BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ 10 CHƢƠNG 2 GIỚI THIỆU C C THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG SCADA CỦA TỦ ĐÓNG CẮT HẠ THẾ ABB 2 1 Máy cắt không khí SACE EMAX 2 Emax 2 là bộ ngắt mạch đầu tiên phù hợp v i yêu cầu ƣ i m i Cho phép giao tiếp trực tiếp v i nền tảng điện án đá y quản ý năng ƣợng m i bi i y ™ Hệ thống điều khiển phân phối điện Kiến úc h ng inh à ug and ay Nói n na, đ y à ột tính năng h ng inh, giú áy ính ự động nhận diện thiết bị và nạp driver cho bạn sử dụng ngay, hễ gắn vào má.
BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ CHƢƠNG 2: GIỚI THIỆU C C THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG SCADA CỦA TỦ ĐÓNG CẮT HẠ THẾ ABB 2.1 Máy cắt khơng khí SACE EMAX Emax ngắt mạch phù hợp v i yêu cầu ƣ i m i Cho phép giao tiếp trực tiếp v i tảng điện án đá y quản ý ƣợng m i bi i y ™ Hệ thống điều khiển phân phối điện Kiến úc h ng inh ug and ay Nói n na, đ y ột tính h ng inh, giú áy ính ự động nhận diện thiết bị nạp driver cho bạn sử dụng ngay, gắn vào máy tính thiết bị chạy lự chẳng cần công setup phức tạp) giúp Emax dễ sử dụng Tận dụng hiệu suấ điện chƣa ừng có, Emax thiết lập chuẩn mực ngắt mạch m i cho nhu cầu ng ƣởng lai 2.1.2 Cấu tạo Hình Cấu tạo máy cắt SACE ACB 2000 10 BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ Chú thích Nhãn hiệu ích hƣ c ngắ ạch ảng định ức điện ộ hận bả ệ S CE E i Thiế bị hí để ngắ ạch ngắ ín hiệu “O” đóng “ I ” Nú bấ để hủ c ng Tín hiệu ch Nú bấ để đóng hủ c ng Đòn bẩy để ự nạ ò x đƣợc sạc h ặc xả Tín hiệu h c q q dịng bị ấ ị x đóng 10 ích hƣ c số s -ri Hình 2 : Các thông số kỹ thuật máy cắt hạ SACE 2.1.3 Các thông số kỹ thuật máy cắt hạ ABB Emax2 11 nh há hành BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ Tên loại máy cắt Danh mục sử dụng Loại thiết bị Dòng 5.Tần số hoạ động 6.Hiệu điện phụ kiện gắn kèm Icw (Rated short-time) (1s) withstand current: Khả chịu dòng ngắn mạch máy cắt nhà chế tạ đƣa a ứng v i khoảng thời gian ng ƣờng hợp 1s) Ics: khả cắt thực tế xảy cố thiết bị đó, điều phụ thuộc vào nhà sản xuất Icu viết tắt( ultimated current) khả chịu đựng dòng điện l n tiế điểm CB thời gian giây 10 Đánh giá điện áp 11 Tiêu chuẩn máy cắt 12 Số seri máy cắt 13 Hiệu điện mạch 2.1.4 Nguyên lý hoạt động Máy cắt hoạ động theo kiểu ƣợng đƣợc dự trữ, sử dụng mộ ị x đƣợc nạ ƣ c, lị xo đƣợc nạp tay v i trợ giúp cấu nạp lò xo, nạp điện v i giú đỡ động nạp, đƣợc cung cấ Cơ chế hoạ động nhƣ ậy đƣợc sử dụng tất máy cắt Have s Cơ chế đƣợc phát triển sử dụng số phận í hơn, cải tiến s i thiết bị ƣ c đ y ậy tạo tin cậy hơn, tuổi th ca y u cầu bảo trì bả dƣỡng í Cơ chế tiếp xúc (Contact Mechanism): Bộ phận dẫn điện đƣợc thiết kế theo kiểu modul hóa Mỗi cực g m có tiế điểm tiế điểm h quang, tiế điểm đƣợc lắ đặt vỏ b c modul hóa Các tiế điể đƣợc chế tạo từ hợp kim bạc Hoạ động tiế điểm h quang v i tiế điểm tiế điểm h quang s đóng ƣ c mở sau tiế điể Điều giảm b t ăn ịn iế điểm trạng thái hoạ động b nh hƣờng ngắn mạch Bộ phận dập h quang (Arc Chutes): Bộ phận dập h quang đƣợc cung