Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển tích hợp trạm biến áp với phương thức truyền tin IEC61850

LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT MỤC LỤC MỞ ĐẦU 10 1.1 Lý chọn đề tài 10 1.2 Mục đích nghiên cứu 10 1.3 Nội dung luận văn 11 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 11 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẢO VỆ TÍCH HỢP TRẠM BIẾN ÁP……………………………………………………………………………………………… 12 1.1 Giới thiệu tự động hóa trạm biến áp 12 1.2 Quá trình phát triển hệ thống điều khiển 12 1.2.1 Hệ thống điều khiển trạm biến áp kiểu truyền thống 12 1.2.2 Hệ thống điều khiển kiểu tích hợp 14 1.3 Tổng quan hệ thống điều khiển trạm tích hợp 16 1.4 Các thiết bị điện tử thông minh IEDs 18 1.5 Giao thức trạm biến áp (Protocol) 19 1.5.1 Giao thức Modbus 19 1.5.2 Giao thức mạng phân phối (DNP – Distributed Network Protocol) 20 1.6 Sự phát triển dự án truyền thông 21 1.6.1 Dự án IEC 61850 22 CHƢƠNG 2: CÁC MÔ HÌNH ĐỐI TƢỢNG VÀ GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG THEO TIÊU CHUẨN IEC61850………………………………………………………………………………23 2.1 Giới thiệu tiêu chuẩn IEC 61850 23 2.2 Cấu trúc trạm biến áp tự động hoá theo tiêu chuẩn IEC 61850 25 2.2.1 Phân tích chức ứng dụng trao đổi thông tin 26 2.2.2 Mô tả thông tin liệu 28 2.2.3 Các dịch vụ trao đổi thông tin 29 2.3 Mô hình theo hƣớng tiếp cận 31 2.3.1 Phân tích chức ứng dụng thông tin 31 2.3.2 Tạo mô hình thông tin thành phần hợp thành 32 2.3.3 Mô hình trao đổi thông tin 32 2.4 Quan sát theo hƣớng ứng dụng 37 2.4.1 Giới thiệu 37 2.4.2 Các LN data (dữ liệu) 39 LUẬN VĂN THẠC SỸ 2.5 GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT Quan sát theo hƣớng thiết bị 39 2.5.1 Giới thiệu 39 2.5.2 Mô hình thiết bị 40 2.6 Quan sát theo hƣớng trao đổi thông tin 41 2.6.1 Các mô hình dịch vụ IEC 61850 41 2.6.2 Mô hình ảo 42 2.7 Điểm liên kết trao đổi thông tin thiết bị vật lý mô hình ứng dụng 44 2.8 Sơ đồ ACSI vào hệ thống trao đổi thông tin thực 45 2.8.1 Giới thiệu 45 2.8.2 Mô hình ánh xạ MMS 46 2.9 Mô hình lớp liệu 47 2.9.1 Tổng quan 47 2.9.2 Áp dụng 47 2.10 Thiết lập tên 48 2.11 Mô hình hoá thực lớp Logical Nodes 48 2.12 Thực mô hình liệu (Data) đặc tính liệu (Data Attributes) 52 2.12.1 Data: 52 2.12.2 Mô hình liệu đặc tính liệu 53 2.13 Mô hình hoá thực Logical Devices: 54 2.14 Mô hình cố trạm tổng thể (GSE-Generic substation event class) 56 2.14.1 Phƣơng thức gửi thông tin GOOSE 56 2.15 Truyền liệu Sampled Value (SV) 59 2.16 Báo cáo ghi nhật ký 60 2.16.1 Báo cáo 61 2.16.2 Ghi nhật ký 62 2.17 Giới thiệu ngôn ngữ SCL (Substation Configuration Language) 62 2.17.1 Mô hình đối tƣợng ngôn ngữ SCL 62 2.17.2 Tập tin mô tả file SCL cấu trúc ngôn ngữ SCL 64 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRẠM BIẾN ÁP THEO CHUẨN IEC 61850………………………………………………………………………………………………65 3.1 Phân tich bƣớc thiết kế trạm biến áp theo tiêu chuẩn IEC 61850 65 3.1.1 Những yêu cầu cho việc xây dựng trạm theo IEC 61850 65 3.1.2 Những yêu cầu cho việc nâng cấp trạm theo IEC 61850 66 LUẬN VĂN THẠC SỸ 3.1.3 3.2 GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT Các bƣớc thiết kế trạm 67 Giới thiệu số phần mềm thực thiết kế trạm biến áp 68 3.2.1 Phần