào hoạt động: E 110kV Đống Đa và E 110kV Cảng), trạmcông cộng (375 trạm) cũng như chuyên dùng (457 trạm) đang quản lý vậnhành, cùng 202km đường dây trung thế 22kV và 315km đường dây hạ thế0,4kV đang cấp điện cho khoảng 71,5 nghìn khách hàng trong khu vực thànhphố Quy Nhơn, xã Nhơn Lý, Nhơn Hải, Nhơn Hội và Nhơn Châu Rõ ràng đểquản lý lưới điện hiện hành thành phố Quy Nhơn vận hành một cách hiệu quả

là một trong những vấn đề đáng quan tâm cần được nghiên cứu tìm ra giảipháp phù hợp Chính vì vậy công tác quản lý và vận hành lưới điện phân phối

sẽ gặp rất nhiều khó khăn, để đáp ứng nhu cầu đó thì nhân lực quản lý vậnhành sẽ phải tăng lên, việc giám sát hoạt động của lưới sẽ trở nên phức tạpnếu như không có sự hỗ trợ của các hệ thống, thiết bị công nghệ tự động, đolường giám sát và điều khiển từ xa Rõ ràng để quản lý lưới điện hiện hànhthành phố Quy Nhơn vận hành một cách hiệu quả là một trong những vấn đềđáng quan tâm cần được nghiên cứu tìm ra giải pháp phù hợp

Căn cứ vào tình hình lưới điện khu vực Điện lực Quy Nhơn quản lý vậnhành hiện tại, việc lắp đặt thiết bị đóng cắt Recloser (24 bộ), Dao cắt có tải LBS-

C, LBS-O (79 bộ) hơn 2/3 trong số đó có kết nối SCADA, 43 tủ RMU trong đó

có 5 tủ RMU có khả năng kết nối điều khiển từ xa Đây là một trong nhữngthuận lợi để phát triển hệ thống miniSCADA giám sát hoạt động lưới điện khuvực Điện lực Quy Nhơn nhằm đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, giảm thiểu bánkính mất điện, thời gian phán đoán và xử lý khi có sự cố xảy ra, cải

thiện chất lượng điện năng, từ đó giảm giá thành bán điện, nâng cao khả năngcạnh tranh trong thị trường.

Hệ thống miniSCADA là hệ thống giám sát, có thể điều khiển từ xanhằm hỗ trợ cho việc vận hành hệ thống lưới điện phân phối được linh hoạt vàchính xác hơn, nhanh và hiệu quả nhất có thể Tuy nhiên, về mặt phân quyềncủa đơn vị trực điện Quy Nhơn (T21), mọi thao tác đóng cắt thiết bị trên lướiphải thông qua Phòng Điều độ Công ty Điện lực Bình Định (B37) Nên đề tàinày chỉ hướng đến việc xây dựng hệ thống miniSCADA giám sát, theo dõithông số vận hành lưới điện trung áp khu vực thành phố Quy Nhơn do Điệnlực Quy Nhơn thông qua số liệu dòng, áp theo thời gian thực được cập nhật từcác Recloser, LBS-C có kết nối SCADA từ xa

Phương pháp phân tích dữ liệu:

Việc phân tích dữ liệu dựa trên 02 phần mềm mô phỏng:

vận hành của các TBĐC trên lưới (trạng thái đóng/cắt) và nhận tín hiệu thông

số vận hành

mô phỏng Recloser

5 Bố cục luận văn:

Luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Các thiết bị đóng cắt hiện hành và Phương thức vận hành cơ bản

của lưới điện khu vực Điện lực Quy Nhơn quản lý

Chương 2: Kết nối SCADA các thiết bị đóng cắt trên lưới và các phần mềm

hỗ trợ mô phỏng, tính toán

Chương 3: Đánh giá các thông số vận hành sự cố, phán đoán và khoanh

vùng khu vực xảy ra sự cố bằng phần mềm mô phỏng

CHƯƠNG I: CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT HIỆN HÀNH VÀ PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH CƠ BẢN CỦA LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC ĐIỆN LỰC QUY NHƠN QUẢN LÝ

