Nghiên cứu các tiêu chuẩn và cấu hình cơ bản của hệ thống tự động hóa trạm biến áp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐÀM XUÂN ĐÔNG NGHIÊN CỨU CÁC TIÊU CHUẨN VÀ CẤU HÌNH CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ TRẠM BIẾN ÁP Chuyên ngành : Hệ thống điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hệ thống điện NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : GS.VS.TSKH TRẦN ĐÌNH LONG Hà Nội – 2011 Luận văn cao học MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU CHƯƠNG - GIỚI THIỆU MỘT SỐ TIÊU CHUẨN TỰ ĐỘNG HÓA 10 TRẠM BIẾN ÁP 1.1 Một số tiêu chuẩn áp dụng hệ thống tự động hóa trạm biến áp 10 1.1.1 Giới thiệu chung 10 1.1.2 Các tiêu chuẩn sử dụng trước 14 1.2 Các tiêu chuẩn sử dụng khả áp dụng vào Việt Nam 31 1.2.1 Giới thiệu tiêu chuẩn IEC 61850 31 1.2.2 So sánh số tiêu chuẩn 49 1.2.3 Áp dụng tiêu chuẩn IEC 61850 vào Việt Nam 54 59 Chương - CẤU HÌNH CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BIẾN ÁP 2.1 Một số cấu hình hệ thống tự động hóa trạm biến áp 59 2.1.1 Cấu hình yêu cầu chung cho hệ thống tự động hóa trạm biến 59 áp 2.1.2 Giới thiệu cấu hình hệ thống trạm biến áp theo tiêu chuẩn 63 IEC 61850 2.1.3 Giới thiệu số cấu hình tự động hóa trạm biến áp 70 2.2 Hệ thống đo lường 77 2.3 Hệ thống bảo vệ 77 2.4 Hệ thống giám sát điều khiển 78 2.5 Kết nối hệ thống thông tin, giám sát, điều khiển từ xa 82 2.5.1 Kết nối với trung tâm điều độ hệ thống 82 2.5.2 Kết nối với hệ thống trạm phía hạ áp 84 Chương - CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG 86 TRONG TRẠM BIẾN ÁP 3.1 Mạng truyền thông công nghiệp 86 3.1.1 Một số cấu trúc mạng truyền thông công nghiệp 87 3.1.2 Các phương tiện truyền dẫn 93 3.1.3 Một số hệ thống BUS tiêu chuẩn hệ thống mạng truyền thông 98 3.2 Giới thiệu thiết bị truyền thông, bảo vệ đo lường trạm biến 101 áp 3.2.1 Các thiết bị cho hệ thống truyền thông 101 3.2.2 Các thiết bị cho hệ thống bảo vệ đo lường 108 Chương - XÂY DỰNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA CHO TRẠM 109 BIẾN ÁP 4.1 Xây dựng trung tâm hệ thống điều khiển 109 HV Đàm Xuân Đông - 133 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học 4.2 Các thiết bị hệ thống tự động hóa trạm biến áp 4.2.1 Hệ thống phần cứng 4.2.2 Hệ thống phần mềm 4.2.3 Hệ thống truyền tin 4.2.4 Gắn biển báo thiết bị 4.2.5 Các hình hiển thị sơ đồ sợi trạm 4.2.6 Các hình hiển thị giá trị đo 4.2.7 Các hình cảnh báo 4.2.8 Bảng báo hiệu cảnh báo 4.3 Áp dụng cho hệ thống giám sát điều khiển trạm không người trực 4.3.1 Tổng quan hệ thống thông tin vận hành 4.3.2 Hệ thống thu thập xử lý thông tin mức trạm KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC HV Đàm Xuân Đông - 134 - 110 110 118 121 122 123 123 124 124 125 125 127 130 131 133 Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học BẢNG PHỤ LỤC So sánh tiêu chuẩn IEC 61850 với tiêu chuẩn IEC 60870, tiêu chuẩn DNP3 Bảng 1.8 Tính 61850 60870-5-101 60870-5-104 60870-5-103 DNP3 Các kiểu Linh hoạt, dễ Cố định Cố định Cố định Linh hoạt liệu hỗ trợ dàng mở rộng Địa chỉ/Xác Tên phân Trong Trong Trong Trong minh cấp(e.g., mục lục mục lục mục lục Mục lục AB.E1.Q1/XC