cấp để dập h quang điện Bộ phận g m có kim loại mỏng đƣợc lắ đặt song song vỏ b c cách ly H quang đƣợc h n cho kim loại mà giúp dập h quang nhanh H quang bị hạn chế, phân chia dập tắt phận dập h quang Sự cách ly hợp lý phận dẫn điện, tiêu thụ ƣợng í ngắn mạch làm cho có khả hiết lập kết nối tải hệ thống ngu n cấp hai mặt 12 BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ Điều khiển SACE Emax máy cắ h ng hí đƣợc thiết kế để quản lý, v i hiệu tối đa, tất điện áp thấ đƣợc lắ đặt cho nhà máy công nghiệp, ứng dụng hải quân, lắ đặt hệ thống điện truyền thống tái tạo cho tòa nhà,trung tâm mua sắm, trung tâm liệu mạng truyền thông Đạ đƣợc hiệu tối đa việc lắ đặ điện để giảm tiêu thụ hao phí quản lý ngu n điện sử dụng ƣợng Vì lý này, công nghệ m i đƣợc sử dụng ngắt mạch S CE E ax ch suấ độ tin cậy cài đặ đƣợc tối ƣu hóa, đ ng thời, mức tiêu thụ điện giảm yêu tố i ƣờng đƣợc đảm bảo Hiệu Quản ý ải ng bấ ỳ điều iện có hể nhờ chức n ng ca nhƣ đổ ải hích nghi, đổ ải dự đ án, điều hiển c ng suấ , nhúng TS, Synch -rec sing, bả ệ hích ứng, hệ hống bả ệ gia diện hiế bị gia diện Hình sử dụng SACE ACB quản lý tải 13 BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ ết nối H àn hành ích hợ ƣ i h ng inh, òa nhà nhà iệ i 30% hời gian ch ế nối đấu d y áy c ng nghiệ Tiế SACE Emax loại máy cắt đƣợc tích hợp hoàn hảo vào tất hệ thống quản lý tự động ƣợng để cải thiện suất tiêu thụ ƣợng thực dịch vụ từ xa Tất ngắt mạch đƣợc trang bị thiết bị truyền thơng có sẵn để sử dụng v i phiên M dbus, P fibus De iceNe nhƣ phiên Modbus TCP, Profinet EtherNet / IP đại Các mơ-đun ại hộp mực dễ dàng đƣợc lắ đặt trực tiếp hộp thiết bị đầu cuối, vào mộ ngày sau - Ngu n kết nối phụ đƣợc tối ƣu hóa để đơn giản hóa kết nối v i thiết bị chuyển mạch Các thiết bị đầu cuối ngu n, đƣợc định hƣ ng theo chiều ngang chiều d c, đƣợc thiết kế cho phổ biến nhất, kết nối đẩy phụ kiện đảm bảo hệ thống d y điện tức an tồn Hiệu suất ốn ích hƣ c có sẵn ích hƣ c nhỏ g n hiệu suấ ca Tiế iệ i 25% chi hí ch d y dẫn , đấu nối S CE E ax đƣợc tạo thành từ ích hƣ c: E1.2, E2.2, E4.2 E6 n đến 6300A, cho phép thiết bị đóng cắ ích hƣ c nhỏ g n xếp hạng ca đƣợc xây dựng v i có chiều dài chiều ngang giảm -phần Dòng thời i gian ngắn , v i hiệu chức bảo vệ, đảm bảo ch n l c hồn tồn m i tình Thiết kế xác lựa ch n vật liệu cho phép tối ƣu hóa ích hƣ c tổng thể ngắt mạch Bằng cách này, thiết bị chuyển mạch ích hƣ c nhỏ g n đƣợc xây dựng tiết kiệm bật hiệu suất hu đƣợc 2.1.5 Ƣu điếm so với ACB khác - C hƣờng có nhiệm vụ đóng hay ngắ nhƣng đối v i ABB Emax2 đƣợc tích hợp nhiều ính C h ng hƣờng, ABB Emax2 đƣợc lắp thêm thiết bị dùng để đ ƣờng điều khiến hệ thống điện hạ ABB Emax2 khơng thiết bị đóng ngắ b nh hƣờng nhƣng à ột thiết bị v i tất chức cần thiế để quản lý tối ƣu ch hệ thống - Màn hình hiển thị ch ngƣời dùng dễ dàng thao tác vận hành chức có sẵn ABB Emax2, giảm tối thiếu khả sai só cách vận hành trực tiếp cấu hình hình Ta thấy có đầy đủ chức nhƣ bảo vệ, hiến thị thông số chạy hƣ, hay cài đặt 14 BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ - Năng suấ đƣợc ăng n ng hi ấ giai đ ạn, hiế ế đến h động hàng ngày, đƣợc đơn giản hóa Tiế iệ i 15% hời gian để cài đặ ế nối hiế bị đầu cuối The dõi bá động h n ích ạng ch i n ục ổn định hệ hống ố nhấ 2.2 Hệ thống SCADA 2.2.1 Hệ thống SCADA gì? SCADA (viết tắt tiếng Anh: Supervisory Control And Data Acquisition) hiểu he nghĩa truyền thống hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu Nhằm hỗ trợ ngƣời ng nh giá sá điều khiển từ xa 2.2.2 Những thành phần hệ thống SCADA chức • Trạ điều khiển giám sát trung tâm: hay nhiều máy chủ trung tâm (central host computer server) • T ạm thu thập liệu trung gian: Là khối thiết bị a đầu cuối từ xa RTU (Remote Terminal Units) khối điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controllers) có chức gia iếp v i thiết bị chấp hành (cảm biến cấp ƣờng, hộ điều khiển đóng cắt van chấ hành… • Hệ thống truyền thơng: bao g m mạng truyền thông công nghiệp, thiết bị viễn thông thiết bị chuyển đổi d n kênh có chức uyền liệu cấ ƣờng đến khối điều khiển máy chủ • Gia diện ngƣời - máy HMI (Human - Machine Interface): Là thiết bị hiển thị trình xử lý liệu để ngƣời vận hành điều khiển trình hoạ động hệ thống (Ngu n: Wikipedia) 15 BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ Hình Mơ hình hệ thống SCADA góc nhìn thiết bị Hình Mơ hình SC D dƣ i khung nhìn chức 16 BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ 2.2.3 Các lĩnh vực công nghiệp sử dụng SCADA Hệ thống SC D đƣợc sử dụng để giá sá , điều khiển từ xa Dữ liệu từ cảm biến đƣợc thu thập hiển thị hình máy chủ SC D Ngƣời vận hành biết đƣợc trạng thái hoạ động tức thời hệ thống can thiệp có cố Nếu khơng có hệ thống này, m i thao tác thu thập liệu, điều khiển phải tận ƣờng, ghi nhật ký tổng hợ Và h ng hể điều khiển từ xa đƣợc Hệ thống SC D đƣợc sử dụng ng ĩnh ực quản lý truyền tải điện, quản lý hệ thống phân phối nƣ c sạch, hệ thống dẫn dầu gas, hệ thống điện gió 2.2.4 Ứng dụng SC D lĩnh vực phân phối điện Một án điển h nh ng ĩnh ực quản lý phân phối điện hạ có nhiều tủ điện hạ lắ đặt nhiều nơi ng quận/huyện Các tủ điện lắ đặt rải rác (50-100 tủ) khu vực có bán kính tầm 3-5km Trong tủ điện có đ điện (Power Meter – PM để đ h ng số tải Cần giám sát tập trung thông số đ điện ung điều độ, lệnh đóng/cắ điện từ xa 17 BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ Hình Bên tủ điện hạ Các tủ điện hạ nằm vị trí khác khu vực, hƣờng đƣợc đấu nối thành mạch vòng Tổng quan sơ đ hệ thống SCADA quản lý tủ điện hạ thông qua mạng Internet 18 BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ Hình Tổng quan hệ thống SCADA tủ điện hạ Trong hình trên, thơng số điện ba g U, I, C s hi đƣợc đ c từ đ ng h đ điện thiết bị Gateway Thơng số trạng hái có điện/mấ điện đƣợc đ c cổng I/O thiết bị Gateway Thiế Ga eway đóng ị nhƣ ột thiết bị PLC, lập trình theo chuẩn giao thức M dbus để thu thập thơng số điện Sau đó, Ga eway hực việc à: ƣu ữ nh thiết bị (2) truyền thông số lên hệ thống SCADA Server thông qua mạng In e ne Ngƣợc lại, Gateway nhận lệnh điều khiển từ ngƣời vận hành để