Phân tích lựa chọn giải pháp điều khiển từ xa cho các trạm biến áp 110KV không người trự

Header Page of 145 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN VĂN VIÊN PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỪ XA CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP 110KV KHÔNG NGƯỜI TRỰC Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số : 60.52.02.02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2016 Footer Page of 145 Header Page of 145 Cơng trình hồn thành tại: ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN VINH TỊNH Phản biện 1: TS Nguyễn Hữu Hiếu Phản biện :TS Vũ Phan Huấn Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật điện họp tại: Đại học Đà Nẵng vào ngày 11 tháng năm 2016 Có thể tìm đọc luận văn tại: Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 145 Header Page of 145 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Phát triển ứng dụng khoa học cơng nghệ, bước tự động hố đại hố cơng tác vận hành quản lý hệ thống đòi hỏi cấp thiết ngành điện Với mục tiêu giảm số người trực, nâng cao hiệu vận hành TBA 500kV, 220kV 110kV, Tập đoàn Điện lực Việt Nam ban hành văn số 4725/EVN-KTSX ngày 11/11/2015 để triển khai nội dung tổ chức Trung tâm điều khiển đóng cắt thiết bị từ xa (TTĐK) trạm biến áp (TBA) không người trực với định hướng sau: - Áp dụng giải pháp tự động hóa để giảm số lượng nhân viên vận hành nhà máy điện TBA, nâng cao suất lao động tăng độ tin cậy cung cấp điện đồng thời đảm bảo vận hành an toàn lưới điện - Mục tiêu đến năm 2020 giảm số lượng người trực TBA 500kV, 220kV, riêng TBA 110kV trạm người trực vận hành Trạm biến áp (TBA) khơng người trực 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 Mặc dù việc nghiên cứu để áp dụng lâu đến nay, việc triển khai TBA không người trực nhiều thách thức Việc nghiên cứu áp dụng giải pháp cải tạo TBA 110kV Footer Page of 145 Header Page of 145 không người trực số tác giả nghiên cứu, ngành điện triển khai thực Tuy nhiên, việc triển khai thực cho số TBA 110kV có hệ thống điều khiển máy tính độc lập theo tỉnh thành, chưa thực cho toàn TBA 110kV đến năm 2020 Nhằm đáp ứng nhu cầu định hướng triển khai TTĐK TBA không người trực đến năm 2020, đề tài luận văn chọn "Phân tích lựa chọn giải pháp điều khiển từ xa cho TBA 110kV không người trực tương lai" Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật TBA 110kV không người trực, giải pháp kết nối TTĐK - Lựa chọn giải pháp kỹ thuật điều khiển cho TBA 110kV nay, giải pháp kết nối TTĐK, phân tích kinh tế tài - Vận dụng xây dựng hệ thống điều khiển từ xa TBA 110kV không người trực Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Các TBA 110kV không người trực - Các Trung tâm điều khiển thao tác từ xa - Các TBA 110kV tỉnh Bình Định - Các quy trình điều độ, quy trình vận hành, giải pháp an ninh PCCC, quy định xây dựng trung tâm điều khiển TBA không người trực hành Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Đề tài phân tích đánh giá giải pháp kỹ thuật, phân tích kinh tế tài để xây dựng TBA 110kV không người trực phù hợp với thực tế vận hành định hướng phát triển trạm không người trực Tập đoàn Điện lực Việt Nam đến năm 2020 Footer Page of 145 Header Page of 145 Đặt tên đề tài Căn vào mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài