Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hệ thống giám sát và điều khiển trạm biến áp 110kv không người trực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - BÙI VĂN DŨNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM BIẾN ÁP 110kV KHÔNG NGƯỜI TRỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã ngành: 60520202 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 08 NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - BÙI VĂN DŨNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM BIẾN ÁP 110kV KHÔNG NGƯỜI TRỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã ngành: 60520202 CBHD: PGS.TS HUỲNH CHÂU DUY TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 08 NĂM 2017 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Huỳnh Châu Duy Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại Học Công nghệ TP HCM ngày … tháng … năm 2017 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: TT Họ tên Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện Phản biện Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc TP HCM, ngày tháng 08 năm 2017 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: BÙI VĂN DŨNG Giới tính: NAM Ngày, tháng, năm sinh: 10/01/1976 Nơi sinh: Hải Phòng Chuyên ngành:KỸ THUẬT ĐIỆN MSHV: 1341830051 I- Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM BIẾN ÁP 110KV KHÔNG NGƯỜI TRỰC II- Nhiệm vụ nội dung: - Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật để cải tạo trạm biến áp 110 kV từ có người trực sang khơng có người trực - Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật để xây dựng trạm biến áp 110 kV không người trực - Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật cho trạm biến áp 110 kV Tham Lương không người trực lưới điện Tp HCM III- Ngày giao nhiệm vụ: (Ngày bắt đầu thực LV ghi QĐ giao đề tài) IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: V- Cán hướng dẫn: PGS.TS HUỲNH CHÂU DUY CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) PGS.TS HUỲNH CHÂU DUY i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu lưới điện số liệu tham khảo đơn vị quản lý vận hành, kết nêu Luận văn trung thực Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn BÙI VĂN DŨNG ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin chân thành cảm ơn Viện Đào tạo sau đại học, Khoa Điện – Điện Tử, Trường Đại Học Công Nghệ TPHCM tạo điều kiện cho học tập, tiếp cận với khoa học kỹ thuật làm việc với Thầy PGS.TS HUỲNH CHÂU DUY nhiệt tình giúp đỡ tơi thực đề tài luận văn tốt nghiệp Tôi chân thành cảm ơn Thầy, Cô Trường Đại Học Công Nghệ TPHCM, tận tình giảng dạy, trang bị cho tơi kiến thức quý báu khóa học vừa qua Xin chân thành cảm ơn bạn học viên khóa giúp trao đổi kiến thức chuyên môn, tài liệu học tập Mặc dù tơi cố gắng hồn thành luận văn phạm vi khả cho phép chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Tơi kính mong nhận thơng cảm đóng góp ý kiến q báu Q thầy bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện tốt Xin chân thành cảm ơn TP Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2017 Học viên thực Bùi Văn Dũng iii TÓM TẮT Với xu lưới điện phát triển ngày mạnh mẽ khu vực TPHCM, số trạm biến áp 110kV ngày nhiều, việc xây dựng trạm biến áp không người trực xu hướng tất yếu, giải pháp tối ưu cho hệ thống điện quản lý vận hành tự động, nâng cao suất lao động, giảm tối đa nhân lực; giảm thiểu đầu tư cáp, thiết bị trung gian, nâng cao độ tin cậy làm việc xác thiết bị, bảo đảm cung cấp điện an toàn