Đánh giá các công nghệ tự động hóa và chọn giải pháp hợp lý cho trạm biến áp 110kV Tư Nghĩa tỉnh Quảng Ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HUY HỒNG ĐÁNH GIÁ CÁC CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA VÀ CHỌN GIẢI PHÁP HỢP LÝ CHO TRẠM BIẾN ÁP 110kV TƯ NGHĨA TỈNH QUẢNG NGÃI Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 Cơng trình hoàn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: GS.TS LÊ KIM HÙNG Phản biện 1: PGS.TS NGÔ VĂN DƯỠNG Phản biện 2: TS LÊ HỮU HÙNG Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật điện họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 09 tháng 03 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu truyền thông Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện công tác tự động hóa TBA 110kV để thực điều khiển xa, giám sát từ Trung tâm điều khiển Tỉnh/Thành phố, chuyển TBA sang vận hành chế độ không người trực nhằm tăng suất lao động, tối ưu hóa chi phí quản lý vận hành (QLVH) đơn vị Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) triển khai liệt Việc ứng dụng công nghệ tự động hóa vào hệ thống điều khiển, giám sát TBA 110kV thời gian qua lưới điện Công ty Lưới điện cao miền Trung (CGC) QLVH thực với nhiều giải pháp khác phụ thuộc vào thiết bị điện tử thông minh (IED) lắp đặt trạm Mỗi giải pháp có ưu nhược điểm riêng Tuy nhiên, đến chưa có đánh giá cụ thể cho giải pháp sử dụng Với mục tiêu hồn thành kế hoạch tự động hóa TBA 110kV để chuyển sang vận hành chế độ không người trực theo lộ trình EVN giao Hiện CGC đơn vị có liên quan tiếp tục thực cơng tác tự động hóa TBA 110kV địa bàn miền Trung Tây Nguyên bao gồm việc đầu tư TBA cải tạo TBA có Việc ứng dụng cơng nghệ tự động hóa vào TBA 110kV có vận hành gặp nhiều khó khăn đa số thiết bị vận hành lâu năm, sửa chữa, thay nhiều đợt khác trình vận hành nên khơng đồng Vì vậy, để có đánh giá tổng quan giải pháp áp dụng nhằm lựa chọn giải pháp hợp lý áp dụng cho TBA 110kV khác thời gian đến cần thiết Mục đích nghiên cứu Đánh giá ứng dụng cơng nghệ tự động hóa sử dụng cho TBA 110kV CGC QLVH Lựa chọn giải pháp cơng nghệ tự động hóa hợp lý áp dụng thực cho TBA 110kV Tư Nghĩa Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Các giải pháp công nghệ tự động hóa bao gồm thiết bị thứ, nhị thứ hệ thống SCADA TBA 110kV 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu TBA 110kV Công ty Lưới điện cao miền Trung quản lý vận hành So sánh giải pháp công nghệ tự động hóa, tìm giải pháp hợp lý cho TBA 110kV Phương pháp nghiên cứu Tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu, qui định, sách báo,… có liên quan đến tự động hóa TBA Khảo sát phân tích, đánh giá ưu nhược điểm giải pháp tự động hóa có TBA 110kV CGC QLVH Khảo sát, đánh giá khả đáp ứng theo tiêu chí tự động hóa thiết bị thứ, nhị thứ hệ thống SCADA có TBA 110kV Tư Nghĩa Trên sở đó, lựa chọn giải pháp hợp lý để cải tạo thành TBA 110kV tự động hóa Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 5.1 Về mặt khoa học Phân tích, đánh giá tổng hợp giải pháp triển khai thực tự động hóa TBA 110kV CGC QLVH Tìm giải pháp hợp lý với công nghệ áp dụng cho việc cải tạo TBA 110kV nói chung CGC nói riêng 5.2 Về mặt thực tiễn Đánh giá tính hợp lý việc áp dụng cơng nghệ có TBA 110kV CGC quản lý Phân