mềm hệ điều hành 68 3.2.2 Phần mềm kết nối thông tin 69 3.2.3 Phần mềm hỗ trợ giao diện ngƣời dùng 70 3.3 Thiết kế hệ thống tự động hóa trạm biến áp 70 3.3.1 Giải pháp nâng cấp trạm biến áp kiểu cũ 70 3.3.2 Thiết kế hệ thống tự động hóa trạm biến áp 220kV Tây Hồ 72 3.3.2.1 Xây dựng sơ đồ sợi 72 3.3.2.2 Xác định chức mô tả đặc trƣng hệ thống SAS 73 3.3.2.3 Lựa chọn IED 73 3.3.2.4 Cấu hình IED 73 3.3.2.5 Thiết kế chi tiết 77 3.3.3 Áp dụng IEC61850 thực liên động TBA 220kV Tây Hồ 82 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN 86 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, vấn đề đƣợc trình bày luận văn nghiên cứu riêng cá nhân tôi, có tham khảo số tài liệu báo tác giả nƣớc xuất Các số liệu, kết nêu luận văn hoàn toàn trung thực Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm sử dụng kết ngƣời khác Tác giả Đỗ Danh Tú LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực luận văn tốt nghiệp này, nhận đƣợc giúp đỡ, động viên nhiều từ phía thầy cô bạn bè Tôi xin gửi lời biết ơn chân thành tới TS Nguyễn Xuân Hoàng Việt, ngƣời hƣớng dẫn nhiều trình thực luận văn Xin cảm ơn thầy cô Bộ môn Hệ thống điện – Viện Điện – Trƣờng Đại học Bách khoa Hà nội giúp đỡ, góp ý để hoàn thiện luận văn Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp trao đổi giúp đỡ giải vƣớng mắc trình thực LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu, chữ viết tắt Nội dung HTĐ Hệ thống điện ĐKBV Điều khiển bảo vệ TBA Trạm biến áp IED Thiết bị điện tử thông minh UCA Cấu trúc truyền thông tiện ích LN Nút logic LD Thiết bị logic HMI Giao diện ngƣời máy SCL Ngôn ngữ cấu hình trạm biến áp ACSI Dịch vụ giao diện truyền thông trừu tƣợng LAN Local Area Network SCADA Supervisory Control And Data Acquisition DCL Dao Cách Ly LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1: Định nghĩa lớp Logical-Node (LN) 50 Bảng 2: Thông số dịch vụ GetLogicalNodeDirectory 50 Bảng 3: Thông số dịch vụ GetAllDataValues 51 Bảng 4: Mô hình lớp LD .55 Bảng 5: Tham số dịch vụ GetLogicalDeviceDirectory 55 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 1: Cấu trúc hệ thống điều khiển kiểu truyền thống 13 Hình 2: Cấu hình truyền thông hệ thống trạm tích hợp với giao thức IEC61850 15 Hình 3: Mô hình kiểu kết nối IEC 61850 17 Hình 4: Một số sản phẩm rơ le kỹ thuật số hãng SEL 18 Hình 5: Mô hình truyền thông Modbus 19 Hình 6: Mô hình giao thức IEC 870 – – 101 20 Hình 7: Mô hình hợp UCA IEC 21 Hình 8: đặc điểm mô hình dự án IEC 61850 22 Hình 1: Mô hình cấu trúc trạm biến áp tự động Hình 2 Mô tả loại thông tin LN Hình 3: Nguyên tắc hợp thành khối thiết bị (IEC) Hình 4: Mô tả thông tin vị trí dạng cấu trúc hình Hình 5: Mô hình trích ngắn đoạn dịch vụ Hình 6: Khái niệm trình chia nhỏ hợp thành LN Hình 7: Mô tả thông tin có cấu trúc XCBR1 Hình 8: Nguyên tắc mô hình đầu vào đầu Hình 9: Mô hình đầu (bƣớc 1) Hình 10: Mô hình đầu (bƣớc 2) Hình 11: Khái niệm mô tả hình ngõ GSE Hình 12: Khái niệm mô hình ngõ vào với tín hiệu Analog Hình 13: Thiết lập liệu báo cáo Hình 14: Mô hình liên kết trạm Hình 15: Logical Nodes Data Hình 16: Mô hình khối Logical device Hình 17: Mô hình Logical device LLN0/LPHD Hình 18: Phƣơng pháp trao