liên tục, giải vấn đề tải; giảm thiểu cố thao tác nhầm người vận hành, nâng cao mức độ an toàn cho người vận hành đáp ứng yêu cầu thị trường điện Tổng Công ty Điện lực TPHCM triển khai nghiên cứu, phân tích, so sánh tiêu chuẩn kỹ thuật trạm biến áp hữu trạm biến áp khơng người trực ngồi nước để từ xây dựng tiêu chí khơng người trực Trên sở thực chuyển đổi trạm biến áp 110kV dạng truyền thống sang vận hành mơ hình trạm khơng người trực, hướng tất yếu nhằm thực lộ trình lưới điện thơng minh iv ABSTRACT With the rapid development of power grid system and rapid quantity increasing of 110kV substations, using unmanned substation is the optimal solution for power system Because it is an operational automation system in which it enhance employee productivity and minimize work force; minimize cable and devices investment, increase the reliability of electric devices, solve the overload problem; reduce incidents caused by wrong judgement of operators, increase the safety at workplace for operators and meet the requirements of the electricity market Ho Chi Minh City Power Corporation (HCMCPC) has been research, analyzed and compared the technical specifications of the existing substations and unmanned substations nationally and internationally; in order to build the standard specifications of unmanned substations On that basis, Ho Chi Minh Power Corporation transform the existing 110kV substations into unmanned substations That is the indispensable way to implement smart power grid system v MỤC LỤC Lời cam đoan …………………………………………….……… …………… … i Lời cảm ơn ……………………………………………………….……………… …ii Tóm tắt …………………………………………………………….……………… …iii Mục lục ………………………………………………………….……………… … v Danh mục từ viết tắt ………………………………………………………… … vii Danh mục bảng ix Danh mục hình ảnh, sơ đồ, vẽ……………………………….… ….… ix CHƯƠNG - GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề…………………….…………… ……….……………………… …1 1.2 Tính cấp thiết đề tài………………………….………………………………1 1.3 Nhiệm vụ luận văn………………………………………………… … ….2 1.4 Nội dung nghiên cứu……………………………………………………… ……2 1.5 Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………………2 CHƯƠNG - LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHĨ HƠ CH1 MINH .3 2.1 Tổng quan lưới điện khu vực TP Hồ Chí Minh………………………………3 2.2 Hiện trạng số trạm biến áp 110kV lưới điện thuộc Tổng Công ty Điện lực TPHCM quản lý 2.3 Hệ thống SCADA trung tâm Trung tâm điều độ Hệ thống điện TPHCM (HCMCLDC) .11 2.4 Trung tâm giám sát vận hành (OCC) Công ty Lưới điện Cao TPHCM 16 2.5 Một số trạm biến áp 220kV, 110kV người trực không người trực nước khu vực 21 2.6 Ứng dụng đề tài nghiên cứu vào hệ thống lưới điện 110KV khu vực TP Hồ Chí Minh 42 2.7 Phân tích, so sánh kinh tế trạm biến áp không người trực trạm có người trực vận hành .42 CHƯƠNG - CẢI TẠO VÀ XÂY DỰNG MỚI CÁC TRẠM BIẾN ÁP 110kV THÀNH TRẠM KHÔNG NGƯỜI TRỰC 45 3.1 Các yêu cầu chung trạm 110kV không người trực vận hành 45 vi 3.2 Yêu cầu phần kiến trúc xây dựng 45 3.3 Yêu cầu kỹ thuật phần thiết bị thứ 49 3.4 Yêu cầu hệ thống điều khiển, bảo vệ, đo lường 49 3.5 Yêu cầu hệ thống TTLL SCADA 52 3.6 Yêu cầu hệ thống nguồn tự dùng 54 CHƯƠNG - ỨNG DỤNG THIẾT KẾ MỚI TRẠM BIẾN ÁP 110kV THAM LƯƠNG KHÔNG NGƯỜI TRỰC 55 4.1 Tổng quan cơng trình 55 4.2 Qui mơ cơng trình 56 4.3 Giải pháp kiến trúc, xây dựng 59 4.4 Giải pháp kỹ thuật thiết bị điện 70 CHƯƠNG - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 5.1 Kết luận 84 5.2 Kiến nghị 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO .86 72  máy cắt truyền động pha  dao cách ly pha điều khiển motor  dao nối đất  máy biến dòng điện  chống sét van, kèm ghi sét  ống dẫn cách điện khí SF6 nối đến máy biến áp  tủ điều khiển chỗ - 01 ngăn liên lạc hnh 110kV, ngăn bao gồm thiết bị GIS sau:  ống cho hệ thống  máy cắt truyền động pha  dao cách ly pha điều khiển motor  dao nối đất  máy biến dòng điện  tủ điều khiển chỗ  02 ngăn biến điện áp 110kV, ngăn bao gồm thiết bị GIS sau:  ống cho hệ thống  máy biến điện áp  tủ đấu dây  Các thông số thiết bị GIS sau:  Loại : pha  Điện áp định mức hệ thống : 110kV  Điện áp hệ thống lớn : 123kV  Tần số : 50 Hz  Dòng định mức : 1250A  Dòng định mức ngăn đường dây, máy biến áp : 1250A  Dòng định mức ngăn phân đoạn : 1250A  Điện áp chịu đựng xung sét (BIL) (1,2/50s) : 550kVpeak  Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp (1 min) : 230kV(rms) 73  Dòng điện ngắn mạch : 31,5kA/3s  Dòng ngắn mạch đỉnh : 80kA  Nhiệt độ làm việc lớn : 40°C  Vỏ : Hợp kim nhôm  Độ rị rỉ khí : ≤1%/năm cho khoan thiết bị ngăn 4.4.1.3 Hệ thống tủ điện phân phối 22kV Hệ thống điện trung bao gồm 02 tủ lộ tổng, 12 tủ lộ ra, 02 tủ tụ bù, 02 tủ biến điện áp, 02 tủ biến điện áp tự dùng, 01 tủ máy cắt liên lạc, 01 tủ cầu dao kế nối, với thông số thiết cụ thể sau:  Kiểu tủ : Metal clad, pha, đặt nhà  Điện áp định mức hệ thống : 22kV  Điện áp hệ thống lớn : 24kV  Tần số : 50 Hz  Dòng định mức : 2500A  Dòng định mức ngăn lộ tổng, phân đoạn : 2500A (Đạt yêu cầu vận hành cho MBA 63MVA vận hành đầy tải)  Dòng định mức ngăn đường dây, tụ bù : 800A  Điện áp chịu đựng xung sét (BIL) (1,2/50s) : 125kVpeak  Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp (1 min) : 50kV(rms)  Dòng điện ngắn mạch : 25kA/3s  Dòng ngắn mạch đỉnh : 63kA  Nhiệt độ làm việc lớn : 40°C  Độ ẩm : 100%  Máy cắt : SF6 chân không  Cấp bảo vệ : IP4X  Khoảng cách rò điện : 25mm/kV 4.4.2 Giải pháp hệ thống điện tự dùng 74 Hệ thống điện tự dùng trạm gồm có phần chính: Nguồn điện tự dùng xoay chiều 380/220V điện tự dùng chiều 110V 4.4.2.1 Điện tự dùng xoay chiều 380/220V  Nguồn điện tự dùng xoay chiều trạm cung cấp từ MBA, công suất định mức máy 160kVA, điện áp 22/0.4kV nhận nguồn độc lập từ 02 MBA lực 110/22kV-63MVA Đầu 0.4kV MBA tự dùng cung cấp cho bảng điện phân phối tự dùng xoay chiều có để cung cấp cho phụ tải trạm bao gồm: động quạt mát MBA 110kV, thiết bị điều chỉnh điện áp tải MBA 110kV, thiết bị đóng cắt phía 110-22kV, chiếu sáng ngồi trời, chiếu sáng nhà điều khiển nhà phân phối, điều hoà nhiệt độ  02 nguồn điện xoay chiều 380/220kV cung cấp điện từ 02 MBA tự dùng thiết kế tự động chuyển nguồn hai nguồn bị thông qua máy cắt liên lạc T? l? - J02 c?p ngu?n cho MBA t? dùng T? l? - J17 c?p ngu?n cho MBA t? dùng Cable: 24kV-3x(1x240mm²) - 10m Cable: 24kV-3x(1x240mm²) - 25m LA 18KV T3 LA 18KV T4 22 ± 2x2.5%/0.4kV D/yn-11 160KVA 22 ± 2x2.5%/0.4kV D/yn-11 160KVA Cable: 0,4kV-(3x240+1x120)mm² - 25m 380/220VAC - AC.1 3x2A Cable: 0,4kV-(3x240+1x120)mm² - 25m A(B,C) A(B,C) 3x2A 27,59 PLC CONTROL SYSTEM 380/220VAC - AC.2 3x2A 3x2A H? TH? NG ÐI?U KHI?N 27,59 MCCB 4P In = 300A MCCB 4P In = 300A LIÊN Ð? NG ÐI?N VÀ CO MECHANICAL & ELECTRICAL INTERLOCKING M M 0-500V 0-500V V V -S514 -P12 0-300A AS A 3xCT 300/1A 5VA-CL1.0 kWh AS 3xCT 300/1A 5VA-CL1.0 -S514 -P12 0-300A A kWh M Chi?u dài cáp du?c li?t kê t?i b?n v? khác 4PMCCB 100A 4PMCCB 100A D? phòng 4PMCCB 75A D? phòng 4PMCCB 75A D? phòng 4PMCCB 40A D? phòng 2PMCCB 100A D? phòng 4PMCCB 75A D? phòng 4PMCCB 75A Ð?n