BR4.ST.Pos) Mục lục cho báo cáo Chất lượng + + + + + Thời gian + + + + + Nguyên nhân + + + + + trình truyền tải > giá trị Có nhiều loại Có khác tin(các nhóm loại Có loại loại Có vài giống giống giống loại COT( lý COT COT truyền) giống giống Có giống nhau liệu, liệu) Một vài (bảo Nội dung Khoảng 2000 liệu( lớp(LN, nghĩa vệ) liệu, thuộc tính liệu liệu cho cụ thể như” lĩnh vực ứng HV Đàm Xuân Đông - 135 - Khóa học 2009 - 2011 khác Luận văn cao học thời gian dụng chung) dòng””PhsA ”vị trí máy cắt) Một vài Tự mô tả Tên liệu, liệu(phục hồi kiểu, đặc điểm trực tuyến) chức năng, lựa chọn nhanh báo cáo, băng thông chết, phạm vi giá trị… cho lớp liệu sử dụng rộng Linh hoạt, bất Mở thêm mô kỳ nút logic nào, liệu hình lớp liệu chung xác định cho phạm vi ứng dụng khác Bảng 1.9 Tính Chu kỳ 61850 60870-5-101 60870-5-104 60870-5-103 DNP3 + + + + Cho phép, truyền tạm HV Đàm Xuân Đông - 136 - Khóa học 2009 - 2011 dừng Luận văn cao học hoạt động điều khiển từ xa Truyền tự Linh hoạt + + + + Đọc Nhiều Đơn lẻ Đơn lẻ Đơn lẻ Nhiều Viết Nhiều Đơn lẻ Đơn lẻ Đơn lẻ Nhiều bị) + + + + + đồng + + + + điều + + + + + Chất lượng Chất lượng + + + + + + + + + + + + nhiên (thiết thăm dò Khóa Lệnh khiển Chuyển từ đổi + xa(trực tuyến) Chuyển đổi Chất lượng Chất lượng biểu thị Dữ liệu Tất liệu( chuỗi cáo ghi) gian Chuỗi kiện thời báo Các trạng thái liệu( báo cáo ghi) Các giá trị Tất liệu( liệu báo với lọc) cáo Ghi khôi Tất liệu HV Đàm Xuân Đông - 137 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học phục giá (với lọc trị liệu điều khiển từ lựa chọn vào xa điều lúc khiển khác) đổi Thay Đặt thông số Linh hoạt( xác Một vài( Một vài(các Thay điều khiển định, thay đổi đại lượng đo) đại xếp) đo) đổi lượng nhóm thiết lập vài bảo vệ xác tham số truyền định trước thông liên quan Trao đổi + kiện trạm(GOOS E, ) Trao đổi + giá trị mẫu( cho CT VT) Truyền file + + + + + 60870-5-103 DNP3 Bảng 1.10 Tính Danh 61850 60870-5-101 60870-5-104 Giới hạn (chỉ mục ++ tất ( hoàn thành đối tượng( phân dịch vụ chung) cấp tên thông tin) kiểu liệu HV Đàm Xuân Đông - 138 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học nút logic,…) nghĩa +++ Định đối tượng hoạt động (tên, + + + + ( Chỉ có ( Chỉ có ( Chỉ có ( Chỉ có băng thông) băng thông) băng thông) băng thông, sau kiểu, đơn vị, băng mở rộng) thông cho báo cáo, tỷ lệ, mô tả …của tiến trình liệu) nghĩa + Định đối tượng liên quan đến dịch vụ + + + + truyền thông( Các thuộc tính điều khiển báo cáo/ ghi, thuộc điều tính khiển, tạo lập nhóm thuộc tính,…) HV Đàm Xuân Đông - 139 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học Bảng 1.11 Tính Định rõ 61850 60870-5-101 60870-5-104 60870-5-103 DNP3 + + ++ + nhóm liệu Lựa chọn liệu cho gửi báo cáo Kích hoạt/ ++ + + + +++ + + + + + + + hủy bỏ đối tượng điều khiển truyền thông Thay đổi chế báo cáo/ghi Đọc cấu hình Bảng 1.12 Tính 61850 Mô tả đầy đủ XML/XML 60870-5-101 Chỉ hình DTD ý nghĩa liệu giấy cấu thiết bị 60870-5-104 60870-5-103 tài Chỉ tài Chỉ liệu giấy liệu giấy DNP3 tài Chỉ tài liệu giấy lý thuyết sau phát thiết bị, triển thành nút logic, tài liệu liệu trực tuyến ngữ cảnh đọc trạm( mô tả thông tin tùy chọn