đổi thông tin ACSI Hình 19: Mô hình ảo Hình 20: Áp dụng cho mô hình GSE Hình 21: Cấu trúc thành phần hƣớng quan sát khác Hình 22: Ánh xạ ACSI vào lớp trao đổi thông tin Hình 23: Ánh xạ chi tiết cho ánh xạ có biến tên MMS Hình 24: Mô hình tóm tắt liệu IEC 61850-7-x Hình 25: Mô hình tên tham khảo tiêu chuẩn Hình 26: Mô hình định nghĩa tên thiết bị máy cắt Hình 27: Mô tả chức bảo vệ nút logical Hình 28: Lớp liệu XCBR LN Hình 29: Dịch vụ hoạt động liệu Hình 30: Khái niệm mô hình liệu Hình 31: Mô hình khối Logical Device 25 27 28 28 30 31 32 33 34 35 35 36 37 38 39 40 40 41 42 43 44 45 46 47 48 48 49 52 53 54 54 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT Hình 32: Mô hình truyền tin dùng Goose Hình 33: Sơ đồ lớp GoCB Hình 34: Định nghĩa thông điệp GOOSE Hình 35: Mô hình SV Hình 36: Mô hình báo cáo ghi nhật ký Hình 37: Mô hình trao đổi thông tin trình xử lý cấu trúc trạm 56 57 58 59 60 63 Hình 1: Lƣu đồ bƣớc thiết kế hệ thống điều khiển trạm biến áp Hình 3: Cấu trúc LNN0 mặc định NSX Hình : Xuất định dạng file ICD Hình 5: Định dạng liệu LN mặc định NSX Hình 6: Định dạng liệu theo 04 nhóm LN Hình 7: Cấu trúc LN IED sau đƣợc cấu hình Hình 8: Truy cập liệu từ IED Hình 9: Nhập sở liệu từ Data Sever Hình 10: Cơ sở liệu IED đọc từ AX-S4 MMS Hình 11 : Tính toán lập trình chi tiết sở liệu Hình 12: Màn hình thiết kế giao diện ngƣời dùng ngăn lộ đƣờng dây 220kV Hình 13: Màn hình thiết kế HMI cho sân 220kV Hình 14: Màn hình sơ đồ kết nối mạng LAN Hình 15 : Dữ liệu GOOSE truyền/nhận ngăn lộ Buscoupler ngăn lộ đƣờng dây 68 74 75 75 76 76 77 78 79 80 81 81 82 84 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Ngày với phát triển không ngừng công nghệ lĩnh vực thiết bị điện - điện tử, với xuất rơle kỹ thuật số với tính vƣợc trội thay dần rơle truyền thống hệ thống điện Một hệ thống trạm sử dụng rơle kỹ thuật số linh hoạt hơn, đảm nhiệm đƣợc nhiều chức Với xu hƣớng toàn cầu hóa hội nhập vấn đề cấp thiết với quốc gia Qua đó, việc trạm biến áp sử dụng thiết bị gồm nhiều chủng loại từ nhiều nhà cung cấp khác phổ biến Từ đó, vấn đề đặt kết nối thiết bị trạm cần có giao thức dùng chung áp dụng cho tất thiết bị từ nhà cung cấp khác để giao tiếp, trao đổi liệu đƣợc với trạm biến áp Sự đời tiêu chuẩn IEC 61850 dựa mục tiêu cấu trúc truyền thông tiện ích UCA, tạo nên bƣớc đột phá công nghệ trạm biến áp Từ áp dụng tiêu chuẩn IEC 61850 việc kết nối, trao đổi liệu thiết bị từ nhiều nhà cung cấp trở nên dễ dàng hạn chế đƣợc giao thức độc quyền Từ đó, tiêu chuẩn IEC 61850 đƣợc chọn làm tiêu chuẩn tự động hóa trạm Từ phân tích tiêu chuẩn IEC 61850 đề tài đƣợc chọn có tên: Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển tích hợp trạm biến áp với phương thức truyền tin IEC61850 1.2 Mục đích nghiên cứu Thông qua đề tài nhằm nghiên cứu tìm hiểu chuẩn IEC61850 để trở thành tài liệu tham khảo phục vụ cho công việc thiết kế nhƣ vận hành trạm Bên cạnh đề tài tìm hiểu kiến thức thực tế trạm tự động hóa đƣợc thiết kế xây dựng theo tiêu chuẩn tích hợp, tự động điều khiển sử dụng phƣơng thức truyền tin IEC61850 Cụ thể trạm biến áp 220kV Tây Hồ đƣợc Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam (EVN) đầu tƣ xây dựng