tích, đánh giá tìm giải pháp hợp lý để áp dụng thực tế cho TBA 110kV Tư Nghĩa nhằm tối ưu hóa cơng tác quản lý vận hành nâng cao suất lao động Phù hợp với chủ trương ngành điện xu phát triển chung giới Đặt tên đề tài Căn vào mục tiêu nhiệm vụ nêu đề tài đặt tên: ‘Đánh giá công nghệ tự động hóa chọn giải pháp hợp lý cho TBA 110kV Tư Nghĩa tỉnh Quảng Ngãi’ Bố cục luận văn Nội dung luận văn gồm phần chính: Mở đầu Chương 1: Đánh giá trạng công nghệ TĐH TBA 110kV CGC quản lý vận hành Chương 2: Đánh giá trạng để đề xuất giải pháp TĐH cho TBA 110kV Tư Nghĩa Chương 3: Áp dụng giải pháp tự động hóa để cải tạo TBA 110kV Tư Nghĩa tính tốn hiệu đầu tư Kết luận kiến nghị CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HÓA HIỆN NAY TẠI CÁC TRẠM BIẾN ÁP 110kV DO CÔNG TY LƯỚI ĐIỆN CAO THẾ MIỀN TRUNG QUẢN LÝ VẬN HÀNH 1.1 Hiện trạng triển khai tự động hóa TBA 110kV CGC QLVH 1.1.1 Qui mô quản lý vận hành CGC 1.1.2 Tổng quan hệ thống điều khiển, bảo vệ, đo lường SCADA Hình 1.1 Sơ đồ kết nối hệ thống ĐKBV, đo lường TBA 1.1.2.1 Hệ thống điều khiển bảo vệ Các tủ điều khiển, bảo vệ vận hành lâu năm (>= 10 năm), qua nhiều lần cải tạo, sửa chữa, đấu nối bổ sung nên hệ thống cáp điều khiển thiết bị bố trí tủ nhiều, khơng khơng gian để đấu nối bổ sung khơng đảm bảo vận hành an tồn, tin cậy đặc biệt chuyển sang vận hành chế độ không người trực 1.1.2.2 Hệ thống SCADA (Tủ RTU, SIC) Đối với TBA đầu tư theo kiểu truyền thống: Hệ thống SCADA sử dụng đấu nối mạch cứng sợi cáp đồng nhiều ruột, tập trung tín hiệu đo lường, điều khiển, giám sát tủ SIC, RTU 1.1.2.3 Hệ thống nguồn AC/DC Hệ thống phân phối nguồn AC/DC bao gồm tủ AC/DC, aptomat tủ điều khiển, bảo vệ, RTU, SIC, tủ truyền động thiết bị,.… 1.1.3 Nhận xét cơng tác tự động hóa TBA 110kV CGC QLVH Dựa thực tế thiết bị TBA CGC quản lý vận hành, ta chia thành 03 nhóm trạm sau: 1.1.3.1 Nhóm - Bao gồm TBA có thiết bị đồng bộ, hệ thống điều khiển tích hợp máy tính Nhóm đầu tư đầy đủ hệ thống DCS nhiều nhà cung cấp khác - Đặc điểm chung TBA thuộc nhóm phần mềm điều khiển tích hợp key hệ thống nhà thầu nắm giữ nên việc mở rộng, sửa chữa thiết bị phải nhà thầu thực hiện, khó khăn việc phối hợp chi phí thực cao 1.1.3.2 Nhóm Các TBA nhóm đầu tư gateway, hệ thống ĐKBV đồng bộ, rơ le bảo vệ có giao thức IEC 61850 Tín hiệu ĐKBV phía 110kV lộ tổng, phân đoạn trung (6kV, 22kV, 35kV) kết nối với A3 Các XT trung đa số chưa kết nối với Điều độ Điện lực tỉnh 1.1.3.3 Nhóm Các TBA nhóm có hệ thống ĐKBV khơng đồng bộ, nhiều hãng khác nhau, phần lớn rơ le bảo vệ khơng có chuẩn giao thức IEC-61850, Điều khiển tủ bảng điều khiển truyền thống Hệ thống SCADA trạm theo giải pháp RTU truyền thống (thu thập, kết nối truyền liệu với Trung tâm Điều độ HTĐ miền Trung thông qua tủ RTU, SIC) 1.2 Các giải pháp cần xem xét để sử dụng 1.2.1 Đối với TBA thuộc nhóm TBA đầu tư theo dạng DCS/Gateway Dựa sở phần mềm hãng nhà thầu cung cấp trước thực bổ sung cấu hình, kết nối với TTĐK để thực giám sát, điều khiển xa thiết bị Bổ sung BCU để thu thập tín hiệu aptomat cấp nguồn tủ phân phối AC, DC Đầu tư bổ sung hệ thống camera, phần mềm kết nối, hệ thống phòng cháy chữa cháy, an ninh cho TBA 110kV để kết nối Trung tâm điều khiển 1.2.2 Đối với TBA 110kV thuộc nhóm Lắp hệ thống thu thập liệu bao gồm thiết