thông HV Đàm Xuân Đông - 140 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học tin cá nhân) Hỗ trợ cho Hỗ trợ cho người bán phát triển hàng độc lập công cụ với hệ thống độc lập với nhà cung cấp kỹ thuật dựa danh sách lớp LN, liệu CDC Vị trí Hoàn cấu hình cấu thành Cấu hình Cấu hình Cấu hình Cấu hình RTU và/hoặc RTU và/hoặc RTU và/hoặc RTU hình IED IED, cấu hình IED, cấu IED, cấu hình và/hoặc thời gian sở hình của sở IED, phù hợp, liệu cấu sở liệu liệu cấu cấu hình hình cấu hình hình sở liệu cấu hình lớp ứng dụng lớp ứng lớp ứng dụng cấu hình file XML dụng lớp ứng dụng Tự động hóa Hoàn thành kiểm tra cấu mô hình thông trực tin truy hình tuyến cập trực tuyến ngoại tuyến tự động so sánh với file XML cấu hình ngoại tuyến HV Đàm Xuân Đông - 141 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học cho hệ thống tích hợp Vì cần phải có nguồn không bị gián đoạn riêng biệt (UPS-Uninteruptible Power Source) gồm có ắc qui nạp không cần cấp nguồn từ máy biến áp tự dùng hay chuyển đổi DC /AC tách khỏi hệ thống ắc qui trạm Thiết bị hệ thống tích hợp trạm phải cung cấp hệ thống ắc qui DC trạm Nếu hệ thống ắc qui trạm không đủ dung lượng để vận hành hệ thống tích hợp, hệ thống ắc qui trạm cần phải thay Hệ thống tích hợp không chiếm chỗ hệ thống ắc qui trạm 4.2.2 Hệ thống Phần mềm Tại Trung tâm Điều khiển, mạng LAN cấu hình để hỗ trợ số Máy khách Máy chủ, hệ thống front-end giao tiếp với hệ thống thu thập trao đổi liệu với mức trạm trung tâm khác Tùy vào yêu cầu khả đầu tư, hệ thống cấu hình máy chủ máy chủ dự phòng để cung cấp chức SCADA/DMS/IMIS, bao gồm quản lý sở liệu thời gian thực, xử lý cảnh báo, kiện khứ, truy nhập số liệu kiện khứ chức giao diện người sử dụng dạng đồ hoạ Những máy chủ hỗ trợ số máy khách người vận hành/ người điều độ để thực giám sát điều khiển hệ thống Cấu trúc hệ thống trung tâm điều khiển thiết kế dựa mô hình lớp 3-tiers với kết cấu lớp sau: HV Đàm Xuân Đông - 253 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học Hình 4.2 Cấu trúc hệ thống trung tâm điều khiển Lớp giao diện: Đây lớp thấp hệ thống trung tâm làm nhiệm vụ giao tiếp trực tiếp với công tơ đo đếm, RTU, hệ tự động hóa trạm - Substation Automation System, trung tâm điều độ khác Lớp làm nhiệm vụ theo dõi tình trạng kênh truyền, quản lý thông số trình truyền nhận, đưa cảnh báo trình giao tiếp với trạm Lớp thông qua hệ thống viễn thông gửi/nhận liệu đến/từ đầu cuối thông qua protocol chuẩn hóa (xin xem thêm phần Protocol) xử lý liệu thành định dạng mà hệ thống máy tính hiểu trước chuyển tiếp qua lớp Data Server Lớp ứng dụng: Đây lớp cao hệ thống trung tâm HV Đàm Xuân Đông - 254 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học Người sử dụng giao tiếp với hệ thống thông qua lớp Ở ứng dụng hệ giao diện người máy HMI, hệ thống quản lý kiện, hệ thống liệu khứ … Cùng với sở hạ tầng trung tâm điều khiển, hệ thống cung cấp quyền truy cập để hỗ trợ khu vực chức khác công ty, phân tích kỹ thuật lập kế hoạch, giám sát điện năng, quản lý toán Một Máy chủ mạng nội Tường lửa thể giản đồ biểu thị khả khu vực IT "kết nối" tới Mạng Trung tâm Điều khiển mà không làm tổn hại đến an ninh