Hệ thống thông tin điện lự trong bảo vệ và điều khiển hệ thống điện

Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hµ néi - luận văn thạc sỹ khoa học hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển hệ thống điện ngành: hệ thống điện m· sè: ngun minh Ngêi híng dÉn khoa häc: VS.GS.TSKH Trần Đình Long Hà Nội 2006 hà nội 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131562951000000 Mơc lơc Trang Mơc lơc Danh mơc c¸c ký hiƯu, chữ viết tắt Danh mục hình vẽ, bảng biểu Mở đầu Chơng 1- Sự phát triển hệ thống thông tin điện lực 1.1 Quá trình phát triển hệ thống thông tin điện lực 1.2 Vai trò chức hệ thống thông tin điện lực 1.3 Những vấn đề chung hệ thống thông tin .7 1.3.1 Những khái niệm 1.3.2 Các chế độ truyền tin 11 1.3.3 Giao thøc thông tin số cấu trúc mạng 14 Chơng - Kênh truyền tín hiệu 2.1 Các kênh truyền tín hiệu 19 2.2 Yêu cầu kênh truyền tín hiệu 22 2.3 Đặc tính kênh truyền tín hiệu hệ thống thông tin điện lực 23 2.3.1 Dây dẫn phụ cáp thông tin 23 2.3.2 Kênh truyền tải ba 27 2.3.3 Kênh truyền sóng vô tuyến .42 2.3.4 C¸p quang .58 Ch¬ng - Kênh truyền cáp quang đờng dây 500kV 3.1 Kênh truyền Nam 73 cáp quang hệ thống 500kV Bắc 3.2 Hệ thống thông tin quang b¶o vƯ so lƯch däc 500kV 74 3.2.1 Nguyên lý bảo vệ 74 3.2.2 CÊu tróc hƯ thèng thông tin quang bảo vệ so lệch dọc 74 Chơng - Mạng thông tin điện lực Việt Nam 4.1 Hệ thống thông tin điện lực Việt Nam 107 4.1.1 HÖ thèng th«ng tin quang 108 4.1.2 Mạng truyền dẫn vô tuyến 115 4.1.3 Kênh truyền tải ba PLC 117 4.1.4 Mạng cáp đồng 119 4.2 Phân cấp kỹ thuật mạng viễn thông điện lực Việt Nam .121 4.2.1 Tổ chức quản lý vận hành 121 4.2.2 Ph©n cÊp kü tht hƯ thống 122 4.3 Đánh giá nhợc điểm hệ thống thông tin điện lực Việt Nam 124 4.3.1 Nhợc điểm chung .124 4.3.2 ThiÕt bÞ công nghệ 124 4.3.3 Khả cung cấp dịch vụ 125 4.4 Xu híng phát triển kiến nghị .126 Tài liệu tham khảo Trờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều ADC Analog to Digital Converter Bộ biến đổi tơng tự số AWG America Wiring Gauge Qui chn vỊ d©y dÉn cđa Mü CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mà CCVT Capacitor Couple Voltage Transformer Biến điện áp kiểu tụ CT Current Transformer Máy biến dòng điện DC Down Converter Bộ biến đổi hạ tần DCD Differential Coder Bộ mà hoá vi sai DEMUX Demultiplexer Bộ phân kênh DE-MOD Demodulation Bộ giải điều chế D-DEC Differential Decorder Bộ giải mà vi sai DIP Diplexer Bộ phân nhánh cao tần DMS Demand Managerment System Hệ thống quản lý nhu cầu sử dụng điện DSC Descramble Bộ giải mà ngẫu nhiên EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier Bộ khuyếch đại sợi quang pha tạp nguyên tử đất Erbium EMS Energy Management System Hệ thống quản lý lợng E/O Electrical to Optical Bé biÕn ®ỉi ®iƯn – quang GI Grade Index ChiÕt st biÕn ®ỉi ®Ịu GIS Geographical Information System HƯ thèng thông tin địa lý HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn IEC International Electrical Commitee Hiệp hội điện lực quốc tế Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ itu International Telecommunication Union Liên hợp Viễn thông quốc tế LAN