b? c?p ngu?n cho h? th?ng di?u khi?n 4PMCCB 75A B?ng di?n hàn H.2 4PMCCB 75A T? di?n c?a h? th?ng máy l?nh 4PMCCB 200A C?p ngu?n cho h? th?ng camera quan sát Th 4PMCCB 40A C?p ngu?n phía 22kV (Main) Th 4PMCCB 75A 3x2A A(B,C) C?p ngu?n cho phòng PCCC (d? phịng) 4PMCCB 60A 2A C?p ngu?n phía 110kV (Main) 2A HEATER 4PMCCB 100A 3x2A MCCB 4P In = 300A Máy n?p s? - 110V DC 4PMCCB 100A A(B,C) D? phòng 4PMCCB 75A D? phòng 4PMCCB 75A D? phòng 4PMCCB 40A D? phòng 4PMCCB 60A T? di?n c?p ngu?n cho c?n tr?c MBA 4PMCCB 100A D? phòng 4PMCCB 20A B?ng di?n hàn H.1 2PMCCB 75A T? di?n chi?u sáng ngòai tr?i CS 4PMCCB 100A B? t? d?ng chuy?n d?i ngu?n c?a T? di?n CS s? c? C?p ngu?n cho phịng PCCC (chính) 4PMCCB 200A T? di?n chi?u sáng làm vi?c nhà PP ÐK 2PMCCB 10A C?p ngu?n t? báo cháy 4PMCCB 40A C?p ngu?n phía 22kV (Main) Máy n?p s? - 110V DC 4PMCCB 75A C?p ngu?n phía 110kV (Main) 4PMCCB 60A 3x2A HEATER 3x2A Chi?u dài cáp du?c li?t kê t?i b?n v? khác Hình 4.8 Sơ đồ nguyên lý nguồn điện xoay chiều 380/220V TBA 110kV Tham Lương 4.4.2.2 Điện tự dùng chiều 110V  Nguồn điện tự dùng chiều 110V cung cấp từ 02 ắc qui nikel-cadmil, có dung lượng 150Ah/10h Hệ thống ắc qui làm việc theo chế độ nạp 75 phụ nạp thường xuyên qua 02 chỉnh lưu có điện áp làm việc 380/220V dòng điện làm việc max 60A; để cung cấp cho phụ tải chiều trạm gồm có: Mạch điều khiển, tự động, bảo vệ báo tín hiệu, chiếu sáng cố, …  Khi nguồn điện xoay chiều 380/220V cung cấp cho 02 tủ chỉnh lưu, hệ thống tự động chuyển sang sử dụng nguồn từ 02 dàn ắc qui 110VDC đảm bảo trì liên tục nguồn điện cho hệ thống điều khiển , tự động, bảo vệ báo tín hiệu, chiếu sáng cố, hệ thống camera, hệ thống báo cháy… toàn trạm T? T? T? DÙNG AC.1 Ð?N T? T? T? DÙNG AC.2 Ð?N BATTERY ROOM BATTERY BOX BATTERY BOX CHARGER A BATTERY 150AH/10H -F11 Cu/XLPE/PVC/1kV-2Cx25mm² - 25m 60A V CHARGER BATTERY 150AH/10H -F21 -F12 Cu/XLPE/PVC/1kV-2Cx25mm² - 25m V Cu/XLPE/PVC/1kV-2Cx50mm² Cu/XLPE/PVC/1kV-2Cx50mm² 110VDC 2A DC 50A R 2A 2A HT ÐI?U KHI?N MÁY TÍNH 27,59 27,59 PLC CONTROL SYSTEM MCCB 2P In = 120A MCCB 2P In = 120A DC INVERTER 110VDC/220VAC 50Hz, 3000VA R 2A B? C? P NGU? N CHO H? TH? NG ÐI? U KHI?N MÁY TÍNH 50A A 60A -F22 M INVERTER 110VDC/220VAC 50Hz, 3000VA LIÊN Ð? NG ÐI? N VÀ CO M MECHANICAL & ELECTRICAL INTERLOCKING 0-150V 0-150V V V L+ -LL+ -PE L- -PE L+ -LL+ -PE L- -PE 0-120A A A SHUNT SHUNT 0-120A MAIN PC MAIN PC 2PMCCB 30A 2PMCCB 30A 2PMCCB 30A 2PMCCB 20A 2PMCCB 20A 2PMCCB 20A 2PMCCB 75A D? phòng 2PMCCB 75A 2PMCCB 40A D? phòng Th D? phòng 2PMCCB 40A 2A Th D? phòng D? phòng D? phòng D? phòng D? phòng D? phòng B? t? d?ng chuy?n d?i ngu?n c?a UPS T? di?n CS s? c? C?p ngu?n phía 110kV (Main) CHANGEOVER SWITCH 220VAC, 50Hz, 75A 2A D? phòng 2PMCCB 20A D? phòng 2PMCCB 20A B? d?i ngu?n Inverter DC/AC cho h? th?ng di?u khi?n 2PMCCB 20A H? th?ng tín hi?u b?ng cịi phía 22kV 2PMCCB 30A Cable: (2x10)mm² - 15m 2PMCCB 30A T? t? dùng AC/DC phía 22kV (Backup) 2PMCCB 30A R 2A HEATER 2PMCCB 75A S1 SURGE ARRESTER ROUTER 2PMCCB 75A H? th?ng tín hi?u b?ng cịi phía 110kV LIÊN Ð? NG ÐI?N 2PMCCB 40A 2A MCCB 2P In = 120A HEATER 2PMCCB 40A C?p ngu?n phía 22kV (Main) 2PMCCB 75A 2A T? t? dùng AC/DC phía 110kV (Backup) T? T? T? DÙNG AC.2 Ð?N M R 2A ENGINEERING CONSOL Hình 4.9 Sơ đồ nguyên lý nguồn điện tự dùng chiều 110V trạm 110kV Tham Lương 4.4.2.3 Giải pháp kỹ thuật thiết bị thông tin liên lạc, SCADA a Hệ thống thông tin liên lạc Hệ thống thông tin liên lạc phục vụ công tác điều độ hệ thống, vận hành, quản lý