mạng Hình 4.3 Kiến trúc phần mềm trao đổi liệu Các chức phần mềm xử lý liệu hệ thống trung tâm thực bao gồm: + Thu thập Dữ liệu + SCADA/DMS + Quản lý Điều khiển trạm 110kV không người trực + Quản lý số liệu đo đếm HV Đàm Xuân Đông - 255 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học + Giao diện người-máy cho trạm làm việc + Hệ quản trị liệu khứ + Các ứng dụng khác + Cung cấp liệu dịch vụ Web + Quản trị an ninh truy cập bảo mật 4.2.3 Hệ thống Truyền tin Sử dụng công nghệ kỹ thuật truyền tin sở đánh giá lực mạng cáp quang sử dụng từ xây dựng hệ thống mạng truyền tin tổng thể hình 4.4 Hình 4.4 Hệ thống mạng truyền tin Các trạm biến áp, Điện lực Xí nghiệp (Đội) 110kV kết nối vào mạng WAN(1000/100Mb/s) mạng Tất thiết bị, trạm làm việc máy tính người dùng nối mạng theo hệ thống địa IP Ngoài dịch vụ thoại, hot-line giao tiếp E1 truyền theo TDMoIP HV Đàm Xuân Đông - 256 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học 4.2.4 Gắn biển báo thiết bị Hệ thống tích hợp phải cung cấp khả gắn biển báo thiết bị, đo xa không đo xa, thông qua hiển thị đồ hoạ Việc treo biển báo thiết bị thể thao tác người vận hành nhằm lôi kéo ý tới ký hiệu thiết bị hiển thị trạm để việc điều khiển thiết bị bị cấm hay cần phải thận trọng Mỗi biển báo phải có màu định tuân thủ theo yêu cầu đóng cắt cảnh báo thiết bị Có thể gắn 10 biển báo loại thiết bị Việc gắn biển báo ghi lại bảng lưu trữ theo thứ tự thời gian Giao diện cho người sử dụng trạm hệ thống tích hợp phải bao gồm chức gắn biển báo, cho phép cho người phép sử dụng treo biển báo điện tử "Không thao tác" "Cẩn thận" thiết bị điều khiển Việc điều khiển thiết bị có treo biển báo phải bị cấm Chức treo biển báo cho phép người sử dụng đưa vào thông tin biển báo sau: Số nhiệm vụ /giấy phép Thời gian Mục đích Thông tin "được gắn ai" "cho thiết bị nào" Có bốn loại màu tương ứng với bốn loại công việc cho phép sau: Màu đỏ có nghĩa "có người làm việc, cấm thao tác" Khi biển đỏ gán, thao tác thiết bị bị cấm Màu vàng có nghĩa "đang sửa chữa nóng, cấm đóng lặp lại" Khi gắn biển vàng chức tự động đóng lặp lại bị cấm Việc treo biển vàng thực chức đóng lặp lại khoá Một biển vàng treo, chức tự động đóng lặp lại đưa vào vận hành không dỡ biển Biển màu tím đỏ sử dụng cho máy cắt phân đoạn Biển màu tím đỏ cho biết có số thông tin cần phải kiểm tra trước thao tác máy cắt Một HV Đàm Xuân Đông - 257 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học biển màu tím đỏ gắn việc thao tác máy cắt thực người trực vận hành xác nhận biết thông tin Biển màu xanh sử dụng để người vận hành tuỳ ý xác lập điều kiện theo yêu cầu 4.2.5 Các hình hiển thị sơ đồ sợi trạm Hệ thống tích hợp trạm phải bao gồm hiển thị sơ đồ sợi trạm tương tự hệ thống sơ đồ sợi có EMS Điều góp phần tránh nhầm lẫn trình phối hợp thao tác nhân viên điều hành hệ thống nhân viên trạm Tất hệ thống hiển thị phải thiết kế cho làm giảm tối đa thao tác gõ vào cho người sử dụng Những thống hiển thị bao gồm hiển thị đồ hoạ tất thiết bị trạm kết nối chúng, giá trị động thông tin tình trạng thiết bị thu nhận hệ thống tích hợp Mỗi thiết bị điện trạm thể hiển thị, có vùng cho menu thao tác điều