Đồ án hệ thống SCADA và tự động hóa trạm biến áp

NỘI DUNG BIÊN CHẾ ĐỀ ÁN Hệ thống SCADA và tự động hoá trạm biến áp TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TIỂU LUẬN MÔN HỆ THỐNG SCADA VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BIẾN ÁP Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Hoàng Việt Th S Nguyễn Tuấn Ninh Nhóm học viên thực hiện Phạm Đình Nguyện Phạm Văn Cường Vũ Thế Vinh Lớp 12BHTĐ PC Nam Định, tháng 05 năm 2013 TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BIẾN ÁP 110KV E3 4 PHI TRƯỜNG SỬ DỤNG RTU NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC SCADA TỰ ĐỘNG HÓA TBA Trên cơ sở sơ đồ nối điện.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TIỂU LUẬN MƠN: HỆ THỐNG SCADA VÀ TỰ ĐỘNG HĨA TRẠM BIẾN ÁP Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hoàng Việt Th.S Nguyễn Tuấn Ninh Nhóm học viên thực hiện: Phạm Đình Nguyện Phạm Văn Cường Vũ Thế Vinh Lớp: 12BHTĐ-PC Nam Định, tháng 05 năm 2013 Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BIẾN ÁP 110KV E3.4 PHI TRƯỜNG SỬ DỤNG RTU NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MƠN HỌC SCADA & TỰ ĐỘNG HĨA TBA Trên sở sơ đồ nối điện (sơ đồ thứ) bảng Data List trạm 110kV, 220kV, 500kV học viên tự tìm hiểu Hãy xây dựng hệ thống tự động hóa trạm dựa RTU đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trạm không người trực EVN ban hành Các chức tối thiểu hệ thống Tự động hóa trạm gồm: - Giám sát thông số trạm (theo data lits); - Thực thao tác điều khiển từ xa CB, LS, ES Tap changer position; - Kết nối với điều độ cấp bao gồm điều độ miền Ax Bx tương ứng với trạm theo chuẩn kết nối IEC 60870-5-101 IEC 60870-5-104 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV I Hiện trạng thiết bị trạm 110kV khu vực Nam Định thuộc phạm vị quản lý Chi nhánh Lưới điện cao Nam Định Chi nhánh Lưới điện cao Nam Định đơn vị quản lý, vận hành trạm biến áp đường dây 110kV địa bàn tỉnh Nam Định Số lượng trạm 110kV Chi nhánh quản lý 10 trạm biến áp 176,4 km đường dây 110kV Hầu hết trạm 110kV có sơ đồ kết dây theo kiểu sơ đồ cầu cầu sơ đồ cái, sơ đồ hai có máy cắt phân đoạn Các trạm 110kV trang bị công tơ điện tử, rơle kỹ thuật số cho ngăn lộ 110kV, MBA, ngăn lộ tổng trung áp hầu hết ngăn lộ xuất tuyến trung áp với dạng bảo vệ sau: Bảo vệ đường dây Bảo vệ tích hợp chức bảo vệ 21/21N, 67/67N, 50/51, 50/51N, 50BF, 74,79/25, 85 Bảo vệ dự phòng: tích hợp chức bảo vệ 67/67N, 50/51, 50/51N, 50BF, 74,79/25, 85 Thiết bị bảo vệ máy biến áp Bảo vệ so lệch máy biến áp (F87) Bảo vệ rơ le cấp Bảo vệ nhiệt độ dầu, nhiệt độ cuộn dây tăng cao, bảo vệ mức dầu hạ thấp Bảo vệ áp lực dầu máy biến áp Bảo vệ kèm điều áp tải Bảo vệ bảo vệ q dịng có hướng 67/67N Bảo vệ q dịng cắt nhanh khơng thời gian có thời gian F50/51 Bảo vệ dòng chạm đất cắt nhanh khơng thời gian có thời gian F50/51N Bảo vệ q tải máy biến áp phía F49 Có trang bị tự động điều chỉnh điện áp AVR1 Bảo vệ đường dây trung Bảo vệ dòng cắt nhanh có thời gian (F50/51) Bảo vệ dịng chạm đất cắt nhanh khơng thời gian có thời gian F50/51N Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt (F50BF) Bảo vệ sa thải phụ tải theo tần số (F81) Bảo vệ tải (F49) Bảo vệ thấp áp/kém áp (F27/59) Giám sát mạch cắt Rơ le Trip/Lockout II KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG SCADA TẠI CÁC TRẠM 110KV Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV Khái niệm chung: - SCADA ( Supervisor Control And Data Acquisition): Hệ thống điều khiển, giám sát thu thập liệu - Tại trạm 110kV lắp đặt, kết nối hệ thống SCADA nhằm mục đích thu thập thơng số: đo lường, thị nấc phân áp, tín hiệu trạng thái, cảnh báo điều khiển để gửi lên Trung tâm điều độ Hệ thống điện miền Bắc (A1) - Các tín hiệu thu thập từ trạm 110kV viết tắt sau: + Tín hiệu đo lường, thị nấc phân áp: Analog Inputs (AI) + Tín hiệu trạng thái: Double Inputs (DI) + Tín hiệu cảnh báo: Signal Inputs (SI) + Tín hiệu điều khiển: Double Outputs (DO) Sơ đồ cấu trúc hệ thống SCADA: Hình 1: Sơ đồ cấu trúc hệ thống SCADA CẤU TRÚC Hệ thống SCADA trạm bao gồm phần: + Hệ thống tủ RTU/SIC + Hệ thống thông tin 2.1 Tủ RTU: Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV 2.1.1 Mô tả: - Tủ RTU sử dụng với mục đích thu thập tín hiệu: đo lường, trạng thái, cảnh báo điều khiển, tủ RTU kết nối với tủ thông tin để truyền liệu lên A1 2.1.2 Các thiết bị tủ RTU Trong tủ RTU thông thường trang bị thiết bị sau: + Thiết bị RTU/Gateway: để thu thập tín hiệu kết nối với A1 qua giao thức IEC 60870-5-101 + Transducer TAP: để thu thập tín hiệu thị vị trí nấc phân áp MBA + Transducer U,I,P,Q: để thu thập tín hiệu đo lường cho ngăn lộ + Rơle trung gian 220VDC: để thu thập tín hiệu trạng thái, cảnh báo,… + Rơle trung gian 48VDC: để gửi tín hiệu điều khiển từ RTU đến thiết bị thứ 2.2 Hệ thống thông tin 2.2.1 Tuyến thông tin viễn thông Để phục vụ cho q trình truyền tín hiệu SCADA, Hotline,… A1 cần phải có hệ thống thơng tin ổn định đảm bảo cho q trình truyền hiệu khơng bị suy hao Tuyến thông tin sử dụng kênh thuê riêng để phục vụ cho việc truyền liệu, ta sử dụng dịch vụ cung cấp Viettel Telecom,… 2.2.2 Thiết bị truy cập Tại trạm 110 kV bao gồm thiết bị sau: - 01 truyền dẫn quang SDH/ STM-1 - 01 thiết bị tách/ghép kênh (PCM30…) có giao tiếp quang để thiết lập kênh hotline, quay số, kênh SCADA … - 01 Modem 2.2.3 Phương thức kết nối Tại TBA 110kV - Thiết bị RTU kết nối với Modem truyền liệu thông qua cáp truyền dẫn hữu tuyến (cáp đồng) - Modem truyền liệu gửi tín hiệu lên thiết bị tách/ghép kênh MUX/DMUX thông qua cáp hữu tuyến (cáp luồng, lõi đồng) - Thiết bị tách/ghép kênh MUX/DMUX ghép dồn kênh dịch vụ (2W, 4W, …) thành tín hiệu điện 2Mbps chuyển tiếp lên thiết bị truyền dẫn cấp độ STM-1 - Thiết bị truyền dẫn quang STM-1 chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang 2M - Tín hiệu quang 2Mbps truyền A1 thông qua 01 kênh dịch vụ nhà cung cấp Viettel Telecom, Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận mơn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV Sơ đồ định tuyến Trạm 110kV Trạm BTS-Viettel TT Viettel KV1 Hình 2: Sơ đồ định tuyến hệ thống viễn thông 2.2.4 Thiết bị truy cập Tại trạm 110 kV bao gồm thiết bị sau: - 01 truyền dẫn quang SDH/ STM-1 - 01 thiết bị tách/ghép kênh (PCM30…) có giao tiếp quang để thiết lập kênh hotline, quay số, kênh SCADA… - 01 Modem 2.2.5 Phương thức kết nối Tại TBA 110kV - Thiết bị RTU kết nối với Modem truyền liệu thông qua cáp truyền dẫn hữu tuyến (cáp đồng) - Modem truyền liệu gửi tín hiệu lên thiết bị tách/ghép kênh MUX/DMUX thơng qua cáp hữu tuyến (cáp luồng, lõi đồng) - Thiết bị tách/ghép kênh MUX/DMUX ghép dồn kênh dịch vụ (2W, 4W, …) thành tín hiệu điện 2Mbps chuyển tiếp lên thiết bị truyền dẫn cấp độ STM-1 - Thiết bị truyền dẫn quang STM-1 chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang 2M Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV - Tín hiệu quang 2Mbps truyền A1 thông qua 01 kênh dịch vụ nhà cung cấp Viettel Telecom, CHƯƠNG II GIẢI PHÁP CƠNG NGHỆ ĐỐI VỚI HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HĨA TBA - SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI TÍN HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ I Yêu cầu phần mềm Yêu cầu phần mềm chuyên dụng Phần mềm chuyên dụng phải đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế, thay cho dạng chuẩn phần mềm kết nối dùng để giao tiếp với RTU hữu qua chuẩn IEC60870-5-104 Yêu cầu phần mềm tổng hợp Phần mềm có khả năng:  Giao tiếp với thiết bị qua phần mềm chuyên dụng theo giao thức IEC60870-5-104  Giao tiếp với người vận hành qua giao diện HMI  Lưu trữ quản lý sở liệu khứ trạm (HIS) Phần mềm đáp ứng vấn đề sau:  Đáp ứng chức cần thiết trạm 110kV: Thu thập, lưu trữ liệu vận hành; Điều khiển thiết bị; Quản lý giám sát cố, cảnh báo; Thống kê tra cứu liệu vận hành, thông tin thiết bị, thông tin cán vận hành, gửi thông tin cần thiết qua email đến phận quản lý,…  Đáp ứng chức cần thiết Trung tâm điều độ/điều kiển: Theo dõi, giám sát trạng thái hoạt động trạm 110kV; Lưu trữ đầy đủ liệu vận hành Trạm 110kV, xử lý kiết xuất báo cáo, thống kê theo yêu cầu phịng vận hành; Mơ trạng thái vận hành trạm; Kiết xuất liệu cho đơn vị liên quan; Nhắn tin/gửi email thông báo cố/cảnh báo hệ thống Yêu cầu thu thập xử lý liệu a Quản trị người dùng:  Mỗi người vận hành phải có tài khoản riêng, tài khoản khai báo lần thay đổi thông tin cần thiết  Tài khoản người dùng phân quyền theo nhiều mức khác tương ứng với phạm vi quyền hạn thực tế  Thông tin đăng nhập/vận hành người dùng liệu để đưa vào hệ thống sở liệu khứ suốt trình vận hành trạm b Điều khiển thiết bị:  Tại trạm, người vận hành thực thao tác hình HMI: Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV • Đóng /cắt máy cắt • Đóng /cắt dao cách ly có động • Điều chỉnh tăng / giảm nấc phân áp máy biến áp  Để đảm bảo tính an tồn cao cho việc truy cập hệ thống điều khiển, có quy định mật cho phép người có trách nhiệm phép thao tác can thiệp vào hệ thống mức độ khác như: xem xét, thao tác, sửa đổi cấu hình, Phần mềm điều khiển có khả lựa chọn bãi bỏ lựa chọn để tránh thao tác nhầm vận hành (Với lệnh điều khiển, người vận hành phải xác nhận thao tác trước hệ thống gửi tín hiệu thực thi)  Việc điều khiển phần tử thời điểm có thực vị trí (Trong dự án tắt chức điều khiển) c Thu thập liệu: Hệ thống thực thu thập toàn tín hiệu từ RTU trạm theo thời gian thực, liệu lưu trữ hiển thị máy tính trạm máy chủ đặt NGC Dữ liệu thu thập gồm có: Tín hiệu trạng thái thiết bị; thơng số đo lường; tín hiệu cảnh báo cố/sự kiện, cụ thể: Dữ liệu trạng thái: • Trạng thái đóng /cắt máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa • Trạng thái tác động hệ thống bảo vệ • Trạng thái cảnh báo thiết bị máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, MBA, rơ le bảo vệ Dữ liệu đo lường (analog): • Vị trí nấc phân áp máy biến áp • Cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng, dịng điện, điện áp ngăn lộ đường dây 110 kV, ngăn máy biến áp, ngăn liên lạc • Cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng, dòng điện, điện áp ngăn lộ tổng trung d