đặt tên: "Phân tích lựa chọn giải pháp điều khiển từ xa cho TBA 110kV không người trực" Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu, phần kết luận phụ lục, nội dung luận văn biên chế thành chương Chương 1: Tổng quát trạm khơng người trực tiêu chí kỹ thuật xây dựng trạm không người trực Chương 2: Lựa chọn giải pháp kỹ thuật điều khiển, phân tích kinh tế TBA 110kV không người trực tương lai Chương 4: Vận dụng xây dựng giải pháp cải tạo TBA 110kV Long Mỹ CHƯƠNG TỔNG QUÁT VỀ TRẠM KHÔNG NGƯỜI TRỰC VÀ CÁC TIÊU CHÍ KỸ THUẬT XÂY DỰNG TRẠM KHÔNG NGƯỜI TRỰC 1.1 TỔNG QUAN VỀ TRẠM KHÔNG NGƯỜI TRỰC 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Vài trò trạm không người trực 1.1.3 Những thách thức 1.1.4 Những ưu 1.1.5 Những lợi ích đạt 1.2 CÁC TIÊU CHÍ KỸ THUẬT XÂY DỰNG 1.2.1 Các quy định liên quan Footer Page of 145 Header Page of 145 1.2.2 Những giao thức truyền thông kết nối cho TBA a Giao thức Modbus b Giao thức IEC 60870-5-101 ( T101 ) c Giao thức IEC 60870-5-104 ( T104 ) d Giao thức IEC 60870-5-103 e Giao thức DNP3 g Giao thức IEC 61850 1.3 KẾT LUẬN Việc tuân thủ quy định, áp dụng chuẩn giao thức trạm theo quy định tạo thuận lợi dễ dàng, tiết kiệm chi phí thực đồng cải tạo, nâng cấp mở rộng cho trạm không người trực tương lai Qua tìm hiểu giao thức sử dụng, đảm bảo cho việc lựa chọn giải pháp, đề xuất yêu cầu thông số vật tư thiết bị đồng với hệ thống hữu, đảm bảo việc kết nối an toàn, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, tránh trường hợp thiết bị mua sắm không tương thích, khơng giao tiếp với CHƯƠNG LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN, PHÂN TÍCH KINH TẾ CÁC TBA 110KV KHÔNG NGƯỜI TRỰC TRONG TƯƠNG LAI 2.1 CÁC YÊU CÂU ĐẶT RA Để đáp ứng tiêu chí xây dựng trạm biến áp 110kV khơng người trực, yêu cầu trước tiên thiết bị thứ, rơ le, IEDs trạm phải đảm bảo kỹ thuật, giám sát, điều khiển từ xa Tuy nhiên, thời gian có hạn nên luận văn khơng sâu khảo sát tất thiết bị thứ, rơ le, IEDs TBA 110kV, phần kiến Footer Page of 145 Header Page of 145 nghị đơn vị quản lý vận hành có kế hoạch thay thế, nâng cấp đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Luận văn tập trung tìm hiểu, nghiên cứu giải pháp để kết nối, thu thập liệu hệ thống SCADA, hệ thống camera, báo cháy tự động, an ninh TBA 110kV 2.1.1 Các yêu cầu chung a Yêu cầu giao thức truyền tin b Yêu cầu giao diện người - máy (HMI) c Yêu cầu Hệ thống SCADA d Yêu cầu Hệ thống thông tin e Yêu cầu Hệ thống an ninh g Yêu cầu Hệ thống chiếu sáng h Yêu cầu Hệ thống báo cháy tự động i Yêu cầu cấp nguồn cho hệ thống điều khiển TBA, thiết bị đầu cuối thiết bị thiết lập kênh truyền k Yêu cầu liệu thu thập (datalist) 2.1.2 Đối với TBA 110kV có hệ thống điều khiển tích hợp a Yêu cầu hệ thống điều khiển máy tính b Yêu cầu liệu thu thập (datalist) c Yêu cầu HMI d Yêu cầu phần mềm 2.1.3 Đối với TBA 110kV chưa có hệ thống điều khiển tích hợp a u cầu liệu thu thập (datalist) b Yêu cầu Hệ thống điều khiển trạm c Yêu cầu giao diện người - máy (HMI) d Yêu cầu đồng thời gian Footer Page of 145 Header Page of 145 2.2 PHÂN TÍCH CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO TBA 110KV KHÔNG NGƯỜI TRỰC Qua khảo sát, số lượng trạm có hệ thống điều khiển tích hợp chiếm khoảng 26% tổng số 111 trạm biến áp 110kV, số lượng thống kê