Local Area Network M¹ng néi bé LCD Liquid Crystal Diod §iot tinh thĨ láng LD Laser Diod §iot laze LED Lighting Emitter Diod Điot phát quang LNA Low Noise Amplifier Bộ khuyếch đại tạp âm nhỏ MM Multi Mode Sợi đa mode MOD Modulator Bộ điều chế MUX Multiplexer Bé ghÐp kªnh NRZ Non-Return to Zero M· tÝn hiƯu kh«ng quay trë vỊ kh«ng O/E Optical to Electrical Bé biến đổi quang - điện PLC Power Line Carrier Kênh truyền tải ba PE Polyethylen Nhựa tổng hợp polyetylen PVC Polyvinilclorua Nhựa tổng hợp PVC PA Power Amplifier Khuyếch đại công suất PCM Pulse Code Modulation Bộ điều chế mà xung PDH PsuedoSynchronous Digital Hierry Chuẩn phân cấp cận đồng PSL Programable Scheme Logical Phần mềm lập trình logic RLO Receive Local Oscillator Bé dao ®éng néi thu RTU Remote Terminal Unit Thiết bị đầu cuối R-DEMUX Radio Demultiplexer Phân khung vô tuyến R-MUX Radio Multiplexer Bộ ghép khung vô tuyến SCADA Supervisory Control Hệ thống giám sát, điều khiển And Data Acquisition thu thập liệu từ xa Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ SDH Synchronous Digital Hierry Chuẩn phân cấp đồng SI Step Index Chiết suất bậc SM Single Mode Sợi đơn mode STM Synchronous Transfer Mode Chn trun dÉn ®ång bé STP Shielded Twisted Pair Cáp đôi dây xoắn có bọc kim TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol Giao thøc chuÈn truyÒn Internet TLO Tranmitter Local Oscillator Bộ dao động nội phát UC Up Converter Bộ biến đổi nâng tần UTP Unshielded Twisted Pair Cáp đôi dây xoắn không bọc kim VC Virtual Container Contennơ ¶o WDM Wavelengthe Division Multiplex Kü thuËt dån kªnh theo bớc sóng Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Danh mục hình vẽ bảng biểu Hình 1.1 Nguyên tắc truyền thông Hình 1.2 Các chế độ trun bit H×nh 1.3 Mét sè cÊu tróc bus H×nh 2.1 Liên hệ thiết bị bảo vệ với kênh truyền tín hiệu Hình 2.2 Cấu trúc cáp đồng trục Hình 2.3 Cáp đôi dây xoắn tác dụng trung hoà trờng điện từ Hình 2.4 Hai kiểu cáp STP UTP Hình 2.5 Quan hệ tốc độ truyền chiều dài dây dẫn cáp AWG 24 Hình 2.6 Sơ đồ đấu nối thông tin tải ba đờng dây Hình 2.7 Cấu tạo cuôn cản Hình 2.8 Đặc tính tổng trở cuộn cản hiệu chỉnh tần số Hình 2.9 Đặc tính tổng trở cuộn cản hiệu chỉnh tần số có đấu thêm điện trở Hình 2.10 Đặc tính tổng trở cuộn cản hiệu chỉnh hai tần số Hình 2.11 Sơ đồ hiệu chỉnh lọc băng Hình 2.12 Sơ đồ khối tủ thông tin PLC Hình 2.13 Cơ chế phản xạ tầng điện ly Hình 2.14 Các lớp tầng điện ly Hình 2.15 Sơ đồ khối hệ thống thông tin viba số Hình 2.16 Sự khúc xạ phản xạ ánh sáng với góc tới khác Hình 2.17 Dải phổ sóng điện từ Hình 2.18 Cấu trúc hệ thống thông tin quang Hình 2.19 Cấu trúc sợi quang Hình 2.20 Đờng tia sáng sợi quang Hình 2.21 Các loại sợi quang biến thiên chiết suất theo bán kính sợi Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện có hÃm Hình 3.3 Đặc tính làm việc bảo vệ so lệch có hÃm Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch có hÃm hài bậc Hình 3.5 Sơ đồ bảo vệ so lệch dọc đờng dây Nho Quan Hà Tĩnh Hình 3.6 Cấu trúc hệ thống thông tin quang bảo vệ so lệch dọc Hình 3.7 Hình dạng rơle P546 Hình 3.8 Các chức đợc tích hợp P546 Hình 