Nghiên cứu, thiết kế hệ thống đo lường, bảo vệ, điều khiển tự động

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC VẬN HÀNH TRẠM BIẾN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 12 1.1 Tổng quan tự động hóa trạm biến áp 12 1.2 Giới thiệu vài cấu hình áp dụng tự động hóa trạm biến áp 17 1.3 Một số giải pháp điều khiển, bảo vệ trạm biến áp 18 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU CẤU HÌNH CÁC TRẠM BIẾN ÁP 110KV THƢỜNG GẶP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 2.1 Yêu cầu thiết bị sơ cấp trạm biến áp 110kV 24 24 2.2 Giới thiệu số cấu hình trạm biến áp 110kV hệ thống điện Việt Nam 28 2.3 Cấu trúc trạm tự động hóa 37 CHƢƠNG CÁC YÊU CẦU VỀ ĐO LƢỜNG, BẢO VỆ, ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG VÀ THÔNG TIN ĐIỆN LỰC CỦA TRẠM BIẾN ÁP GIỚI THIỆU CÁC CÔNG NGHỆ MỚI 44 3.1 Yêu cầu kỹ thuật công tơ đo đếm điện 44 3.2 Yêu cầu hệ thống rơle bảo vệ 45 3.3 Yêu cầu hệ thống điều khiển tích hợp 47 3.4 Yêu cầu kỹ thuật thiết bị SCADA trạm biến áp 49 3.5 Giới thiệu RTU560-ABB 52 CHƢƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO LƢỜNG, BẢO VỆ, ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG VÀ THÔNG TIN ĐIỆN LỰC CHO TRẠM BIẾN ÁP Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 57 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 110KV KHÔNG NGƢỜI TRỰC 4.1 Lựa chọn thiết bị cho RTU560 57 4.2 Lựa chọn Transducer 63 4.3 Xác định số lƣợng kênh RTU560 66 4.4 Ghép nối tín hiệu với RTU560 67 4.5 Các yêu cầu thiết kế phần mềm HMI lập trình điều khiển RTU 70 4.6 Sơ đồ kết nối module phƣơng thức kết nối điều độ 78 CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG HỆ THỐNG ĐƢỢC THIẾT KẾ CHO TRẠM BIẾN ÁP 110KV KHÔNG NGƢỜI TRỰC TRONG LƢỚI ĐIỆN VIỆT NAM 81 5.1 Những thuận lợi 81 5.2 Những khó khăn 82 5.3 Phác thảo lộ trình áp dụng 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 PHỤ LỤC 87 Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu thân Các nghiên cứu kết đƣợc trình bày luận án trung thực chƣa đƣợc công bố luận văn trƣớc đƣợc ghi rõ ràng trích từ công trình nghiên cứu tác giả khác Tác giả luận văn Vũ Ngọc Nguyên Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới toàn thể thầy giáo, cô giáo trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội truyền đạt cho em kiến thức quý báu năm học vừa qua Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo VS.GS.TSKH Trần Đình Long - Bộ môn Hệ thống điện, trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình thực đề tài luận văn Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên giúp đỡ suốt trình tìm hiểu, nghiên cứu luận văn Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT - CC: Trung tâm điều khiển (Control Center) - CPU: Bộ xử lý trung tâm (Center Processing Unit) - CSV: Chống sét van - DCS: Hệ thống điều khiển phân tán (Distributed Control System) - DCL: Dao cách ly - DNĐ: Dao nối đất - HTĐ: Hệ thống điện - HMI: Giao diện ngƣời máy (Human Machine Interface) - IED: Thiết bị điện tử thông minh (Intelligent Electronic Devices) - KNT: Không ngƣời trực - NMĐ: Nhà máy điện - MBA: Máy biến áp - MC: Máy cắt - OLTC: Bộ điều áp dƣới tải (On Load Tap Changer) - PC: Giao thức truyền tin (Communication Protocol) - PLC: Bộ thu thập liệu, điều khiển giám sát vạn (Programmable Logic Controller) - RTU: Thiết bị đầu cuối - điều khiển từ xa (Remote Terminal Unit) - SCADA: Hệ thống giám sát điều khiển thu thập liệu (Supervisory Control and Data Acquisition) - TC: Thanh - TBA: Trạm biến áp - TĐH: Tự động hoá - VT: Máy biến điện áp (Voltage Transformer) - CT: Máy biến dòng điện (Current Transformer) Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng thống kê TBA Công ty Lƣới điện cao miền Bắc quản lý Bảng 3.1 Giới thiệu IEC 60870-5-101 Bảng 4.1 Số module sử dụng cho ngăn lộ 171, 172 Bảng 4.2 Số module sử dụng cho ngăn lộ 131, 132, 112 Bảng 4.3 Số module sử dụng cho phía 35kV Bảng 4.4 Số module sử dụng cho phía 22kV Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu hình hệ thống TĐH TBA (cấu hình 1) Hình 1.2 Cấu hình hệ thống TĐH TBA (cấu hình 2) Hình 1.3 Hệ thống tự động hóa TBA PACIS - AREVA Hình 1.4 Phƣơng án thay số rơle Hình 1.6 Cấu hình hệ thống tự động hóa TBA sử dụng RTU Hình 2.1 Sơ đồ nối điện TBA có MBA, phía 110kV TC Hình 2.2 Sơ đồ TBA có MBA, phía 110kV nối điện theo sơ đồ cầu Hình 2.3 Sơ đồ TBA có MBA, phía 110kV nối điện theo sơ đồ cầu Hình 2.4 Sơ đồ nối điện TBA có MBA, phía 110kV có TC Hình 2.5 Sơ đồ nối điện TBA có MBA, phía 110kV gồm TC TC vòng Hình 2.6 Hình ảnh minh họa cấu trúc trạm TĐH Hình 2.7 Đồng thời gian thông qua bus liên kết ngăn Hình 2.8 Điều khiển mức ngăn thông qua hình LCD Hình 3.1 Giao diện RS232 (V24), kênh 4W kênh Modem Hình 3.2 Kênh RS232 (V24) Hình 3.3 Các chức tích hợp RTU560 Hình 3.4 Khả kết nối RTU560 Hình 3.5 Hình minh họa ghép nối RTU560 với trung tâm điều khiển Hình 3.6 Hình minh họa ghép nối RTU560 với thiết bị trạm Hình 3.7 Hình minh họa ghép nối mô-đun truyền tin RTU560 Hình 4.1 Giao diện board nguồn 560PSU02 Hình 4.2 Giao diện sơ đồ khối logic 560CMU04 Hình 4.3: Các khối logic module 23BE21/23 Hình 4.4: Các khối logic module 23BA20 Hình 4.5 Các khối logic module 23AE21/23 Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình 4.6 AC Current & Voltage Transducer Hình 4.7 Sơ đồ đấu nối AC Current & Voltage Transducer Hình 4.8 Sơ đồ đấu nối Frequency Transducer Hình 4.9 Watt & Var Transducer Hình 4.10 Sơ đồ đấu nối Var Transducer Hình 4.11 Cách ghép nối tín hiệu AI Hình 4.12 Cách ghép nối tín hiệu BI Hình 4.13 Cách ghép nối tín hiệu BO Hình 4.14 Cầu hình hệ thống Hình 4.15 Màn hình overview Hình 4.16 Đồ thị giám sát Hình 4.17 Màn hình hiển thị trạng thái phía 35kV Hình 4.18 Màn hình hiển thị phía 22kV Hình 4.19 Điều khiển giám sát ngăn lộ 171 Hình 4.20 Điều khiển giám sát ngăn lộ 172 Hình 4.21 Điều khiển giám sát ngăn lộ 112 Hình 4.22 Điều khiển giám sát MBA T1 Hình 4.23 Cơ sở liệu Hình 4.24 Cách ghép nối module giao tiếp với trung tâm điều khiển, điều độ cấp Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Cùng với trình phát triển đổi đất nƣớc, hệ thống điện Việt Nam có bƣớc phát triển nhảy vọt quy mô công suất phạm vi lƣới cung cấp điện Sau 20 năm mở cửa, đổi Việt Nam thu đƣợc nhiều thành tựu to lớn công xây dựng