vào hoạt động Trong trình làm việc trạm chứng minh tính đắn thực tế tiêu chuẩn 10 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT Hình 11: Màn hình thiết kế giao diện ngƣời dùng ngăn lộ đƣờng dây 220kV Hình 12: Màn hình thiết kế HMI cho sân 220kV 81 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT Hình 13: Màn hình sơ đồ kết nối mạng LAN 3.3.3 Áp dụng IEC61850 thực liên động TBA 220kV Tây Hồ Trong TBA có nhiều logic liên động phục vụ cho việc giám sát điều khiển, nhiên điển hình liên động tiếp địa Dao cách ly (DCL) nối vào Các tiếp địa thƣờng đƣợc đặt giám sát ngăn lộ Buscoupler ( nhƣ ngăn DBC) cần liên động DCL nối vào nhƣng đƣợc đặt giám sát ngăn lộ khác nhƣ DCL ngăn lộ đƣờng dây Việc áp dụng IEC61850 cho việc thiết kế liên động tiếp địa (ES_C21 ES_C22) DCL ngăn đƣờng dây (DS1, DS2) đƣợc thực nhƣ sau:  Xác định liệu cần trao đổi IED DBC_D04 DLL ES_C21 OPEN  ES_C22 OPEN   DS1 OPEN  DS2 OPEN 82 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT  Thiết kế biến trung gian phục vụ truyền GOOSE - Đối với IED SEL-451-1 ngăn lộ DBC: ASV012 := IN215 AND NOT IN214 # ES_C21 OPEN ASV022:= IN219 AND NOT IN218 # ES_C22 OPEN Trong đó: ASV012, ASV022 : biến trung gian rơ le SEL-451 IN214, IN215… : INPUT rơ le SEL-451 (tham khảo chi tiết phần phụ lục) - Đối với IED SEL-451 ngăn lộ đƣờng dây DLL ASV008 := IN209 AND NOT IN208 # DS1 OPEN ASV010 := IN211 AND NOT IN210 # DS2 OPEN Trong đó: ASV008, ASV010 : biến trung gian rơ le SEL-451 IN214, IN215… : INPUT rơ le SEL-451 (tham khảo chi tiết phần phụ lục)  Lập bảng liệu truyền GOOSE Ta có bảng liệu truyền GOOSE IED hai ngăn lộ Buscoupler ngăn lộ đƣờng dây nhƣ sau: DBC (RL1) VB001 VB002   VB005  ASV012 ASV022    DLL (RL1) Mô tả tín hiệu truyền/nhận ASV008 DS1 (DLL) OPEN ASV010 DS2 (DLL) OPEN … … D02RL1.GooseDSet15.Message Quality bit VB001 ES_C21 OPEN VB002 ES_C22 OPEN … … … VB007 DBC_RL1.GooseDSet15.Message Quality bit 83 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT Hình 14 : Dữ liệu GOOSE truyền/nhận ngăn lộ Buscoupler ngăn lộ đƣờng dây  Thiết kế logic liên động Với kết từ việc áp dụng IEC61850 cụ thể ứng dụng truyền tin GOOSE ta dễ dàng thiết kế logic liên động tiếp địa (ES_C21, ES_C22) logic liên động DCL DS1, DS2 nhƣ sau: - Logic liên động tiếp địa cái: Điều kiện liên động tiếp địa cái: (Các DCL DS1(DS2) ngăn DBC mở) and (các DCL nối với tƣơng ứng mở)  ASV008 := IN209 AND NOT IN208 # DS1 OPEN  ASV010 := IN211 AND NOT IN210 # DS2 OPEN  ASV053:= (VB001 AND NOT VB005) AND (VB006 AND NOT VB010) AND (VB011 AND NOT VB015) AND (VB016 AND NOT VB020) # ALL DS1 OPEN 84 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT  ASV055:= (VB002 AND NOT VB005) AND (VB007 AND NOT VB010) AND (VB012 AND NOT VB015) AND (VB017 AND NOT VB020) # ALL DS2 OPEN  ASV035 := (ASV053 AND ASV008) # ES12 INTERLOCK  ASV037 := (ASV055 AND ASV010) # ES22 INTERLOCK Nhƣ logic liên động cho tiếp địa ES_C21 ES_C22 dễ dàng thiết kế cài đặt thông qua biến trung gian, cụ thể biến ASV035 ASV037 - Liên động DCL nối vào (DS1 DS2): Tƣơng tự nhƣ trên, dựa vào bảng liệu GOOSE phần phụ lục, ta có thiết kế liên động cho DCL nhƣ sau:  ASV004 := IN207 AND NOT IN206 # CB OPEN  ASV007 := IN208 AND NOT IN209 # DS1 CLOSED  ASV008 := IN209 AND NOT IN208 # DS1 OPEN  ASV009 := IN210 AND NOT IN211 # DS2 CLOSED  ASV010 := IN211 AND NOT IN210 # DS2 OPEN  ASV017:= IN214 AND NOT IN215 # ES11 CLOSED  ASV018:= IN215 AND NOT IN214 # ES11 OPENED  ASV019:= IN216 AND NOT IN217 # ES71 CLOSED  ASV020:= IN217 AND NOT IN216 # ES71 OPENED  ASV033:= (ASV004 AND ASV010 OR ASV009 AND VB005 AND NOT VB007 OR ASV008 AND VB006 AND NOT VB007) AND VB001 AND NOT VB007 AND ASV018 AND ASV020 # DS1 INTERLOCK  ASV034:= (ASV004 AND ASV008 OR ASV007 AND VB005 AND NOT VB007 OR ASV010 AND VB006 AND NOT VB007) AND VB002 AND NOT VB007 AND ASV018 AND ASV020 # DS2 INTERLOCK 85 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT CHƢƠNG KẾT LUẬN Nội dung tổng quát luận văn trình tập trung tìm hiểu cách thức thực trao đổi thông tin liệu thiết bị, mô hình đối tƣợng thông qua dịch vụ trừu tƣợng tiêu chuẩn IEC 61850 Chƣơng nêu đƣợc tầm quan trọng hệ thống trạm tích hợp, với giới thiệu thiết bị điện tử thông minh thay đƣợc hệ thống rơle truyền thống mang nhiều nhƣợc điểm Ngoài ra, chƣơng giới thiệu lịch sử phát triển hệ thống mạng Ethernet dùng để kết nối giám sát thiết bị trạm, từ trƣớc đến có nhiều giao thức đƣợc dùng nhằm làm tăng khả kết nối thiết bị tích hợp trạm nhƣng không đem lại hiệu cao Từ đó, đặt phải có giao thức đáp ứng đƣợc yêu cầu kết nối đƣợc tất thiết bị từ nhiều nhà cung cấp khác nhau, hai giao thức UCA 2.0 IEC 61850 đời đáp ứng đƣợc yêu cầu nên đƣợc chọn làm giao thức truyền thông tảng cho trình tự động hóa trạm biến áp Những mô hình đối tƣợng từ tiêu chuẩn IEC 61850 chƣơng 2, nêu đƣợc tầm quan trọng việc sử dụng mô hình ảo việc ứng dụng phần tử Logical Node để điều khiển hay giám sát thiết bị thực Chƣơng đƣợc xem kiến thức sở việc phân tích liệu thuộc tính liệu, từ thiết lập đƣợc trạng thái hoạt động cho thiết bị Với đặc điểm mang tính ứng dụng tiêu chuẩn IEC 61850 đƣợc phân tích chƣơng Chƣơng giới thiệu cấu trúc ngôn ngữ SCL việc cấu hình trạm, phân tích đƣợc khía cạnh việc nâng cấp cải tạo hay thiết kế, xây dựng trạm theo tiêu chuẩn Ngoài ra, chƣơng nêu lên bƣớc thiết kế xây dựng hệ thống tự động hóa cho TBA mới, cụ thể TBA 220kV Tây Hồ Tuy nhiên hạn chế kiến thức nhƣ thời gian nên chƣa thể tiếp cận hết tất khía cạnh bƣớc thực việc thiết kế hệ thống tự động hóa TBA 86 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Carlos Caetano Miguel Pernes ABB S.A Portugal, Introducing IEC 61850 in Distribution Substations Substation Automation Systems, PowerGrid Europe T&D – Unifying Europe 26-28 June 2007 [2] Christoph Brunner, IEC 61850 Process Connection – A Smart Solution To Connect The Primary Equipment To The Substation Automation System ABB Switzerland [3] IEC 61850 Full Standard, IEC-2003 [4] Ivan De Mesmaeker, Peter Rietmann, Klaus-Peter Brand, Petra Reinhardt, Substation Automation based on IEC 61850, ABB Switzerland Ltd [5] Klaus-Peter Brand, Senior Member, The Standand IEC 61850 as Prerequisite for Intelligent Applications in Substations, Power Engineering Society General Meeting, 2004 IEEE [6] Klaus-Peter Brand and Petra Rein hardt, Experience with IEC 61850 based…Substation Automation Systems