khiển thiết bị 4.2.6 Các hình hiển thị giá trị đo Chức bảng thiết bị đo tương tự (volmét, ampemét, wattmét, VAmét, ) phải gộp hệ thống tích hợp Hệ thống hiển thị cung cấp để theo dõi trị số đo dạng khác nhau, chẳng hạn hiển thị giá trị đơn dạng số, bảng xu hướng, biểu đồ xu hướng sơ đồ sợi Hệ thống hiển thị giá trị đo hệ thống tích hợp tạo điều kiện cho nhân viên trạm quan sát giá trị độ lớn pha sau: Các điện áp Dòng điện lộ dòng trung tính, công suất tác dụng kW, công suất phản kháng kVAr, điện tác dụng kWh phản kháng kVArh Phụ tải phía điện áp cao điện áp thấp máy biến áp (kW, kVAr) Do tính chất quan trọng việc hiển thị giá trị đo trạm thời điểm, đòi hỏi phải có hệ thống đo dự phòng cho tất tham số đo Sự hiển thị toàn thiết bị rơ le bảo vệ IED hay thiết bị đo IED sử dụng thiết bị đo dự phòng HV Đàm Xuân Đông - 258 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học Mức đo cấp (do việc đo cung cấp trung tâm điều khiển) thu từ giao diện với người sử dụng hệ thống tích hợp Các giá trị đo hiển thị hình thu thập từ thiết bị IED Các thiết bị đo IED đóng vai trò thiết bị đo dự phòng chỗ Ở nơi thiết bị đo dự phòng có sẵn, chúng sử dụng cần thiết trường hợp hệ thống đo cấp bị hư hỏng sử dụng để so sánh với nguồn liệu hệ thống đo cấp để chẩn đoán hư hỏng Hệ thống đo cấp phải thiết kế cho hỏng hóc IED đơn lẻ dẫn đến hiển thị thông số đo 4.2.7 Các hình cảnh báo Hệ thống tích hợp trạm phải bao hàm hệ thống hiển thị cảnh báo, giúp quan sát thông tin cảnh báo thiết bị Một vài dạng hiển thị cảnh báo áp dụng bao gồm cảnh báo liệt kê hiển thị thành bảng theo trình tự thời gian hay hiển thị cảnh báo dạng đồ hoạ tương tự hệ thống hiển thị bảng báo cảnh báo truyền thống sử dụng thêm nữa, hệ thống đồ hoạ thiết bị tình trạng cảnh báo sáng lên hiển thị, thiết bị đổi màu, sử dụng ký tự phông đặc biệt, nhấp nháy hay dạng khác phần tử sáng Giao diện với người sử dụng hệ thống tích hợp phải có công cụ thích hợp cho người sử dụng lấy thông tin chi tiết cảnh báo Ví dụ, lấy danh sách cảnh báo gần đây, phân chia trạng thái tham số bao gồm điểm bị cảnh báo (đối với cảnh báo thể tổ hợp điểm liên quan), giải thích, mô tả chi tiết cảnh báo thao tác khuyến cáo 4.2.8 Bảng báo hiệu cảnh báo Yêu cầu phải có bảng báo hiệu cảnh báo trạm Tốt bảng báo hiệu cảnh báo thiết lập sở xử lý, với LED đóng vai trò báo hiệu Không cần thiết phải có thiết bị dự phòng không cho phép hỏng hóc đơn lẻ làm tác dụng hệ thống báo hiệu giao diện SCADA Các HV Đàm Xuân Đông - 259 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học chức báo hiệu chức điều khiển tự động (VD đóng lặp lại điều khiển tự động đặt lại cấu hình trạm) thực xử lý chừng chức SCADA hệ thống tích hợp không bị làm tác dụng hư hỏng 4.3 Áp dụng cho hệ thống giám sát điều khiển trạm không người trực 4.3.1 Tổng quan hệ thống thông tin vận hành: 4.3.1.1 Hệ thống điều khiển trạm trung tâm quản lý vận hành Để đáp ứng nhu cầu quản lý vận hành hệ thống cao áp (110/220/500 kV), công ty truyền tải điện công ty điện lực cần trang bị hệ thống thu thập xử lý thông tin vận hành từ mức thấp hệ thống trạm biến áp Hình 4.5 Kiến trúc tổng thể hệ thống thu thập xử