bảo vệ tổ quốc, đặc biệt phát triển kinh tế, ổn định trị Cùng với phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng điện nƣớc ta ngày tăng nhanh, việc đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục, ổn định đảm bảo chất lƣợng điện cao tiêu chí quan trọng hàng đầu ngành điện nƣớc ta Nâng cao hiệu vận hành HTĐ, đại hóa, đồng hoá thiết bị, nâng cao hiệu vận hành, đảm bảo độ tin cậy an toàn cung cấp điện nội dung đƣợc quan tâm nghiên cứu rộng rãi nƣớc Trong đó, TĐH TBA khâu quan trọng, đóng góp lớn vào việc đảm bảo chất lƣợng điện tính ổn định hệ thống Việc tìm kiếm giải pháp tối ƣu vấn đề TĐH trạm đƣợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Trong đó, việc xây dựng TBA KNT yêu cầu cần thiết trình đại hóa, tăng cƣờng khả truyền tải độ an toàn, tin cậy cho HTĐ Quốc gia Từ năm 2008, Ban Kỹ thuật - Sản xuất, Tập đoàn Điện lực Việt Nam số đơn vị thành viên nhƣ Công ty CP Điện lực Khánh Hòa (KHPC), Tổng công ty Điện lực miền Nam (EVNSPC), Tổng công ty Điện lực TP Hồ Chí Minh (EVNHCMC), Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia (NPT) tích cực thực nhiệm vụ đƣợc giao theo đạo lãnh đạo Tập đoàn dự án TBA KNT hay gọi TBA tích hợp Nhờ giúp đỡ, hƣớng dẫn tận tình thầy giáo VS.GS.TSKH Trần Đình Long, em chọn đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống đo lường, bảo vệ, điều khiển tự động thông tin điện lực cho trạm biến áp 110kV không người trực” làm đề tài nghiên cứu luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành “Kỹ thuật Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện Hệ thống điện” với mong muốn đóng góp phần sức lực nhỏ bé vào phát triển chung ngành điện nƣớc nhà Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, thiết kế hệ thống đo lƣờng, bảo vệ, điều khiển tự động thông tin điện lực cho TBA 110kV KNT Đối tƣợng nghiên cứu Loại TBA 110kV với cấu hình phổ biến HTĐ Việt Nam: có MBA, phía 110kV có TC Nhiệm vụ nghiên cứu - Tổng quan công tác vận hành TBA - Nghiên cứu cấu hình TBA 110kV thƣờng gặp HTĐ Việt Nam - Các công nghệ hệ thống đo lƣờng, bảo vệ, điều khiển tự động thông tin điện lực TBA - Thiết kế hệ thống đo lƣờng, bảo vệ, điều khiển tự động thông tin điện lực TBA KNT khả áp dụng thực tế HTĐ Việt Nam Giới hạn đề tài - Nghiên cứu, thiết kế hệ thống đo lƣờng, bảo vệ, điều khiển tự động thông tin điện lực cho TBA 110kV KNT dùng RTU560 - Đánh giá khả áp dụng hệ thống đƣợc thiết kế cho TBA 110kV KNT lƣới điện Việt Nam Ý nghĩa khoa học thực tiễn Áp dụng tiến khoa học kỹ thuật việc nâng cao hiệu vận hành HTĐ, đại hóa, đồng hoá thiết bị, nâng cao độ tin cậy an toàn cung cấp điện TBA 110kV KNT Phƣơng pháp nghiên cứu 7.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận Phân tích tổng hợp tài liệu có liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu để xây dựng sở lý luận đề tài 7.