thực đóng/cắ điện cách hay đổi trạng thái cổng I/O nó, từ ích h ạt thiết bị đóng/cắ điện thực việc đóng/cắ điện Đ y ác cần thận tr ng liên quan trực tiế đến an toàn ngƣời, ví dụ hi n ƣ i có c ng nh n thao tác mà lại đóng điện, hậu khôn ƣờng M i ƣờng kết nối h ng hƣờng 3G/4G tủ điện nằm vị trí bất kỳ, chi hí cá h ng in ết nối đến tủ hƣờng tốn Hệ thống SCADA Server có nhiệm vụ quan tr ng quản lý kết nối từ tủ điện Số ƣợng kết nối từ vài chục đến hàng ă ết nối, tùy vào số ƣợng tủ quản lý Se e cịn ƣu ữ thơng số điện năng, h n ích liệu để đƣa a dự báo, v biểu đ , cảnh báo tin nhắn đến ch ngƣời vận hành Máy trạm ngƣời vận hành kết nối v i SCADA Servers, hiển thị thông số điện tức thời tủ điện, xem biểu đ hoạ động, cố có cảnh báo Máy trạm lệnh điều khiển đóng/cắ điện 19 BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ 2.3 Hệ thống ABB Ekip Link 2.3.1 Tổng độ tin cậy cho ứng dụng hàng hải Ekip Link v i Emax ngắt mạch, cung cấp bảo vệ điện cao cho tàu biển cải thiện độ tin cậy tổng thể, tính linh hoạt an tồn Có mộ xu hƣ ng mạnh m tàu biển hƣ ng t i đầy đủ điện khí hóa Hệ thống điện biển phải có khả sử dụng cao, an tồn linh hoạt, ột thách thức khơng gian hạn chế có sẵn, hệ thống ƣợng phức tạp phải có cung cấp mơi ƣờng biển hù địch Hệ thống liên kết Ekip ABB, v i ngắt mạch E ax 2, đáp ứng thách thức này, s biến v i nhu cầu hệ thống giám sát tốn làm cho việc điện hí hóa àu đơn giản nhiều 2.3.2 Ekip Link Emax Lƣ t Emax không ngắt mạch nhƣ đƣợc định nghĩa he uyền thống: g n nhẹ độ tin cậy cao mà kết từ việc giả vờ tạo Emax thích hợp cho ứng dụng tàu biển Đ y ngắt mạch h ng inh đầu i n đƣợc thiết kế để bảo vệ, kết nối tối ƣu hóa ic g ids điện áp thấp, chẳng hạn nhƣ thứ đƣợc tìm thấy tàu Phụ kiện - ví dụ: đơn ị chuyến điện tử e bảo vệ - đƣợc thêm vào ngắ đạ đƣợc tất chức cần thiết Hơn nữa, Emax có tiế điể đƣợc lập trình tạ điều kiện cho linh hoạt bổ sung nhƣ chức bá hiệu Ekip Link xử lý giao tiếp ngắt mạch cách sử dụng bus độc quyền ABB nội Tất ngắt mạch giao tiếp qua Liên kế đơn E i Link đƣợc kết nối v i cơng tắc thơng qua Ethernet Trong quan sát hoạ động không gian mạng yêu cầu an ninh, điện toàn diện liệu hệ thống đƣợc thực phổ biến nhờ truy cập từ xa thơng qua trình duyệt web V i hiệu suất yêu cầu tàu biển, quản lý lỗi điện khía cạnh quan tr ng hoạ động tàu tàu Liên kết ABB từ Ekip Emax cung cấp mộ cách đơn giản hiệu để: • Cách y hành hần hệ thống bị lỗi ƣ csự thất bại lan truyền từ hệ thống sang hệ thống khác • Đảm bảo chiến ƣợc ngắt kết nối cho lỗi hệ thống dựa việc phát hƣ ng lỗi • Đảm bảo hệ thống bảo vệ ngu n linh hoạt dự phịng 20 BÁO CÁO TỐT NGHIỆP • Cung cấp tự giá NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ sá để hạn chế thất bại tiềm ẩn 2.3.3 Phân biệt vùng logic với Emax đƣợc trang bị với Ekip Link Mộ hƣơng há xử ý điện hiệu lỗi tàu ch n l c vùng logic (hay phân biệ đối xử ngƣời H i giáo) Cách tiếp cận lập xác nhánh lỗi cách nhanh chóng mở mạch liền kề ngắt giảm thời gian lỗi tạm thời ứng suất điện Ch n l c vùng logic nhanh chóng cách ly lỗi khơng có hệ thống tàu