1.1 Tổng quan về Điện lực Quy Nhơn:

Điện lực Quy Nhơn địa chỉ tại số 312 Lê Hồng Phong – Thành phố QuyNhơn, trực thuộc sự quản lý của Công ty Điện lực Bình Định – Tổng Công tyĐiện lực Miền Trung

Đặc điểm của Điện lực Quy Nhơn: Chịu trách nhiệm cung cấp điện liêntục và ổn định cho thành phố Quy Nhơn, xã Nhơn Hội, Nhơn Hải, Nhơn Lý

và khu vực xã đảo Nhơn Châu, đảm bảo tốt công tác quản lý, vận hành đườngdây và kinh doanh điện năng của Điện lực Góp phần vào việc tiết kiệm điện

và giảm tối thiểu tổn thất điện năng của Điện lực thành phố và Công ty Điệnlực Bình Định nói riêng và của Ngành điện cả nước nói chung

Điện lực điện Quy Nhơn gồm các phòng ban:

Tổ truyền điện)

Tổ chức nhân sự của Điện lực theo sơ đồ sau:

Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức nhân sự Điện lực Quy Nhơn

Trong nhiều năm qua ĐLQN đã đảm nhiệm việc cung cấp điện, vậnhành, sửa chữa, lắp đặt mới hệ thống điện của thành phố nhằm đảm bảo ổnđịnh, an toàn trong an ninh năng lượng Quốc gia một cách tốt nhất, duy trì tốtchất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện Đồng thời phát triển mớikhách hàng, đáp ứng nhu cầu sử dụng điện của đại đa số khách hàng trongkhu vực, đưa chỉ số tiếp cận điện năng của khu vực xấp xỉ 100% trong thờigian tới Đã nhiều năm liền nhận cờ thi đua của tỉnh, đảm bảo tốt nhu cầu sửdụng điện và hoàn thành tốt chỉ tiêu của cấp trên giao

1.2 Giới thiệu chủng loại các TBĐC hiện hành trên lưới điện:

Hiện nay có rất nhiều thiết bị bảo vệ tự động được sử dụng trong lướiđiện phân phối nhằm đảm bảo cho hệ thống điện vận hành an toàn, linh hoạt,nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Các thiết bị bảo vệ này có ba chức năng cơbản sau: đóng cắt không tải, đóng cắt các dòng điện liên tục ổn định, đóng cắt

các dòng ngắn mạch…mà điển hình trong bảo vệ lưới điện phân phối baogồm máy cắt/ rơle, máy cắt tự đóng lại - Recloser… như sau:

1.2.1 Recloser – máy cắt tự đóng lại:

Recloser là thiết bị tự điều khiển, cảm nhận hiện tượng quá dòng của hệthống lưới điện phân phối và tự cắt mạch khi có sự cố Recloser sẽ tự động đónglặp lại để khôi phục cung cấp điện khi sự cố thuộc loại thoáng qua và sau khiđóng vài lần để khôi phục cung cấp điện, nếu sự cố vẫn còn hiện hữu, recloser sẽkhóa mạch cô lập phần đường dây bị sự cố ra khỏi hệ thống (sự cố lâu dài/ vĩnhviễn) Một số recloser có thể trang bị các mạng cảm biến điện áp tại chân sứ đầuvào nhằm lấy tín hiệu điện áp, tần số để có thể cô lập hoặc đóng, cắt khi hệ thốnglưới điện có các hiện tượng vận hành bất thường như quá điện áp, điện áp thấp,mất điện áp hay tiến hành sa thải hay khôi phục phụ tải để duy trì độ ổn định vậnhành của hệ thống khi có hiện tượng quá tần số hay tần số thấp xảy ra Thời gianhoạt động đóng lặp lại của recloser có thể nhanh hoặc chậm hay có sự phối hợpthời gian đóng, cắt với các thiết bị đóng, cắt khác trên lưới điện như máy ngắt,recloser hay cầu chì… hay giữa các recloser với nhau (khi có vài recloser bố trínối tiếp trên tuyến) Trình tự và số lần tác động đóng lặp lại tùy theo từng nhàchế tạo có thể từ 1 đến 4 lần Recloser tác động đóng lặp lại nhanh nhằm khôiphục cung cấp điện khi sự cố thuộc loại sự cố thoáng qua, nâng cao tính liên tụccung cấp điện, và khi tác động đóng lặp lại chậm nhằm tạo sự phối hợp thời gianvới bảo vệ Rơle hoặc thiết bị đóng, cắt khác nhằm xác định phần mạch bị sự cố,