bị máy tính chủ Server/Gateway hệ thống mạng LAN để kết nối với thiết bị bảo vệ, đo lường hữu Các rơle bảo vệ thiết bị điện tử thông minh (IED) kết nối trực tiếp với Gateway theo giao thức IEC 61850 kết nối với hệ thống SCADA A3 qua giao thức IEC60870-5-101 Bổ sung kết nối RTU tích hợp với rơle thiết bị điện tử thông minh (IED) ngăn lộ phân phối trung, hạ để kết nối với TTĐK Bổ sung BCU để thu thập tín hiệu aptomat cấp nguồn tủ phân phối AC, DC Bổ sung hệ thống camera, phần mềm kết nối, hệ thống phòng cháy chữa cháy, an ninh, sử dụng RTU tích hợp để kết nối Trung tâm điều khiển 1.2.3 Đối với TBA 110kV thuộc nhóm Lắp hệ thống thu thập liệu bao gồm thiết bị máy tính chủ Server/Gateway hệ thống mạng LAN để kết nối với thiết bị bảo vệ, đo lường Thực cải tạo hệ thống điều khiển, bảo vệ có để đáp ứng tiêu chí TBA KNT Tùy thuộc vào trạm cụ thể ta thực việc cải tạo theo hướng: Nếu thiết bị IED có giao thức sử dụng lại, bổ sung BCU mức ngăn phần mềm tương ứng để thực kết nối với TTĐK A3; Nếu hệ thống điều khiển, bảo vệ, đo lường cũ khơng đảm bảo cho cơng tác vận hành an tồn lâu dài khơng có giao thức để kết nối thay hệ thống điều khiển, bảo vệ, đo lường phần mềm để thực kết nối với TTĐK A3; Bổ sung hệ thống camera, phần mềm kết nối, hệ thống phòng cháy chữa cháy, an ninh đảm bảo yêu cầu TBA KNT 1.3 Đánh giá giải pháp công nghệ áp dụng TBA 110KV CGC quản lý vận hành Từ việc xem xét giải pháp mục 1.2, ta đánh giá chung giải pháp sau: Đối với TBA thuộc nhóm 1: Việc cấu hình hệ thống nhà thầu cung cấp thiết bị giải pháp phần mềm thực hiện, không đào tạo chuyển giao công nghệ nên khơng làm chủ cơng nghệ Điều khó khăn trình vận hành, xử lý cố cần mở rộng, nâng cơng suất trạm chi phí sửa chữa, mở rộng cao thời gian sửa chữa thường kéo dài Đối với TBA thuộc nhóm 2: Tương tự nhóm 1, việc cấu hình hệ thống trạm phụ thuộc nhà thầu cung cấp thiết bị phần mềm trước có nhược điểm thời gian khắc phục bất thường, cố thường kéo dài, chi phí cao Đối với TBA thuộc nhóm 3: Sử dụng phần mềm Survalent, ETC thực việc cấu hình nên việc mở rộng trạm, nâng công suất sau thuận tiện Việc làm chủ công nghệ giúp cho công tác QLVH, xử lý cố, khắc phục bất thường vận hành nhanh chóng, đảm bảo yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện Tuy nhiên, qua công tác vận hành nhận thấy số rơ le bảo vệ có giao thức IEC 61850 đời đầu modbus IEC 103 giữ lại thường xảy lỗi kết nối tín hiệu đáp ứng chậm 1.4 Kết luận Trong chương này, trạng cơng tác tự động hóa TBA 110kV CGC QLVH giải pháp để thực tự động hóa TBA xem xét, phân tích Căn vào yêu cầu, tiêu chí kỹ thuật thực tế vận hành, việc đánh giá trạng cơng nghệ tự động hóa sử dụng TBA 110kV lưới CGC cho ta thấy ưu điểm hạn chế giải pháp Dựa yêu cầu kỹ thuật, tính đáp ứng vật tư thiết bị có trạm biến áp, xem xét đánh giá lựa chọn giải pháp hợp lý để thực tự động hóa TBA 110kV Tư Nghĩa tỉnh Quảng Ngãi trình bày chương sau 10 Hiện tại, trạm vận hành với 01 MBA AT1 115/23kV25MVA Hệ thống phân phối phía 110kV thiết kế theo sơ đồ “Hệ thống 01 có máy cắt phân đoạn” (hình 2.1) Phía 22kV sử dụng sơ đồ “Hệ thống 01 cái” bao gồm tủ hợp nhà 2.2 Các thiết bị thứ 2.2.1 MBA AT1 MBA AT1 115±9x1,78%/23±2x2,5%/15,75/11kV-25MVA làm nhiệm vụ truyền tải cung cấp điện cho xuất tuyến phía 22kV trạm 