lý thông tin vận hành Kiến trúc tổng thể bao gồm: + Hệ thống tự động trạm thu thập thông tin bảo vệ, điều khiển, đo lường thiết bị hệ thống điện trạm biến áp cao áp Thông tin thu thập thông qua việc kết nối trực tiếp với thiết bị điều khiển, bảo vệ đo lường thông minh (IEDs) loại giao thức khác Giải pháp cho phép loại bỏ RTU, tạo thuận tiện cho việc mở rộng nâng cấp sau không cần phải HV Đàm Xuân Đông - 260 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học nâng cấp RTU, giảm chi phí thời gian cho công tác đấu nối thí nghiệm Trong giai đoạn trước mắt, tận dụng thông tin RTU lắp đặt cách kết nối với RTU phương thức nghe (listen mode) chủ động (master mode) + Trạm trung tâm trung tâm quản lý vận hành đội quản lý 110 kV MiniSCADA điều độ điện lực khu vực + Hệ thống truyền tin qua mạng WAN sở cáp quang điện lực thiết bị truyền tin phù hợp với yêu cầu IEC61850 đảm bảo việc truyền liệu bảo vệ điều khiển Ngoài ra, để dự phòng, mạng SDH EVN sử dụng trường hợp mạng có cố Ngoài việc truyền liệu vận hành liệu camera quan sát, thông tin thoại, fax chuyển tải thông qua mạng truyền tin 4.3.1.2 Trao đổi liệu @Station kiến trúc tổng thể: Các khối hệ thống phần mềm bao gồm: + Khối thu thập liệu + Khối SCADA/DMS + Khối điều khiển trạm + Khối quản lý thông tin đo đếm + Khối quản trị liệu khứ + Khối ứng dụng cho người dùng phận chức + Khối cung cấp dịch vụ thông tin Web + Khối giao diện (HMI) cho trạm làm việc Với cấu trúc sử dụng (bus) liệu chung cho toàn công ty để phục vụ cho nhu cầu người dùng có đăng ký bên ngoài, phần mềm bổ sung (plug-in) phát triển để kết nối vào hệ thống cách dễ dàng Việc trao đổi liệu với hệ thống khác phần mềm bổ sung thực thông qua giao diện chuẩn file sau: DDE; OPC; CSV; XML; CIM Khối điều khiển trạm phần toàn hệ thống tích hợp trung tâm Khối trao đổi, chia sẻ liệu với khối khác ứng dụng xử lý liệu cụ thể Cấu trúc tích hợp giúp cho người sử dụng dễ dàng truy cập HV Đàm Xuân Đông - 261 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học vào loại liệu khác phục vụ cho nhiệm vụ Ngoài ra, với hệ thống thiết kế vậy, liệu thay bổ sung cho trường hợp có cố thiết bị đầu cuối hay đường truyền 4.3.2 Hệ thống thu thập xử lý thông tin mức trạm 4.3.2.1 Kiến trúc hệ thống mức trạm: Để tận dụng thiết bị trang bị từ trước xét đến khả kết nối với hệ thống trung tâm cho việc điều khiển từ xa trạm biến áp chế độ không người trực, cấu trúc tổng quan hệ thống giám sát, điều khiển tích hợp @Station ATS - Công ty TNHH Hệ thống kỹ thuật ứng dụng (Applied Technical Systems Company Limited) nghiên cứu phát triển mô tả hình 4.7 Hình 4.6 Mô hình kiến trúc hệ thống tích hợp mức trạm 4.3.2.2 Hệ thống đáp ứng yêu cầu sau: • Hệ thống mở - Cho phép tùy chọn khác phân đoạn triển khai ứng dụng cho yêu cầu cụ thể cách linh hoạt phạm vi cấu trúc Hệ thống tuân thủ tiêu chuẩn thức (de jour), IEC, ISO, IEEE, không thức (de factor) sử dụng rộng rãi DNP, Modbus HV Đàm Xuân Đông - 262 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học • Khả bảo dưỡng - Hỗ trợ bảo dưỡng chỗ thành phần, mà không cần hỗ trợ nhà cấp hàng công tác vận hành bảo dưỡng thường xuyên • Nền tảng phát