Nghiên cứu giải pháp nâng cao tự động hóa lưới điện trung thế thành phố hà nội

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC PHẠM NGỌC HƢNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO TỰ ĐỘNG HÓA LƢỚI ĐIỆN TRUNG THẾ THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƢỢNG HÀ NỘI, 2023 BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC PHẠM NGỌC HƢNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO TỰ ĐỘNG HÓA LƢỚI ĐIỆN TRUNG THẾ THÀNH PHỐ HÀ NỘI Ngành : Quản lý lƣợng Mã số : 8510602 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƢỢNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Lê Thành Doanh HÀ NỘI, 2023 LỜI CẢM ƠN Sau hai năm học tập nghiên cứu, với động viên, giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn TS Lê Thành Doanh, luận văn hồn thành Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Lê Thành Doanh tận tình dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn tất thầy, cô Trường Đại học Điện lực đặc biệt thầy, cô khoa Quản lý công nghiệp Năng lượng phòng Đào tạo Sau đại học hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành khố học Đặc biệt quan tâm Ban Giám hiệu Trường Đại học Điện lực tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất để bạn lớp có điều kiện học tập tốt Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn tới đồng nghiệp, bạn bè gia đình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho công việc học tập nghiên cứu Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn tới quan ban ngành giúp đỡ, cung cấp số liệu, phục vụ cho trình nghiên cứu luận văn Kính chúc thầy cơ, bạn bè đồng nghiệp gia đình sức khoẻ, thành đạt hạnh phúc Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2023 Tác giả Phạm Ngọc Hƣng LỜI CAM ĐOAN Tác giả cam đoan sử dụng tài liệu tham khảo tác giả, nhà khoa học luận văn trích dẫn phụ lục “Tài liệu tham khảo” cho việc nghiên cứu viết luận văn Tác giả cam đoan số liệu kết tính tốn trình bày luận văn hồn tồn tác giả tự tìm hiểu thực trình nghiên cứu viết luận văn mình, khơng chép chưa sử dụng cho đề tài luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2023 Tác giả Phạm Ngọc Hƣng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC HÌNH VẼ vi DANH MỤC BẢNG vii MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA LƢỚI ĐIỆN TRUNG THẾ VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Mơ hình ngun lý làm việc hệ thống tự động phân phối điện 1.2 Các phƣơng pháp thiết bị tự động phân phối 1.2.1 So sánh phƣơng pháp tự động phân phối đƣờng dây không 1.2.2 So sánh phƣơng pháp tự động phân phối lƣới điện ngầm (một vòng, nhiều vòng…) 10 1.2.3 So sánh thiết bị đóng cắt cho đƣờng cáp ngầm 11 1.2.4 So sánh hệ thống thông tin khác 13 1.2.5 So sánh hệ thống thông tin (thông tin TCM-TCR) 14 1.2.6 Hệ thống máy tính 15 1.3 Các thiết bị điện dùng đóng cắt lƣới 16 1.3.1 Máy cắt tự động 16 1.3.2 Thiết bị tự động .16 1.3.3 Dao phân đoạn tự động 17 1.4 Cơ sở lý thuyết tiêu độ tin cậy hệ thống điện 18 1.4.1 Độ tin cậy cung cấp điện 18 1.4.2 Các tiêu đánh giá lƣới điện trung 18 1.6 Kết luận chƣơng 29 CHƢƠNG THỰC TRẠNG HỆ THỐNG LƢỚI ĐIỆN TRUNG THẾ THÀNH PHỐ HÀ NỘI VÀ TỰ ĐỘNG HÓA LƢỚI ĐIỆN HIỆN NAY .31 2.1 Tổng quan Tổng công ty Điện lực thành phố Hà Nội .31 2.1.1 Ngành nghề hoạt động kinh doanh .31 2.1.2 Cơ cấu tổ chức Tổng Công ty 32 2.2 Đặc điểm lƣới điện trung Thành phố Hà Nội 32 2.2.1 Đặc điểm nguồn lƣới điện 32 2.2.2 Đặc điểm thị trƣờng khách hàng 34 iii 2.3 Tình hình tự động hóa lƣới điện trung 36 2.4 Kết luận chƣơng 40 CHƢƠNG ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN NÂNG CAO TỰ ĐỘNG HOÁ LƢỚI ĐIỆN TRUNG THẾ THÀNH PHỐ HÀ NỘI 41 3.1 Giới thiệu dự án tự động hóa lƣới điện trung Thành Phố Hà Nội 41 3.1.1 Vị trí thực dự án đầu tƣ 41 3.1.2 Mục tiêu quy mô dự án .41 3.2 Giải pháp kỹ thuật đề xuất tự động hóa lƣới điện trung .47 3.2.1 Vị trí điểm đặt thiết bị 47 3.2.2 Phƣơng án thi công lắp đặt .50 3.2.3 Giải pháp kết nối điều khiển xa dao cách ly có tải 52 3.2.4 Giải pháp thông tin viễn thông 55 3.3 Đánh giá hiệu đầu tƣ phƣơng án đề xuất 56 3.3.1 Triển khai dự trù tổng mức đầu tƣ dự án .56 3.3.2 Hiệu dự án đầu tƣ .58 3.4 Kết luận chƣơng 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Nghĩa từ viết tắt LĐPP Lƣới điện phân phối DCS Distribution control system: Hệ thống điều khiển phân tán SAIFI System Average Interruption Frequency Index: Tần suất điện trung bình hệ thống SAIDI System Average Interruption Duration Index: Thời gian điện trung bình hệ thống TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam DAĐT Dự án đầu tƣ SCADA Supervisory Control And Data Acquisition: Hệ thống giám sát, điều khiển thu thập liệu TBA DAS Trạm biến áp Hệ thống tự động phân phối điện v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Hệ thống tự động phân phối [6], [8] Hình 1.2: Cấu hình hệ thống DAS [6] .15 Hình 1.3: Máy cắt trung [7] 16 Hình 1.4: Autorecloser trung [7] 17 Hình 1.5: Sơ đồ sử dụng TĐL để loại trừ cố [9] 18 Hình 1.6: Sơ đồ lưới điện hình tia khơng phân đoạn [4] 21 Hình 1.7: Sơ đồ lưới điện hình tia có nhánh rẽ bảo vệ FCO [4] 23 Hình 1.8: Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn dao cách ly, nhánh rẽ bảo vệ FCO [4] 24 Hình 1.9: Sơ đồ lưới điện hình tia phân đoạn máy cắt 25 Hình 1.10: Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở .26 Hình 1.11: Đường dây hai nguồn, phân đoạn dao cách ly 28 Hình 2.1: Sơ đồ tổ chức Tổng Công ty Điện lực thành phố Hà Nội [5] 32 34 Hình 2.2: Đồ thị cơng suất điển hình ngày năm 2020-2021 [5] .34 Hình 2.3: Đồ thị sản lượng ngày cao năm 2020-2021 [5] .35 Hình 2.4: Số vụ cố 110kV năm 2020-2021 [5] 35 Hình 2.5: Số vụ cố trung năm 2020-2021 [5] 35 Hình 2.6: Kết thực biện pháp kĩ thuật [5] 36 Hình 3.1: Sơ đồ trạng hệ thống điều khiển xa lưới điện trung 55 Hình 3.2: Sơ đồ bố trí lắp đặt cầu dao phụ tải 57 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: So sánh hệ thống tự động đóng lại hệ thống tự động phân phối (DAS) [4] Bảng 1.2: So sánh hệ thống trung ngầm khác [4], [6] Bảng 1.3: So sánh cầu dao phụ tải dập hồ quang khí SF6 (GS) cầu dao chân khơng (VS) [3], [7] 11 Bảng 1.4: So sánh thiết bị đóng cắt 24kV đường dây trung khơng [3], [7] .12 Bảng 1.5: So sánh thiết bị đóng cắt 24kV cho đường cáp ngầm [4], [7] 13 Bảng 1.6: So sánh đường dây thông tin [6] 14 Bảng 1.7: So sánh phương pháp thông tin [8] 15 Bảng 1.8: Thông số hệ thống 22 Bảng 1.9: Số liệu khách hàng tải trung bình nút phụ tải .22 Bảng 1.10: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 1.6 22 Bảng 1.11: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 1.7 23 Bảng 1.12: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 3.7 24 Bảng 1.13: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 1.9 25 Bảng 1.14: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 1.8 trường hợp khơng hạn chế cơng suất chuyển tải 27 Bảng 1.15: Các tiêu độ tin cậy nút tải hệ thống hình 1.10 trường hợp hạn chế công suất chuyển tải 28 Bảng 1.16: Tổng hợp tiêu độ tin cậy hệ thống từ hình 1.6 đến hình 1.10 29 34 Bảng 3.1 Vị trí lắp đặt cơng ty Điện lực Thanh trì 47 Bảng 3.2 Vị trí lắp đặt công ty Điện lực Chương Mỹ 48 Bảng 3.3 Vị trí lắp đặt