cô lập có chọn lọc, hạn chế việc mất điện và phạm vi bị mất điện là thấp nhất.Hợp bộ recloser thông thường bao gồm recloser (thiết bị đóng cắt và cảm biếndòng điện và điện áp), bộ điều khiển (biến đổi, so sánh tín hiệu dòng/áp và kíchhoạt mạch thao tác của recloser) cùng với cáp điều khiển đấu nối giữa recloser và

bộ điều khiển Các thao tác đóng/cắt recloser được kích hoạt bằng tín hiệu phát

đi từ bộ điều

khiển hoặc hợp bộ Rơle tự động đóng lặp lại đi kèm, khi bộ điều khiển pháthiện các tín hiệu dòng điện, điện áp hay tần số bất thường so với ngưỡng tácđộng đã chỉnh định trong các bảo vệ thì bộ điều khiển hoặc rơle sẽ phát tínhiệu cắt tác động đến mạch cắt trong cơ cấu truyền động của recloser và dẫnđến cắt recloser Năng lượng cấp cho mạch đóng có thể được cấp bởi cácnguồn cao áp (lấy từ đường dây phía nguồn của Recloser) hoặc từ phía nguồn

hạ thế của các máy biến áp tự dùng 1 pha kèm theo và kích hoạt cuộnsolenoid đóng hoặc năng lượng cung cấp từ nguồn dc (từ bộ pin lắp đặt trong

tủ hoặc lấy từ nguồn ac cấp cho tụ tiến hành nạp, xả kích hoạt cơ cấu chấphành từ tính) Những nguồn này luôn được giám sát điện áp, dung lượngnhằm đảm bảo năng lượng cấp cho cuộn cắt trước khi thực hiện thao tác đóngrecloser, nghĩa là khi thao tác đóng recloser thì bộ điều khiển đã tích trữ nănglượng cho cuộn cắt để ngừa trường hợp đóng vào đường dây đang bị sự cố thì

có thể cắt ra được khi mất nguồn cung cấp cho mạch cắt

Phần lớn sự cố trong hệ thống phân phối điện là sự cố thoáng qua (mấtđiện trong thời gian ngắn) Nguyên nhân chủ yếu do vật thể lạ chạm phảiđường dây đang vận hành gây ngắn mạch làm tác động TBĐC

Chính vì vậy, để tăng cường độ liên tục cung cấp điện cho phụ tải, thay

vì sử dụng máy cắt người ta sử dụng máy cắt thường đóng lại (Recloser)

Thực chất máy cắt tự đóng lại là máy cắt có kèm thêm bộ điều khiểncho phép người ta lập trình số lần đóng cắt lập đi lập lại theo yêu cầu đặttrước Đồng thời đo và lưu trữ 1 số đại lượng cần thiết như : U, I, P, thời điểmxuất hiện ngắn mạch

Hình 1.2 Recloser vận hành trên lưới

Khi xuất hiện ngắn mạch Recloser mở ra (cắt mạch) sau 1 thời gian t1rất ngắn nó sẽ tự đóng lập lại Nếu sự cố còn tồn tại (vật thể lạ vẫn còn trênđường dây -> tạo ra dòng ngắn mạch lần thứ 2) Recloser sẽ tự cắt, sau thờigian t2 Recloser sẽ tự đóng lại mạch Và nếu sự cố vẫn còn tồn tại nó sẽ lạicắt mạch và sau thời gian t3 nó sẽ tự đóng lại mạch 1 lần nữa và nếu sự cốvẫn còn tồn tại thì lần này Recloser sẽ cắt mạch luôn Số lần và thời gian đóngcắt do người sử dụng (Điều dộ viên) lập trình Recloser thường được trang bịcho những đường trục chính công suất lớn và đường dây dài đắt tiền

Máy cắt tự đóng lặp lại - Recloser là một loại thiết bị trọn bộ gồm: máycắt và mạch điều khiển cảm nhận tín hiệu dòng điện, để định thời gian cắt vàđóng lại đường dây một cách tự động khi sự cố thoáng qua, tái lập cung cấp

điện Hình 1.3 là một loại Recloser VWVE27 có môi trường dập tắt hồ quangbằng chân không, điều khiển số.