Praxis Profiline IEC 61850 Third edition, August 2008 [7] Klaus-Peter Brand, C Brunner, W Wimmer, Design Of IEC 61850 Based Substation Automation Systems According To Customer Requirements CIGRE Plenary Meeting, Paris, 2004 [8] Peter Rietmann, Tetsuji Maeda, Petra Reinhardt, Applying IEC 61850 to Substation Automation Systems, ABB Switzerland Ltd 87 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT PHỤ LỤC Bảng thiết kế I/O cho ngăn lộ đƣờng dây ngăn lộ Buscoupler Bảng thiết kế I/O cho ngăn lộ đƣờng dây bao gồm IED: SEL-311L, SEL421 SEL-451 IED: SEL-311L (F87L) OUTPUT INPUT OUT101 TRIP COIL2A IN101 CB_A CLOSED OUT102 TRIP COIL2B IN102 CB_B CLOSED OUT103 TRIP COIL2C IN103 CB_C CLOSED OUT104 SPARE IN104 SPARE OUT105 SPARE IN105 SPARE OUT106 PROTECTION TRIPPED IN106 TRIP FROM BUSBAR OUT107 TAR RESET OUT108 ALARM OUT201 TRIP COIL1A 10 OUT202 TRIP COIL1B 10 11 OUT203 TRIP COIL1C 11 12 OUT204 START 50BF 12 13 OUT205 SPARE 13 14 OUT206 SPARE 14 IED: SEL-421 (F21) OUTPUT INPUT OUT101 TRIP COIL2 A IN101 F74 COIL1 A OUT102 TRIP COIL2 B IN102 F74 COIL1 B OUT103 TRIP COIL2 C IN103 F74 COIL1 C OUT104 START 50BF IN104 CB_A CLOSED OUT105 F85_1 IN105 CB_B CLOSED OUT106 F85_2 IN106 CB_C CLOSED OUT107 F85_3 IN107 CB OPENED OUT108 CB INTERLOCK IN201 DS1 CLOSED OUT201 TRIP COIL1 A IN202 DS1 OPENED 10 OUT202 TRIP COIL1 B 10 IN203 DS2 CLOSED 88 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT 11 OUT203 TRIP COIL1 C 11 IN204 DS2 OPENED 12 OUT204 DS1 INTERLOCK 12 IN205 DS7 CLOSED 13 OUT205 DS2 INTERLOCK 13 IN206 DS7 OPENED 14 OUT206 DS7 INTERLOCK 14 IN207 ES21 CLOSED 15 OUT207 ES21, ES71 INTERLOCK 15 IN208 ES21 OPENED 16 OUT208 ES72 INTERLOCK 16 IN209 ES71 CLOSED 17 OUT301 CB CLOSE CMD 17 IN210 ES71 OPENED 18 OUT303 CB OPEN CMD 18 IN211 ES72 CLOSED 19 OUT303 DS1 CLOSE CMD 19 IN212 ES72 OPENED 20 OUT304 DS1 OPEN CMD 20 IN213 LCC LOCAL CONTROL 21 OUT305 DS2 CLOSE CMD 21 IN214 GAS COMP LOSS OF SF6 22 OUT306 DS2 OPEN CMD 22 IN215 GAS COMP MIN SF6 DENSITY 23 OUT307 DS7 CLOSE CMD 23 IN216 F25 RL1 24 OUT308 DS7 OPEN CMD 24 IN217 VTS_MCB ON 25 OUT309 ES21 CLOSE CMD 25 IN218 VTP_MCB ON 26 OUT310 ES21 OPEN CMD 26 IN219 BAY REMOTE CTRL 27 OUT311 ES71 CLOSE CMD 27 IN220 DC2 MCB FAULT 28 OUT312 ES71 OPEN CMD 28 IN221 VTM_MCB ON 29 OUT313 ES72 CLOSE CMD 29 IN222 F85_1 30 OUT314 ES72 OPEN CMD 30 IN223 F85_2 31 OUT315 PROTECTION TRIPPED 31 IN224 F85_3 32 IN301 CB0_ABNORMAL 33 IN302 SPARE 34 IN303 SPARE 35 IN304 F25_CB1 SELECTED 36 IN305 F25_CB0 SELECTED 37 IN306 VTS1_MCB ON 38 IN307 VTS2_MCB ON 39 IN308 VTS3_MCB ON 89 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT IED: SEL – 451 (BCU1) OUTPUT: INPUT: OUT101 TRIP COIL2 A IN101 OUT102 TRIP COIL2 B IN102 OUT103 TRIP COIL2 C IN103 TRIP FROM BUSBAR CB ENFORCED^TRIPPLE POLE CB SF6 LOSS OUT104 START 50BF IN104 CB SF6 LOCKOUT OUT105 SPARE IN105 CB SPRING DISCHARGED OUT106 SPARE IN106 LCC MCB FAIL OUT107 SPARE IN107 SPARE OUT108 CB INTERLOCK IN201 F74 COIL2 A OUT201 TRIP COIL1 A IN202 F74 COIL2 B 10 OUT202 TRIP COIL1 B 10 IN203 F74 COIL2 C 11 OUT203 TRIP COIL1 C 11 IN204 CB_A CLOSED 12 OUT204 DS1 INTERLOCK 12 IN205 CB_B CLOSED 13 OUT205 DS2 INTERLOCK 13 IN206 CB_C CLOSED 14 