phụ lục kèm theo Đề xuất giải pháp kỹ thuật chung cho trạm riêng cho trạm sau: 2.2.1 Giải pháp chung cho trạm a Giải pháp hệ thống thông tin SCADA b Giải pháp hệ thống báo cháy tự động Hình 2.1.Sơ đồ kết nối hệ thống báo cháy tự động Hệ thống báo cháy có khả tự động cảm biến khói, nhiệt truyền tín hiệu báo cháy (có thể xác định vị trí cháy) TTTĐK, TTĐK, điều hành viên dùng camera xác định tính xác cảnh báo cháy để tiến hành xử lý Yêu cầu kỹ thuật hệ thống báo cháy bao gồm: - Sử dụng giải pháp thiết bị báo cháy, báo khói kiểu địa (Addressable fire alarm system), có khả cung cấp xác thơng tin vị trí nguồn nhiệt, nguồn khói Thiết bị tập trung báo cháy cung cấp kênh tín hiệu cảnh báo đầu (alarm output) để kết nối với hệ thống SCADA - Thiết bị tập trung báo cháy có khả xuất tín hiệu cảnh Footer Page of 145 Header Page of 145 báo qua kênh đầu để kết nối với thiết bị tập trung tín hiệu Gateway thu thập tín hiệu cảnh báo giám sát qua thiết bị tập trung liệu để cung cấp thông tin giám sát trạm cho hệ thống SCADA - Hệ thống báo cháy phải thiết kế theo tiêu chuẩn kỹ thuật Việt nam TCVN 5738:2000) Một vùng giám sát phải lắp đặt đồng thời loại đầu báo nhiệt gia tăng báo khói ion hóa Đối với máy biến áp phải lắp đặt đầu báo nhiệt gia tăng vị trí có khả phát nguồn nhiệt lớn, điều chỉnh độ nhạy đầu báo nhiệt để phân biệt nhiệt độ làm việc bình thường nhiệt độ cố MBA - Cải tạo hệ thống điều hồ khơng khí, kết nối với đầu dị nhiệt để xác định tín hiệu vượt ngưỡng nhiệt độ nhằm điều chỉnh tình trạng hoạt động hệ thống điều hòa c Giải pháp hệ thống an ninh - Khi chuyển sang mơ hình hoạt động bán người trực, không người trực, cửa yêu cầu hạn chế vào/ra cách khóa lại (trừ trường hợp sửa chữa có cho phép cấp thẩm quyền), để 02 cửa ra/vào lắp đặt hệ thống kiểm sốt vào/ra - Thơng tin người vào/ra nhà điều hành phải hệ thống ghi nhận vào chương trình phần mềm quản lý Access Control cài đặt máy tính trạm gồm: thơng tin chi tiết người vào, thời điểm - Hệ thống kiểm soát vào/ra gồm máy qt kiểm sốt vào/ ra, khóa điện Sensor cảm biến trạng thái đóng/mở cửa - Băng thơng kênh truyền liệu khuyến nghị mức ≥ 2Mb/s dùng chung kênh truyền liệu hệ thống camera Footer Page of 145 Header Page 10 of 145 Hình 2.2 Mơ hình hệ thống kiểm sốt vào/ra (Access Control) 2.2.2 Đối với TBA 110kV có hệ thống điều khiển tích hợp a Giải pháp tận dụng lại hệ thống hữu Hình 2.3 Mơ hình kết nối truyền thông trạm Footer Page 10 of 145 Header Page 12 of 145 10 (leased-line) 2Mbps, đường cáp quang Internet tốc độ cao (FTTH),… Về cấu hình cài đặt hệ thống: Tại trạm sử dụng hệ thống tích hợp điều khiển máy tính hệ thống Station server/gateway, không nâng cấp hệ thống mà tiến hành kết nối giám sát điều khiển bổ sung thiết bị chưa giám sát, điều khiển từ xa Mở rộng phần mềm với nhà cung cấp hữu trạm để bổ sung datapoints kết nối tín hiệu báo cháy, tín hiệu cảnh báo xâm nhập, điều khiển chiếu sáng, tín hiệu cần bổ sung khác trạm Thương thảo với nhà cung cấp hữu cấu hình bổ sung tín hiệu mới, trường hợp đơn vị khác thực cần tìm hiểu, xem xét khả khai thác, cấu hình lại hệ thống nhà cung cấp hữu b Giải pháp bổ sung thiết bị thu thập tập trung liệu Hình 2.4 Mơ hình kết nối phần cứng Footer Page 12 of 145 Header Page 13 of 145 11 Giải pháp kết nối trạm: Tại trạm 110kV trang