Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật điện: Áp dụng tiêu chuẩn IEC 61850 cho trạm biến áp không người trực trong tương lai ở Việt Nam

Tiêu chuẩn này xác định yêu cầu truyềnthông, chỉ rõ thởi gian gửi tin giữa các thiết bị điện tử thông minh vàchỉ rõ cấu trúc dữ liệu của thông tin được chuyển đôi phục vụ choviệc điều kh

Chương 1

Giới Thiệu Chung 1.1.Lý do chọn đề tài

Hiện tại các Trạm Biến áp 110kV, 220kV, 500kV được thiết kế vận hành theo phương pháp truyền thống, nhân viên vận hành thao tác tại tủ điều khiến hoặc thao tác tại phòng điều hành Việc vận hành hệ thống mat nhiều thời gian, nhân sự và gây sự cô do khách quan cũng như chủ quan Hiện nay trên thế giới công nghệ điều khiến và giám sát vận hành hệ thống điện bằng máy tính đã được sử dụng rộng rãi Với xu hướng toàn câu hóa thì hội nhập là van dé cấp thiết của mỗi quốc gia Qua đó, việc trạm biến áp sử dụng thiết bị gdm nhiều chủng loại từ nhiều nhà cung cấp khác nhau là rất phô biến Do đó, một vẫn đề đặt ra là sự kết nối giữa các thiết bị trong trạm cần có một giao thức dùng chung có thé áp dụng cho tat cả các thiết bị từ những nhà cung cấp khác nhau để giao tiếp, trao đôi dữ liệu được với nhau trong tram biến áp Một giao thức có thé cau hình được cho các thiết bi từ nhiều hãng khác nhau là van dé dang được quan tâm, nhằm từng bước phát triển hệ thống điện theo hướng hiện đại hóa, công nghiệp hóa đất nước, nâng cao chất lượng trong công tác vận hành và dịch vụ, tăng cường khả năng cạnh tranh của ngành điện với các nước trong khu vực.

Sự ra đời của tiêu chuẩn IEC 61850 đã tạo nên bước đột phá trong công nghệ trạm biến biến áp Việc áp dụng tiêu chuẩn IEC61850 trong các trạm biến áp tạo điều kiện cho việc kết nối, trao đôi dữ liệu giữa các thiết bị từ nhiều nhà cung cấp khác nhau trở nên dễ dàng hơn và hạn chế được giao thức độc quyền Trên cơ sở nghiên cứu công nghệ điều khiến tích hợp và các thiết bị hiện có, hoàn toàn có thê xây dựng mới hoặc nâng cấp các trạm biến áp không người trực ở việt nam theo tiêu chuẩn IEC 61850.

1.2 Mục tiêu và các nội dung nghiên cứu của dé tài

Nghiên cứu, phân tích tìm hiểu tiêu chuẩn IEC 61850 thông qua tài liệu tiêu chuẩn quốc tế IEC 61850 Tìm hiểu thiết bị, công nghệ hiện có tại trạm biến áp 220kV Tao Đàn, từ đó dé xuất giải pháp đầu tư cải tạo đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Sau đó, tính toán phân tích kinh tế và tài chính cho phương án dau tu cải tạo Dùng phan mềm Digsi dé giao tiếp máy tính với thiết bi IED (relay).

1.3 Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu Đối tượng và phạm vi nghiên cứu là các Trạm Biến áp 220kV, 500kV, cụ thể là Trạm 220kV Tao đàn Nghiên cứu hệ thống tích hợp điều khiến, tự động về quá trình điều khiến và giám sát vận hành do các hãng Siemens, SEL cung cấp Các phần mềm ứng dụng và các giao thức kết nối, trao đổi dữ liệu giữa máy tính với thiết bị ngoai VI.

Tìm hiểu hiện trạng, thu thập số liệu Trạm biến áp 220kV Tao Đàn Phân tích đánh giá mức ứng dụng công nghệ điều khiến để từ đó dé xuất giải pháp cải tao nâng cấp hệ thông điều khién và giám sát từ xa Tìm hiểu và áp dụng tiêu chuẩn IEC 61850 làm cở sở để xây dựng cau hình, cách kết nối và truyền thông tin trong trạm biến áp.