OUT206 DS7 INTERLOCK 14 IN207 CB OPENED 15 OUT207 ES21, ES71 INTERLOCK 15 IN208 DS1 CLOSED 16 OUT208 ES72 INTERLOCK 16 IN209 DS1 OPENED 17 OUT301 CB CLOSE CMD 17 IN210 DS2 CLOSED 18 OUT303 CB OPEN CMD 18 IN211 DS2 OPENED 19 OUT303 DS1 CLOSE CMD 19 IN212 DS7 CLOSED 20 OUT304 DS1 OPEN CMD 20 IN213 DS7 OPENED 21 OUT305 DS2 CLOSE CMD 21 IN214 ES21 CLOSED 22 OUT306 DS2 OPEN CMD 22 IN215 ES21 OPENED 23 OUT307 DS7 CLOSE CMD 23 IN216 ES71 CLOSED 24 OUT308 DS7 OPEN CMD 24 IN217 ES71 OPENED 25 OUT309 ES21 CLOSE CMD 25 IN218 ES72 CLOSED 26 OUT310 ES21 OPEN CMD 26 IN219 ES72 OPENED 27 OUT311 ES71 CLOSE CMD 27 IN220 LCC LOCAL CONTROL 28 OUT312 ES71 OPEN CMD 28 IN221 OUT313 ES72 CLOSE CMD 29 IN222 OUT314 ES72 OPEN CMD 30 IN223 GAS COMP LOSS OF SF6 GAS COMP MIN SF6 DENSITY F25 RL2 29 30 90 LUẬN VĂN THẠC SỸ 31 OUT315 GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT PROTECTION TRIPPED 31 IN224 VTS_MCB ON 32 IN301 VTP_MCB ON 33 IN302 BAY REMOTE CTRL 34 IN303 DC1 MCB FAULT 35 IN304 AC MCB FAULT 36 IN305 SPARE 37 IN306 SPARE 38 IN307 SPARE 39 IN308 SPARE Bảng thiết kế I/O cho ngăn lộ Buscoupler bao gồm IED: SEL-451-1 SEL451-2 IED: SEL-451-1 (F67 & BCU1) OUTPUT INPUT OUT101 TRIP COIL2 A IN101 OUT102 TRIP COIL2 B IN102 OUT103 TRIP COIL2 C IN103 TRIP FROM BUSBAR CB ENFORCED TRIPPLE POLE CB SF6 LOSS OUT104 START 50BF IN104 CB SF6 LOCKOUT OUT105 SPARE IN105 CB SPRING DISCHARGED OUT106 SPARE IN106 LCC MCB FAIL OUT107 SPARE IN107 SPARE OUT108 CB INTERLOCK IN201 F74 COIL1 A OUT201 TRIP COIL1 A IN202 F74 COIL1 B 10 OUT202 TRIP COIL1 B 10 IN203 F74 COIL1 C 11 OUT203 TRIP COIL1 C 11 IN204 CB_A CLOSED 12 OUT204 DS1 INTERLOCK 12 IN205 CB_B CLOSED 13 OUT205 DS2 INTERLOCK 13 IN206 CB_C CLOSED 14 OUT206 ES12 INTERLOCK 14 IN207 CB OPENED 15 OUT207 ES11, ES21 INTERLOCK 15 IN208 DS1 CLOSED 16 OUT208 ES22 INTERLOCK 16 IN209 DS1 OPENED 91 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT 17 OUT301 CB CLOSE CMD 17 IN210 DS2 CLOSED 18 OUT303 CB OPEN CMD 18 IN211 DS2 OPENED 19 OUT303 DS1 CLOSE CMD 19 IN212 ES11 CLOSED 20 OUT304 DS1 OPEN CMD 20 IN213 ES11 OPENED 21 OUT305 DS2 CLOSE CMD 21 IN214 ES12 CLOSED 22 OUT306 DS2 OPEN CMD 22 IN215 ES12 OPENED 23 OUT307 ES11 CLOSE CMD 23 IN216 ES21 CLOSED 24 OUT308 ES11 OPEN CMD 24 IN217 ES21 OPENED 25 OUT309 ES12 CLOSE CMD 25 IN218 ES22 CLOSED 26 OUT310 ES12 OPEN CMD 26 IN219 ES22 OPENED 27 OUT311 ES21 CLOSE CMD 27 IN220 LCC LOCAL CONTROL 28 OUT312 ES21 OPEN CMD 28 IN221 GAS COMP LOSS OF SF6 29 OUT313 ES22 CLOSE CMD 29 IN222 GAS COMP MIN SF6 DENSITY 30 OUT314 ES22 OPEN CMD 30 IN223 F25 RL1 31 OUT315 PROTECTION TRIPPED 31 IN224 VTS_MCB ON 32 IN301 VTP_MCB ON 33 IN302 BAY REMOTE CTRL 34 IN303 DC2 MCB FAULT 35 IN304 SPARE 36 IN305 VTPBOX1 ON 37 IN306 VTPBOX2 ON 38 IN307 SPARE 39 IN308 SPARE IED: SEL – 451 (BCU2) OUTPUT: INPUT: OUT101 TRIP COIL2 A IN101 OUT102 TRIP COIL2 B IN102 OUT103 TRIP COIL2 C IN103 TRIP FROM BUSBAR CB ENFORCED TRIPPLE POLE CB SF6 LOSS OUT104 START 50BF IN104 CB SF6 LOCKOUT 92 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT OUT105 SPARE IN105 CB SPRING DISCHARGED OUT106 SPARE IN106 LCC MCB FAIL OUT107 SPARE IN107 SPARE OUT108 CB INTERLOCK IN201 F74 COIL2 A OUT201 TRIP