bị hệ thống điều khiển máy tính theo giải pháp nhà cung cấp cũ Đây trạm sẵn sàng cho việc vận hành hệ thống trạm khơng người trực nên tồn liệu trạm thu thập hiển thị đầy đủ Máy tính thu thập liệu (DataConcentrator) trạm, kết nối vào máy tính chủ hữu để thu thập liệu trạm Thiết bị BCU bổ sung thêm để giám sát hệ thống PCCC, aptomat thiết bị thứ Máy tính chủ hệ thống Trung tâm điều khiển thông qua hệ thống mạng truyền dẫn trung gian để kết nối trực tiếp đến thiết bị máy tính thu thập liệu trạm theo giao thức IEC 60870-5-104 2.2.3 Đối với TBA 110kV chưa có HTĐK tích hợp a Giải pháp tận dụng lại hệ thống hữu RTU/miniScada A3 BD DCC GATEWAY hệ thống điều khiển thiết bị phân phèi 22kV CONTROL CENTER IEC-60870-5-101 IEC-60870-5-101 RTU/Scada IEC-60870-5-101 hÖ thèng điều WAN IEC-60870-5-101 IEC-61850 IEC-61850 khiển thiết bị phân phèi 110kV ROUTER/CONVERTER OR SDH IEC-61850 IEC-61850 IEC-61850 IEC-61850 IEC-61850 IEC-61850 IEC-61850 máy tính phục vụ đo đếm xa IEC-61850 SWITCH SWITCH IEC-61850 IEC-61850 SPA-ZC400 SPA-ZC400 CONVERTER TO IEC 61850 ABB-1991 ABB-1997 F650BF-2009 ABB-1997 01 port SPA F87T m¸y tÝnh LƯU TRữ Dữ LIệU HìNH ảNH 01 port SPA 01 port Ethernet IEC 61850 ABB-1997 SPA-ZC400 SPA-ZC400 SPA-ZC21 01 port Ethernet IEC 60870-5-103, Modbus @RTU T CP/IP F50-475 F50-412 ABB-1997 F87T 01 port SPA F50-483 ABB-1997 01 port SPA 27/59 SPA-ZC21 SPA-ZC21 01 port Ethernet IEC 61850 01 port SPA SPA-ZC21 01 port SPA SPA-ZC21 F650BF-2009 SPA-ZC21 F50-476 01 port Ethernet IEC 61850 01 port Ethernet IEC 60870-5-103, Modbus 01 port Ethernet IEC 61850 ABB-1997 @RTU T CP/IP 27/59 ABB-1997 ABB-1997 F50 phÝa 110kV 01 port SPA 01 port SPA SPA-ZC21 F60-2009 F50-481 F50-471 camera quan s¸t F50-484 SPA-ZC21 F50 phÝa 110kV 01 port Ethernet IEC 61850 01 port Ethernet IEC 61850 F50 phÝa 22kV 01 port SPA ABB-1997 ABB-1997 01 port Ethernet ABB-1997 SPA-ZC21 01 port SPA F50-472 F50-442 (Tù dïng) ABB-1997 01 port SPA ABB-2009 SPA-ZC21 F50-482 ABB-1997 F50 phía 22kV hệ thống báo cháy - chữa cháy tù ®éng 01 port SPA SPA-ZC21 SPA-ZC21 F50-473 01 port SPA SPA-ZC21 F50-402(T ? bù) SPA-ZC21 ABB-1997 01 port SPA 01 port SPA Role diê`u a´p F90 SPA-ZC21 F50-474 Tñ b¶o vƯ MBA T1 Tđ b¶o vƯ MBA T2 HƯ thèng ph©n phèi 22kV Hình 2.11 Sơ đồ kết nối hệ thống điều khiển bảo vệ Footer Page 13 of 145 SWITCH Header Page 14 of 145 12 Dựa thiết bị có Trạm cần thiết phải đầu tư thêm thiết bị sau để thực tự động hóa trạm đến mức tối thiểu: + Thay rơle bảo vệ khơng có hỗ trợ cổng giao tiếp truyền, tận dụng lại rơle kỹ thuật số có cổng giao tiếp truyền thông + Bổ sung module chuyển đổi để kết nối các, bổ sung 01 khối điều khiển mức ngăn (BCU) để tập trung tín hiệu I/O (AC/DC) + Đầu tư 01 gateway mạng LAN đơn để tập trung tín hiệu điều khiển & bảo vệ, đầu tư 01 thiết bị GPS sử dụng anten trời để đồng cho toàn hệ thống điều khiển b Giải pháp bổ sung thiết bị thu thập tập trung liệu Hình 2.12 Giải pháp kết nối trạm RTU Footer Page 14 of 145 Header Page 15 of 145 13 Trang bị máy tính cơng nghiệp (SEL, Advantec ), bổ sung thiết bị I/O cần thiết, thiết bị mạng kết nối với RTU hữu Máy tính trang bị bao gồm hệ thống phần mềm sở để phục vụ công tác giám sát vận hành chỗ, phần mềm tạo kênh kết nối độc lập với trung tâm OCC Trung tâm điều độ HTĐ miền theo giao thức