công ty Điện lực Mỹ Đức 48 Bảng 3.4 Vị trí lắp đặt công ty Điện lực Quốc Oai .49 Bảng 3.5: Bảng dự kiến khối lượng thiết bị vật tư 57 Bảng 3.6: Bảng kinh phí thực dự án 57 vii MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, lƣới điện trung (còn gọi lƣới điện phân phối) Việt Nam phải đối mặt với nhiều thách thức chẳng hạn nhƣ: tăng lên nhanh nhu cầu phụ tải phát triển nhanh kinh tế, cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, nhiên liệu hóa thạch, thủy điện Các áp lực việc gìn giữ mơi trƣờng làm cho việc xây dựng thêm nhà máy điện gặp nhiều khó khăn Dẫn đến thiếu nguồn điện; Các lƣới điện trung phức tạp, nhiều nút, nhiều nhánh, có nhiều cấp điện áp khác nhau, số thiết bị xuống cấp Bên cạnh đó, lƣới điện gặp nhiều cố, với nguyên nhân từ tự nhiên, hƣ hỏng, già hoá thiết thiết bị sai sót ngƣời vận hành Chính mà lƣới điện trung ngày trở lên phức tạp quản lý, vận hành, đặc biệt dẫn đến cố điện thời gian dài, gây tổn thất kinh tế Lƣới điện trung khâu cuối hệ thống điện, phận quan trọng để đƣa điện tới phụ tải sử dụng điện Có thể thấy phân phối điện yếu tố quan trọng định đến chất lƣợng điện độ tin cậy hệ thống cung cấp điện khách hàng sử dụng điện Thời tiết Hà Nội chia làm 04 mùa, chịu nhiều diễn biến thay đổi khí hậu phức tạp Trong mùa hè lúc nắng nóng (>40 độ C), mùa đơng, nhiệt độ xuống thấp, có lúc xuống dƣới độ C, dẫn đến diễn biến phụ tải phức tạp Pmax/Pmin chênh lệch lớn (Năm 2017 Pmax/Pmin = 3900/668 tƣơng đƣơng 5,8 lần) Giao thông Hà Nội nhiều điểm ùn tắc, đặc biệt vào cao điểm, dẫn đến việc đơn vị quản lý vận hành kiểm tra, thao tác trực tiếp thiết bị điện khó khăn Với tốc độ thị hóa nhanh, nhƣợc điểm kể chƣa thể xử lý đƣợc ảnh hƣởng lớn đến công tác Điều độ, vận hành lƣới điện để đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải thành phố Hà Nội Để phù hợp xu cách mạng 4.0 đồng thời ngày nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng, việc ứng dụng giải pháp tự động hóa cho lƣới điện trung điều tất yếu Hệ thống tự động hóa lƣới điện phân phối (Distribution Automation System - DAS) với tính hữu ích nhƣ: nhanh chóng phát hiện, lập cố khơi phục cung cấp điện nhằm giảm thiểu tối đa ảnh hƣởng TT Vị trí lắp đặt Tên thiết bị Cột 71 lộ 478 E1.10 Recloser 71 Thanh Bình Cột lộ 477 E1.10 LBS 5A Quỳnh Đơ Cột 48 lộ 477E1.10 Recloser 48 Tự Khoát Cột số 64 lộ 477E1.10 LBS 64 Đông Mỹ Cột số 67 lộ 477E1.10 Dao 67 Đông Mỹ Cột 27 lộ 473E1.10 LBS 27 Đồng Chì Cột 01 lộ 487E1.10 LBS Ma Vang Cột 77 lộ 477E1.10 LBS 77 Tân Phú Ghi Bảng 3.2 Vị trí lắp đặt cơng ty Điện lực Chƣơng Mỹ TT Vị trí lắp đặt Tên thiết bị II CƠNG TY ĐIỆN LỰC CHƢƠNG MỸ Cột số 39 lộ 474E10.9 LBS 39 đƣờng trục Cột 41 lộ 474E10.9 LBS 41 nhánh Mạch vòng Cột 21 lộ 471E10.9 LBS cột 21 đƣờng trục Cột 23 lộ 472E10.9 LBS cột 23 đƣờng trục Cột 126 lộ 370E1.51 LBS 126 nhánh Cầu Tây Cột lộ 375E1.39 nhánh Thƣợng Vực LBS nhánh Thƣợng Vực Cột 62 lộ 375E1.39 LBS 62 nhánh Hoàng Diệu Cột 38 lộ 371E10.9 LBS cột 38 đƣờng trục Cột 94 lộ 371E10.9 LBS cột 94 đƣờng trục Ghi Bảng 3.3 Vị trí lắp đặt cơng ty Điện lực Mỹ Đức TT Vị trí lắp đặt Tên thiết bị III CÔNG TY ĐIỆN LỰC MỸ ĐỨC Cột 03 - nhánh mạch vòng lộ 373E10.2 - 376E10.2 LBS cột nhánh mạch vòng 373E10.2-376E10.2 Cột 189 lộ 373E10.2 LBS cột 189 Cột 74A lộ 373E10.2 LBS cột 74A nhánh Vôi đá Miếu 48 Ghi Môn Cột 165 - lộ 376E10.2 LBS cột 187A Bảng 3.4 Vị trí lắp đặt cơng ty Điện lực Quốc Oai TT Vị trí lắp đặt Tên thiết bị IV CÔNG TY ĐIỆN LỰC QUỐC OAI Cột 02 lộ 479E1.48 LBS lộ 479E1.48 Cột 122 lộ 479E1.48 LBS 122 nhánh Tân Phú Cột 03 lộ 477E1.48 LBS lộ 477E1.48 Trồng cột 71A