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 10 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Cổng E 560CMU04 đƣợc kết nối với hệ thống điều khiển trạm thông qua công cụ gọi giao diện ngƣời máy (HMI) cho phép giao tiếp với RTU560 để truy suất liệu mà RTU560 thu thập đƣợc chuyển hình máy tính mà ngƣời sử dụng dễ dàng đọc thao tác đƣợc Kết nối theo chuẩn Ethernet 10/100 Base T, giao thức truyền tin TCP/IP Cổng 560CMU04 kết nối với trung tâm điều độ địa phƣơng mạng LAN/WAN giao thức truyền tin 60870-5-104 Cổng 560CMU04 kết nối với trung tâm điều độ miền thông qua modem 23WT24 Cổng nối với modem 23WT24 chuẩn RS232 Modem 23WT24 trao đổi thông tin với trung tâm điều độ miền giao thức IEC 60870-5-101 Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 80 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG HỆ THỐNG ĐƢỢC THIẾT KẾ CHO TRẠM BIẾN ÁP 110KV KHÔNG NGƢỜI TRỰC TRONG LƢỚI ĐIỆN VIỆT NAM Hệ thống tích hợp trạm sở hệ thống máy tính đƣợc sử dụng để tập hợp hệ thống hoạt động độc lập, chẳng hạn nhƣ hệ thống SCADA, thông tin liên lạc, rơ le bảo vệ, điều khiển thiết bị điện, đo lƣờng, báo cố, điều khiển tự động hệ thống phân phối, đƣa vào hệ thống lƣu trữ liệu, điều khiển giám sát thống trạm Để ứng dụng hệ thống đƣợc thiết kế TBA Việt Nam có thuận lợi nhƣng gặp không khó khăn 5.1 Những thuận lợi Từ năm 1980 đến nay, hệ thống máy tính phát triển nhanh, sản phẩm phần mềm chuyên dụng phục vụ công tác điều hành hệ thống điện đời giúp cho kỹ sƣ điều hành giám sát từ xa toàn HTĐ cách xác theo thời gian thực [11] Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, ứng dụng hệ thống thông tin đo lƣờng, điều khiển xa ngày rộng Năm 1994, đồng với dự án siêu cao áp 500kV Bắc – Nam, dự án SCADA, giai đoạn Trung tâm điều độ Hệ thống điện Quốc Gia hãng CEGELEC (Pháp) cung cấp lần đƣợc lắp đặt đƣa vào vận hành Việt Nam đòi hỏi đổi hệ thống TĐH HTĐ nói chung TBA nói riêng Do TĐH TBA ngày đƣợc nhà quản lý quan tâm đƣa vào ứng dụng Các TBA cũ với việc vận hành điều khiển tay đƣợc Tập đoàn Điện lực Việt Nam nâng cấp, đƣợc lắp thiết bị tự động nhằm đảm bảo mục tiêu kinh tế kỹ thuật HTĐ, hầu hết TBA 110kV đƣợc trang bị rơle số, TBA đƣợc xây đƣợc lắp đặt hệ thống vận hành điều khiển tự động đại, áp dụng giao thức chuẩn không gây tốn nhiều chi phí nâng cấp Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 81 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Giải pháp bổ sung thiết bị xử lý trung tâm, giữ nguyên hệ thống bảo vệ, điều khiển có TBA 110kV với mục tiêu nhanh chóng ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật vào TĐH TBA nhằm đơn giản hoá thao tác vận hành thiết bị, nâng cao tính an toàn, tin cậy linh hoạt quản lý vận hành, cần thiết lắp đặt hệ thống điều khiển trạm máy tính nhƣng trì hệ thống bảo vệ hữu để tránh lãng phí, nâng cao hiệu đầu tƣ 5.2 Những khó khăn Các thiết bị sơ cấp TBA 110kV nhiều nơi lỗi thời có độ tin cậy không cao Hình thức bố trí thiết bị trạm chƣa thống theo tiêu chuẩn đặt Vấn đề ngƣời nguyên nhân gây khó khăn việc ứng dụng tiêu chuẩn quốc tế vào vận hành điều khiển Hầu hết, công nhân chƣa đƣợc tiếp xúc nhiều với hệ thống TĐH trạm đại giới, trình ứng dụng nhiều hạn chế Chƣa có quy trình quản lý vận hành trạm KNT Việc triển khai dự án TBA KNT Việt Nam gặp nhiều thách thức Hệ thống lƣới điện 110kV nƣớc ta trải diện rộng, TBA cách xa yếu tố không thuận lợi, ảnh hƣởng tới khả phản ứng nhanh đội vận hành (thao tác) áp dụng trạm KNT 5.3 Phác thảo lộ trình áp dụng Việc cải tạo, chuyển đổi trạm có ngƣời trực truyền thống sang trạm KNT đòi hỏi phải tính toán chi tiết, phức tạp, chia thành nhiều giai đoạn để tránh phải cắt điện liên tục, dài ngày Đồng thời, phải đầu tƣ bổ sung thiết bị giám sát hình ảnh, thiết bị báo cháy tự động, giám sát dầu cho MBA, hệ thống bảo vệ an ninh cho trạm… Tập đoàn Điện lực Việt Nam cần có kế hoạch xây dựng quy trình quản lý vận hành, thao tác, quy phạm trang bị điện… cho trạm KNT Để thực phƣơng án cần phải: Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 82 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - Bổ sung thiết bị xử lý trung tâm để điều khiển, thu nhận thông tin thiết bị Bổ sung thiết bị biến đổi thực chức đo lƣờng, giám sát hệ thống - Xây dựng phần mềm giám sát, điều khiển thu thập lƣu trữ thông tin Với phƣơng án này, mặt lý thuyết giải pháp phù hợp với điều kiện thiết bị thực tế TBA 110kV Việc áp dụng trạm KNT vào trạm Việt Nam đƣợc nhiều đơn vị nghiên cứu, ứng dụng Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 83 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Ngày nay, việc áp dụng giải pháp TĐH cho TBA mang lại lợi ích to lớn Các nhà nghiên cứu sản xuất đề xuất nhiều giải pháp khác để hỗ trợ cho hoạt động thƣơng mại với mục đích nâng cao độ tin cậy, giảm chi phí vận hành, bảo dƣỡng Hàng trăm chức tự động đƣợc xem xét áp dụng nhiều khía cạnh khác điều khiển, giám sát hỗ trợ mặt thông tin Mạng lƣới điện đƣợc xây dựng theo mô hình lƣới điện thông minh (Smart Grid) để phù hợp với xu phát triển đại Trong TBA đƣợc TĐH cao đóng vai trò định Xây dựng TBA KNT yêu cầu cần thiết trình đại hóa lƣới điện, nhằm: + Nâng cao suất lao động, giảm tối đa nhân lực lao động; + Nâng cao độ tin cậy cho HTĐ, đảm bảo cung cấp điện an toàn liên tục; + Giảm thiểu cố nhầm lẫn ngƣời vận hành, nâng cao mức độ an toàn cho ngƣời vận hành; + Đáp ứng yêu cầu vận hành thị trƣờng điện Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 84 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Công ty Lƣới điện cao miền Bắc (2012), Sơ đồ nối điện trạm biến áp 110kV Tập đoàn Điện lực Việt Nam (2003), Quy định cấu hình hệ thống bảo vệ, quy cách kỹ thuật rơle bảo vệ cho đường dây trạm biến áp, Tài liệu yêu cầu kỹ thuật số ICS03-01 Tập đoàn Điện lực Việt Nam (2008), Quy định xây dựng quản lý vận hành thiết bị SCADA trạm biến áp nhà máy điện, Tài liệu yêu cầu kỹ thuật số ICS08-01 Tập đoàn Điện lực Việt Nam (2010), Quy định quản lý hệ thống đo đếm điện vị trí ranh giới giao nhận điện, Tài liệu yêu cầu kỹ thuật số ICS10-01 Tập đoàn Điện lực Việt Nam (2003), Yêu cầu kỹ thuật hệ thống điều khiển tích hợp cho Trạm biến áp 500 kV, 220kV, Tài liệu yêu cầu kỹ thuật số ICS0302 Tiêu chuẩn IEC 61850, Communications Networks and Systems in Substation Tiêu chuẩn IEEE 1525, Draft Standard for Substation Integrated Protection, Control and Data Acquisition Communications Tự động hóa vận hành trạm biến áp, http://www.hiendaihoa.com Tiếng Anh Ahmed, M.M (2010), “New Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) based fault isolation system