chuẩn IEC-60870-5-101/104 Môi trường truyền tin sử dụng đa dạng (SDH/TMDoIP/Internet/Intranet/ GPRS/3G) phù hợp với mạng thông tin tới trạm Tuy nhiên tùy theo yêu cầu mức độ quan trọng trạm biến áp xem xét cấu trúc có dự phịng máy tính hệ thống truyền tin để nâng cao độ tin cậy Đề xuất bổ sung 01 máy tính cơng nghiệp để kết nối đế 02 RTU có cấu hình 02 port hệ thống miniSCADA có Cơng ty Điện lực (bổ sung tín hiệu phần 110kV) Kết nối tín hiệu PCCC, tín hiệu cịn thiếu lên RTU hữu bổ sung I/O Unit để thu thập tín hiệu kết nối lên Gateway đưa TTĐK 2.3 KẾT LUẬN Theo yêu cầu, quy định cải tạo trạm 110kV khơng người trực tất trạm phải bổ sung kết nối hệ thống camera an ninh, báo cháy tự động hệ thống thông tin SCADA đảm bảo thu thập đầy đủ liệu phục vụ giám sát, điều khiển từ Trung tâm điều khiển Với số lượng trạm 110kV có hệ thống điều khiển tích hợp khu vực miền Trung tây nguyên (chiếm khoảng 26% tổng số trạm) thuận lợi thực kết nối TTĐK, chuyển sang vận hành khơng người trực Qua phân tích giải pháp kỹ thuật, kinh tế tài cho 02 nhóm trạm so sánh lựa chọn giải pháp sau: Footer Page 15 of 145 Header Page 16 of 145 14 Bảng 2.9 So sánh giải pháp điều khiển từ xa cho trạm biến áp 110kV không người trực TT Giải pháp tận dụng lại Giải pháp bổ sung thiết bị thu hệ thống hữu thập tập trung liệu Trạm 110kV có hệ thống tích hợp: Ưu điểm: Ưu điểm: - Tận dụng lại hệ - Không phụ thuộc hệ thống thống có điều khiển, HMI hữu - Chi phí vốn đầu tư nhà thầu cũ thấp, khoảng tỷ đồng - Không ảnh hưởng vận hành hệ thống hữu, thời gian thử nghiệm nghiệm thu ngắn - Đảm bảo thu thập đầy đủ liệu, đồng với hệ thống Trung tâm điều khiển - Chi phí vốn đầu tư khơng q cao gần tỷ đồng, nguồn vốn sử dụng nguồn vốn vay tổ chức tài trợ nước Nhược điểm: Nhược điểm: - Phụ thuộc nhà cung - Khi thiết bị Gateway cấp hệ thống cũ phải hữu bị lỗi ảnh hưởng đến kết nối định, đàm phán cấu điều khiển từ thiết bị tập trung hình, mở rộng license hệ thu thập liệu khả thống hữu, chủ điều khiển giám sát từ đầu tư phải chấp nhận chi Trung tâm điều khiển phí đầu tư lớn giá trị Footer Page 16 of 145 Header Page 17 of 145 TT 15 Giải pháp tận dụng lại Giải pháp bổ sung thiết bị thu hệ thống hữu thập tập trung liệu dự toán trường hợp nhà thầu cũ báo giá cao - Phương án thi công, thử nghiệm, nghiệm thu phức tạp thực cấu hình, cải tạo lại hệ thống điều khiển hữu vận hành ổn định, thời gian thực kéo dài ảnh hưởng đến lịch cắt điện thi cơng - Dù có chi phí thấp không sử dụng nguồn vốn vay ưu đãi tổ chức tín dụng nước ngồi, với số lượng trạm cải tạo lớn chi phí đầu tư khơng phải nhỏ Trạm 110kV chưa có hệ thống tích hợp: Ưu điểm: Ưu điểm: - Tận dụng lại hệ - Không phụ thuộc hệ thống thống có - Chi phí vốn đầu tư điều khiển nhà thầu cũ - Đảm bảo thu thập đầy đủ tương đối thấp, khoảng liệu, đồng với hệ thống tỷ đồng Trung tâm điều khiển - Đáp ứng nhu cầu đưa vào trạm không người trực Footer Page 17 of 145 Header Page 18 of 145 TT Giải pháp tận dụng lại 16 Giải pháp bổ sung thiết bị thu hệ thống hữu thập tập trung liệu Nhược điểm: Nhược điểm: - Độ tin cậy làm việc - Chi phí vốn đầu tư cao hệ thống không đảm khoảng 12 tỷ đồng bảo ổn định kết nối - Phương án thi công, thử thiết bị IED cũ nghiệm, nghiệm thu phức tạp hệ thống, qua nhiều thiết thực cấu hình, cải tạo bị chuyển