Hiển thị thông tin, giám sát:  Phần mềm giao diện HMI phải thiết kế đảm bảo mô tả cách trực quan sinh động chuẩn xác sơ đồ đấu nối, trạng thái thiết bị điện thông số vận hành theo thời gian trang hình  Phần mềm thiết kế phải giảm thiểu thao tác bàn phím, giao diện biểu tượng đảm bảo thân thiện với người vận hành  Thiết kế sẵn biểu mẫu báo cáo giúp cho người vận hành in ấn báo cáo cách nhanh chóng xác  Thể thơng tin thực theo nguyên tắc: từ tổng quan sau dần vào chi tiết Điều có nghĩa: phầm mềm điều khiển phải thị trang sơ đồ đấu nối tồn trạm trạng thái mang điện  Càng sâu vào cửa sổ thơng tin rõ ràng hơn, nhấn chuột vào ngăn lộ sơ đồ đấu nối thơng tin ngăn lộ thể Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận mơn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV chi tiết hơn, tiếp tục thông tin sâu trạng thái vận hành thiết bị  Giao diện phần mềm phải thân thiện với người dùng thiết kế theo quy định màu sắc theo cấp điện áp, cụ thể: • Cấp điện áp 6kV • Cấp điện áp 10 kV • Cấp điện áp 22 kV • Cấp điện áp 35 kV • Cấp điện áp 110 kV • Cấp điện áp 220 kV • Cấp điện áp 500 kV • Màu sắc đóng tiếp địa • Màu sắc cố • Màu cho nghi ngờ cố • Màu khơng có điện : Xanh nhạt : Cam nhạt : Xanh đậm : Vàng : Đỏ : Xanh : Vàng đậm : Lam : Đỏ/nhấp nháy : Chấm đỏ : Xanh nước biển e Lưu trữ, xử lý thông tin, quản trị sở liệu khứ:  Các thông tin gồm tín hiệu, thơng số vận hành, tình trạng thiết bị, kiện … lưu giữ sở liệu  Cơ sở liệu khứ lưu trữ kho liệu chép sang đĩa dùng cho mục đích khác f Lập báo cáo, danh sách kiện cảnh báo:  Hệ thống có khả tạo báo cáo Các báo cáo gửi theo yêu cầu người vận hành tự động gửi thẳng máy in theo chương trình lập trước  Hệ thống có chức gửi email đến địa thiết lập thông tin cần thiết thông tin cố, kiện hay liệu vận hành  Hệ thống có chức gửi tin nhắn di động (nhắn tin báo cáo tình hình hay tự động nhắn tin gặp cố,…) từ trung tâm Điều độ/điều khiển  Hệ thống có khả tạo danh sách kiện, alarm  Khai thác/tra cứu Quản lý hồ sơ lý lịch thiết bị trạm, liệu lịch sử thiết bị sử dụng  Lưu trữ liệu khứ để phục vụ công tác vận hành điều độ g Liên kết chia sẻ, dùng chung liệu với hệ thống liên quan: Hệ thống có tính mở, đảm bảo tương thích với hệ thống có cho cho phép liên thơng liệu với ứng dụng khác tương lai, theo đó:  Có chức tự động cập nhật liệu vận hành (U,I,Q,P; thông tin tải,…) vào hệ thống Truyền thơng số Cơng ty từ đó, đơn vị khác tra cứu, khai thác  Cung cấp liệu vận hành cho hệ thống khác hệ thống quản lý đường dây đồ số Yêu cầu môi trường đáp ứng Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV Hệ điều hành: Sử dụng hệ điều hành Windows cho máy tính trạm máy chủ Database: Sử dụng Hệ quản trị sở liệu Microsoft SQL Server, hệ thống quản trị CSDL tiên tiến thông dụng, bổ sung thêm nhiều tính với cải tiến tốc độ chất lượng, tích hợp XML, có khả bảo mật tốt, hỗ trợ nhiều loại liệu Ngồi chọn hệ quản trị Cơ sở liệu khác Oracle, Access, Font chữ: Dữ liệu lưu trữ theo bảng mã Unicode Xây dựng biện pháp bảo mật riêng hệ thống với chế xác thực quyền, người dùng cung cấp Tên tài khoản mật truy cập phân quyền truy cập đến chức hệ thống Với quyền hạn phân người dùng thực chức giới hạn hệ thống Yêu cầu an toàn, bảo mật phần mềm tổng hợp Phần mềm phải đảm bảo tính xác, an ninh an tồn hệ thống Hiển thị xác trạng thái thiết bị, thơng số thu thập quan giao thức