2.2.1 Máy cắt 110kV (171, 172, 131, 112) Các máy cắt 110kV trạm sử dụng loại pha, lắp đặt trời, khí SF6, truyền động lò xo 2.2.2 Máy biến điện áp 110kV (TUC11, TUC12, TU171, TU172) Các máy biến điện áp phía 110kV trạm sử dụng loại biến điện áp dầu, pha, kiểu tụ, trời 2.2.3 Máy biến dòng điện 110kV (ngăn 171, 172, 131, 112) Các máy biến dòng điện 110kV loại dầu, pha, trời 2.2.4 Dao cách ly 110kV pha lưỡi tiếp đất Dao cách ly sử dụng loại pha lắp đặt trời 2.2.5 Chống sét van 110kV Chống sét van trạm sử dụng loại 01 pha, không khe hở 2.2.6 Các tủ máy cắt hợp 22kV Các tủ máy cắt hợp 22kV lắp đặt phòng phân phối thành dãy 2.2.7 Máy biến áp tự dùng TD1 Máy biến áp tự dùng trạm lấy điện từ 22kV để cung cấp nguồn cho phụ tải xoay chiều trạm 11 Nhận xét: - MBA AT1: Trong trình vận hành MBA xảy tượng rỉ dầu từ TI chân sứ xuống tủ đấu dây chỗ thân máy (LCU), rỉ dầu rốn sứ pha B phía 110kV, rỉ dầu mặt bích pha C phía 22kV Việc rỉ dầu vào tủ LCU làm hỏng hàng kẹp đấu nối bên tủ - Các DCL 110kV: Trong trình vận hành, thao tác đóng dao cách ly (DCL) động cơ, số DCL đóng khơng hết hành trình - Các tủ máy cắt hợp 22kV: Các máy cắt 22kV trạm trước nhà sản xuất thiết kế khơng có hệ thống tiếp điểm phụ để báo trạng thái máy cắt vị trí đóng cắt từ xa mà có thị cờ máy cắt Ngày 28/4/2010 xảy phóng điện tủ hợp MC 471 phíp cách điện bên tủ - Máy biến điện áp pha phía 110kV: Trong q trình vận hành số máy biến điện áp xảy tượng sai số tỷ số biến lớn, khơng đạt cấp xác, điện dung khối tụ phân áp bị lệch nhiều so với giá trị định mức 2.3 Các thiết bị nhị thứ Sau 11 năm vận hành, TBA qua nhiều lần nâng cấp, sửa chữa nên hệ thống điều khiển bảo vệ trạm có phần suy giảm chất lượng, số lượng cáp tủ nhiều, ảnh hưởng đến khả vận hành tin cậy, cung cấp điện liên tục thời gian đến 2.3.1 Hệ thống rơ le bảo vệ Hệ thống rơle bảo vệ trạm trang bị rơle kỹ thuật số Tuy nhiên, đa số rơle có giao thức IEC 60870-5-103 modbus, khơng có giao thức IEC 61850 Sơ đồ phương thức bảo vệ 12 trạm 110kV Tư Nghĩa hình 2.10 Hình 2.10 Sơ đồ phương thức bảo vệ trạm 110kV Tư Nghĩa Nhận xét: Nhìn chung hệ thống rơle bảo vệ trạm làm việc ổn định, tin cậy đáp ứng yêu cầu trình vận hành Tuy nhiên sau đưa vào vận hành vài năm, rơle bảo vệ loại MICOM bắt đầu xảy hư hỏng, đặc biệt hình rơle Các rơ le bảo vệ trạm khơng có giao thức truyền thơng IEC 61850 (trừ ngăn 112) 13 Ngoài ra, rơle bảo vệ hệ cũ kết nối với Gateway qua giao thức IEC 60870-5-103 truyền liệu TTĐK thường xảy tượng kết nối lỗi card truyền thông 2.3.2 Hệ thống đo lường Các đồng hồ đo lường tủ điều khiển bảo vệ đa phần đồng hồ analog, đồng hồ số khơng có giao thức truyền thơng 2.3.3 Các tủ tự dùng AC/DC Tại tủ AC/DC sử dụng aptomat tổng khơng có điều khiển điện, số aptomat nhánh khơng có tiếp điểm phụ Đo lường tủ AC, DC sử dụng đồng hồ 2.3.4 Các tủ đấu dây trời Các tủ MK lắp đặt trời, thời gian sử dụng lâu nên vỏ tủ bị rỉ sét, roăng bị lão hóa nên cửa tủ khơng đóng kín, hàng kẹp, đầu nối bị lão hóa, tiếp xúc khơng tốt có nguy dễ gây chạm chập nhị thứ, đặc biệt mùa mưa 2.4 Nhận xét hệ thống mương cáp Hệ thống mương cáp qua nhiều lần nâng cấp, cải tạo, kích thước mương cáp khơng đủ chỗ để bố trí cáp nhị thứ, khơng có giá đỡ cáp; thành nắp mương cáp xuống cấp 2.5 Hệ thống thông tin SCADA 