triển ứng dụng - Cung cấp tảng mạnh để phát triển ứng dụng điều khiển giám sát quản lý vận hành thiết bị, trao đổi thông tin liệu với hệthống quản lý nội ứng dụng cho người sử dụng bên • Chiến lược sẵn sàng cho tương lai - Thiết kế cấu trúc chức phần mềm xem xét đến xu hướng công nghệ toán ứng dụng quản lý ngành điện tương lai • Khả tích hợp - Có khả tích hợp cách linh hoạt thành phần mới, giải pháp ứng dụng nâng cao Đặc điểm ưu việt hệ thống tính đồng ATS sử dụng cấu trúc lớp xử lý liệu ứng dụng người sử dụng tảng hệ thống truyền tin tốc độ cao (100/1000Mb/s) Do đó, việc điều khiển mức trạm hay mức Trung tâm hoàn toàn Nhân viên vận hành hệ thống Trung tâm tùy vào phân cấp có đầy đủ thông tin quyền điều khiển ngồi phòng điều khiển trạm 4.3.2.3 Kiến trúc hệ thống truyền tin Sử dụng công nghệ kỹ thuật truyền tin sở đánh giá lực mạng cáp quang đơn vị EVN, ATS đề xuất giải pháp kỹ thuật cho mạng truyền tin phục vụ mục đích quản lý vận hành kinh doanh hệ thống điện Trong hệ thống truyền tin Hình 4.4, trạm biến áp, trạm trung tâm trung tâm điều khiển hệ thống SCADA/EMS/DMS/AMI công ty trung tâm điều độ kết nối vào mạng WAN (1000/100Mb/s) hệ thống cáp quang hoạt động mạng kết nối Tất thiết bị, trạm làm việc máy tính người dùng nối mạng theo hệ thống địa IP Ngoài ra, dịch vụ thoại, hot-line giao tiếp E1 truyền theo TDMoIP Thiết bị đề xuất thiết bị chuyên dùng cho việc truyền tin trạm biến áp hệ thống điện Các thiết bị chế tạo tuân thủ tiêu chuẩn HV Đàm Xuân Đông - 263 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học IEC61850, IEC 255 có độ bền theo tiêu chuẩn công nghiệp với nhiệt độ môi trường làm việc lên đến +700C Cấu trúc ứng dụng tiêu biểu dòng thiết bị JumboSwitch trình bày hình 3.14 Đây kết cấu mạng WAN/LAN đa mục tiêu đa dịch vụ IP với thiết bị theo tiêu chuẩn công nghiệp phù hợp với môi trường làm việc hệ thống điện HV Đàm Xuân Đông - 264 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học KẾT LUẬN Nghiên cứu tiêu chuẩn cấu hình hệ thống tự động hóa trạm biến áp khâu quan trọng điều khiển quản lý lưới điện, cho phép xây dựng hệ thống giám sát vận hành trạm biến áp không người trực( trước tiên trạm 110 kV) lưới điện Việt Nam Có nhiều tiêu chuẩn tự động hóa trạm áp dụng giới, xu chung muốn tiến đến thống áp dụng tiêu chuẩn IEC 61850 cho hệ thống tự động hóa trạm biến áp để giải vấn đề không tương đồng nhà cung cấp thiết bị khác nhau, nâng cao khả tích hợp chức hệ thống điều khiển hiệu vận hành trạm biến áp Tại Việt Nam số trạm đưa vào vận hành gần áp dụng tiêu chuẩn IEC 61850 Cấu hình hệ thống tự động hóa trạm biến áp bao gồm hệ thống con: đo lường, bảo vệ, giám sát, điều khiển kết nối thông tin, giao thức truyền thông có vai trò quan trọng Giao thức truyền thông UCA 2.0 thiết kế áp dụng cho ngành điện đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn IEC 61850, có khả đáp ứng chuẩn giao thức khác tạo nên hệ thống mở, dễ dàng liên kết phát triển hệ thống HV Đàm Xuân Đông - 265 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.VS TSKH Trần Đình Long(2008), Bảo vệ hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [2] GS.VS.TSKH Trần Đình