Hình 1.3 Recloser VWVE27

Các loại Recloser với bộ điều khiển thực hiện được kết nối truyềnthông để thao tác xa gồm: bộ điều khiển Form6/Cooper, Nulec/Camp 4-5,KTR/Tarida

Hình 1.4 Recloser PĐ Nguyễn Huệ thuộc Hình 1.5 Recloser NR Nhơn Châu thuộc

1.2.2 LBS (Load Break Switch) – máy cắt phụ tải:

Máy cắt là một thiết bị cơ khí có khả năng truyền dẫn và ngắt dòng điện

ở chế độ bình thường cũng như sự cố Máy cắt có thể được đóng cắt bằng tay,

có thể từ rơle hoặc bằng các bộ điều khiển điện tử bên ngoài Máy cắt đượcphân loại tùy thuộc theo môi trường cắt và khả năng tích trữ năng lượng Phânloại máy cắt theo môi trường cắt như sau:

Thực tế cho thấy máy cắt chân không và máy cắt SF6 có nhiều ưu điểmhơn so với các loại máy cắt khác nên chúng được sử dụng rất nhiều trong lướiđiện phân phối

Hiện nay nhiều LBS-C đã có trang bị hệ thống modem, mạch điềukhiển có khả năng kết nối thông qua mạng truyền dẫn SCADA nên việc giaotiếp giữa Điều độ viên và thiết bị trở nên dễ dàng, Điều độ viên có thể thựchiện thao tác đóng/cắt thiết bị từ xa nếu nhận được tín hiệu kết nối.

Bên cạnh đó, nhiều LBS-C hiện nay còn có các tính năng đo đếm dòng,

áp tức thời góp phần giúp cho việc phân bố công suất giữa các xuất tuyến dựatheo trào lưu công suất vô cùng thuận tiện (thao tác đóng, khép vòng thựchiện từ xa chia tải giữa các xuất tuyến trung thế với nhau), đảm bảo cho dâydẫn không bị quá tải, cung cấp điện an toàn và ổn định cho khách hàng

Hình 1.6 LBS-C NR Bệnh viên đa khoa thuộc XT 474/QNH2

Với tính năng ghi nhận dòng, áp tức thời ta cũng có thể sử dụng giá trịdòng Last current xem như là dòng ngắn mạch khi có sự cố xảy ra để tínhtoán, phán đoán vị trí ngắn mạch nhằm rút ngắn thời gian tìm nguyên nhân vàcông tác xử lý trở nên thuận lợi, linh hoạt hơn

Các giá trị định mức cơ bản và các ứng dụng của máy cắt được qui định theo tiêu chuẩn ANSI như sau:

mạch;

1.3 Phương thức vận hành cơ bản của lưới điện thuộc ĐLQN quản lý vận hành

cắt, liên kết với XT 471/QNH2)

+ Đóng DCL xuất tuyến 473-7 đến PĐ Phục hồi chức năng, PĐ Trần Văn Ơn (ở vị trí cắt, liên kết với XT 472/QNH2)

Dài (ở vị trí cắt, liên kết với XT 472/QNH2)

vị trí cắt, liên kết với XT 475/QNH2)

với

+ Đóng DCL xuất tuyến 481-7 đến PĐ Lê Hồng Phong 1, PĐ Chợ khu

2 (ở vị trí cắt, liên kết với XT 474/QNH2)

Chùa Ông (ở vị trí cắt, liên kết với XT 482/QNH2)

liên kết với XT 483/QNH2)

Chùa Ông (ở vị trí cắt, liên kết với XT 481/QNH2)

1.4 Thiết bị đóng cắt trên lưới:

Bảng 1.1 Danh sách TBĐC hiện hành trên lưới Điện lực Quy Nhơn

Chủng loại thiết bị

REC

Chủng loại thiết bị

LBS-C

LBS-C

LBS-C

Chủng loại thiết bị

LBS-C

LBS-C

Chủng loại thiết bị

Kết luận:

Qua Chương 1 của luận văn ta có thể nắm sơ lược như sau:

phụ tải và phương thức vận hành cơ bản của lưới Quy Nhơn Qua đó có thể đưa

ra phương thức vận hành tối ưu khi có sự cố lưới điện (đóng/khép vòng N-1)

CHƯƠNG 2: KẾT NỐI SCADA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TRÊN LƯỚI ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN MỀM HỖ TRỢ MÔ

của hệ thống SCADA thông qua kênh truyền gửi đến các RTU/Gateway, IEDs

để điều khiển các thiết bị điện đóng cắt từ xa Các lệnh điều khiển như:

thuộc các trạm nguồn 110kV và 220kV và dành cho phòng Điều độ)

dành cho phòng Điều độ

bảo vệ tác động, các thông số vận hành chi tiết (dòng, áp, công suất P, Q và tínhiệu kết nối xa)…đều được thu thập về Trung tâm giám sát và được máy tính

xử lý:

+ Hiển thị trên các sơ đồ và các dạng đồ thị xu hướng

+ Khi có sự thay đổi dữ liệu trạng thái (máy cắt, DCL, các cảnh báocủa rơle, các hiện tượng mất kết nối xa ) hệ thống SCADA sẽ phát cảnh báobằng âm thanh, đổi màu trên biểu tượng, thông báo dòng sự kiện để nhân viênvận hành chú ý và đưa ra hướng xử lý phù hợp với từng loại cảnh báo.

sánh với ngưỡng định mức, nếu giá trị đo được bị quá mức so với quy phạmthì hệ thống SCADA sẽ phát cảnh báo cho người vận hành (quá dòng, quá áp,quá ngưỡng tần số cho phép )

- Thu thập dữ liệu: tại các TBA, thiết bị đóng cắt trên LĐPP được

chia

thành các loại thông tin như sau:

Danh sách các dữ liệu (datalist) lấy từ các thiết bị điện trên lưới điện nhưRMU, Recloser, LBS…ít nhất phải bao gồm các dữ liệu như sau:

a/ Recloser:

Các tín hiệu điều khiển xa:

Các chỉ báo trạng thái:

Các chỉ báo an toàn Recloser:

Các tín hiệu đo lường:

b/ LBS-C có kết nối SCADA:

Các tín hiệu điều khiển xa:

Các chỉ báo trạng thái:

Các chỉ báo an toàn LBS:

Các tín hiệu đo lường:

c/ Tủ RMU có kết nối SCADA:

Các tín hiệu điều khiển xa:

đối với các PĐ, NR sử dụng cáp ngầm và tủ RMU có kết nối SCADA

Các chỉ báo trạng thái:

- Trạng thái khoá điều khiển tại chỗ/từ xa;

Các chỉ báo trợ giúp thao tác:

Các tín hiệu đo lường trên mỗi xuất tuyến: Các tín hiệu, dữ liệu này được cập nhật và lấy thông qua chương trình đo xa MDMS

Chỉ báo an toàn:

Sự cố nguồn AC của thiết bị RTU hoặc hỏng hóc thiết bị

Ngoài ra, hệ thống SCADA còn có các chức năng ứng dụng: Phân tích,

xử lý dữ liệu, tính toán phân bố trào lưu công suất, ngắn mạch, độ tin cậy,quản lý nhu cầu phụ tải, cung cấp cơ sở dữ liệu cho các mục đích khác…Sơ

đồ quản lý và trao đổi thông tin của hệ thống SCADA như hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ quản lý và trao đổi thông tin của hệ thống SCADA

2.1.2 Phần mềm hệ thống SCADA LĐPP:

gian thực Điều khiển giám sát từ xa Quản lý thứ tự đóng/cắt Tự động sa thảiphụ tải khi vượt ngưỡng công suất cho phép Xử lý đóng/khép vòng giảm tảicho hệ thống điện đối với các xuất tuyến liên kết qua các MC, LBS phân đoạn.Đồng bộ thời gian và chỉnh thời gian chuẩn (hoạt động theo Real

time)

đồ Google Earth, SCADA GIS, Thông tin hiện trường quản lý về vị trí đóng cắttrên bản đồ; phần mềm OMS giám sát, theo dõi cảnh báo về khu vực mất điệntính toán độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng Phần mềm hệ