2.5.1 Hiện trạng hệ thống thông tin 2.5.2 Hiện trạng hệ thống SCADA Trạm 110kV Tư Nghĩa Hiện tín hiệu SCADA thiết bị thu thập RTU Microsol Xcell để truyền A3 theo IEC60870-5-101 Ngoài năm 2016-2017 trạm lắp đặt bổ sung 01 Gateway HMI theo dự án miniSCADA để thu thập tín hiệu điều khiển tồn thiết bị phía 22kV trạm từ PC Quảng Ngãi 14 2.6 Kết luận Với nội dung đánh giá trạng thiết bị thứ nhị thứ vận hành trạm 110kV Tư Nghĩa cho thấy: Ưu điểm: - Phần lớn thiết bị trạm vận hành an toàn, tin cậy từ lắp đặt đưa vào vận hành đến đảm bảo yêu cầu cung cấp điện ổn định cho phụ tải khu vực - Rơle bảo vệ làm việc đúng, xác, loại trừ nhanh cố Nhược điểm: - Các rơ le bảo vệ trạm giao thức truyền thơng IEC 61850 trừ rơle bảo vệ ngăn 112 lắp đặt năm 2015 - Sau nhiều năm vận hành, số thiết bị xảy hư hỏng, bất thường MBA bị rỉ dầu, rơle bảo vệ phía 22kV bị hư hỏng, dao cách ly đóng khơng hết hành trình, cách điện tủ hợp 22kV bị phóng điện… Với phân tích đánh giá trạng thiết bị trạm nêu giúp lựa chọn giải pháp hợp lý để cải tạo TBA Tư Nghĩa thành TBA không người trực 15 CHƯƠNG ÁP DỤNG GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA ĐỂ CẢI TẠO TBA 110KV TƯ NGHĨA VÀ TÍNH TỐN HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ TBA 110kV Tư Nghĩa - Quảng Ngãi trạm thuộc nhóm trình bày chương Kết hợp với thực trạng thiết bị có trạm nêu chương ta đưa giải pháp tự động hóa hợp lý để cải tạo TBA 110kV Tư Nghĩa thành trạm KNT Các giải pháp cụ thể sau: 3.1 Giải pháp cho thiết bị thứ Như mô tả chương 2, thiết bị thứ trạm 110kV Tư Nghĩa đáp ứng yêu cầu vận hành, đảm bảo vận hành an toàn, tin cậy chuyển sang vận hành chế độ không người trực, giữ nguyên hữu 3.2.Giải pháp cho thiết bị nhị thứ hệ thống camera, báo cháy 3.2.1 Các thiết bị nhị thứ Với đặc điểm hệ thống điều khiển, bảo vệ, đo lường SCADA có trạm nêu chương 2, để đảm bảo yêu cầu vận hành trạm chế độ không người trực cần phải thay rơ le bảo vệ cũ có giao thức IEC 60870-5-103 thiết bị phía 110kV rơ le bảo vệ hệ có giao thức IEC 61850 Bổ sung khối điều khiển mức ngăn (BCU) có giao thức IEC 61850 cho ngăn lộ để thực điều khiển thiết bị thu thập tín hiệu Hệ thống điều khiển, bảo vệ, đo lường SCADA ngăn lộ phía 22kV thực dự án miniSCADA nên giữ nguyên 3.2.1.1 Tủ điều khiển bảo vệ đường dây 110kV Thay 02 tủ điều khiển bảo vệ cho 02 ngăn đường dây 171 16 (RCP171) đường dây 172 (RCP172) 3.2.1.2 Tủ điều khiển bảo vệ MBA AT1 Thay tủ điều khiển bảo vệ MBA AT1 có 01 tủ điều khiển bảo vệ MBA (RCP131) 3.2.1.3 Tủ điều khiển bảo vệ ngăn phân đoạn (112) Sử dụng lại tủ điều khiển bảo vệ ngăn phân đoạn 110kV (112) có, lắp bổ sung BCU để thu thập tín hiệu thực điều khiển xa thiết bị ngăn Hình 3.1 Sơ đồ phương thức bảo vệ rơle đo lường giải pháp 3.2.1.4 Tủ đấu dây trời (MK) Thay 03 tủ MK 03 tủ MK 3.2.1.5 Tủ cấp nguồn chiều (DC) xoay chiều (AC) 17 Thay tủ cấp nguồn AC DC 3.2.2 Hệ thống camera, báo cháy 3.2.2.1 Cấu trúc phần cứng hệ thống camera trung tâm điều khiển Hình ảnh từ Camera trạm 110kV thu thập trung tâm điều khiển thông qua hệ thống mạng cáp quang CPCWAN Thu thập, lưu trữ liệu Camera trạm 110kV để phục vụ cho công tác vận hành, giám sát, điều khiển từ xa thiết bị trạm 3.2.2.2 Hệ thống camera, PCCC trạm 110kV Tư Nghĩa Hiện trạm 110kV Tư Nghĩa chưa có hệ thống