for low voltage distribution systems,” Comput Commun Eng ICCCE, pp 1–6 10 De Sá, J.L.P and Cartaxo, R (2011), “Implementing Substations Automatic Control Functions Designed With Petri Nets on IEC 61850,” Power Deliv IEEE Trans., vol 26, no 2, pp 1119–1127 Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 85 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 11 Ellyson, D.W (2013), “A 21,000-kVA automatic substation,” AIEE J., vol 46, no 8, pp 802–804 12 Hajian-Hoseinabadi, H (2011), “Impacts of Automated Control Systems on Substation Reliability,” Power Deliv IEEE Trans., vol 26, no 3, pp 1681– 1691 13 International Standard IEC 60870-5-101; IEC 61850 14 Ivan De Mesmaeker, Peter Rietmann, Klaus-Peter Brand, Petra Reinhardt, Substation Automation based on IEC 61850 15 Klaus-Peter Brand, Petra Reinhardt (2008), “Experience with IEC 61850 based Substation Automation Systems,” Praxis Profiline IEC 61850 Third edition, pp.2-7 16 Millan, Walter H (2013), “Automatic control for substation apparatus,” AIEE J., vol 44, no 6, pp 588–591 17 Ralph Mackiewicz, Sterling Heights, Technical Overview and Benefits of the IEC61850 Standard for Substation Automation 18 Siemens Aktiengesellschaft, Energy Sector (2008), Power Engineering Guide, pp 276-292 19 Stamper, Garland (2013), “Automatic control of substations,” Electr Eng., vol 50, no 11, pp 888–890 20 Tom Wilson (1999), “PLC Based Substation automation and Scada systems And Selecting a Control System Integrator,” Western Electric Power Institute Distribution/Substation Automation Workshop 21 Turan Goenen (1986) Electric Power Distribution System Engineering McGraw Hill Series in Electrical Engineering Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 86 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 110 kV SUBSTATION AI BI bit BI bit BO bit Hz A kV kV MW MX TC TOTAL PER BAY AI TOTAL FAULT FAULT REMOTE BLOCKED TRIP 21 -1 TRIP 21 -2 TRIP 21 -3 TRIP 51/51N TRIP 50/50N TRIP - 67 10 TRIP - 67N 11 TRIP - F74 12 TRIP - 87T1 13 TRIP - 87T2 14 ALARM - 49 15 TRIP - 49 16 ALARM - 96 17 TRIP - 96 18 ALARM - 26 19 TRIP - 26 20 TRIP - 86 21 FAULT - ALARM TOTAL PER BAY SI - TOTAL 2 CB POSITION DS POSITION TOTAL PER BAY BI - TOTAL DS Close/open Command CBClose/open Command RAISE/LOWER TOTAL PER BAY BO - TOTAL COM FREQUENCY AMPE VOLTAGE (U pha) VOLTAGE (U dây) MEGA WATTS MEGA VARS TEMPARETURE 15 16 6 53 171 172 112 1 1 3 1 1 7 C11 C12 3 3 6 131 132 3 3 2 2 2 2 8 TRANSFOMER TRANSFOMER 22kV 35kV TRANSF SECOND SIDE TRANSF SECOND SIDE SIGNAL NAME BUS BAR DATA TYPE BUS BAR No SIGNAL TOTAL TYPE TRANSF PRIMERY SIDE Phụ lục Bảng thống kê liệu TBA 110kV có sơ đồ nối điện hình 4.2 T1 T2 1 1 53 DC SYSTEM 48V DC SYSTEM 220V OPERATION MODE REMOTE/SUPERVISORY CIRCUIT BREAKER (AIR/OIL/SF6) LINE DISTANCE PROTECTION ZONE LINE DISTANCE PROTECTION ZONE LINE DISTANCE PROTECTION ZONE LINE OVER CURRENT EARTH FAULT LINE OVER CURRENT EARTH FAULT LINE DIRECTION OVERCURRENT LINE DIRECTION OVERCURRENT EARTH FAULT TRIP CIRCUIT SUPERVISORY TRANSFO DIFFERENTIAL TRIP - T1 TRANSFO DIFFERENTIAL TRIP - T2 TRANSFO OVER LOAD ALARM TRANSFO OVER LOAD