hành bảo vệ rơle Đồng thời trang bị cột anten để lắp đặt hệ thống thông tin VHF phục vụ cho hệ thống thông tin viễn thông khu vực, quy mô sau:  Thiết lập tuyến thông tin cáp quang Tham Lương – Chợ Lớn – A2 Tham 76 Lương – Vĩnh Lộc – HCM LDC – A2 để hình thành mạch vịng cáp quang theo mạng cáp quang nội hạt TPHCM (dự án mạng MAN2)  Trang bị thiết bị mạng Swich Layer (lớp mạng LAN) TBA 110kV Tham Lương TBA 110kV Chợ Lớn, TBA 110kV Vĩnh Lộc, A2, HCM LDC để thiết lập đường truyền thông tin kết nối vào mạng truyền dẫn MAN2 HCM LDC theo giao thức TCP/IP  Trang bị hệ thống thông tin vô tuyến VHF: Thiết lập kênh truyền dẫn Hotline TBA 110kV Tham Lương HCM LDC, A2; phục vụ công tác quản lý vận hành trạm  Trang bị mạng thuê bao điện thoại  Trang bị hệ thống cấp nguồn 48VDC cho thiết bị Viễn thông TBA 110kV Tham Lương, hệ thống nguồn 48VDC sử chung với hệ thống SCADA, nguồn điện 48VDC cung cấp thông qua chuyển nguồn 110VDC/48VDC Hệ thống nguồn 48VDC có hệ thống ắc quy dự phòng trường hợp nguồn 110VDC bị b Hệ thống SCADA Thu thập liệu SCADA TBA 110kV Tham Lương hệ thống SCADA TTĐĐ, A2 TTĐK thu thập chuyển đổi giao thức qua RTU thông qua kênh truyền thông để đưa đến máy tính chủ Font–End Để phục vụ cho phương thức kết nối trên, TBA 110kV Tham Lương trang bị thiết bị RTU kết nối đến thiết bị thông tin qua cổng V24/RS232 RTU kết nối tương ứng vào mạng điều khiển DCS TBA, RTU có tối thiểu ba cổng, cổng để kết nối với A2, cổng để kết nối với HCM LDC cổng TTĐK Công ty Lưới điện Cao Sử dụng converter RS.232/TCP.IP để chuyển đổi giao thức kết nối với hệ thống mạng MAN-E, cụ thể là:  Trang bị 03 converter RS.232/TCP.IP TBA Tham Lương (cho hướng A2, HCM LDC TTĐK)  Trang bị 01 converter RS.232/TCP.IP A2 (cho hướng Tham Lương)  Trang bị 01 converter RS.232/TCP.IP HCM LDC (cho hướng Tham 77 Lương)  Thiết bị RTU phải đáp ứng tối thểu chức sau:  Lưu trữ thơng tin cố, giá trị tính tốn đo lường;  Có khả cấu hình từ xa;  Tích hợp chức HMI với lệnh điều khiển giám sát bản, cho phép thực thao tác đóng cắt thiết bị qua máy tính kết nối với RTU;  Chức lập trình PLC;  Khả truy xuất liệu công cụ MS-Excel;  Phần mềm để kết nối thiết bị IED theo giao thức IEC 61850, multi-meter theo giao thức Modbus, RTU protocol SCADA communication qua giao thức IEC 60870-5-101  Thiết bị chuyển đổi giao thức đáp ứng yêu cầu sau:  Dạng đơn thể độc lập (Stand-Alone), sử dụng nguồn 48-220VDC 220VAC;  Hỗ trợ quyền phần mềm cho giao thức IEC60870-5-101 Master RP570 Salve;  Hỗ trợ cổng (serial) RS232 để kết nối với hệ thống và/hoặc thiết bị đầu cuối SCADA;  Hỗ trợ phần mềm cấu hình liệu chuyển đổi tương thích hệ điều hành MS Windows (NT, 2000, XP …) chạy PC hay Notebook, giao tiếp với chuyển đổi giao thức qua cổng Ethernet (và/hoặc RS232) Phần mềm hoạt động ngoại tuyến (off-line) nạp chạy cấu h nh sở liệu vài phút Ngồi cịn phải có khả chạy trực tuyến (online) để theo dõi, kiểm tra thông tin trạng thái chương tr nh;  Hỗ trợ 2000 điểm liệu chuyển đổi (cho tín hiệu thị trạng thái đơn, kép, đo lường, điều khiển);  Có chế theo dõi (watchdog timer) tự khởi động lại (reset) thiết bị có lỗi phần cứng phần mềm  Yêu cầu danh sách liệu: Theo quy định EVN, danh sách yêu cầu liệu TBA sau: 78  Tín hiệu trạng thái: + Tín hiệu bit: tất tín hiệu máy cắt, dao cách ly, dao nối đất; + Tín hiệu bit: tín hiệu cảnh báo, tín hiệu relay bảo vệ  Tín hiệu đo lường: + Đối với cái: tần số (Hz), điện áp (kV); + Đối với máy biến áp: công suất tác dụng (MW), công suất phản kháng (Mvar), điện