3.9 Sơ đồ khối qúa trình phát thông tin quang P546 Hình 3.10 Trao đổi thông tin rơle P546 khoảng cách gần Hình 3.11 Cấu trúc biến đổi MiCOM P591 Hình 3.12 Các phần tử hệ thống tủ thông tin quang Hình 3.13 Hốc cộng hởng laze tiêu biểu Hình 3.14 Tín hiệu quang sau qua máy thu Hình 3.15 Sơ đồ máy thu quang tiêu biểu Hình 3.16 Cấu trúc trạm lặp quang thông thờng Hình 3.17 Cấu tạo khuyếch đại quang sợi pha tạp đất Erbium Hình 3.18 Mét sè øng dơng cđa hiT 7070 H×nh 3.19 Sơ đồ khối SURPASS hiT 7070 Hình 4.1 Cấu hình hệ thống đờng trục cáp quang lớp Hình 4.2 Cấu hình hệ thóng đờng trục cáp quang mạch vòng lớp Hình 4.3 Sơ đồ mạng đờng trục cáp quang lớp Hình 4.4 Cấu trúc sáu tuyến viba số dự phòng Hình 4.5 Kênh truyền PLC tuyến trục miền Bắc Hình 4.6 Kết nối tổng đài PLC Nhà máy điện Phả Lại Hình 4.7 Cấu trúc mạng cáp đồng thông tin điện lực Bảng 2.1 Các băng tần số vô tuyến Bảng 2.2 Phân loại sợi quang Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Mở đầu Hệ thống điện thể thống từ trình sản xuất, truyền tải, phân phối tiêu thụ điện Trong hệ thống thông tin giữ vai trò quan trọng việc liên kết phần tử trình lại với Việc phá vỡ mối quan hệ gây hậu nghiêm trọng cho hệ thống điện kinh tế quốc dân Hệ thống thông tin có nhiệm vụ cung cấp trạng thái làm việc thiết bị điện tới hệ thống trung tâm, đảm bảo cho hệ thống bảo vệ điều khiển từ xa làm việc hiệu quả, tin cậy Ngoài cung cấp thông số hệ thống cho trình tối u hoá chế độ vận hành xử lý cố Thông tin hệ thống điện thờng nằm dới dạng mà giá trị đo lờng, tín hiệu điều khiển bảo vệ từ xa, tín hiệu cảnh báo thoại Do tìm hiểu nghiên cứu kĩ hệ thống thông tin điện lực việc cần thiết kỹ s điện ã Mục đích, đối tợng phạm vi nghiên cứu - Mục đích đề tài : đánh giá loại kênh thông tin điện lực, đa kiến nghị xây dựng mô hình phát triển hệ thống viễn thông điện lực - Đối tợng phạm vi nghiên cứu: loại kênh thông tin hệ thống điện bao gồm dây dẫn phụ cáp đồng, kênh tải ba PLC, kênh vô tuyến siêu cao tần, cáp quang ã ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ - Về ý nghĩa khoa học: đề tài từ khái niệm lý thuyết truyền tin, tìm hiểu cấu trúc kênh thông tin đánh giá u nhợc điểm - Về tính thực tiễn: nghiên cøu cÊu tróc hƯ thèng viƠn th«ng ViƯt Nam trọng đến kênh truyền thông tin quang Từ đa nhận xét, kiến nghị mô hình phát triển hệ thống viễn thông Việt Nam ã Bố cục luận văn: Luận văn đợc trình bày chơng - Chơng 1: Sự phát triển hệ thống thông tin điện lực Tìm hiểu lịch sử phát triển thông tin điện lực giới chức năng, vai trò hệ thống điện Đồng thời đa khái niệm lý thuyết truyền tin - Chơng 2: Kênh truyền tín hiệu Đa cấu trúc, đặc tính yêu cầu kênh truyền tín hiệu - Chơng 3: Kênh truyền cáp quang đờng dây 500kV Bắc Nam Nghiên cứu nguyên lý làm việc cấu trúc hệ thống thông tin quang đờng dây 500kV Bắc Nam Giới thiệu thiết bị xử lý truyền thông tin quang đại SURPASS hiT 7070 hÃng Siemens (Đức) - Chơng 4: Mạng thông tin điện lực Việt Nam Tìm hiểu cấu trúc mạng thông tin điện lực Việt Nam, phân cấp kỹ thuật phân cấp quản lý hệ thống Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ ®iỊu khiĨn HT§