khoảng cột số 7071 lộ 477E1.48 LBS Cột 71A Cột 01 lộ 487E1.54 M2 LBS Cột 01 lộ 487E1.54-M2 Cột số 93 lộ 477E1.48 LBS Cột số 93 lộ 477E1.48 Cột số 123 lộ 487E1.54-M2 LBS Cột 123 lộ 487E1.54-M2 Cột số 100 lộ 487E1.54M1 LBS cột 100 lộ 487E1.54-M1 Cột số 64 lộ 473E10.9 LBS Cột 64 lộ 473E10.9 10 Cột số 01 lộ 473E10.9 LBS Cột 01 lộ 473E10.9 11 Cột số 02 lộ 478E10.7 LBS Cột 02 lộ 478E10.7 12 Cột số 115 lộ 478E1.48 LBS Cột 115 lộ 478E1.48 13 Cột số 168 lộ 478E1.48 LBS Cột 168 lộ 478E1.48 14 Cột 48-4 lộ 475E1.48 LBS Cột 48-4 15 Cột số 54 lộ 475E1.48 LBS Cột 54 49 Ghi 3.2.2 Phương án thi công lắp đặt a Tại Công ty Điện lực Thanh Trì Vị trí LBS Quang Lai– 478E1.10 (tên theo nhiệm vụ thiết kế LBS Văn Điển) - LBS Quang Lai thay Recloser Quang Lai (tên theo nhiệm vụ thiết kế Recloser Văn Điển) lắp cột 01 lộ 478E1.10; - Hiện trạng vị trí lắp đặt: Trên cột đƣờng dây 22kV có, vị trí lắp cột số 01 lộ 478E1.10, trạng cột 2LT16 néo thẳng dây dẫn AC120/19 Cột cạnh đƣờng giao thông, thuận lợi cho lắp đặt công tác vận hành sau - Giải pháp lắp đặt: + Cột: Tận dụng lắp trạm LBS cột 2LT16 néo thẳng + Móng: Tận dụng + Lắp đặt 01 cầu dao phụ tải (LBS) 24kV-630A kèm tủ điều khiển + Lắp đặt Tận dụng 01 biến điện áp TU 24kV 24/0.22kV-100VA có + Cách điện: Cách điện đứng cho đƣờng dây sử dụng sứ đứng gốm (PI24) đỡ lèo đỡ ghế; + Xà – giá, ghế thao tác, thang trèo: Tận dụng xà giá có, lắp thêm xà đỡ LBS, xà đỡ biến điện áp Thép CT3 mạ kẽm nhúng nóng (chiều dày tối thiểu 80µm) + Tận dụng dây lèo có - Recloser Quang Lai chuyển cột 55 lộ 478E1.10 (tên theo nhiệm vụ thiết kế cột 60 lộ 478E1.10) Đặt tên mới: Recloser 55 Đông Trạch; - Hiện trạng vị trí lắp đặt: Trên cột đƣờng dây 22kV có, vị trí lắp cột số 55 lộ 478E1.10 Cột cạnh đƣờng giao thông, thuận lợi cho lắp đặt công tác vận hành sau b Tại Cơng ty Điện lực Mỹ Đức Vị trí LBS cột 189 lộ 373E10.2: - Hiện trạng vị trí lắp đặt: Trên cột đƣờng dây 35kV, cột kép có, vị trí lắp LBS cột 189 lộ 373E10.2 cột 2LT16 néo thẳng, dây dẫn AC120/19 Cột cạnh đƣờng giao thông, thuận lợi cho lắp đặt công tác vận hành sau - Giải pháp lắp đặt: + Cột: Tận dụng lắp trạm LBS cột 2LT16 néo thẳng + Móng: Tận dụng + Lắp đặt 01 cầu dao phụ tải (LBS) 38kV-630A kèm tủ điều khiển 50 + Lắp đặt 02 bảo vệ chống sét lan truyền phía cao thế, dùng chống sét van Polyme 35kV có thông số sau: Uđm = ≥48kV, Umcov = ≥38kV, In=10kA, chiều dài đƣờng rò ≥1250mm, 01 biến điện áp TU 35kV 35/0.22kV-100VA + Cách điện: Cách điện đứng cho đƣờng dây sử dụng sứ đứng gốm (PI45), cách điện néo sử dụng loại chuỗi néo thủy tinh (CN-35); + Xà – giá, ghế thao tác, thang trèo: Thép CT3 mạ kẽm nhúng nóng (chiều dày tối thiểu 80µm) + Dây lèo từ đƣờng trục xuống LBS dùng dây ACSR240/XLPE/HDPE35kV, đấu nối vào đƣờng trục dùng ghíp nhơm bu lơng CC50-240 số lƣợng ghíp / pha, Dây lèo đấu nối Bu chống sét van dùng dây ACSR50/8/XLPE/HDPE-35kV, đấu nối dây nối chống sét vào đƣờng trục dùng ghíp nhơm bu lơng CC50-240 số lƣợng ghíp / pha, đấu nối dây xuống BU vào dây lèo dùng ghíp bọc cách điện GNB-240 số lƣợng ghíp / pha c Tại Cơng ty Điện lực Quốc Oai Vị trí LBS lộ 479E1.48: - Hiện trạng vị trí lắp đặt: Trên cột đƣờng dây 22kV có, vị trí lắp LBS cột lộ 479E1.48 1LT20 néo thẳng, dây dẫn AC120/19 Cột cạnh đƣờng giao thông, thuận lợi cho lắp đặt công tác vận hành sau - Giải pháp lắp đặt: + Cột: Tận dụng lắp trạm LBS cột 1LT20 néo thẳng + Móng: Tận dụng + Lắp đặt 01 cầu dao phụ tải (LBS) 24kV-630A kèm tủ điều khiển + Lắp đặt 02 bảo vệ chống sét lan truyền phía cao thế, dùng chống sét van Polyme 24kV có thơng số sau: Uđm = ≥24kV, Umcov = ≥15.3kV, In=10kA, chiều dài đƣờng rò ≥ 475mm, 01 biến điện áp TU 24kV 22/0.22kV-100VA + Cách điện: Lắp 16 sứ đứng SĐ-22; + Xà – giá, ghế thao tác, thang trèo: Thép CT3 mạ kẽm nhúng nóng (chiều dày tối thiểu 80µm) + Dây lèo từ đƣờng trục xuống LBS dùng dây ACSR120/19/XLPE/HDPE-22kV, đấu nối vào đƣờng trục dùng ghíp nhơm bu lơng CC50-240 số lƣợng ghíp / pha, Dây lèo đấu nối Bu chống sét 51 van dùng dây ACSR50/8/XLPE/HDPE-22kV, đấu nối dây nối chống sét vào đƣờng trục dùng ghíp nhơm bu lơng CC50-240 số lƣợng ghíp / pha, đấu nối dây xuống BU vào dây lèo dùng ghíp bọc cách điện GNB-240 số lƣợng ghíp / pha d Tại Cơng ty Điện lực Chương Mỹ Vị trí LBS 41 nhánh Mạch vòng – liên lạc 474E10.9-475E10.9 (tên theo nhiệm vụ thiết kế LBS cột nhánh Mạch vòng) - Hiện trạng vị trí lắp đặt: Trên cột đƣờng dây 22kV có, vị trí lắp cột số 41 lộ 474E10.9 cột 2LT16 Néo thẳng, dây dẫn AC120/19 Cột cạnh đƣờng giao thông, thuận lợi cho lắp đặt công tác vận hành sau - Giải pháp lắp đặt: Lắp đặt LBS, biến điện áp hệ thống giá đỡ, dây lèo xuống LBS cầu dao phụ tải, lắp đặt bổ sung 02 chống sét van Lắp đặt ghế thao tác thang trèo + Cột: Tận dụng lắp trạm LBS cột 2LT16 Néo thẳng có + Móng: Tận dụng + Lắp đặt 01 cầu dao phụ tải (LBS) 24kV-630A kèm tủ điều khiển + Xà – giá, ghế thao tác, thang trèo: Thép CT3 mạ kẽm nhúng nóng (chiều dày tối thiểu 80µm) + Dây lèo từ đƣờng trục xuống LBS dùng dây ACSR120/19/XLPE/HDPE-22kV, đấu nối vào đƣờng trục dùng ghíp nhơm bu lơng CC50-240 số lƣợng ghíp / pha, Dây lèo đấu nối Bu chống sét van dùng dây ACSR50/8/XLPE/HDPE-22kV, đấu nối dây nối chống sét vào đƣờng trục dùng ghíp nhơm bu lơng CC50-240 số lƣợng ghíp / pha, đấu nối dây xuống BU vào dây lèo dùng ghíp bọc cách điện GNB-240 số lƣợng ghíp / pha 3.2.3 i i pháp kết nối điều khiển xa dao cách ly có t i a Các giải pháp kỹ thuật cầu dao phụ tải LBS * Vị trí điểm đặt dao cắt có tải LBS có điều khiển xa - Dao cắt có tải (LBS) đƣợc bố trí điểm phân đoạn sau máy cắt Recloser để phối hợp bảo vệ, đầu nhánh rẽ có phụ tải lớn Các thiết bị đƣợc thiết kế bố trí lắp đặt cột cầu dao có, trồng cột Các Giải pháp công nghệ * Dao cắt có tải LBS: 52 - Kiểu bố trí: Các thiết bị đƣợc bố trí cột bê tơng li tâm - Dao cắt có tải: Loại pha, làm việc trời Điện áp định mức 35kVrms, tần số 50Hz Buồng dập hồ quang chân khơng SF6 Dịng điện làm việc dòng điện cắt tải định mức 630A; Khả chịu dòng ngắn mạch (1s) ≥16kArms; Biến dịng, Biến điện áp đo lƣờng tích hợp bên cho pha - Tủ điều khiển: Trang bị tủ điều khiển: máy nạp, acquy phải đảm bảo trì vận hành (bao gồm cấp nguồn cho mạch điều khiển đóng, cắt 10 lần), trƣờng hợp nguồn cấp tối thiểu 24h Điện áp đnh mức 220 (+5% ÷ 10%)VAC Cấp bảo vệ IP 43 với vỏ tủ, IP 65 với thiết bị điện tử bên Tủ điều khiển đƣợc trang bị RTU có chức SCADA Chuẩn giao thức SCADA: IEC 60870–5–104; Số cổng giao tiếp truyền liệu trung tâm từ xa: Serial: ≥01; thernet: ≥01 Có cổng cấu hình LBS chỗ (RS232/RS485/USB v.v.) Danh sách liệu SCADA tối thiểu: Tín hiệu trạng thái 2bit: vị trí đóng/cắt LBS Tín hiệu cảnh báo 1bit: Mất nguồn AC, acquy bị lỗi; Vị trí khóa từ xa/tại chỗ, hƣ hỏng nội bộ, thị cố pha Tín hiệu điều khiển 2bit: Đóng/cắt LBS; Tín hiệu điều khiển 1bit: Reset từ xa tín hiệu cố Tín hiệu đo lƣờng dòng điện, điện áp pha, giá trị P, Q, cosφ - Máy biến áp cấp nguồn: Loại pha sứ 38,5/0,22kV-100VA 24kV/0,22kV 100VA, Điện áp định mức ≥ 35kV ≥ 22kV; Cấp điện áp 35/0,22kV 22/0,22kV, Tần số định mức 50Hz; Điện áp chịu đựng tần số nguồn phút 70kVrms; Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs (BIL) 170kVpeak; Chiều dài đƣờng rò bề mặt tối