điều hành, phần mềm chẩn đoán, bảo dưỡng máy chủ Phần mềm phân tích giao thức Phần mềm RTU và giao thức truyền thông.

các TBĐC và Nhân viên trực ca sử dụng phần mềm SmartHMI Studio; tínhtoán ngắn mạch và phán đoán vị trí sự cố bằng phần mêm Mô phỏng

Recloser/LBS

2.1.3 Hệ thống thông tin:

Hệ thống thông tin có thể sử dụng các phương tiện truyền dẫn như:cáp quang, vi ba, tải ba; đường điện thoại, UHF để truyền và nhận tin giữaTrung tâm điều khiển/giám sát với các thiết bị đầu cuối (RTU/Gateway)

Hệ thống SCADA thường sử dụng một hệ thống thông tin làm việcchính và một hệ thống thông tin dự phòng để đảm bảo độ tin cậy Hiện nayđường truyền chủ yếu được sử dụng thông qua cáp quang, đường truyềnGPRS sử dụng qua sim Viettel (chính) và một số nhà mạng khác

a/ Yêu cầu kỹ thuật đối với các thiết bị thông tin

Tín hiệu từ RTU là dạng tín hiệu V.24 hoặc 2/4W sẽ được ghép kênhthông qua thiết bị PCM thành luồng 2Mb/s và truyền về Trung tâm giám sátthông qua OLTE

Tiêu chuẩn kỹ thuật của cáp quang, OLTE, PCM:

- IEC 60794-1

Đặc tính của sợi quang:

- Đường kính trường mode bước sóng 1310nm

- Đường kính trường mode bước sóng 1550nm

- Độ ẩm trung bình : 90%, không đọng sương.

Thiết bị đầu cuối quang (OLTE): Loại STM-1

Giao diện quang STM-1:

Giao diện nhánh về điện STM-1:

- Mã : HDB3

- Các thông số vật lý và điện: : Theo ITU-T G.703

Thiết bị ghép kênh (PCM):

Thiết bị có các đặc tính kỹ thuật như sau:

khuyến nghị CCITT G.732 Tốc độ bit tại cổng 2 Mbit/s tuân theo khuyếnnghị CCITT G703.6 là 2.048 kbit/s ± 50 ppm và mã HDB3 Trở kháng tạicổng 2 Mbit/s là 75/ 120 Ω

kênh 64 kbit/s sẽ tuân theo khuyến nghị CCITT X.21

Phần mềm cài đặt cấu hình cho OLTE, MUX giao diện với PC trên môi trường Windows 98, 2000, XP, NT

Thiết bị UHF:

Tín hiệu từ RTU được nối trực tiếp đến ngõ vào của modem UHF Modem UHF không sử dụng các chuẩn chung cho việc điều chế tínhiệu đường truyền do đó chỉ các modem của cùng một hãng (cùng kiểu điềuchế tín hiệu) mới có thể bắt tay nhau

Vì vậy, khi triển khai mở rộng hệ thống cần lưu ý:

- Trường hợp kết nối với 1 modem master hiện có: cần đảm bảokhoảng cách của modem slave – modem master; modem slave cùng chủngloại với modem master.

loại; chủng loại modem đảm bảo khoảng cách của modem slave – modem master

Tiêu chuẩn kỹ thuật của modem UHF, anten:

Thiết bị vô tuyến UHF phải tương thích với các đặc tính sau:

MHz (theo quy hoạch của Cục quản lý Tần số Vô tuyến điện)

recloser hoăc Trung tâm điều khiển với thiết bị tiền xử lý: V.24/V.28 –RS232, RS485,

Anten tại trạm gốc:

điều biến góc để sử dụng cho các trạm cố định và di động

Tiêu chuẩn kỹ thuật của modem PSTN:

Các đặc tính kỹ thuật của modem như sau:

V.22bis, V.22, V.21, V.23, lệnh AT&T,

- Tốc độ dữ liệu đường dây: 300 – 33.600 bit/s,

2.1.4 Bộ phận tự động hoá TBA và các thiết bị trên LĐPP:

Bộ phận tự động hoá TBA có thể sử dụng các giải pháp thu thập dữliệu như: RTU tập trung; RTU phân tán và Gateway:

có khả năng tiếp nhận hàng trăm tín hiệu đo lường, điều khiển và giám sát.RTU gồm có các card chức năng: CPU, bộ nhớ, card vào/ra, card truyền thông,card giám sát Tuỳ theo dung lượng RTU mà số lượng card khác nhau

trạm như giải pháp RTU tập trung mà RTU chia nhỏ thành các phần nhỏ (IED,BCU) lắp đặt phân tán trong trạm Mỗi phần nhỏ của RTU đảm nhiệm chứcnăng như của một RTU nhỏ Các phần nhỏ nói trên được liên kết với nhaubằng cáp thông tin và cả hệ thống làm việc thống nhất như trên một

RTU

công nghệ số theo một chuẩn truyền thông và được tích hợp thành một hệ

thống gọi là hệ thống tự động hoá trạm Các thiết bị điện và hệ thống điềukhiển, bảo vệ được thiết kế trong một thể thống nhất bằng công nghệ mạng

và kết nối với Trung tâm điều khiển/giám sát bằng gateway

RTU/Gateway có nhiệm vụ thu thập dữ liệu gửi về Trung tâm điềukhiển, đồng thời nhận lệnh từ Trung tâm điều khiển đưa đến các thiết bịchấp hành Kích thước của RTU phụ thuộc vào số lượng dữ liệu thu thập tạiTBA, thiết bị điện Sơ đồ khái quát thể hiện giao tiếp giữa RTU với thiết bịđiện và Trung tâm điều khiển

Trong hệ thống SCADA, thiết bị đầu cuối RTU/Gateway là phần tửrất quan trọng có nhiệm vụ thu thập và phản ánh tình trạng của các thiết bịđang tham gia hoạt động trong hệ thống Nó là công đoạn đầu tiên trongtoàn bộ quá trình xử lý thông tin của hệ thống SCADA

2.2 Các bộ phận chính của hệ thống SCADA LĐPP:

Hệ thống SCADA LĐPP gồm 3 bộ chính: Trung tâm điều khiển/giám sát;

Hệ thống thông tin liên lạc các thiết bị trên LĐPP Sơ đồ tổng quát hệ thốngSCADA LĐPP như hình 2.2

Trung tâm điều khiển/giám sát:

Đây là thành phần quan trọng nhất của hệ thống SCADA, toàn bộ thôngtin cần thiết cho việc điều hành LĐPP được Trung tâm điều khiển thu thập, xử

lý, phân phối đến các ứng dụng, phần mềm cần thiết để nhân viên vận hành cóthể tương tác và giao tiếp với toàn bộ thiết bị cần giám sát Hệ thống có thểchia sẻ thông tin vận hành qua việc phân quyền điều khiển, giám sát Phầncứng cũng như phần mềm của hệ thống trung tâm sẽ dựa trên các nền tảng

mở, có tính phổ biến cao, dễ thay thế mở rộng, đơn giản và quen thuộc trongquá trình quản lý vận hành

Phần cứng hệ thống SCADA LĐPP:

Hình 2.2 Sơ đồ cây thiết bị cấu thành một mô hình hệ thống SCADA hoàn chỉnh

thể độc lập kết nối với mạng LAN khác mà không gây ảnh hưởng đến hoạtđộng của các thiết bị trong mạng nội bộ Ngoài ra, có thể kết nối với Trungtâm điều khiển/giám sát khác thông qua Router

ATS chuyển nguồn đảm bảo máy tính chủ có thể hoạt động 24/24 bất kể sự cốlưới điện đối với khu vực điều hành) hoặc song song, có khả năng điều khiểntất cả các chức năng của hệ thống giám sát ổn định của hệ thống, cung cấp cácứng dụng và các chức năng SCADA, bảo trì cơ sở dữ liệu

chức năng hiển thị các thông tin phục vụ cho vận hành như: các sơ đồ lướiđiện, các cảnh báo…, truyền lệnh đến các thiết bị trong mạng, thu thập cácthông tin theo yêu cầu vận hành

- Bộ tiền xử lý vào/ra: Giao tiếp với RTU, IEDs, phân kênh truyền, cài

đặt giao thức truyền thông theo tiêu chuẩn quốc tế như: IEC, DNP, Modbus…