IEC 60870-5104 Phân quyền sử dụng có giải pháp đảm bảo an ninh an tồn, chống cơng, truy cập trái phép vào hệ thống Có chức lưu, phục hồi liệu Bảo mật mạng LAN, WAN, VPN, người có quyền truy nhập truy xuất thơng tin hệ thống Mọi tài liệu có mức bảo mật cho nhóm đối tượng sử dụng khác II SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI TÍN HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ Sơ đồ đấu nối tín hiệu CB, LS, ES Tín hiệu CB, LS, ES gửi đến hệ thống SCADA thông qua rơle trung gian 220VDC lắp tủ RTU/SIC Khi CB, LS, ES gửi tín hiệu thị vị trí cho khóa điều khiển tủ điều khiển đồng thời làm cuộn hút rơ le trung gian tương ứng tủ RTU/SIC tác động, RTU nhận biết tín hiệu trạng thái thơng qua cặp tiếp điểm thường mở rơ le trung gian gửi tín hiệu đến card DI RTU Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV Sơ đồ đấu nối tín hiệu điều khiển CHƯƠNG III: XÂY DỰNG CẤU HÌNH SCADA CHO TRẠM 110 KV- E3.4 PHI TRƯỜNG SỬ DỤNG RTU Sơ đồ nối điện trạm 110 kV - E3.4 Phi Trường 1.1 Khái quát thiết bị Trạm biến áp 110 kV - E3.4 Phi Trường có : - 02 đường dây 110 kV - 03 đường dây 35kV - 02 đường dây 06 kV - Có máy biến gồm : máy biến lực 110/35/06 kV máy biến tự dung 06/0,4 kV - Các thiết bị trạm gồm : + Máy cắt + Dao cách ly + Dao tiếp địa + Chống sét van + Biến dịng điện Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV + Biến điện áp + Dây dẫn Mục đích phần nêu yêu cầu cần thiết thiết bị thứ trạm điện trang bị hệ thống tự động hóa trạm, đồng thời đề xuất giải pháp cơng nghệ cho thiết bị biến dòng biến điện áp nhằm đáp ứng yêu cầu đo đếm bảo vệ ngày xác qua phục vụ tốt đo đếm, bảo vệ, ghi nhiễu loạn hệ thống thể rõ hơn, phục vụ tốt cho chương trình phân tích hệ thống Nhờ có biến dịng biến điện áp sử dụng công nghệ việc định vị cố xác, giúp cho cơng tác tìm kiếm điểm cố nhanh chóng Một trạm tự động hóa với thiết bị thứ phải tuân theo nguyên tắc thiết kế chung trạm thơng thường gồm thiết bị sau: Máy biến áp lực Máy cắt Dao cách ly dao tiếp địa Các biến điện đo lường Biến điện áp, Biến dòng điện Chống sét Để điều khiển đóng cắt máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, điều khiển nấc phân áp hệ thống SAS sử dụng hai giải pháp: Sử dụng hệ thống điều khiển trạm LSA, SICAM Siemens, PACiS AREVA, SEL, NARI SAS 6x0 ABB Tuy nhiên đề tài ta sử dụng thiết bị RTU loại RTU560C ABB để thiết kế thu thập liệu điều khiển thiết bị thuộc ngăn lộ : 131, 132,112, 331, 332, 631, 632 Khi điều khiển thiết bị ta sử dụng đầu số (Digital Output) thiết bị tập trung liệu, kết nối đến rơ le trung gian lệnh có tiếp điểm song song với tiếp điểm điều khiển thiết bị Thiết bị SCADA cụ thể RTU coi thiết bị nhị thứ, thu thập tín hiệu từ hệ thống đo lường, bảo vệ, điều khiển tác động nên HT điều khiển trạm Các liệu trạng thái từ rơ le trung gian đưa vào đầu vào số RTU, liệu tương tự từ cuộn thứ cấp máy biến dòng điện điện áp đưa vào biến đổi (tranducer), đầu biến đổi đưa vào cổng đầu vào tương tự RTU Tại RTU liệu số hố thơng qua kênh truyền (giao thức) gửi trung tâm điều độ 1.2 Các tín hiệu ngăn lộ * Tín hiệu vị trí, trạng thái (Đầu vào số): - Trạng thái máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa: Đóng/Cắt - Tín hiệu vị trí khóa Local/Remote(Local/Supervise) * Các cảnh báo, báo động bao gồm có (Đầu vào số): Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận mơn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV - Các tín hiệu chung - Các tín hiệu bảo vệ rơle số báo tín hiệu tác động cắt máy cắt : Quá dòng, so lệch, chạm đất - Các tín hiệu bảo vệ khí nội máy biến áp - Các tín hiệu máy cắt không sẵn sàng làm việc * Các giá trị đo lường công suất (Đầu vào tương tự): U, I, P, Q, nhiệt độ máy biến áp, vị trí nấc điều áp * Các lệnh điều khiển máy cắt, dao cách ly (Đầu số): Đóng/Cắt Bảng Datalist Feeder (Ngăn lộ) Feeder (Ngăn lộ) Feeder (Ngăn lộ) Transformer (MBA) Feeder (Ngăn lộ) Feeder (Ngăn lộ) Transformer (MBA) Feeder (Ngăn lộ) 331 631 T1 132 332 T2 112 A CT A (Dòng điện) 1 1 1 A CT B (Dòng điện) 1 1 1 A 1 1 1 kV 1 1 1 kV 1 1 1 kV 1 1 1 kV CT C (Dòng điện) A Ph voltage (Điện áp pha A) B Ph voltage (Điện áp pha B) C Ph voltage (Điện áp pha C) Neutral voltage (Điện áp TT) 1 1 1 Tap_Ch Position (Vị trí) 1 Temp Temperature (Nhiệt độ) 2 Data ID Data Type (Loại liệu) Signal Total (Số lượng tín hiệu) Signal Name (Tên tín hiệu) Common S/S Kiểu 131 DANH MỤC DỮ LIỆU TRẠM 110 kV - PHI TRƯỜNG Bay Reference (Mark of CB) Analog input (Tín hiệu tương tự) Tổng số Analog input giám sát 48 Trong : - Các tín hiệu đưa vào Transducer (Sử dụng transducer cho ngăn lộ ) 39 - Các tín hiệu đưa vào RTU Số tín hiệu dự phịng RTU Tổng số tín hiệu Analog RTU Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh 7 7 Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV Digital input (Tín hiệu đầu vào nhị phân) Fault (Lỗi) 220/380VAC Fault (Lỗi) 1 Fault (Lỗi) Battery (Ắc quy) Power supply (Nguồn cấp) Fault (Lỗi) 48VDC Fault (Lỗi) 1 Fault (Lỗi) Fault (Lỗi) 1 Fault (Lỗi) 220VDC RTU fault (Hư hỏng RTU) RTU Remote Control Disable (RTU điều khiển được) Operation ModeRemote/Local (Chế độ thao tác Từ xa/Tại chỗ) CB SF6 Blocked (Máy cắt khố thao tác khí SF6) Fault (Lỗi) CB Not Ready (Máy cắt không sẵn sàng) 1 Alarm1 (Tín hiệu 1) Active Relay1 (Rơle báo tín hiệu) 1 Alarm2 (Tín hiệu 2) Active Relay2 (Rơle báo tín hiệu) 1 Trip (Cắt) Trip (Cắt) Main Protections (BV tác động) Backup Protections (BV dự phòng tác động) Alarm 96 Tfr Buchloz alarm (Tín hiệu rơle ga) 1 Trip 96 Tfr Buchloz trip (Cắt máy từ rơle ga) 1 Trip 63 1 Trip 63 1 Alarm 23O 1 Trip 23O 1 Alarm 23W Alarm 23W 2 1 1 1 1 1 1 Tfr Pressure trip (Cắt máy từ rơle áp lực) Tap Changer oil Pressure trip (Cắt máy từ rơle dòng dầu) Tfr Oil Temp alarm (Tín hiệu nhiệt độ dầu cao) Tfr Oil Temp trip (Cắt máy từ bảo vệ nhiệt độ dầu cao) Tfr Winding Temp alarm (Tín hiệu nhiệt độ cuộn dây cao) Tfr Winding Temp trip (Cắt máy từ bảo vệ nhiệt độ cuộn dây Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Tiểu luận mơn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV cao) Tổng số Digital Input cho tín hiệu cắt : Tap Changer fault (Hư hỏng điều áp) 73 CB Open status CB Close status LS Open status LS Close status LS Open status LS Close status LS Open status LS Close status LS Open status LS Close status ES Open status ES Close status ES Open status ES Close status ES Open status ES Close status ES Open status ES Close status ES Open status ES Close status ES Close status ES Open status ES Close status ES Open status Circuit Breaker (Máy cắt) Circuit Breaker (Máy cắt) Line Disconnecter -1 (DCL -1) Line Disconnecter -1 (DCL -1) Line Disconnecter -2 (DCL-2) Line Disconnecter -2 (DCL-2) Line Disconnecter -7 (DCL-7) Line Disconnecter -7 (DCL-7) Line Disconnecter -3 (DCL-3) Line Disconnecter -3 (DCL-3) CB earthing Switch -15 (DTĐ-15) CB earthing Switch -15 (DTĐ-15) CB earthing Switch -25 (DTĐ-25) CB earthing Switch -25 (DTĐ-25) Line earthing Switch -75 (DTĐ-75) Line earthing Switch -75 (DTĐ-75) Line earthing Switch -76 (DTĐ-76) Line earthing Switch -76 (DTĐ-76) Transformer Earth Switch -38 Transformer Earth Switch -38 Transformer Earth Switch -0 BB Earthing Switch -14 (DTĐ C11) BB Earthing Switch -14 (DTĐ C11) BB Earthing Switch -24 (DTĐ C12) 1 1 Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh 14 14 1 1 1 1 Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV ES Close status Tổng số Digital Input cho trạng thái CB, LS, ES : Tổng số Digital Input giám sát Số Digital Input dự phòng RTU Tổng số tín hiệu Digital Input RTU BB Earthing Switch -24 (DTĐ C12) 12 12 2 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 2 132 144 Digital Output (Tín hiệu đầu nhị phân) CB Open CB Close LS Open LS Close LS Open LS Close LS Open LS Close LS Open LS Close ATC Raise ATC Low Tổng số Digital Output: Số Digital Output dự phòng RTU Tổng số tín hiệu Digital Output RTU Circuit Breaker (Máy cắt) Circuit Breaker (Máy cắt) Line Disconnecter -1 (DCL -1) Line Disconnecter -1 (DCL -1) Line Disconnecter -2 (DCL-2) Line Disconnecter -2 (DCL-2) Line Disconnecter -7 (DCL-7) Line Disconnecter -7 (DCL-7) Line Disconnecter -3 (DCL-3) Line Disconnecter -3 (DCL-3) 12 36 48 Ký hiệu : - 131 : Ngăn lộ 110 kV MBA T1 - 132 : Ngăn lộ 110 kV MBA T2 - 112 : Máy cắt liên lạc 110 kV - 331 : Máy tổng 35 kV MBA T1 - 631 : Máy tổng kV MBA T1 - 332 : Máy tổng 35 kV MBA T2 - 632 : Máy tổng kV MBA T2 ( Khơng vận hành) Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận mơn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV Lựa chọn Modul CPU, PSU, AI, BI, BO 3.1 Khối CPU: Chọn khối nguồn 560CMU05 - Bộ nhớ 128MB - cổng truyền tin nối tiếp - cổng internet Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV - 64M RAM - Có khả cấu hình, lập trình Web server - Có thể lập trình PLC *) Giao diện module: Cổng 1, chuẩn RS232 RS422, dùng để kết nối với trung tâm điều độ Cổng E chuẩn Ethernet 10/100 BaseT, dùng để kết nối máy tính điều khiển trạm tích hợp hệ thống điều khiển trạm Cổng A, B chuẩn RS485, RS 232 kết nối với IEDs cấp Cổng MMI loại Sub-D connector (9 cực), thực giao tiếp RTU560 Web browser(PPP_protocol) Hệ thống đèn LED báo hiệu • ERR red báo có lỗi tồn • Tx 4x green báo truyền liệu cổng 1,2,A,B • Rx 4x green báo nhận liệu cổng 1,2,A,B • CE 4x yellow lỗi thơng tin xảy cơng 1,2,A,B • A green Ethernet hoạt động • L green Đường truyền hoạt động *) Chức khối logic: - Khối SLC (Serial Line Controller) MPU hai vi xử lý quan trọng 560CMU04, chúng phối hợp phân chia công việc với SLC đảm nhận việc kết nối với IEDs, thông qua hai cổng A B theo chuẩn RS232 RS485 - Khối MPU đảm nhận tất công việc khác đồng thời gian thực cho I/0 Board - Bộ nhớ RAM/Flash 128 MB chứa cấu hình RTU560 nơi mà chương trình sở Firmware đưa vào thơng qua Web_browser - Bộ nhớ tạm thời RAM 64MB *) Chức board 560CMU05: Quản lý điều khiển I/O board Đọc liệu thu thập từ Input Board Viết lệnh điều khiển Output Board Quản lý thời gian đồng thời gian cho I/O board 3.2 Khối nguồn PSU: POWER SUPPLY UNIT 560PSU01 Điện áp đầu vào: 220 VDC Điện áp đầu ra: 48 VDC Dòng điện định mức đầu ra: 15 A Cho phép chạy nguồn lúc Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV 3.3 Khối AI (Analog Input Board 23AE23) đầu vào Dòng điện đầu vào: ± mA, ± mA, ± 10 mA, ± 20 mA, ± 40 mA Điện áp đầu vào: ± VDC, 20 VDC Dùng lấy cấp tín hiệu đo lường (chuẩn hóa) Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận mơn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV 3.4 Khối BI - (Binary Input Board 23BE23) 16 kênh đầu vào nhị phân Module sử dụng cho loại tín hiệu đầu vào nhị phân (Tín hiệu đơn, tín hiệu kép, giá trị số đo lường số, đếm) Điện áp đầu vào 24 60 VDC; Có cách ly quang Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV 3.5 Khối BO (Binary Output Board 23BA20 ) 16 kênh rơle đầu Module sử dụng cho loại tín hiệu đầu nhị phân (Lệnh đơn, lệnh kép, lệnh đếm) Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV Điện áp đầu 24 60 VDC; Có cách ly quang 3.6 Các biến đổi (Transducer 560CVT10) Điện áp đầu vào pha 100/110/125 VAC Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV Dịng điện đầu vào pha : 5A 1A Sai số 0,2% Tính tốn giá trị : - Cơng suất tác dụng, phản kháng, biểu kiến - Điện tác dụng, phản kháng - Hệ số công suất, tần số, sóng hài Mơ kết nối Transducer với CPU Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận môn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV Chọn ngăn lộ 131, 331, 631, 132, 332, 112, T1, T2 trạm 110 kV - E3.4 Phi Trường ta có bảng liệu sau (bảng tính thỏa mãn điều kiện dự phịng tối thiểu 20% theo quy định EVN) Số lượng Số lượng card Dự phòng Ghi AI khối 23AE23 (8 kênh) BI 12 khối 23BE23 (16 kênh) 132 Đang xây dựng thay máy thiết bị BO 12 khối 23BA20 (16 kênh) 36 Đang xây dựng thay máy thiết bị Từ ta có cấu sau: NCC1( A1 trung tâm điều độ Miền Bắc) 560PSU01Power supply unit 560PSU01Power supply unit 560CMU05 560CMU05 Dự phòng D/I 23AE23 - 01 D/O 23BA20 - 01 D/O 23BA20 - 02 D/O 23BA20 - 03 Dự phòng Dự phòng Dự phòng Dự phòng D/I 23BE23 - 01 D/I 23BE23 - 02 D/I 23BE23 - 03 D/I 23BE23 - 04 D/I 23BE23 - 05 D/I 23BE23 - 06 D/I 23BE23 - 07 D/I 23BE23 - 08 D/I 23BE23 - 09 Dự phòng Dự phòng Dự phòng Dự phòng NCC2 ( Dự phịng) Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh Tiểu luận mơn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV Tài liệu tham khảo Hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu SCADA hệ thống điện PGS TS Phạm Văn Hòa; Ths Đặng Tiến Trung; Ths Lê Anh Tuấn, NXB Bách Khoa Hà Nội 2010 Quy định xây dựng quản lý vận hành thiết bị SCADA TBA NMĐ, Ban hành kèm theo định số 1208/QĐ-EVN ngày 28/07/2008 Tập đoàn Điện lực Việt Nam Các tài liệu Internet Khảo sát thực tế trạm biến áp 110kV Phi Trường (E3.4) Nhóm thực hiện: Phạm Đình Nguyện - Phạm văn Cường – Vũ Thế Vinh ... mơn học SCADA & Tự động hóa TBA 110 kV TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BIẾN ÁP 110KV E3.4 PHI TRƯỜNG SỬ DỤNG RTU NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC SCADA & TỰ ĐỘNG HÓA TBA Trên sở sơ đồ nối... khiển: Double Outputs (DO) Sơ đồ cấu trúc hệ thống SCADA: Hình 1: Sơ đồ cấu trúc hệ thống SCADA CẤU TRÚC Hệ thống SCADA trạm bao gồm phần: + Hệ thống tủ RTU/SIC + Hệ thống thơng tin 2.1 Tủ RTU:... + Biến điện áp + Dây dẫn Mục đích phần nêu yêu cầu cần thiết thiết bị thứ trạm điện trang bị hệ thống tự động hóa trạm, đồng thời đề xuất giải pháp công nghệ cho thiết bị biến dòng biến điện áp