Chương 2: Giới thiệu các tiêu chuẩn truyền dữ liệu phô biến Chương 3: Giới thiệu tiêu chuẩn IEC 61850

Chương 4: Tổng quan về hệ thống điều khiến trong trạm biến ápChương 5: Cải tạo trạm biến áp 220kV Tao Đàn thành trạm không người trực theo tiêu chuẩn IEC 61850.

Chương 6: Đánh giá hiệu quả giải pháp đâu tư cải tạo trạm 220kV

Tao Đàn thành trạm không người trực.

Chương 7: Ứng dung giao thức IEC 61850 dé giao tiếp máy tính với thiết bị IED (relay) sử dụng phần mềm Digsi.

Chương 2 Giới Thiệu Các Tiêu Chuẩn Truyền Dữ Liệu Phố BiếnGiới Thiệu Các Tiêu Chuẩn Truyền Dữ Liệu Phố Biến

Tiêu chuẩn IEC 60870 là tiêu chuẩn về giao thức truyền thông hỗ trợ cho điều khiển xa (standerd for communication protocol that support basic telecontrol tasks) IEC 60870 là một tiêu chuẩn quốc tế cung cấp các quy tắc cho việc truyền thông và điều khiến từ xa giữa các tram Các nguyên tắc này được sử dụng để điều khiến từ xa giao thức truyền thông Giao thức này được xác định theo điều kiện tham chiếu đến một phiên ban đơn giản của mô hình tham chiếu cơ sở (basic reference model-ISO 7498) của hệ thống nối tiếp.

Tiêu chuẩn DNP3.0 giao thức mang phân tán (distributed network protocol) DNP3.0 được phát triển bởi Harris, một nhà phân phối tự động hóa ở Calgary-alberta-canada vào năm 1990 Sự phát triển của giao thức mạng phân phối (DNP) là một trong những nỗ lực tông thé để đạt được hiệu quả mong muốn dựa trên các tiêu chuẩn trong việc kết nối hệ thong máy tính trong trạm biến áp, RTUs, IEDs và trạm chủ Cở sở của DNP3 là sự kết hợp giao thức của 3 tang (tang 1, tầng 2 và tang 7 của mạng truyền thông ISO/OSI Nó được thiết kế cho các ứng dụng điều khiển và kiểm soát dữ liệu, thu thập các thông tin trong lãnh vực truyền tải dữ liệu điện.

Các viện nghiên cứu kỹ thuật điện đã phát hiện bộ ứng dụng của giao thức hay còn gọi là kiến thức truyền thông phiên ban 2 (Utility communication architechture) chuẩn quốc tế của nhà thiết kế bắc mỹ Giao thức này dựa trên việc kết nỗi mạng Ethernet và các tầng liên kết hệ thống mạng đồng thời kết hợp các hệ thông mang TPC/IP và sử dụng giao thức MMS (manufactiring message specification) cho các lớp ứng dung.

Tiêu chuẩn IEEE 1525 là tiêu chuẩn cho bảo vệ, điều khiển truyền dữ liệu (Standerd for substation infergated protection control and data acquisition communication) của tram biến áp Tiêu chuẩn IEEE chủ yếu tập trung vào việc sử dung MMS/Ethernet cho hệ thống mạng Lan trong trạm Tiêu chuẩn này xác định yêu cầu truyền thông, chỉ rõ thởi gian gửi tin giữa các thiết bị điện tử thông minh và chỉ rõ cấu trúc dữ liệu của thông tin được chuyển đôi phục vụ cho việc điều khiển bảo vệ và nhận dữ liệu trạm biến áp.

Tiêu chuẩn IEC 870-5-101 là giao thức giao tiếp nhằm đáp ứng việc thu nhận và lệnh từ một trạm chủ đến trạm khỏch.Trạm chủ ỉ1aO tiếp với trạm khách XXCell thông qua địa chỉ RTU và các thông tin về địa chỉ của các đối tượng Địa chỉ RTU được xác định tại một Cell còn các IOA được xác định bằng các điểm dữ liệu trong Cell Giao thức IEC 870-5-101 hỗ trợ các khả năng phục vụ cho việc giám sát và điều khiến trong trạm biến áp

Tiêu chuẩn IEC 61850 là tiêu chuẩn truyền thông quốc tế mới cho các ứng dụng tự động hóa trạm Mục đích chính của tiêu chuẩn này là kết hợp tất cả các chức năng như bảo vệ điều khiến, đo đạc va kiểm tra các thiết bị ngoại vi, nhằm cung cấp day đủ phương tiện cho các ứng dụng bảo vệ của thiết bị ngoại vi với tốc độ cao, giúp cho các thiết bị này hoạt động ăn khớp với nhau hay tự ngắt kết nối.