đổi lại hệ thống điều khiển hữu - Việc thu thập liệu ảnh hưởng đến việc vận hành giám sát không đảm bảo trạm, thường trạm hoàn toàn theo yêu cầu xây dựng lâu phụ tải cao số rơ le hữu - Thời gian thực cũ khơng hỗ trợ tín kéo dài ảnh hưởng đến lịch hiệu như: reset rơ le, led cắt điện thi công, khối lượng - Khi thiết bị RTU công việc nhiều hữu bị lỗi ảnh hưởng đến - Không tận dụng lại rơ kết nối điều khiển từ le, thiết bị cũ thu hồi Gateway - Phương án thi công, thử nghiệm, nghiệm thu phức tạp thực cấu hình, cải tạo lại hệ thống điều khiển hữu, thời gian thực kéo dài ảnh hưởng đến lịch cắt điện thi công Qua phân tích, giải pháp đáp ứng yêu cầu thu thập liệu kết nối, tùy nhu cầu người sử dụng, đáp ứng nguồn vốn sử dụng giải pháp phân tích Footer Page 18 of 145 Header Page 19 of 145 17 CHƯƠNG VẬN DỤNG XÂY DỰNG GIẢI PHÁP CẢI TẠO TBA 110KV LONG MỸ 3.1 MƠ HÌNH KẾT NỐI 3.2 MƠ HÌNH KẾT NỐI PHẦN CỨNG HỆ THỐNG Switch Bay switch Data Concentrator Camera Electrical cable Ethernet/RS232/RS485 Converter Camera Server Bus Ethernet switch CB Existing 22kV site Bay switch Existing metering site HMI Client Bay switch BCU Station server Electrical cable I/O Bus CB HIS server Existing 110kV site A3 Binh Dinh DCC Fire alarm system Hình 3.1 Mơ hình tổ chức kết nối mức TBA 3.3 CÁC THIẾT BỊ CHÍNH LẮP ĐẶT TRONG TRẠM 3.3.1 Máy tính thu thập tập trung liệu trạm 3.3.2 Các thiết bị I/O bổ sung 3.3.3 Thiết bị Switch 3.3.4 Các hình (bổ sung) 3.3.5 Cải tạo mạch nhị thứ Footer Page 19 of 145 Additional I/O: Zone Aptomats, other Header Page 20 of 145 18 3.4 HỆ THỐNG PHẦN MỀM VÀ SỐ LƯỢNG DỮ LIỆU CÓ THỂ THU THẬP TẠI TRẠM 3.4.1 Hệ thống phần mềm bổ sung TBA 110kV Long Mỹ 3.4.2 Số lượng tín hiệu danh sách Data list yêu cầu lấy hệ thống tự động hóa Căn Danh sách Data list yêu cầu, trạng hệ thống điều khiển máy tính trạm 110kV Long Mỹ khơng thể đáp ứng 100% số tín hiệu danh sách Giải pháp đề tận dụng tối đa tất tín hiệu, liệu kết nối hệ thống SCADA, hệ thống điều khiển máy tính trạm hệ thống miniSCADA tỉnh Bình Định đủ đảm bảo cho hoạt động Trung tâm điều khiển xa Kết hợp với cài đặt, cấu hình bổ sung số Role, BCU để lấy thêm số tín hiệu lấy nhằm tăng mức tín hiệu lấy đến mức cao (Cụ thể Phụ lục kèm theo): Phần ngăn lộ 110kV 171: Tổng số tín hiệu cần lấy sử dụng 416 Phần ngăn lộ 110kV 172: Tổng số tín hiệu cần lấy sử dụng 406 Phần MBA: Tổng số tín hiệu cần lấy sử dụng 507 Phần ngăn lộ 22kV: Tổng số tín hiệu cần lấy sử dụng 214 3.5 HỆ THỐNG CAMERA VÀ GIÁM SÁT HÌNH ẢNH TỪ XA Các vị trí lắp đặt camera khu vực quan sát trời: - Cổng vào trạm - Máy biến áp, dao cách ly, MBA Các vị trí lắp đặt camera khu vực quan sát nhà: - Phòng vận hành trạm - Mặt trước mặt sau dãy tủ phân phối Footer Page 20 of 145 Header Page 21 of 145 19 CA.04 CA.03 IP outside IP outside 10 12 CA.08 IP inside v?TR?LắP ĐặT Tủ RACK MớI CA.07 IP inside k? hiệu tên vật t-/ thi?t b? đvt số l-ợng camera ip trời& giá đ? 04 camera ip nhà & giá đ? 04 Cáp rg6 m 240 C¸p nguån cu/pvc 2x1.5 m 240 Bé cÊp nguồn camera 01 Cabin 19" lắp đặt switch camera bé 01 T1 Hình 3.2 Mặt bố trí camera TBA 110kV Long Mỹ Mỗi camera tương ứng 01 khung hình hình hiển thị Trong trường hợp cần quan sát chi tiết camera, kích chọn vào camera thơng qua máy tính giám sát camera Máy tính giám sát thực chức giám sát