khác ngƣời trực tiếp tham gia thấy hiệu ứng Đằng sau sơ đ mộ gic xác định cầu dao nên không nên vấp tình nhấ định V i Emax 2, tín hiệu chặn đƣợc nhận cách truyền cứng truyền thông xe buýt cách sử dụng E i Lin Nó có hể sử dụng hai s ng s ng d cung cấp dƣ hừa mà hƣờng đƣợc yêu cầu tàu biển Trong trình thiết lập, phần mề sƣờn E i C nnec đƣợc sử dụng để định cấu h nh đơn ị chuyến tùy ch n ch n l c - nghĩa xác định tín hiệu s nhận đƣợc s đƣợc truyền t i ngắt mạch hệ thống điện àu Tàu, xác định địa IP tác nhân thiết lập nút hệ thống Ở đ y, ột nút nhóm ngắt mạch đƣợc xác định, số đƣợc đề cử đơn ị tham khảo đơn ị ng ùy ch n ch n ùng gic đƣợc cấu hình cách sử dụng Kết nối Ekip Các diễn viên ngƣời phá vỡ lại nhóm Ch n l c vùng logic sử dụng E ax2 đƣợc trang bị Ekip Link giả cài đặt hệ thống tàu thời gian 60 phần ă , h ng gian cần thiết 30 phần tram cải thiện độ tin cậy, tính linh hoạt an tồn 2.3.4 Liên kết đến tƣơng lai Sự kết hợp ngắt mạch khơng khí Ekip Link cộng v i Emax tạo thành sở giải pháp cho Ch n l c ùng gic điện áp thấ đƣợc thiết kế để đá ứng yêu cầu khắt khe độ tin cậy, tính linh hoạt hiệu tàu biển Giải pháp phù hợp v i ứng dụng hác nhƣ ic g ids h ặc hệ thống điện phức tạ , ng gic ch n l c vùng cung cấp lợi ích l n 21 BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ 2.4 Ekip Hi Touch LSIG Hình SACE Ekip Hi-Touch LSIG 6 10 11 12 13 Màn h nh ứng àu n Đèn bá Led để cung cấ điện hình theo dõi động ƣ c Led động Led Nú quay ại n ang chủ Đơn ị iể a ch đơn ị iể a bả ệ ề nguy n nh n ích h ƣờng hợ có ỗi Cổng ế nối ng ài để ậ nh iể a Chức bảo vệ: Quá tải (L - ANSI 49) Bảo vệ ngắn mạch có ch n l c (S - ANSI 51 & 50TD) Bộ nh nhiệt Bảo vệ ngắn mạch tức thời (I - ANSI 50) Bảo vệ ngắn mạch (MCR) Bảo vệ rò rỉ (G - ANSI 51N & 50NTD) Bảo vệ rò rỉ mặ đất v i ngƣ i b n ng ài G ex - ANSI 51G & 50GTD) Bảo vệ trung lập Chế độ khởi động Vùng ch n l c vùng cho bảo vệ S G (ANSI 68) Sự bấ đối xứng (IU - ANSI 46) Hạ huyết áp (UV - ANSI 27) Tăng huyết áp (OV - ANSI 59) 22 ng BÁO CÁO TỐT NGHIỆP 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ Tần số (UF - ANSI 81L) Tần số (OF - ANSI 81H) h ng đối xứng điện áp (VU - ANSI 47) Dòng điện vi sai (Rc - ANSI 64 & 50NTD) Bảo vệ công suấ ngƣợc (RP - ANSI 32R) Đ ng hóa (SC - ANSI 25 tùy ch n) Trình tự pha (ANSI 47) Hệ số cơng suất (ANSI 78) Chức điều khiển điện tùy ch n Ngƣỡng công suất (4 giá trị để tải không tải 23 ... : Các thơng số kỹ thuật máy cắt hạ SACE 2. 1.3 Các thông số kỹ thuật máy cắt hạ ABB Emax2 11 nh há hành BÁO CÁO TỐT NGHIỆP NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ Tên loại máy cắt Danh mục sử dụng Loại thiết... G (ANSI 68) Sự bấ đối xứng (IU - ANSI 46) Hạ huyết áp (UV - ANSI 27 ) Tăng huyết áp (OV - ANSI 59) 22 ng BÁO CÁO TỐT NGHIỆP 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 NGUYỄN THÁI BẢO TRẦN NHƢ PHÚ Tần số (UF... hiệu suấ ca Tiế iệ i 25 % chi hí ch d y dẫn , đấu nối S CE E ax đƣợc tạo thành từ ích hƣ c: E1 .2, E2 .2, E4 .2 E6 n đến 6300A, cho phép thiết bị đóng cắ ích hƣ c nhỏ g n xếp hạng ca đƣợc xây dựng