thiểu 25mm/kV b Các giải pháp giám sát điều khiển từ xa * Hiện trạng mơ hình hệ thống Hệ thống giám sát điều khiển xa đƣợc chia thành 04 vùng (Đông, Tây, Nam, Bắc) để thực nhiệm vụ: - Kết nối tồn Recloser phía Tây Hà Nội đến hệ thống điều khiển xa tập trung (Chỉ kết nối Recloser hỗ trợ giao thức SCADA) - Kết nối tồn Recloser phía Nam Hà Nội đến hệ thống điều khiển xa tập trung (Chỉ kết nối Recloser hỗ trợ giao thức SCADA) 53 - Chuyển kết nối Recloser phía Bắc Sơng Hồng từ hệ thống điều khiển xa phân tán (Hiện hữu) đến hệ thống điều khiển xa tập trung - Chia sẻ liệu SCADA hệ thống điều khiển xa hệ thống ABB SCADA/DMS  liệu với hệ thống SCADA/DMS  Trạm 110kV với hệ thống điều khiển xa - Chia sẻ liệu SCADA hệ thống điều khiển xa Phòng Điều độ Điện lực (Tất liệu Recloser xuất tuyến trung Trạm 110kV) - Sẵn sàng khả để kết nối đến thiết bị đóng cắt khác (Nhƣ RMU, LBS/DS, SOG, FI) b Sơ đồ hệ thống điều khiển xa 1) Router VNPT Main/Backup: Router Nhà mạng VNPT cung cấp dùng để thiết lập kênh MegaWan dự phòng (đã trang bị) 2) Router 3G VPN Server: Dùng để kết nối đến Recloser hỗ trợ giao thức IEC 60870-5-101 (đã trang bị) 3) Switch Layer Firewall: Dùng để thiết lập định tuyến bảo mật Trung tâm Recloser hỗ trợ giao thức IEC 680870-5-104 (đã trang bị) 4) Switch Layer Firewall: Dùng để thiết lập định tuyến bảo mật Trung tâm Phòng Điều độ Điện lực (đã trang bị) 5) Gateway: Hệ thống máy tính Server/Gateway phần mềm SCADA chuyên dụng để thu thập tín hiệu từ thiết bị lƣới (đã trang bị) 6) Workstation HMI: Máy tính trang bị Phịng Điều độ Công ty Điện lực (đã trang bị) 7) Router VNPT Main/Backup: Router Nhà mạng VNPT cung cấp dùng để thiết lập kênh MegaWan dự phịng (đã trang bị) 8) Router 3G VPN Server: Dùng để kết nối đến Recloser hỗ trợ giao thức IEC 60870-5-101 (đã trang bị) 9) Switch Layer Firewall: Dùng để thiết lập định tuyến bảo mật Trung tâm Recloser hỗ trợ giao thức IEC 680870-5-104 (đã trang bị) 10) Switch Layer Firewall: Dùng để thiết lập định tuyến bảo mật Trung tâm Phòng Điều độ Điện lực (đã trang bị) 54 11) Gateway: Hệ thống máy tính Server/Gateway phần mềm SCADA chuyên dụng để thu thập tín hiệu từ thiết bị lƣới (đã trang bị) 12) Workstation HMI: Máy tính trang bị Phịng Điều độ Cơng ty (đã trang bị) 13) Router VNPT Main/Backup: Router Nhà mạng VNPT cung cấp dùng để thiết lập kênh MegaWan dự phịng (Trang bị dự án này) Hình 3.1: Sơ đồ trạng hệ thống điều khiển xa lƣới điện trung 3.2.4 i i pháp thông tin viễn thông a Kênh truyền Trung tâm Điều độ Hệ thống điện TP Hà Nội thiết bị Recloser lưới - Kênh truyền sử dụng gói giải pháp 3G VPN Nhà mạng VNPT (Do Tổng Công ty Điện lực TP Hà Nội ký Hợp đồng nguyên tắc thỏa thuận kết nối bảo mật với Nhà mạng VNPT) Giải pháp đƣợc VNPT xây dựng chế bảo mật riêng, không cho phép kết nối mạng Internet công cộng 55 - Thiết bị đầu cuối (Switch Layer Firewall) đƣợc cài đặt định tuyến chế bảo mật dƣới quản lý Trung tâm Điều độ Hệ thống điện TP Hà Nội b Kênh truyền Trung tâm Điều độ Hệ thống điện TP Hà Nội Phòng Điều độ Điện lực - Kênh truyền loại FE hạ tầng mạng viễn thông Metro 100Mbps đƣợc cung cấp quản lý Công ty Công nghệ thông tin Điện lực Hà Nội - Thiết bị đầu cuối (Switch Layer Firewall) đƣợc cài đặt định tuyến bảo mật dƣới quản lý Trung tâm Điều độ Hệ thống điện TP Hà Nội c Giải pháp hệ thống SCADA/DMS trạng Hệ thống SCADA/DMS Hãng ABB trao đổi liệu với Hệ thống điều khiển xa qua giao thức ICCP IEC60870-5-104 - Hệ thống SCADA/DMS nhận tín hiệu SCADA thiết bị lƣới trung ể phục vụ tốn tính tốn DMS, đồ GIS, - Hệ thống điều khiển xa lƣới trung nhận tín hiệu SCADA