hình ảnh camera trạm tổng quan chi tiết đồng thời thực chức lưu trữ liệu hình ảnh camera liên tục 24h/ ngày 07 ngày liên tục Footer Page 21 of 145 Header Page 22 of 145 20 3.6 HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG, CẢNH BÁO TỪ XA Hình 3.3 Sơ đồ kết nối hệ thống báo cháy, camera an ninh 3.7 DỰ TOÁN THỰC HIỆN 3.7.1 Khối lượng cơng việc 3.7.2 Dự tốn Bảng 3.2 Dự tốn cơng việc thực Chi phí xây dựng 576.727.895 đồng Chi phí thiết bị 2.377.975.061 đồng Chi phí QLDA 72.803.881 đồng Chi phí tư vấn ĐTXD 329.130.677 đồng Chi phí khác 21.873.307 đồng Chi phí dự phịng 337851082 đồng Tổng cộng: 3.716.361.902 đồng Footer Page 22 of 145 Header Page 23 of 145 21 3.8 PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH 3.8.1 Những lợi ích mong muốn Thơng thường, lợi ích mong muốn hệ thống điều khiển thơng tin gồm: Giảm nhân sự, giảm điện, bảo trì tốt hơn, giảm tổn thất kỹ thuật, giảm điện không cung cấp (nhờ việc khôi phục lại hệ thống nhanh trường hợp điện), 3.8.2 Phân tích kinh tế tài a Các chi phí dự án - Chi phí đầu tư - Chi phí vận hành : giả định có chi phí vận hành sau: + Chi phí vận hành hệ thống bảo dưỡng hệ thống (M) dự kiến: 1% chi phí vốn năm + Chi phí đào tạo lại cho nhân công dôi dư (11 người): nhân công đào tạo lại cho công việc khác, chi phí chi phí lần, dự kiến chi phí tháng lương b Các lợi ích/ doanh thu dự án Các lợi ích giả định cho dự án: Lợi ích giảm nhân cơng: Khi hồn thành đưa vào vận hành khơng người trực giảm 11 người Giảm lượng điện không phục vụ (ENS), giảm tổn thất kỹ thuật Theo số liệu ADB thống kê dự án thực tương tự Việt Nam tỉ lệ giảm tổn thất kỹ thuật điện khơng cung cấp có dự án tương ứng 5%/kWh 25%/kWh Số liệu WB thống áp dụng để phân tích Kinh tế-Tài cho dự án tự động hóa, SCADA EVN NPC EVN SPC Footer Page 23 of 145 Header Page 24 of 145 22 3.8.3 Kết phân tích kinh tế-tài Với liệu giả thiết trên, kết phân tích sau: Thời gian hoàn vốn = năm tháng Tỉ lệ lợi nhuận chi phí: B/C = 1,85 3.9 KẾT LUẬN Việc sử dụng giải pháp bổ sung thiết bị thu thập tập trung liệu để kết nối liệu cho TBA 110kV Long Mỹ vận hành không người trực đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, giá thành không cao, lắp đặt thi công nhanh chóng, khơng ảnh hưởng đến q trình vận hành hệ thống hữu Trên sở kết phân tích trên, tiêu tài chính-kinh tế đạt yêu cầu, đầu tư cải tạo trạm không người trực mang lại hiệu cho chủ đầu tư cho xã hội, lợi ích tài không cao lâu dài triển khai thực vận hành trạm khơng người trực cho tồn trạm hiệu tài cao Việc ứng dụng thực tế trạm 110kV Long Mỹ, đánh giá tiêu kinh tế, kỹ thuật sau hoàn thành đưa vào vận hành không người trực Footer Page 24 of 145 Header Page 25 of 145 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Với phát triển khoa học công nghệ, ngành điện bước đại hóa lưới điện nhằm hoàn thiện sở hạ tầng cho vận hành thị trường điện cạnh tranh Kết nghiên cứu luận văn ứng dụng để lựa chọn giải pháp cải tạo TBA 110kV thành không người trực đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đơn vị quản lý vận hành, phù hợp với nguồn vốn huy động cho giai đoạn, nhóm trạm khác Đề tài "Phân tích lựa chọn giải pháp điều khiển từ xa cho TBA 110kV không người trực" với mục đích nghiên cứu ứng dụng lựa chọn giải pháp kỹ thuật, kết nối trạm 110kV khu vực