camera Vì cần phải đầu tư hệ thống camera để thực việc giám sát thiết bị giám sát an ninh trạm Cấu trúc phần cứng hệ thống Camera, PCCC lắp trạm hình 3.3 Hình 3.3 Cấu trúc phần cứng hệ thống Camera, PCCC trạm Hệ thống camera giám sát, ghi hình lưu máy tính trạm (Server CMR) tín hiệu truyền trung tâm điều khiển PC Quảng Ngãi Hình 3.4 Sơ đồ bố trí camera ngồi trời Hình 3.5 Sơ đồ bố trí camera nhà 18 3.2.2.3 Hệ thống báo cháy Lắp đặt hệ thống báo cháy trung tâm phòng điều khiển hình 3.6 Hệ thống báo cháy trang bị nhằm tự động phát kịp thời đám cháy xảy báo động âm thanh, hiển thị khu vực xảy cháy tủ điều khiển trung tâm, truyền hệ thống điều khiển, báo cháy trạm, đồng thời gửi tín hiệu báo cháy trung tâm điều khiển Hình 3.6 Sơ đồ bố trí hệ thống báo cháy 3.3 Hệ thống SCADA 3.3.1 Phương án thu thập tín hiệu SCADA Để thu thập đầy đủ tín hiệu vận hành theo qui định EVNCPC nhằm giám sát điều khiển toàn thiết bị TBA 110kV Tư Nghĩa cần thực nội dung sau: - Lắp Bay Switch, Ethernet Switch để kết nối toàn IEDs (bao gồm rơ le bảo vệ, BCU, thiết bị đo lường) ngăn lộ với Gateway trạm để thu thập tín hiệu trạng thái, tín hiệu điều khiển, bảo vệ thực điều khiển xa thiết bị từ TTĐK Trung tâm Điều độ hệ thống điện miền Trung - Cài đặt phần mềm rơ le bảo vệ máy tính Engineering trạm để thực việc cấu hình, chỉnh định truy xuất ghi cố, kiện rơ le bảo vệ từ TTĐK bao gồm phần mềm GR-TIEMS cho rơle TOSHIBA, acSELerator QuickSet cho rơle SEL, phần mềm Easergy Studio cho rơle Micom 19 3.3.2 Phương án lắp đặt thiết bị SCADA Máy tính Gateway tủ thông tin sử dụng lại, tủ bảng điều khiển bảo vệ cũ, tủ SIC RTU thu hồi sau thi DC AC RTCC T1 T1 TAP RP T1 RCP 171 RCP 112 RCP 172 T1 Tap T2 A, V, W, VAR, HZ A, V, W, VAR, HZ A, V, W, VAR, HZ T2 A, V, W, VAR, HZ cơng hồn thành 3.2.2.1 Nguồn cấp cho thiết bị SCADA lắp VD1 VD2 A, V, W, VAR, HZ A, V, W, VAR, HZ A, V, W, VAR, HZ A, V, W, VAR, HZ Các thiết bị: Gateway+HMI, thiết bị BCU, Switch công F90 reg -da nghiệp, chuyển đổi Serial/Ethernet sử dụng trực tiếp nguồn regsyS 220VDC trạm Mỗi nhóm thiết bị cấp nguồn qua F861 F741 F862 F742 XV1 XA1 XV2 XA2 Aptomat riêng 800 1000 800 800 800 RCP1 RCP2 RCP4 RCP3 800 RE G-DA www r egs ys.de 1000 1000 VD1 VD2 2100 RE GSys C11 S01 S02 S04 S05 S06 S07 S03 Q14 Q14 Q24 Q131-1 ES TU-C11 Q15 HL1 F741 F742 F861 T1 Q15 Q75 t2 F862 Q25 t1 Q75 t3 Q38 F743 F863 HL2 F861 C42 -24 F741 F862 F742 F861 F741 F862 F742 HL3 TU-C42 F861 F741 F862 F742 Hình 3.12 Mặt trước tủ bảng phòng điều khiển Xây dựng hệ thống HMI cho toàn TBA 110kV Tư Nghĩa hệ thống máy tính Gateway hữu để thu thập tồn tín hiệu SCADA cho thiết bị trạm 3.4 Khối lượng vật tư, thiết bị 3.4.1 Vật tư, thiết bị phần điện 3.4.2 Khối lượng phần xây dựng 3.4.3 Dự toán thực Trên sở hướng dẫn, qui định hành ta tính 20 tổng dự toán bảng 3.4 Bảng 3.4 Tổng dự tốn TT Các khoản chi phí Giá trị Đơn vị Chi phí xây dựng 1.578.565.879 Đồng Chi phí thiết bị 4.282.111.354 Đồng Chi phí QLDA 183.971.986 Đồng Chi phí tư vấn ĐTXD 508.207.727 Đồng Chi phí khác 803.508.482 Đồng Chi phí dự phòng 735.636.543 Đồng Tổng cộng 8.092.001.971 Đồng 3.5 Kết luận Với giải pháp tự động hóa áp dụng TBA 110kV CGC QLVH thực trạng trạm 110kV Tư Nghĩa tác giả lựa chọn giải pháp hợp lý để cải tạo hệ thống điều khiển bảo vệ SCADA trạm Tư Nghĩa với nội dung sau: - Sử dụng lại tồn thiết bị thứ trạm - Thay tủ ĐKBV, RTU, SIC cũ có cơng nghệ lạc hậu kỹ thuật thiết bị có cơng nghệ tiên tiến Sử dụng lại tủ ĐKBV ngăn phân đoạn 112 (được lắp đặt năm 2015) hệ thống miniSCADA bao gồm tủ Gateway SCADA thiết bị phía 22kV (được lắp đặt năm 2017) - Lắp hệ thống camera giám sát, hệ thống an ninh chống đột nhập, hệ thống báo cháy tự động Giải pháp có ưu, nhược điểm sau: Ưu điểm: - Việc cấu hình hệ thống SCADA lên gateway trạm nhóm TĐH CGC phối hợp với ETC tự thực hiện, không phụ 21 thuộc nhà cấp hàng, tiết kiệm chi phí chủ động cho cơng tác xử lý bất thường, cố vận hành - Đảm bảo yêu cầu thu thập liệu TTĐK Trung tâm Điều độ hệ thống điện miền Trung, sẵn sàng chuyển sang vận hành chế độ không người trực - Công tác thi công thuận tiện, giảm thời gian cắt điện thi công, cải thiện độ tin cậy cung cấp điện Nhược điểm: - Vật tư thiết bị thu hồi với số lượng lớn cần phải xử lý - Để xử lý vật tư thiết bị thu hồi tác giả đề xuất chuyển số thiết bị như: rơle bảo vệ, hợp đo lường, khóa điều khiển, … có chất lượng tốt để lắp đặt cho nhà máy thủy điện CGC QLVH bán lại cho nhà máy bên có người trực thường xuyên để thu hồi phần vốn 3.6 Đánh giá hiệu đầu tư 3.6.1 Tiến độ thực phương án tổ chức thi công 3.6.2 Các tiêu kỹ thuật - Giải pháp cải tạo trạm 110kV Tư Nghĩa nêu đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật để chuyển sang vận hành chế độ không người trực Giải pháp cải tạo đảm bảo giảm thời gian điện phụ tải q trình thi cơng đáp ứng yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện - Khi đưa TBA 110kV Tư Nghĩa vào vận hành không người trực giảm nhân viên vận hành, giảm lao động trực tiếp sản xuất điện, nâng cao suất lao động - Việc tự động hóa TBA 110kV Tư Nghĩa giảm vụ cố chạm chập mạch nhị thứ, qua góp phần nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, đảm bảo cơng tác vận hành an tồn lưới 22 điện - Ngồi ra, tự động hóa TBA 110kV nói chung TBA Tư Nghĩa nói riêng giúp cho việc vận hành hệ thống điện tối ưu nhờ vào liệu vận hành lưới điện nhật liên tục kịp thời theo thời gian thực, nâng cao chất lượng điện - Nhờ tự động hóa TBA giúp ta nắm bắt thơng tin cố kịp thời công tác xử lý cố lưới điện nhanh chóng 3.6.3 Các tiêu kinh tế Thông qua tiêu kinh tế cho thấy mặt tài dự án mang lại hiệu mang lại lợi nhuận cho chủ đầu tư Nếu xét riêng tiền lương phải trả cho nhân viên vận hành trạm sau 10 năm vận hành số tiền tiết kiệm từ lương NVVH 15.560.687.568 đồng tiếp tục tăng năm Điều cho thấy việc cải tạo để chuyển TBA 110kV Tư Nghĩa sang KNT theo giải pháp đề hợp lý hiệu 3.7 Kết luận Với tiêu kinh tế, tài kỹ thuật cho thấy việc cải tạo TBA 110kV Tư Nghĩa để chuyển sang vận hành chế độ không người trực hợp lý, hiệu Sau cải tạo tiêu kỹ thuật nâng cao cần thiết giai đoạn nay, phù hợp với lộ trình TĐH TBA để chuyển sang KNT EVN EVNCPC 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Với mục tiêu tự động hóa lưới điện, giảm lao động trực tiếp khâu sản xuất phân phối điện góp phần tăng suất lao động, EVN đề lộ trình thực tự động hóa TBA để chuyển sang vận hành chế độ không người trực, theo đến năm 2020 tồn TBA 110kV phải chuyển sang vận hành chế độ không người trực Trong trình thực đơn vị gặp nhiều khó khăn, thách