ngăn lộ xuất tuyến trung đầu nguồn Trạm 110kV - Hệ thống SCADA/DMS hỗ trợ đầy đủ chức tính tốn DMS, đồ GIS, Sau thu thập đƣợc liệu lƣới trung thực chạy chức 3.3 Đánh giá hiệu đầu tƣ phƣơng án đề xuất 3.3.1 Triển khai dự trù tổng mức đầu tư dự án Để phối hợp với việc triển khai dự án lắp giám sát điều khiển từ xa Recloser, SOG, báo cố lƣới điện nay, Tổng công ty trang bị cầu dao phụ tải có khả kết nối với hệ thống SCADA đƣợc lắp đặt thêm nút lắp Recloser để phân đoạn điều khiển giúp khoanh vùng cố nhanh nhƣ việc phối hợp chọn lọc bảo vệ Recloser Các tín hiệu cố đo lƣờng đƣợc lấy cầu dao phụ tải có khả kết nối với hệ thống SCADA lƣới điện trung áp đƣợc truyền Trung tâm Điều độ Hệ thống điện để sử dụng cho mục đích:  Xác định khu vực cố xác, giúp lập xác khu vực phạm vi nhỏ Tái cấp điện cho khu vực bị gián tiếp bị điện chia sẻ cho đơn vị quản lý vận hành thông tin để nhanh chóng tìm điểm cố 56 Giúp cơng nhân vận hành đến đƣợc xác vị trí khu vực cố (độ xác phụ thuộc vào số lƣợng thiết bị thu thập cố)  Tính tốn trào lƣu cơng suất-Load Flow Calculation, tính tốn ngắn mạch-Short Circuit Calculation, điều khiển điện áp dịng cơng suất phản kháng-Volt-VAr Control, ; đƣợc triển khai thực dƣới dạng mô liệu đầu vào  Ứng dụng FLISR - Fault Location Isolation and Service Restoration (thực việc cách ly cố phục hồi cấp điện), toán phiếu thao tác điện tử Hình 3.2: Sơ đồ bố trí lắp đặt cầu dao phụ tải Bảng 3.5: Bảng dự kiến khối lƣợng thiết bị vật tƣ STT Vật tƣ thiết bị A B Đơn vị Thiết bị vật tƣ phần cứng, phần mềm Bộ SCADA Thiết bị, vật tƣ trung áp trạm biến áp Vị trí lắp đặt cầu dao phụ tải có khả Bộ kết nối với hệ thống SCADA Sim 3G/4G VPN Bộ Số lƣợng 36 36 Bảng 3.6: Bảng kinh phí thực dự án STT Nội dung chi phí I Chi phí bồi thƣờng, hỗ trợ tái định cƣ II Chi phí xây dựng Thuế VAT 10% (đồng) Giá trị trƣớc thuế (đồng) Giá trị sau thuế (đồng) 73.150.022 - 73.150.022 1.716.837.354 171.683.735 1.888.521.090 57 III Chi phí thiết bị IV Chi phí quản lý dự án V Chi phí tƣ vấn đầu tƣ xây dựng VI Chi phí khác VII Chi phí dự phịng Tổng cộng 8.905.978.570 890.597.857 9.796.576.427 290.640.244 - 290.640.244 437.444.373 43.744.437 481.188.811 690.494.241 10.412.285 700.906.526 605.727.240 55.821.916 661.549.156 12.720.272.044 1.172.260.231 13.892.532.275 3.3.2 Hiệu qu dự án đầu tư Nhƣ phân tích chƣơng 1, sở lý thuyết tiêu độ tin cậy hệ thống điện, tiêu đánh giá lƣới điện trung thế, việc lắp đặt thêm thiết bị phân đoạn có tiêu độ tin cậy tốt (các số SAIFI, SAIDI, CAIDI nhƣ bảng 1.10) Xét hiệu kinh tế dự án, ta có: Trong đó: Tổng vốn đầu tƣ : 13.893,0 Tr.đồng Vốn vay ngoại tệ - Vốn vay nƣớc 10.991,0 Tr.đồng Vốn tự có 3.591,8 Tr.đồng Tr.đồng Gía trị NPV : Gía trị FNFV : Gía trị FIRR : Tỷ số B/C : Thời gian hoàn vốn : Chi phí vốn bình qn gia quyền : Thuế VAT : 10% Thuế TNDN : 25% Lãi suất vay ngoại tệ : 10,00% Lãi suất vay nƣớc : 10,00% 15.044,9 Tr.đồng 93.537,1 Tr.đồng 19,72% 1,152 11 năm 7,91% Dựa vào kết tiêu đánh giá tài chính: tỉ số B/C= 1,152 >1, giá trị NPV =15.044,9 triệu đồng, thời gian hoàn vốn 11 năm, tác giả thấy dự án có hiệu mặt tài đề xuất sớm triển khai dự án đƣa vào vận hành để góp phần nâng cao hiệu tự động hóa lƣới điện trung TP Hà Nội 3.4 Kết luận chƣơng Trong chƣơng tác giả đề xuất phƣơng án thay thiết bị đóng cắt xây dựng phƣơng án kết nối thiết bị đóng cắt nhƣ hạ tầng 58 truyền dẫn để đƣa thiết bị đóng cắt hệ thống DAS vào lƣới điện trung công ty điện lực trực thuộc Tổng Công ty Điện lực Thành phố Hà Nội Trong chƣơng tác giả tổng hợp chi phí đầu tƣ cho dự án vào hiệu kĩ thuật thực hiên lắp đặt