áp (kV), cường độ dòng điện (A) cấp điện áp khác máy biến áp, nấc máy biến áp; + Đối với lộ đường dây: công suất tác dụng (MW), công suất phản kháng (Mvar), điện áp (kV), cường độ dòng điện (A)  Tín hiệu điều khiển: + Các máy cắt, dao cách ly, dao nối đất (tín hiệu điều khiển dạng ĐĨNG/MỞ); + Các đổi nấc máy biến áp (tín hiệu điều khiển dạng TĂNG/GIẢM) TBA THAM LU ONG ODF Cáp quang 100Mbps ODF Cáp quang 100Mbps SWITCH LAYER ÐI?U Ð? A2 TBA CH? L? N Cáp quang 100Mbps M?NG CÁP QUANG N? I H?T MAN2 M?NG CÁP QUANG N? I H?T MAN2 SWITCH LAYER ODF SWITCH LAYER Cáp quang 100Mbps LAN CONVERTER RS.232/IP Cáp quang 100Mbps CTY LÐ CAO TH? SCADA SYS ODF CONVERTER RS.232/IP SCADA SYS ÐI?U Ð? TP.HCM SWITCH LAYER Cáp quang 100Mbps ODF SWITCH LAYER TBA VINH L? C ODF SWITCH LAYER CONVERTER RS.232/IP SCADA SYS Hình 4.10 Sơ đồ kết nối hệ thống thông tin, SCADA trạm 110kV Tham Lương 79 4.4.4 Giải pháp kỹ thuật kết nối hệ thống điều khiển, bảo vệ 4.4.4.1 Hệ thống điều khiển Trạm biến áp 110kV Tham Lương trang bị hệ thống giao diện kết nối điều khiển vận hành trạm từ xa (TTĐĐ-HCMPC) Hệ thống giao diện cho phép thực nhiệm vụ điều khiển giám sát hoạt động thiết bị trạm Ngoài hệ thống giao diện kết nối với Trung tâm điều độ HTĐ miền Nam theo quy định hành Việc điều khiển thực từ 04 mức:  Mức 1: Từ Trung tâm điều độ, TTĐK:  Trạm điều khiển, giám sát từ Trung tâm điều độ HTĐ miền Nam Trung tâm điều độ HTĐ TPHCM Khóa chuyển chế độ điều khiển (A2/TTĐĐTPHCM) thao tác hệ thống máy tính điều khiển TTĐĐ-TPHCM, tương lai có thêm điều khiển giám sát thiết bị biến áp từ hệ thống OCC đặt Công ty Lươi điện cao TPHCMC  Thủ tục giao tiếp trạm với trung tâm điều độ IEC-60870-5-101/104 thơng qua 02 máy tính Gateway  Mức 2: Từ Nhà điều khiển trạm:  Tại trạm trang bị hệ thống điều khiển máy tính Tuy nhiên, Trung tâm điều độ HTĐ TPHCM có trang bị máy tính Mobile-HMI (khơng thuộc phạm vi dự án) Theo đó, cần can thiệp điều khiển trạm, kỹ sư vận hành kết nối đăng nhập vào mạng LAN trạm trực tiếp qua Switch dự phịng sẵn để chiếm quyền điều khiển.Mobile-HMI thực chức điều khiển giám sát hoạt động thiết bị lắp đặt trạm thông qua giao thức IEC-61850 kết nối từ BCU, rơ le tủ điều khiển bảo vệ ngăn thông qua mạng LAN cáp quang  Mức 3: Từ tủ điều khiển - bảo vệ ngăn lộ:  Bộ BCU mức ngăn thực việc thu thập, xử lý tín hiệu số, tín hiệu tương tự ngăn  Trên hình BCU ngăn thể giá trị đo lường, sơ đồ sợi đèn thị vị trí thiết bị đóng cắt ngăn Các BCU lắp đặt tủ điều khiển – bảo vệ mức ngăn đấu nối tới mạng LAN trạm 80  Mỗi ngăn lộ trang bị 02 BCU có chức điều khiển đóng cắt máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa,…  Thủ tục giao tiếp từ BCU đến mạng LAN BCU IEC61850  Ngồi ra, để dự phịng cho hệ thống máy tính, thiết bị điều khiển cổ truyền trang bị cho ngăn, lắp tủ điều khiển - bảo vệ mức ngăn, bao gồm:  Các khoá điều khiển tay thực đóng/ cắt máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa có động cơ; đèn thị vị trí thiết bị, sơ đồ mimic ngăn  Công tơ đa giá có khả lập tr nh (programmable tariff meter), dùng để đo lường thơng số chính: U, I, P, Q, Wh, VARh Chức đếm điện tác dụng phản kháng có khả lập trình với 03 mức giá, có trang bị cổng giao tiếp với hệ thống điều khiển máy tính (giao tiếp với mạng LAN trạm)  Các tủ điều khiển bảo vệ HTPP 110kV tích hợp kèm với hệ thống thiết bị GIS đặt rời phòng bố trí thiết bị GIS  Mức : Mức thiết bị:  Việc điều khiển, giám sát thiết bị thực thơng qua khóa điều khiển, nút bấm, dụng cụ đo lắp đặt