TRIP TRANSFO BUCCHOLZ - ALARM TRANSFO BUCCHOLZ - TRIP TRANSFO OIL TEMPERATURE - ALARM TRANSFO OIL TEMPERATURE - TRIP LOOK OUT RELEY - TRIP TAP CHANGER 1 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 40 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 10 1 1 1 1 0 1 1 1 1 3 0 1 1 40 CIRCUIT BREAKER DISCONECTOR SWITCH 10 15 3 15 DISCONECTOR SWITCH CIRCUIT BREAKER TAP CHANGER 10 17 2 2 3 3 17 Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 87 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Phụ lục Sơ đồ phương thức bảo vệ đo lường Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 88 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Phụ lục Sơ đồ đánh số thiết bị TBA 110kV Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 89 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Phụ lục Sơ đồ logic điều khiển đóng máy cắt Q0 – ĐD172 Cấp điều khiển SCADA (điều độ miền) Lệnh đóng từ SCADA Cấp điều khiển ngăn lộ (Thiết bị điều khiển ngăn “BCU”) Giám sát từ SCADA từ điều độ (chọn phần tử mềm) & & Khoá liên động phần mềm BCU Phím chế dộ “từ xa/tại chỗ” (BCU) chọn “từ xa” Lệnh đóng từ máy tính Giám sát từ máy tính (chọn phần tử mềm) Cấp điều khiển thiết bị (Máy cắt Q0-ĐD172) & Khóa lựa chọn “tại chỗ/từ xa” chọn “từ xa” & 1 Q1-ĐD172 đóng 1 Giám sát từ SCADA từ CC (chọn phần tử mềm) Q2-ĐD172 đóng & 1 Khoá liên động phần mềm BCU & Phím chế dộ “từ xa/tại chỗ” (BCU) chọn “tại chỗ” Khóa lựa chọn “tại chỗ/từ xa” chọn “tại chỗ” & Lệnh đóng từ BCU Q1-ĐD172 mở Cấp điều khiển máy tính chủ phòng điều khiển trạm & Q2-ĐD172 mở & Lệnh đóng Lệnh đóng từ SCADA Cấp điều khiển ngăn lộ (Sơ đồ “Mimic”) Khóa lựa chọn “Mimic/BCU” chọn “BCU” Cấp điều khiển SCADA (điều độ điện lực) Khóa lựa chọn “Mimic/BCU” chọn “Mimic” Không có hƣ hỏng máy cắt Q0-ĐD172 Lệnh đóng từ khóa “đóng/cắt” Khí SF6 giảm thấp cấp Rơle “cắt/khóa” ngăn ĐD172 không tác động & Không có hƣ hỏng mạch cắt (từ rơle 74) máy cắt Q0-ĐD172 Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 90 Đóng “Q0-ĐD172” Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Phụ lục Sơ đồ logic điều khiển đóng cắt dao cách ly Q1 – ĐD172 Cấp điều khiển SCADA (điều độ miền) Lệnh đóng từ SCADA Cấp điều khiển ngăn lộ (Thiết bị điều khiển ngăn “BCU”) Giám sát từ SCADA từ điều độ (chọn phần tử mềm) & Khoá liên động phần mềm BCU Phím chế dộ “từ xa/tại chỗ” (BCU) chọn “từ xa” Lệnh đóng từ máy tính Giám sát từ máy tính (chọn phần tử mềm) Cấp điều khiển thiết bị (Dao cách ly Q1-ĐD172) & Khóa lựa chọn “tại chỗ/từ xa” chọn “từ xa” & 1 1 Giám sát từ SCADA từ CC (chọn phần tử mềm) Khóa lựa chọn “tại chỗ/từ xa” chọn “từ xa” & Khoá liên động phần mềm BCU & Phím chế dộ “từ xa/tại chỗ” (BCU) chọn “tại chỗ” 1 Q22-ngăn T2 mở & Lệnh đóng cắt DCL từ BCU Q11-ĐD172 mở Q21-ĐD172 mở Cấp điều khiển máy tính chủ phòng điều khiển trạm Lệnh đóng từ SCADA & Q0-ĐD172 mở Cấp điều khiển ngăn lộ (Sơ đồ “Mimic”) Khóa lựa chọn “tại chỗ/từ xa” chọn “tại chỗ” Khóa lựa chọn “Mimic/BCU” chọn “BCU” & Lệch đóng cắt dao cách ly Khóa lựa chọn “Mimic/BCU” chọn “Mimic” Cấp điều khiển SCADA (điều độ điện lực) & Lệnh đóng cắt DCL từ khóa “đóng/cắt” & Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 91 Đóng/ cắt “Q1-ĐD172” Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Phụ lục Sơ đồ logic điều khiển đóng cắt dao cách ly Q2 – ĐD172 Cấp điều khiển SCADA (điều độ miền) Lệnh đóng từ SCADA Cấp điều khiển ngăn lộ (Thiết bị điều khiển ngăn “BCU”) Giám sát từ SCADA từ điều độ (chọn phần tử mềm) & Khoá liên động phần mềm BCU Phím chế dộ “từ xa/tại chỗ” (BCU) chọn “từ xa” Lệnh đóng từ máy tính Giám sát từ máy tính (chọn phần tử mềm) Cấp điều khiển thiết bị (Dao cách ly Q2-ĐD172) & Khóa lựa chọn “tại chỗ/từ xa” chọn “từ xa” & 1 1 Giám sát từ SCADA từ CC (chọn phần tử mềm) Khóa lựa chọn “tại chỗ/từ xa” chọn “từ xa” & Khoá liên động phần mềm BCU & Phím chế dộ “từ xa/tại chỗ” (BCU) chọn “tại chỗ” 1 Q11-ĐD172 mở & Lệnh đóng cắt DCL từ BCU Q22-ĐD172 mở Q21-ĐD172 mở Cấp điều khiển máy tính chủ phòng điều khiển trạm Lệnh đóng từ SCADA & Q0-ĐD172 mở Cấp điều khiển ngăn lộ (Sơ đồ “Mimic”) Khóa lựa chọn “tại chỗ/từ xa” chọn “tại chỗ” Khóa lựa chọn “Mimic/BCU” chọn “BCU” & Lệch đóng cắt dao cách ly Khóa lựa chọn “Mimic/BCU” chọn “Mimic” Cấp điều khiển SCADA (điều độ điện lực) & Lệnh đóng cắt DCL từ khóa “đóng/cắt” & Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 92 Đóng/ cắt “Q2-ĐD172” Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Phụ lục Sơ đồ logic điều khiển đóng cắt dao nối đất Q11, Q21 – ĐD172 Cấp điều khiển SCADA (điều độ miền) Lệnh đóng từ SCADA Cấp điều khiển ngăn lộ (Thiết bị điều khiển ngăn “BCU”) Giám sát từ SCADA từ điều độ (chọn phần tử mềm) & Khoá liên động phần mềm BCU Phím chế dộ “từ xa/tại chỗ” (BCU) chọn “từ xa” Lệnh đóng từ máy tính Giám sát từ máy tính (chọn phần tử mềm) Cấp điều khiển thiết bị (Dao nối đất Q11, Q21-ĐD172) & Khóa lựa chọn “tại chỗ/từ xa” chọn “từ xa” & 1 1 Giám sát từ SCADA từ CC (chọn phần tử mềm) & Khóa lựa chọn “tại chỗ/từ xa” chọn “từ xa” & Khoá liên động phần mềm BCU & Phím chế dộ “từ xa/tại chỗ” (BCU) chọn “tại chỗ” 1 & Lệnh đóng cắt DNĐ từ BCU Q1-ĐD172 mở Cấp điều khiển máy tính chủ phòng điều khiển trạm Lệnh đóng từ SCADA Q2-ĐD172 mở Cấp điều khiển ngăn lộ (Sơ đồ “Mimic”) Khóa lựa chọn “tại chỗ/từ xa” chọn “tại chỗ” Khóa lựa chọn “Mimic/BCU” chọn “BCU” & Lệch đóng cắt dao nối đất Khóa lựa chọn “Mimic/BCU” chọn “Mimic” Cấp điều khiển SCADA (điều độ điện lực) & Lệnh đóng cắt DNĐ từ khóa “đóng/cắt” & Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ 93 Đóng/ cắt “Q11, Q21-ĐD172” Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Vũ Ngọc Nguyên - Lớp 11B KTĐHTĐ ... Thiết kế hệ thống đo lƣờng, bảo vệ, điều khiển tự động thông tin điện lực TBA KNT khả áp dụng thực tế HTĐ Việt Nam Giới hạn đề tài - Nghiên cứu, thiết kế hệ thống đo lƣờng, bảo vệ, điều khiển tự động. .. gặp hệ thống điện Việt Nam Chƣơng 3: Các yêu cầu đo lƣờng, bảo vệ, điều khiển tự động thông tin điện lực trạm biến áp Giới thiệu công nghệ Chƣơng 4: Thiết kế hệ thống đo lƣờng, bảo vệ, điều khiển. .. phần toàn thiết bị sơ cấp trạm Hệ thống họat động dựa thiết bị điều khiển mức ngăn C264, thiết bị kết nối với hệ thống rơle bảo vệ, thực việc điều khiển, thu thập thông tin đầu vào thiết bị mức