dự án, tính tốn hiệu mang lại từ việc đầu tƣ dự án thông qua bảng tổng hợp, cho thấy dự án đầu tƣ hiệu mặt kinh tế kĩ thuật 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Phát triển Lƣới điện thông minh điều kiện tiên để đơn vị tạo tảng sở hạ tầng trình Chuyển đổi số, phát triển tự động hoá Cơng ty Điện lực tồn Tổng cơng ty Điện lực Hà Nội Lƣới điện thông minh chuyển đổi tiên tiến từ lƣới điện truyền thống với cho phép ngƣời dùng cuối phát điện, quản lý thay đổi cách tiêu thụ điện họ, chia sẻ liệu, dịng cơng suất lƣới không đơn hƣớng nhƣ lƣới truyền thống mà đa hƣớng Trong thời gian dài trƣớc đây, hầu hết thiết bị phân phối đƣợc lắp đặt lƣới điện đƣợc vận hành chỗ Tuy nhiên, ngày với đời thiết bị điện tử thông minh (IEDs) hạ tầng truyền tin, hệ thống tự động hóa lƣới phân phối (DAS) đƣợc sử dụng cho việc phát nhanh cố, cô lập, tái cấu trúc lƣới điện trở thành thành phần Lƣới điện thơng minh (Smart Grid) Việc triển khai hệ thống SCADA kết nối với hệ thống đóng cắt tự động lƣới điện Công ty Điện lực mang lại hiệu kĩ thuật kinh tế Về mặt kĩ thuật: giảm thời gian điện, số lƣợng khách hàng điện đem lại lợi ích thƣơng phẩm giảm thời gian điện; giảm thiểu trƣờng hợp cố khơng tìm đƣợc ngun nhân; Nâng cao độ tin cậy an toàn cung cấp điện; cải thiện chất lƣợng điện năng; có khả điều khiển giảm sát hoạt động lƣới từ xa; có khả điều khiển tải nguồn Có thể nói DAS với tính hữu ích nhƣ nhanh chóng phát hiện, lập cố khơi phục cung cấp điện nhằm giảm thiểu tối đa ảnh hƣởng cố; cung cấp công cụ giám sát thời gian thực điều khiển từ xa… thành phần quan trọng mơ hình lƣới điện thơng minh mà công ty điện lực xây dựng Đề tài nghiên cứu đƣợc số nội dung vấn đề tự động hoá lƣới điện lƣới điện phân phối trung áp Tuy nhiên để nâng cấp lƣới điện EVN Hà Nội đảm bảo tiêu chuẩn lƣới điện thông minh (smart grid) cần phải triển khai đồng thời nhiều giải pháp kĩ thuật khác nhƣ sử dụng công tơ đo đếm thông minh; trạm biến áp thông minh thiết bị ngăn lộ phần mềm phân tích tiên tiến để phân tích theo dõi điện toàn hệ thống Bên cạnh cần phải hoàn thiện cấu trúc lƣới điện thiết bị đóng cắt tồn xuất tuyến Qua kết đạt đƣợc, chừng mực đó, luận văn mở 60 hƣớng nghiên cứu tiếp theo: - Tiếp tục nghiên cứu việc lắp đặt thiết bị đóng cắt lƣới điện phân phối công ty điện lực quận huyện Tổng Công ty Điện lực TP Hà Nội (thiết bị RMU, Recloser, SOG, FI) để có hàm mục tiêu độ tin cậy lớn tổn thất công suất mạng nhỏ nhất, nhƣng đảm bảo điều kiện vận hành không gây tải cho phần tử hệ thống điện điện áp nút nằm giới hạn cho phép 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Công Thương, (2010), “Quy định hệ thống điện phân phối” Quyết định số 32/2010/TT-BCT, Hà Nội [2] PGS TS Nguyễn Bạch Nguyệt (2012), Giáo trình Lập dự án đầu tư – Nhà xuất Đại học Kinh tế Quốc dân [4] Application function/software for Ditribution automation - S.C Srivastava Deparment of electrical engineering Indian Institute of technology Kanpur India - 2003 [5] Tổng công ty Điện lực Hà Nội, - Báo cáo công tác sản xuất kinh doanh (2020-2021) [6] DAS - TOKYO electric company - 4/2002 [7] Dr.N.Mithulananthan - August - 2003, Electric Power system [8] R.P.GUPTA - 2003, Ditribution automation softway and open Architecture - Senior research enginneer - Deparment of electrical engineering Indea Institute of technology Kanpur - Indea [9] Schneider Electric SA - 11/1997, Electrical Milenium 8100-8200- network management Medium Voltage distribution automation system [10] Websites: http://www.moit.gov.vn/web/guest/home http://www.evn.com.vn/ http://www.evnhn.com.vn/ 62