thiết bị đóng cắt (máy cắt, dao cách ly )  Tự động  Tự động hóa trạm sử dụng cho:  Ðiều chỉnh điện áp tải MBA phía 110kV  Quạt mát máy biến áp theo mức phụ tải  Chữa cháy máy biến áp khởi động từ mạch bảo vệ rơle tiếp điểm báo máy cắt mở thiết bị báo cháy  Cung cấp nước cho trạm cơm chữa cháy  Ðóng nguồn dự phòng 0.4kV  Trên đường dây 110kV có đặt thiết bị tự động đóng lặp lại lần pha ba pha có kiểm tra đồng kiểm tra điện áp đường dây 81 Hình 4.11 Sơ đồ kết nối hệ thống máy tính điều khiển, RTU trạm 110kV Tham Lương 82 4.4.4.2 Bảo vệ rơ le TBA 110kV Tham Lương sử dụng loại rơle kỹ thuật số có độ nhạy cao, thời gian tác động nhanh, có khả giao tiếp với máy tính, SCADA Giao tiếp với Switch mạng LAN, hệ thống máy tính cáp quang thông qua giao thức IEC61850  Bảo vệ phía 110 kV:  Bảo vệ cho ngăn đường dây: + Bảo vệ chính: dùng relay bảo vệ so lệch dọc trang bị hai đầu đường dây, truyền cắt hai đầu qua kênh thông tin quang dành riêng cho bảo vệ so lệch dọc, rơ le tích hợp chức năng: 87L,67/67N,50/51,50/51N,79/25,74,85 +Bảo vệ dự phòng: dùng relay bảo vệ q dịng pha chạm đất có hướng, rơle tích hợp chức năng: 67/67N,50/51,50/51N,27/59,50BF,74,85  Bảo vệ cho ngăn máy cắt liên lạc: + Đặt relay bảo vệ khoảng cách có cấp trở lên chống tất dạng ngắn mạch Cấp 1: cắt nhanh Cấp 3: có thời gian tr hỗn, rơle tích hợp chức năng: 21/21N,67/67N,50/51,50/51N,27/59,50BF,74,85  Bảo vệ cho cái: + Bảo vệ so lệch tích hợp chức bảo vệ từ chối làm việc máy cắt, chức check zone  Bảo vệ MBA 110/22kV + Bảo vệ chính: dùng rơle so lệch máy biến áp, tích hợp chức năng: 87T,64,49,50/51,50/51N,74,FR + Bảo vệ nội MBA: gồm bảo vệ Buchholz cho thùng dầu chính, bảo vệ áp suất cho OLTC, bảo vệ nhiệt độ dầu, bảo vệ nhiệt độ cuộn dây, bảo vệ mức dầu cao/thấp (thuộc phạm vi nhà chế tạo) + Bảo vệ dự phòng chống ngắn mạch pha chạm đất phía 110kV 22kVcủa MBA 110/22kV  Bảo vệ phía 22kV:  Các đường dây 22kV lắp đặt bảo vệ sau: Dùng relay bảo vệ q dịng pha chạm đất có hướng, rơle tích 67/67N,50/51,50/51N,46BC,27/59,50BF,74,81, 79 hợp chức năng: 83 4.4.4.3 Ðo lƣờng TBA 110kV Tham Lương sử dụng BCU để đo điện áp, đo tần số, dịng điện, đo cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng có khả giao tiếp với hệ thống máy tính, SCADA thơng qua giao thức IEC61850 Đối với hệ thống đếm điện điện sử dụng loại công tơ giá kết nối hệ thống máy tính, hệ thống SCADA cổng RS232 thông qua giao thức Modbus Hệ thống đo lường trạm bao gồm sau:  Ðo dòng điện:  Các phía máy biến áp 110/22kV  Các đường dây 110kV  Các đường dây 22kV  Ðo công suất tác dụng phản kháng hướng  Các đường dây 110kV  Ðo công suất tác dụng phản kháng hướng  Lộ tổng 110kV; 22kV MBA 110kV  Các đường dây 22kV  Các lộ tụ bù 22kV (chỉ đo công suất phản kháng)  Ðo hệ số công suất cos:  Các lộ tổng 110; 22kV MBA  Các lộ ÐD 110kV  Các lộ 22kV  Ðếm điện tác dụng điện phản kháng chiều:  Trên đường dây 110kV  Ðếm điện tác dụng điện phản kháng chiều:  Lộ tổng 110kV; 22kV MBA 110kV  Các xuất tuyến 22kV  Các lộ tụ bù 22kV  Ðo điện áp, tần số, 110kV, 22kV  Ðo dòng điện đếm điện tác dụng lộ tổng 0.4kV MBA tự dùng Ðo điện áp 02 phân đoạn 0.4kV  84 CHƢƠNG - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Qua nghiên cứu số trạm biến áp không người trực giới, trạm không người trực nước trạm không người trực lưới điện TPHCM, đặc biệt qua nghiên cứu áp dụng giải pháp trạm không người trực TBA 110kV Tham Lương, học viên rút số nội dung kết luận cho việc áp dụng giải pháp trạm biến áp 110kV không người trực