Những thiết bị này thường là những thiết bị điện tử thông minh IED

Chương 3: GIỚI THIỆU TIỂU CHUAN IEC 61850 Tiêu chuẩn IEC 61850 là một tập thuyết minh cho những mạng và những hệ thống truyền thông trong trạm, gồm có 14 phân, chia làm 10 chủ đề:

Chủ dé 1 : Giới thiệu và tong quan về tiêu chuẩn.

Chủ đề 2 : Giải thích các thuật ngữ, từ viết tắt được dùng trong tiêu chuẩn.

Chủ đề 3 : Xác định rõ yêu cầu của hệ thống với sự nhân mạnh yêu cầu về kết nối truyền thông trong trạm.

Chủ đề 4: Xác định hệ thống và quản lý dự án đối với quá trình kỹ thuật.

Chủ đề 5: Mô tả về thiết bị và các yêu cau về chức năng dé xác định những yêu cau truyền thông giữa các dich vu trong trạm biến áp Mục tiêu chính là đạt được sự tương thích cho tat cả kết nói giữa các IED.

Chủ dé 6: Mô tả ngôn ngữ dé cau hình tram, thông tin liên lạc liên quan đến cau hình IED và thông số IED để cau hình trạm.

Chủ đề 7: Câu trúc truyền thông cơ bản và thiết bị trung gian trong trạm biên áp.

+ Phân 7.1: Giới thiệu phương pháp mô hình, các nguyên tắt truyền thông và mô hình thông tin trong IEC 61850.

+ Phần 7.2: Giới thiệu về dịch vụ giao diện truyền thông trù tượng

ACSI, mô ta giao tiêp giữa Client và Server.

+ Phần 7.3: Xác định các loại thuộc tính và các lớp dữ liệu dùng chung liên quan đên các ứng dụng cho trạm biên áp.

+ Phân 7.4: Xác định lớp dữ liệu LN dùng cho việc truyền thông giữa các

Chủ dé 8: Cách xác định các dữ liệu cần đáp ứng nhanh vẻ thời gian dé có thé trao đổi thông qua mạng cục bộ băng các ánh xạ ACSI qua phương tiện MMS.

Chủ đề 9: Những đặc điểm của dịch vụ SCSM.

+ Phân 9.1: Xác định các dịch vụ truyền thông ở cấp xuất tuyến (Bay level) và cấp chấp hành (Process level), giới thiệu các ánh xạ của dịch vụ truyền thông cho quá trình truyền các giá tri mẫu.

+ Phân 9.2: Định nghĩa SCSM trong truyền các giá trị mẫu theo đặc tính truyền thông IEC 61850.

Chủ dé 10: Kiểm tra để xác định các tiêu chuẩn tự động hóa cho những trạm được đảm bảo thực hiện đúng tiêu chuẩn IEC 61850.

3.1 IEC 61850-1: Giới thiệu tong quát

IEC (International Electrotechnical Commission: tô chức kỹ thuat dién quốc gia) là một tố chức toàn thé giới cho sự tiêu chuẩn hóa gồm có tất cả các ủy ban kỹ thuật điện quốc gia (những ủy ban IEC quốc gia) Mục tiêu của IEC là day mạnh sự hợp tác quốc tế về tất cả các câu hỏi liên quan đến sự tiêu chuẩn hóa trong lãnh vực điện và điện tử Cùng với những hoạt động khác, IEC xuất bản những tiêu chuẩn quốc tế Sự chuẩn bị của họ được giao phó tới những ủy ban kỹ thuật Những t6 chức phi chính phủ và quốc tế cùng tham gia trong sự chuẩn bị này.

Những quyết định chính thức hoặc những thỏa thuận của IEC về van dé kỹ thuật quan trọng, phải dựa trên dé tài thích đáng từ mỗi ủy ban kỹ thuật có sự trình bày từ tất cả các ủy ban quốc gia quan tâm cùng sự đồng ý quốc tế những quan điểm trên.