Long, PGS.TS Trần Đình Chân, TS Nguyễn Hồng Thái(1996), Bảo vệ rơle hệ thống điện, ĐHBK Hà Nội [3] TS Nguyễn Hồng Thái(2006), Phần tử tự động hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [4] TS Nguyễn Hồng Thái, Ths Vũ Văn Tẩm(2001), Rơle số Lý thuyết ứng dụng, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội [5] Tài liệu kỹ thuật hãng, TOSHIBA, SIEMENS, ABB… [6] Tạp chí Tự động hóa ngày nay, Số 62 tháng 10 năm 2005 [7] Hệ thống giám sát điều khiển trạm biến áp 220 kV Đồng Hới,Công ty kỹ thuật lượng, 2007 [8] Đổi công nghệ làm chủ thiết bị công nghệ trạm biến áp, http://www.hiendaihoa.com [9] Vấn đề tự động hóa trạm biến áp Việt Nam, Tạp chí Điện Đời sống, số 46 [10] Những hiệu từ việc ứng dụng giải pháp tự động hóa cho trạm biến áp, http://www.hiendaihoa.com [11] “ Hệ thống điều khiển tích hợp cho trạm biến áp 500 kV, 220 kV”, Tài liệu kỹ thuật số ICS03-02, Tổng công ty Điện Lực Việt Nam, 2003 [12] IEC 61850-6, Communication networks and systems in substations – Part 6: Configuration description language for communication in electrical substations related to IEDs [13] IEC 61850-7-2, Communication networks and systems in substations – Part 7-2: Basic communication structure for substation and feeder equipment – Abstract communication service interface (ACSI) HV Đàm Xuân Đông - 266 - Khóa học 2009 - 2011 Luận văn cao học [14] IEC 61850-7-4, Communication networks and systems in substations Part 7-4: Basic communication structure for substation and feeder equipment – Compatible logical node classes and data classes [15] Practical Electrical Network Automation and communication,Chapter 5, Introduction to the different devices used to gain remote access to substations throught a SCADA system [16] IEC 61850 – Communication Networks and Systems in Substation [17] The Standard IEC 61850 as Prerequisite for Intelligent Applications in Substations, Klaus-Peter Brand, Senior Member, IEEE, 1995 [18] Communications for substation automation and integration C.R.OZANSOY, A.ZAYEGH, A.KALAM School of Communications and Informatics, Victoria University of Technology, 2002 [19] LU LiPing[1,2],LI GangYan[1], S YeQiong[2], Powerline Communication System for Monitoring and Supervision of Feeder Equipments for MV Substation Automation, 1- School of Mechanical and Electronical engineering, Wuhan university of technology, 430070 Wuhan, Hubei, P.R China 2- LORIA-INPL, Campus Scientique-BP239, 54506 Vandoeuvre-lèsNancy-France HV Đàm Xuân Đông - 267 - Khóa học 2009 - 2011 ... 61850 vào Việt Nam 54 59 Chương - CẤU HÌNH CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BIẾN ÁP 2.1 Một số cấu hình hệ thống tự động hóa trạm biến áp 59 2.1.1 Cấu hình yêu cầu chung cho hệ thống tự động hóa. .. hóa trạm biến 59 áp 2.1.2 Giới thiệu cấu hình hệ thống trạm biến áp theo tiêu chuẩn 63 IEC 61850 2.1.3 Giới thiệu số cấu hình tự động hóa trạm biến áp 70 2.2 Hệ thống đo lường 77 2.3 Hệ thống. .. Vị trí Hoàn cấu hình cấu thành Cấu hình Cấu hình Cấu hình Cấu hình RTU và/ hoặc RTU và/ hoặc RTU và/ hoặc RTU hình IED IED, cấu hình IED, cấu IED, cấu hình và/ hoặc thời gian sở hình của sở IED,