thức chưa có tiêu chí, qui định, yêu cầu kỹ thuật cụ thể cho TBA KNT nguồn vốn bị hạn chế Do yêu cầu phải thực việc cải tạo TBA có đảm bảo chuyển sang vận hành khơng người trực với chi phí thấp Vì có nhiều giải pháp áp dụng cho TBA khác tùy thuộc vào đặc điểm, yêu cầu thực trạng thiết bị có trạm Đề tài “Đánh giá cơng nghệ tự động hóa chọn giải pháp hợp lý cho TBA 110kV Tư Nghĩa tỉnh Quảng Ngãi” với mục đích đánh giá ưu, nhược điểm ứng dụng cơng nghệ tự động hóa sử dụng TBA 110kV CGC QLVH nhằm lựa chọn giải pháp cơng nghệ tự động hóa hợp lý để thực cải tạo TBA 110kV Tư Nghĩa Luận văn nghiên cứu yêu cầu kỹ thuật, phân tích, đánh giá ưu nhược điểm giải pháp tự động hóa, khả đáp ứng theo tiêu chí TBA KNT thiết bị thứ, nhị thứ hệ thống SCADA có TBA 110kV Tư Nghĩa Trên sở đó, tác giả lựa chọn giải pháp hợp lý để thực cải tạo TBA Tư Nghĩa thành TBA 110kV không người trực Theo đó, thiết bị thứ trạm 110kV Tư Nghĩa vận hành ổn định, xảy vài tồn nhỏ đơn vị xử lý, khắc phục xong nên giữ nguyên không thay Các rơle bảo vệ trạm khơng có giao thức IEC 61850 thay rơle bảo vệ có giao thức IEC 24 61850 đáp ứng yêu cầu đọc trực tiếp giá trị cố, thiết bị đo lường khơng có giao thức thay hợp đo lường đa chức có giao thức để kết nối với Gateway truyền đầy đủ tín hiệu TTĐK A3 theo qui định đảm bảo yêu cầu kỹ thuật để chuyển sang vận hành chế độ không người trực Phân tích đánh giá mặt kỹ thuật phân tích kinh tế, tài giải pháp cho thấy giải pháp đưa luận văn hợp lý hiệu Mỗi giải pháp có ưu, nhược điểm riêng có mức đầu tư khác Tuy nhiên, phải lựa chọn giải pháp cho vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật vừa có tổng mức đầu tư hợp lý đảm bảo vận hành an toàn, độ tin cậy cung cấp điện Với tổng mức đầu tư 8.092.001.971 đồng, theo phân tích đánh giá tài tỉ suất hoàn vốn nội IRR%=18,41%, thời gian hoàn vốn 6,74 năm Nếu đánh giá theo tiêu kinh tế xã hội tỉ suất hồn vốn nội IRR %=71,05% thời gian hoàn vốn 4,62 năm Ngoài ra, xét đơn lương phải trả cho người lao động trực tiếp sau 10 năm vận hành tiết kiệm số tiền 15.560.687.568 đồng Như vậy, giải pháp lựa chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật hiệu mặt kinh tế Kiến nghị: - Để đảm bảo cơng tác vận hành an tồn, cung cấp điện liên tục cần phải tăng cường công tác bảo dưỡng, sửa chữa vận hành thiết bị thứ vận hành 10 năm xảy tình trạng bất thường Căn vào kết kiểm tra, thí nghiệm để có kế hoạch thay dần thiết bị vận hành lâu năm có bất thường - Rà soát hiệu chỉnh qui định TBA KNT cho phù hợp với thực tế yêu cầu vận hành Với kết trên, giải pháp luận văn áp dụng để thực cải tạo cho TBA khác có đặc điểm giống TBA 110kV Tư Nghĩa giai đoạn ... TBA 110kV CGC QLVH Lựa chọn giải pháp công nghệ tự động hóa hợp lý áp dụng thực cho TBA 110kV Tư Nghĩa Đối tư ng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tư ng nghiên cứu Các giải pháp công nghệ tự động hóa. .. có trạm Đề tài Đánh giá cơng nghệ tự động hóa chọn giải pháp hợp lý cho TBA 110kV Tư Nghĩa tỉnh Quảng Ngãi với mục đích đánh giá ưu, nhược điểm ứng dụng cơng nghệ tự động hóa sử dụng TBA 110kV. .. đưa giải pháp tự động hóa hợp lý để cải tạo TBA 110kV Tư Nghĩa thành trạm KNT Các giải pháp cụ thể sau: 3.1 Giải pháp cho thiết bị thứ Như mô tả chương 2, thiết bị thứ trạm 110kV Tư Nghĩa đáp