Tài liệu được xây dựng dưới dạng giới thiệu cho các quốc gia tham khảo và được xuất bản dưới dạng những tiêu chuẩn, những báo cáo kỹ thuật hoặc những hướng dẫn và chúng được chấp nhận bởi những ủy ban quốc gia đó. Đề day mạnh sự hợp tác quốc té, các ủy ban IEC quốc gia cam kết áp dụng tiêu chuẩn quốc tế IEC minh bạch đến mức tôi đa có thê trong tiêu chuẩn quốc gia và lãnh tho của họ Bat kỳ sự khác nhau giữa tiêu chuẩn IEC và tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn khu vực tương ứng sẽ được giới thiệu trong tiêu chuẩn.

IEC sẽ không cung cấp thủ tục chứng nhận và nó không thể đưa ra trách nhiệm với bất kì những thiết bị nào khai báo không chính xác sự phù hợp một trong những tiêu chuẩn này.

Phan này của tiêu chuẩn IEC 61850 cung cấp hệ thống tự động hóa tram SAS (substation automation systems) Nó định nghĩa truyền thông giữa thiết bị điện tử thông minh (IED) trong trạm và liên quan đến yêu cầu hệ thống.

LOGICAL-DEVICE

LOGICAL-NODE

DATA

ad ơ er nie ” ; là gine] t3) FE việc or wee" ớ hư : wy ar fl

MT 1B VIỊMÒASƯNG PTR OA 10196306 viene cece: ae = tị tiêu NHANH TNưN)TÂU BUCO — T4 sors

VẤN our! 115+9x!,78% 23+2x2.5%/15.75KV MS 873 15V 2 (Ca 13*2x2.%X/15.79KV

| ee : ) su sẽ : TUCB5-3 [|| {]] tuce4—4 B34 0

TD82 sụt g42 sa sg/8'ÿ“ mca [are = [

: af ? Co A wat bak wih oh wk wh acid 8 att 6550) 853 sai) 35 Ệ wd 843 0) my ` i, la aN Š % tt hộ T8 hie G 716 ° 79 sa Lai G TÁC G G ia [

TAQOAN ĐỘC LẬP ous mm k-~4 oa TD81 Ao, Sagal

| om | an */ Ty da | „| MẾNMNAM |, |

| wins Har S3 + y dùng | eo vin oy t4 | |

Hình 33 : Sơ dé một soi trạm 220kV Tao Đàn

5.2.2 Thiết bị đóng cắt Trạm Tao Đàn đóng điện vận hành được 14 nam, các thiết bị nhất thứ như máy biến áp, máy cắt, dao cách ly, máy biến điện áp, máy biến dòng, các tủ máy cắt hợp bộ còn trong tình trạng vận hành tốt Cho nên, sử dụng lại các thiết bị này, không đâu tư thiết bị đóng cắt.

5.2.3 Hệ thống điều khiến, giám sát và bảo vệ relay Hệ thống relay bảo vệ

Bao vệ chính MBA bao gồm:

Relay bảo vệ so lệch dòng MBA có hai cấp : F871 & F872

- Relay bao vệ so lệch thứ tự không : FSOREF

- Relay áp suất thân máy chính : 63- Relay dòng dau cho 3 pha của bộ OLTC : 80- Relay áp suất cho 3 pha của bộ OLTC : F63

- Relay nhiệt độ cuộn dây : F26W

- Relay mức dau cho bộ OLTC và than MBA : F33 Bảo vệ dự phòng MBT bao gôm:

- Relay quá dòng có hướng : F67/67NP

- Relay bảo vệ quá dòng : F50/51P

- Relay bảo vệ máy cắt từ chối tác động : FSOBF Bao vệ đường dây bao gỗm:

+ Bảo vệ chính được tích hợp các chức năng bảo vệ từ role như 87T, S5OREF, 21/21N, 67/67N, 50/51, 50/51N, 25/59, 50BE, 86, 74.

+ Bao vệ du phòng được tích hợp chức nang bao vệ từ role như 87T,

Bao vệ thanh cái: Sử dung bộ bảo vệ so lệch thanh cái theo nguyên tac tong trở thấp, so sánh dòng kết hợp với so sánh hướng.

Cầu trúc hệ thông điều khiên

Dãy td điều khiển/Aín hiệu

Trung tăm Điều độ / Trung tâm điểu khiển

Mull ‘ub Multl- Mult meter meter meter reter

= Cáp để 4 BỊ š ve | ES, fe) Ti điều khiến Tủ điểu khiến Cap đẳng Tú Un hi TO RTU

‹ ngăn lộ #† ngăn lộ £N TT

Z Rote trung gian Rote trung gian (Tú SIC) RTU

\F hiệu Rote Rofe bão vệ Cáp đông bảo vệ

Cáp đẳng ] ae ras ie — Ae -=.

5 DCL¥C DŒ MEA TI TUpa wc ĐC TỊ TU =

Hình 34: Cau trúc hệ thống điều khién trước khi cải tao

5.3 Giải pháp cải tạo trạm 220kV Tao Đàn thành trạm không người trực

Tận dụng lại hệ thống relay có cong truyền thông theo tiêu chuẩn TEC61850 BO sung các BCU (bay control unit) mức ngăn dé tập trung các tín hiệu1/O, AC/DC Đầu tư bộ gateway và mang Lan Bộ thiết bi GPS dé đồng bộ cho toàn bộ hệ thống điều khiến Dau tư gói phan mém tích hợp hệ thống điều khiến Đầu tư hệ thống camera giám sát thiết bị Tận dụng lại toàn bộ thiết bị nhất thứ như MC, DCL, MBT, TI, TU

Câu trúc hệ thông điều khiến sau khi cải tao theo tiêu chuân IEC 61850 có dạng như sau

Trung tâm Điều đ GPS Gateway | Trung tâm điều kt

LAN {Station bus) Ethernet Switch ễ Cap quang

% IEC 61850 x Khóa thao tác Khóa thao tắc m Tủ điều khiến bằng tay Tủ điều khiến bằng tay a ngăn lộ #1 ngăn lộ #N

Role Roie bảo vệ - bảo vệ -)

R a oe 1 ơ Cap đẳng yw Ba

HT 2 : is DCL MC DCL Ti TU DCL MC DCL MBA TI TU

Hình 35: cau trúc hệ thống điều khién theo tiêu chuẩn IEC 61850 Don vị điều khiến ngăn lộ (BCU - Bay Control Unit)

Một thiết bị tích hợp có thể được gọi là thiết bị đầu cuối IED(Intelligent Eletronic Device) hoặc đơn vị điều khiển mức ngăn BCU Thiết bị này có nhiệm vụ nhận lệnh điêu khiến từ hệ thông máy tính qua mạng LAN, xuất lệnh đến thiết bị nhất thứ (bằng tín hiệu điện) Ngược lại, sau khi thiết bị nhất thứ có sự thay đổi trạng thái (như trạng thái đóng cat), thiết bi này có nhiệm vụ chuyền đổi (tín hiệu điện) này thành tín hiệu thông tin (tín hiệu quang) và truyền về hệ thống máy tính điều khiến.

Chức năng bảo vệ, do lường, điêu khiên, tín hiệu của một mức ngăn có thê tích hợp trên một BCU, giảm được số lượng đáng kế các vật tư phụ, từ đó số lượng tủ điện có thể giảm đáng kế.

Mỗi ngăn lộ phát tuyến được lắp đặt BCU, các BCU này kết nối với switch trạm bằng hai đường cáp quang

— — Switch Distributed (AIS) or Compact (GIS) rging Un reaker witchgear

Hình 36: Sơ đồ dau nỗi các ngăn lộ vào mang Lan Trạm Phân bố chức năng trong IED (BCU)

Các IEDs được phân b6 dung cụ biến dòng (TCTR) gọi là Merging Unit (MU).

Các nút logic được đặt tên theo tiêu chuẩn IEC 61850 như: XCBR (circuit breaker: máy cắt), XSWI (Isolator or earthing switch: dao cách ly hoặc dao nối đất), TCTR(Instrument transformer/transducer for current: Máy biến dong), YLTC (Power transformer: máy biến áp), CSWI (Switch control: khóa điều khiến), CILO(Interlocking: liên động), MMXU (Measuring unit: bộ kết nỗi biến dòng), PTOC

(Time overcurrent protection: bao vệ quá dòng có thời gian), ATCC (Automatic tap changer control: điều khiến bộ đối nấc), PTOV (over voltage protection),

PTUV (under voltage protection), PIOC (over current protection), MMXU (measuring process).

F======ễ=ẽễ=ẽễ=ẽễ=ẽễ=ẽễ l

Hình 37 : Phân bố IED trong ngăn lộ (Bay)theo IEC 61850Các tủ điều khiển ngăn lộ xuất tuyến được thay bằng các tủ điều khiến tích hợp có nhiệm vụ giám sát điều khiến, thu thập dữ liệu từ các thiết bị ngăn lộ và kết nối trao đối thông tin với station server/Gateway theo giao thức IEC61850 để truyền dữ liệu đến trung tâm điều khiến.

Bảng tổng hợp cải tạo từng ngăn lộ phát tuyến

Tu Ngan lộ xuat Hién trang relay Siemen Sau khi cai tao ngăn lộ (relay tuyến theo sơ đồ 1 | bảo vệ ngăn lộ Siemen+ BCU SEL)

272 7SA522 (chức năng: F21, BCUI (SEL 751A), BCU2 (SEL

F50/51), 7SD522 (F87L), 2440), /O SEL 2505 7SS523 (FS0BF) 7SA522 (chức nang: F21, F50/51),

7S5D522 (F87L), 7SS523 (F50BF) 273 7SA522 (chức năng: F21, BCUI (SEL 751A), BCU2 (SEL

7S5D522 (F87L), 7SS523 (F50BE) 231 7UT63 (F87T, F50/51) BCUI (SEL 751A), BCU2 (SEL

7UT63 (F87T, F50/51) 7S164 (F67/67NP, F50/51P) 232 7UT63 (F87T, F50/51) BCUI (SEL 751A), BCU2 (SEL

7UT63 (F87T, F50/51) 7S164 (F67/67NP, F50/51P) 212 7SA522 (chức năng: F21, BCUI (SEL 751A), BCU2 (SEL

7S5D522 (F87L), 7SS523 (F50BF) 173 7SA522 (F21, F50/51) BCUI (SEL 751A), BCU2 (SEL

133 7UT63 (F87T, F50/51) BCUI(SEL751A), BCU2(SEL

7V H60 (F67/67NP, 2440) , 7UT63 (F87T, F50/51) F50/51P) 7VHó0 (F67/67NP, F50/51P) 7SS525 (FS0BF) 755525 (FS0BF)

174 7SA522 (F21, F50/51) BCUI (SEL 751A), BCU2 (SEL

7S164 (F67/67N) 2440), /O SEL 2505 7SS525 (FS50BF) 7SA522 (F21, F50/51)

7S164 (F67/67N) 2440), /O SEL 2505 7SS525 (FS0BF) 7SA522 (F21, F50/51)

7S164 (F67/67N) 2440), /O SEL 25057SS525 (FS0BF) 7SA522 (F21, F50/51)

7SJ64 (F67/67N) 2440), I⁄O SEL 2505 7SS525 (F50BF) 7SA522 (F21, F50/51)

7SJ64 (F67/67NP, F50/51P) 112 7SA522 (F21, F50/51) BCUI (SEL 751A), BCU2 (SEL

7SJ64 (F67/67N) 2440), /O SEL 2505 7SS525 (F50BF) 7SA522 (F21, F50/51)

7SJ64 (F67/67NP, F50/51P) 178 7SA522 (F21, F50/51) BCUI (SEL 751A), BCU2 (SEL

VO SEL 2505 7SJ64 (F50/51) 879 7SJ64 (F50/51) BCUI (SEL 751A)

VO SEL 25057SJ64 (F50/51)877 7SJ64 (F50/51) BCUI (SEL 751A)

VO SEL 2505 7SJ64 (F50/51) Tủ điêu khiên

Tu nguôn AC BCUI (SEL 2440)

Tú nguôn DC BCUI (SEL 2440) ee ae Router >> Gj 1, i ơ——"*x :

Romote Control Contre ESW: Echeraet Switch Remote Monitoring TEC60870-5-101 ESWRP: Ethernet

Smứcb with reduadaat HMI Cosssb

IEC6616l mm CC Printer ỨC laerlsee Veit

ESW/RP ESWIRP TEC61850, Ring LAN, 100BASE-FX FSW/RP

Tủ giám sát Tủ ĐK 63 nguôn AC, DC MBA (AT1)

Hình 38: Sơ đồ nguyên ly HTDK ngăn lộ 220kV(các phát tuyến còn lại tương tự)

5.4 Trung tâm thao tác từ xa

Trung tâm điều khiến xa (SCC-switching control centrer) là trung tâm được sử dụng dé giám sát và điều khiển một cum trạm biến áp theo phân cấp tô chức Nhiệm vụ thực hiện thao tác thiết bị trong trạm biến áp theo lệnh của Trung tâm điều độ, thu thập thông tin dữ liệu và thao tác đóng cắt đến các thiết bị tại các trạm SCC sẽ lưu trữ dữ liệu (HIS), lập báo cáo, quản lý- phân tích sự cố (OMS), quản lý công tác/thao tác (Operation Management System-OPMS), giám sát hình ảnh trạm từ xa thông qua hệ thong Camera, giám sát/điều khiến hệ thống báo cháy.