COIL1 A IN202 F74 COIL2 B 10 OUT202 TRIP COIL1 B 10 IN203 F74 COIL2 C 11 OUT203 TRIP COIL1 C 11 IN204 CB_A CLOSED 12 OUT204 DS1 INTERLOCK 12 IN205 CB_B CLOSED 13 OUT205 DS2 INTERLOCK 13 IN206 CB_C CLOSED 14 OUT206 ES12 INTERLOCK 14 IN207 CB OPENED 15 OUT207 ES11, ES21 INTERLOCK 15 IN208 DS1 CLOSED 16 OUT208 ES22 INTERLOCK 16 IN209 DS1 OPENED 17 OUT301 CB CLOSE CMD 17 IN210 DS2 CLOSED 18 OUT303 CB OPEN CMD 18 IN211 DS2 OPENED 19 OUT303 DS1 CLOSE CMD 19 IN212 ES11 CLOSED 20 OUT304 DS1 OPEN CMD 20 IN213 ES11 OPENED 21 OUT305 DS2 CLOSE CMD 21 IN214 ES12 CLOSED 22 OUT306 DS2 OPEN CMD 22 IN215 ES12 OPENED 23 OUT307 ES11 CLOSE CMD 23 IN216 ES21 CLOSED 24 OUT308 ES11 OPEN CMD 24 IN217 ES21 OPENED 25 OUT309 ES12 CLOSE CMD 25 IN218 ES22 CLOSED 26 OUT310 ES12 OPEN CMD 26 IN219 ES22 OPENED 27 OUT311 ES21 CLOSE CMD 27 IN220 LCC LOCAL CONTROL 28 OUT312 ES21 OPEN CMD 28 IN221 OUT313 ES22 CLOSE CMD 29 IN222 30 OUT314 ES22 OPEN CMD 30 IN223 GAS COMP LOSS OF SF6 GAS COMP MIN SF6 DENSITY F25 RL2 31 OUT315 PROTECTION TRIPPED 31 IN224 VTS_MCB ON 32 IN301 VTP_MCB ON 33 IN302 BAY REMOTE CTRL 34 IN303 DC1 MCB FAULT 35 IN304 AC MCB FAULT 36 IN305 VTPBOX1 ON 29 93 LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT 37 IN306 VTPBOX2 ON 38 IN307 SPARE 39 IN308 SPARE Bảng thiết kế liệu truyền GOOSE TBA 220kV Tây Hồ Bảng liệu truyền áp dụng ngăn lộ Buscoupler ngăn lộ đƣờng dây DBC_D04 (RL1) VB001 VB002 VB003 VB004 VB005      ASV012 ASV022 ASV065 ASV066 ASV067      VB001 VB002 VB003 VB004 VB005 ASV068   VB006 VB007 DBC_D04 (RL1) VB006 VB007 VB008 VB009 VB010      ASV012 ASV022 ASV065 ASV066     DLL_D02 (RL1) ASV008 ASV010 ASV059 ASV060 DLL_D03 (RL1) ASV008 ASV010 ASV059 ASV060 VB001 VB002 VB003 VB004 94 Mô tả tín hiệu truyền/nhận DS1 (DLL) OPEN DS2 (DLL) OPEN DS1 OR DS2 (DLL) OPEN DS1 AND DS2 (DLL) CLOSE D02RL1.GooseDSet15.Message Quality bit ES_C21 OPEN ES_C22 OPEN VTPBOX1_MCB ON VTPBOX2_MCB ON C1, C2 Connect together (buscoupler closed) C1, C2 Connect together DBC_RL1.GooseDSet15.Message Quality bit DS1 (DLL) OPEN DS2 (DLL) OPEN DS1 OR DS2 (DLL) OPEN DS1 AND DS2 (DLL) CLOSE D03RL1.GooseDSet15.Message Quality bit ES_C21 OPEN ES_C22 OPEN VTPBOX1_MCB ON VTPBOX2_MCB ON LUẬN VĂN THẠC SỸ GVHD: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT ASV067  VB005 ASV068   VB006 VB007 … … … … C1, C2 Connect together (buscoupler closed) C1, C2 Connect together D04RL1.GooseDSet15.Message Quality bit … … Bản vẽ thiết kế chi tiết mạch giám sát điều khiển bảo vệ cho ngăn lộ đƣờng dây Sơ đồ phƣơng thức trạm biến áp 220kV Tây Hồ 95 ... Devices) trạm biến áp lệnh điều khiển từ xa để điều khiển thiết bị hệ thống điện trạm biến áp Hệ thống điều khiển tích hợp tự động hóa trạm biến áp (Integrated Substation Automation Control System) hệ. .. hóa trạm Từ phân tích tiêu chuẩn IEC 61850 đề tài đƣợc chọn có tên: Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển tích hợp trạm biến áp với phương thức truyền tin IEC61850 1.2 Mục đích nghiên cứu Thông... khiển 1.2 1.2.1 Hệ thống điều khiển trạm biến áp kiểu truyền thống Cấu trúc trạm biến áp đƣợc xây dựng bao gồm thiết bị thứ nhƣ: máy biến áp, máy cắt, dao cách lý, dao tiếp địa Trạm biến áp hệ