miền Trung Tây nguyên để thực lộ trình trạm không người trực ngành điện, đáp ứng tốn tối ưu hóa vận hành lưới điện Các giải pháp đáp ứng yêu cầu thu thập liệu kết nối Trung tâm điều khiển với mức độ khác nhau, tùy theo nhu cầu người sử dụng, đáp ứng nguồn vốn sử dụng giải pháp phân tích Đề tài có nghiên cứ, tìm hiểu đóng góp việc đề xuất xem xét lựa chọn giải pháp cải tạo hợp lý thông qua nội dung: - Nghiên cứu tiêu chí kỹ thuật, giao thức truyền thống kết nối quy định hành xây dựng TBA 110kV không người trực đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu vận hành Từ tổng hợp đặt yêu cầu chung, yêu cầu cụ thể cho nhóm trạm có hệ thống điều khiển tích hợp, trạm có hệ thống điều khiển truyền thống để triển khai tìm hiểu giải pháp cải tạo trạm thành không người trực đảm bảo mặt kỹ thuật - Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật, phân tích kinh tế cho nhóm trạm điều khiển tích hợp, trạm điều khiển truyền thống đảm bảo yêu cầu vận hành từ xa, kết nối liệu đến Trung tâm điều khiển Kết phân tích cho 02 nhóm trạm với 02 giải pháp cho Footer Page 25 of 145 Header Page 26 of 145 24 thấy giải pháp đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, nhiên giải pháp có mức đầu tư khác nhau, đáp ứng nhu cầu khác cho đơn vị quản lý vận hành Tùy theo tình hình thực tế nguồn vốn đầu tư, yêu cầu khai thác liệu đơn vị quản lý mà lựa chọn giải pháp phù hợp với điều kiện thực tế trạm - Việc vận dụng giải pháp "bổ sung thiết bị thu thập tập trung liệu mới" để cải tạo cho TBA 110kV Long Mỹ, thực tế áp dụng hồn thành so sánh đánh giá hiệu với trạm khác có quy mơ tương tự thực theo giải pháp khác "tận dụng lại hệ thống hữu" Một số kiến nghị: Để đẩy mạnh q trình đại hóa hệ thống điện, chuyển đổi hồn tồn trạm 110kV thành khơng người trực, cần quan tâm tiếp tục vấn đề sau: - Chuẩn hóa thiết kế xây dựng trạm không người trực phù hợp quy định, tiêu chuẩn hành - Có kế hoạch chi tiết thực chuyển trạm thành không người trực hạn chế ảnh hưởng đến vận hành hệ thống hữu, đảm bảo hiệu kinh tế cao - Kết nối đồng với hệ thống SCADA Trung tâm điều độ hệ thống điện theo hướng TBA 110kV không người trực - Trung tâm điều khiển - Trung tâm điều độ - Hồn chỉnh quy trình vận hành, quy trình phối hợp xử lý TBA 110kV khơng người trực thống áp dụng cho hệ thống Do điều kiện khả thời gian có hạn, tài liệu tham khảo hạn chế nên luận văn nêu giải số vấn đề liên quan đến việc cải tạo thu thập liệu TBA 110kV thành không người trực Khi giải pháp đề xuất lựa chọn áp dụng cho TBA 110kV Long Mỹ tỉnh Bình Định, sau thực tiến hành đánh giá thực tế vận hành từ làm sở tiếp tục thực cho trạm khác Footer Page 26 of 145 ... trạm không người trực mang lại hiệu cho chủ đầu tư cho xã hội, lợi ích tài không cao lâu dài triển khai thực vận hành trạm không người trực cho tồn trạm hiệu tài cao Việc ứng dụng thực tế trạm 110kV. .. TBA 110kV không người trực tương lai" Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật TBA 110kV không người trực, giải pháp kết nối TTĐK - Lựa chọn giải pháp kỹ thuật điều khiển cho TBA 110kV. .. nay, giải pháp kết nối TTĐK, phân tích kinh tế tài - Vận dụng xây dựng hệ thống điều khiển từ xa TBA 110kV không người trực Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Các TBA 110kV không người trực - Các Trung