5.4.2 Cấu trúc HTDK Đặc tính kỹ thuật của thiết bị phải có độ tin cậy cao, dé thay thé, thiết bị phần cứng chính sản xuất theo tiêu chuẩn công nghiệp Hệ thống thiết kế dự phòng nóng đảm bảo hoạt động tin cậy Các thiết bị phan cứng bao gồm: e Máy chủ công nghiệp (communication server): thực hiện nhiệm vụ giao tiếp với các hệ thống SAS hoặc RTU thuộc vùng station để thu thập dữ liệu, dong thời làm nhiệm vụ trao đối dữ liệu với trung tâm điều độ hệ thống điện. e Máy chu công nghiệp (Application server): thực hiện nhiệm vụ xử lý dữ liệu real time, chạy các ứng dụng tính toán phân tích lưới điện. e Máy tính chủ công nghiệp (historial server): thực hiện lưu trữ dữ liệu qua khứ. e Máy tính chủ công nghiệp wed: thực hiện các dịch vụ truy xuất hệ thống thông qua Wed. e Hệ thống máy tính vận hành HMI va engineering console. e May tính hiện thị cho toàn màn hình wall display. e Hệ thống switch cau hình mang Lan. e Hệ thống thiết bị an ninh mang ethernet securite gateway. e Thiết bị định tuyến Router. e Thiết bị đồng bộ thời gian GPS. e Thiết bị ngoại vi (printer, phone )Hệ thong phan mềm trung tâm điều khiến xa xây dựng trên hệ điều hành MSWindows tương thích với các giao thức chuẩn như IEC-61850.

5.4.3 Sơ đồ kết nỗi đường truyền mạng từ Trung tâm điều khiến từ xa đến trạm

Server Main cáp Lan Switch | Ethernet |

JCap quang <<

hệ so điều chinh’chi phí vốn

Hình 41: D6 thị phân tích độ nhạy Điểm A ứng với 100% chi phí vốn đầu tư ban dau và suất sinh lời nội tại về kinh tế đạt 72% Khi mức thu hồi vốn là 10% (điểm B) thì nhận được giá trị chuyển đối là183% chi phí vốn dau tư ban dau Đó là giá trị nếu tăng vốn đầu tư thêm nữa sẽ làm cho IRR tụt xuống dưới ngưỡng an toàn về kinh tế theo quy định của WorldBank Kết luận dự án đảm bảo an toàn về kinh tế, tài chính trong khoảng (A,B)

Chương 7 ỨNG DỤNG GIAO THỨC IEC 61850 DE GIAO TIEP MAY TÍNH VỚI THIẾT BỊ IED (relay)

SU DUNG PHAN MEM DIGSI 7.1 Giới thiệu phần mềm Digsi

Phần mém Digsi là phần mém dùng dé cau hình và làm việc với các thiết bị relay

Thiết lập cấu hình các chức năng bảo vệ cho relay

Cai đặt các input/output cho relay

Xem giản đồ dạng sóng áp và dòng lúc su cố Xuất ra file, download/upload cau hình relay.

Hình 42: Sơ đồ kết nối 7.3 Làm việc với phần mềm

- Khởi động chương trình Digsi

- Vào menu file chọn open

Print Setup im 1U uw (U tT E 1s)

1 €30 (Project) C:\QUAN L¥ HO SO E30\Thong so Ro le 2 €30 (Project) C:\Siemens\Digsi¢\D4PROJie30

3 €30 (Project) D:\Dulieu Role1e3q Exit Alt+F4

- Khi mở hộp thoại open, chọn phần mềm digsi ah aK

PC interface: | COoOmMsS ~l Device interface: | Front ° = i f—~ PRGOAIBUS FMS £ Modem connection i Lise channel switch

- Lúc này máy tính kết nối với relay và tai dữ liệu từ relay về máy tính

- Quá trình kết nối hoàn tất, dữ liệu đã được tải về máy tính.

File Edit InsertL Device View Options Arrange Help

WS) * °:€ @ ở: WE # 2 & SE Se TM lf] a? is e30 / 172 / 754611 Y4.3/7SAB11 ¥04.36.01

Number Indication Date and time 00301 Power System fault 32 - HH 11.12.2004 12:41:54 724 00302 Fault Event 92-0N 11.12.2004 12:41:54 724 00501 Relay PICKUP ON O ms

02691 67/67N picked up ON O ms 02695 67N/67N-TOC picked up ON O ms 02681 67N-1 picked up ON Oms 00511 Relay GENERAL TRIP command ON 1502 ms 02696 67/67N TRIP ON 1502 ms 02683 67N-1 TRIP ON 1502 ms 00533 Primary fault current la 0.00 kA 1524 ms 00534 Primary Fault current Ib 0.00 k2 1524 ms 00535 Primary fault current Ic 0.23 kA 1524 ms 02695 67N/67N-TOC picked up OFF 25733 ms 02681 67N-1 picked up OFF 25733 ms 02691 67/67N picked up OFF 25733 ms 00301 Power System fault 92 - OFF 11.12.2004 12:42:20.462 ô| |

- Có thê chỉnh định cài đặt giá trị theo bảng chỉnh định

No, Settings | Value1 79 Auto-Reclose Function JON v

interrogation at 4 st trip

3403 Reclaim time after successful AR cycle ON 3404 AR blocking duration after manual close 5.00 sec 3406 Evolving fault recognition vith Trip 3407 Evolving fault (during the dead time) Stops 79 3408 AR start-signal monitoring time 0.20 sec 3409 Circuit Breaker (CB) Supervision Time 20.00 sec 3410 Send delay for remote close command oo sec

- Phân tích giản đồ sóng dòng và áp lúc sự cố

Ví dụ : relay 21(7SA522) iA A

Hình 43: Gian đồ sóng dòng và áp lúc sự cố từ relay 21 (7SA522)

Kêt Luận Luận văn đã nghiên cứu đóng góp trong việc đề xuất giải pháp cải tạo trạm bán truyền thống thành trạm không người trực Kết quả tính toán chỉ tiêu kinh tế tài chính cho thấy giải pháp đề xuất cải tạo đảm bảo hiệu quả kinh tế tài chính Mặt khác, luận văn cũng trình bày ứng dụng giao thức IEC 61850 dé giao tiếp máy tính với thiết bị IED (relay) sử dụng phan mém Digsi Kết quả sau khi chạy phần mềm Digsi có thể giúp xem cấu hình các chức năng bảo vệ của relay, cài đặt các input, output, dwownload/upload cau hình và phân tích giản đồ sự cố của các relay.

Trên cơ sở công nghệ truyền thông hiện đại và cách tiếp cận mới về mô hình đối tượng giám sát điều khiến cũng như cách thức trao đối dữ liệu của các đối tượng, tiêu chuẩn IEC 61850 tạo ra khả năng tích hợp cao cho các hệ thống tự động hoá trạm biến áp, vẫn đề không tương đồng giữa các thiết bị từ các nhà cung cấp khác nhau dan được giải quyết Với việc giảm tối da các dây dẫn tín hiệu, tăng khả năng tương tác giữa các thiết bị, hệ thống sẽ trở nên linh hoạt và tin cậy hơn, đồng thời giảm được gid thành thiết kế cũng như chi phí vận hành, bảo dưỡng.

Một trong những ưu điểm là giảm tối đa nhân luc, giảm thiêu dau tư cáp, các thiết bị trung gian, giảm thiểu sự cỗ do thao tác nhằm của người vận hành, nâng cao mức an toàn cho người vận hành và đáp ứng các yêu cầu của thi trường điện.

Tiêu đề	Áp Dụng Tiêu Chuẩn IEC 61850 Cho Trạm Biến Áp Khụng Người Trực Trong Tương Lai Ở Việt Nam
Tác giả	Chau Tan Tai
Người hướng dẫn	TS. Nguyen Van Liam
Trường học	Đại học Quốc gia TP.HCM
Chuyên ngành	Kỹ thuật điện
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2016
Thành phố	TP. HCM

Định dạng
Số trang	98
Dung lượng	66,64 MB