cụ thể sau:  Giảm số lượng nhân viên vận hành trạm thuộc đơn vị quản lý vận hành  Tránh sai sót người  Giảm nguy gây tai nạn lao động  Giảm chi phí đền bù, chi phí vật tư thiết bị  Giảm báo cáo  Thu thập liệu tự động  Hệ thống đọc số điện tự động  Đáp ứng yêu cầu đại hóa lưới điện Thành Phố Hồ Chí Minh, phát triển đưa lưới điện Thành Phố trở thành lưới điện thông minh (Smart Grid) giai đoạn phát triển đất nước  Đề tài nghiên cứu phù hợp với chiến lược phát triển kinh tế đất nước, phù hợp với chiến lược phát triển lưới điện Tổng Công Ty Điện Lực Thành Phố Hồ Chí Minh (EVN HCMC) phù hợp với yêu cầu vận hành thị trường điện 5.2 Kiến nghị Qua ứng dụng thực tế giải pháp trạm không người trực TBA 110kV Tham Lương, học viên kiến nghị nội dung sau:  Ứng dụng giải pháp đề tài xây dựng trạm biến áp 110kV cải tạo trạm hữu vận hành theo kiểu truyền thống trở thành trạm không người trực vận Tổng Cơng ty Điện lực TPHCM (EVN HCMC), có ý nghĩa quan trọng việc đưa trạm vào vận hành không người trực tương lai theo tiêu chí Tập Đồn Điện Lực Việt Nam (EVN)  Đề tài nghiên cứu làm sở khoa học cho việc xây dựng tiêu chí chuẩn 85 dự án đầu tư trạm biến áp không người trực  Qua đề tài học viên nhận thấy ngồi việc áp dụng giải pháp cơng nghệ cho trạm biến áp 110kV đáp ứng yêu cầu vận hành không người trực mà áp dụng giải pháp cho trạm biến áp 220kV 500kV hệ thống điện Việt Nam nhằm đáp ứng yêu cầu độ tin cậy cao vận hành hệ thống điện, giảm tối đa chi phí quản lý, đại hóa lưới điện TPHCM toàn lưới điện Việt Nam  Áp dụng giải pháp kỹ thuật đề tài vào việc cải tạo trạm vận hành truyền thống trạm xây dựng Tổng Công Ty Điện Lực Thành Phố Hồ Chí Minh (EVNHCMC) nói riêng Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam (EVN) nói chung trở thành trạm biến áp khơng người trực vận hành 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Quy định việc ban hành Quy định hệ thống điều khiển trạm biến áp 500kV, 220kV, 110kV Tập đoàn Điện lực quốc gia Việt Nam ban hành kèm theo Quyết định số 176/QĐ-EVN ngày 04/03/2016 [2] Quy định xây dựng quản lý vận hành thiết bị SCADA Trạm biến áp nhà máy điện Tập đoàn Điện lực Việt Nam ban hành kèm theo Quyết định số 1208/QĐEVN ngày 28/07/2008 [3] Quyết định số 1157/QĐ-EVN ngày 19/12/2014 Tập đoàn Điện lực Việt Nam việc ban hành Quy tr nh An toàn điện [4] Qui định tiêu chuẩn kỹ thuật hệ thống điều khiển tích hợp cho TBA 110kV 220kV, 500kV – Tập đoàn Điện lực Việt Nam [5] Bảo vệ rơle tự động hóa hệ thống điện – GS Trần Đ nh Long [6] Bảo vệ rơle tự động hóa hệ thống điện – KS Hồng Hữu Thận [7] Tài liệu hệ thống điều khiển tích hợp TBA hãng Alstom [8] Tài liệu hệ thống điều khiển tích hợp TBA hãng Siemens [9] Tài liệu hệ thống điều khiển tích hợp TBA, Trung tâm điều khiển giám sát Công ty ATS [10] Tài liệu hệ thống điều khiển tích hợp TBA Cơng ty Mai Phương ... số trạm biến áp 110kV vận hành có người trực thành trạm biến áp vận hành người trực khơng người trực như:  Trạm biến áp 110kV Láng Cát;  Trạm biến áp 110kV Bình Trị Đơng;  Trạm biến áp 110kV. .. THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM BIẾN ÁP 110KV KHÔNG NGƯỜI TRỰC II- Nhiệm vụ nội dung: - Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật để cải tạo trạm biến áp 110 kV từ có người trực sang khơng có người trực - Nghiên. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - BÙI VĂN DŨNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM BIẾN ÁP 110kV KHÔNG NGƯỜI TRỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: