Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống thông tin điện lực trong bảo vệ và điều khiển hệ thống điện Hệ thống thông tin điện lực trong bảo vệ và điều khiển hệ thống điện Hệ thống thông tin điện lực trong bảo vệ và điều khiển hệ thống điện luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp
Bộ giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hµ néi - luận văn thạc sỹ khoa học hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển hệ thống điện ngành: hệ thống điện m· sè: ngun minh Ngêi híng dÉn khoa häc: VS.GS.TSKH Trần Đình Long Hà Nội 2006 hà nội 2006 Mơc lơc Trang Mơc lơc Danh mơc c¸c ký hiƯu, chữ viết tắt Danh mục hình vẽ, bảng biểu Mở đầu Chương 1- Sự phát triển hệ thống thông tin điện lực 1.1 Quá trình phát triển hệ thống thông tin điện lực 1.2 Vai trò chức hệ thống thông tin điện lực 1.3 Những vấn đề chung hệ thống thông tin .7 1.3.1 Những khái niệm 1.3.2 Các chế độ truyền tin 11 1.3.3 Giao thøc thông tin số cấu trúc mạng 14 Chương - Kênh truyền tín hiệu 2.1 Các kênh truyền tín hiệu 19 2.2 Yêu cầu kênh truyền tín hiệu 22 2.3 Đặc tính kênh truyền tín hiệu hệ thống thông tin điện lực 23 2.3.1 Dây dẫn phụ cáp thông tin 23 2.3.2 Kênh truyền tải ba 27 2.3.3 Kênh truyền sóng vô tuyến .42 2.3.4 C¸p quang .58 Ch¬ng - Kênh truyền cáp quang đường dây 500kV 3.1 Kênh truyền Nam 73 cáp quang hệ thống 500kV Bắc 3.2 Hệ thống thông tin quang b¶o vƯ so lƯch däc 500kV 74 3.2.1 Nguyên lý bảo vệ 74 3.2.2 CÊu tróc hƯ thèng thông tin quang bảo vệ so lệch dọc 74 Chương - Mạng thông tin điện lực Việt Nam 4.1 Hệ thống thông tin điện lực Việt Nam 107 4.1.1 HÖ thèng th«ng tin quang 108 4.1.2 Mạng truyền dẫn vô tuyến 115 4.1.3 Kênh truyền tải ba PLC 117 4.1.4 Mạng cáp đồng 119 4.2 Phân cấp kỹ thuật mạng viễn thông điện lực Việt Nam .121 4.2.1 Tổ chức quản lý vận hành 121 4.2.2 Ph©n cÊp kü tht hƯ thống 122 4.3 Đánh giá nhược điểm hệ thống thông tin điện lực Việt Nam 124 4.3.1 Nhược điểm chung .124 4.3.2 ThiÕt bÞ công nghệ 124 4.3.3 Khả cung cấp dịch vụ 125 4.4 Xu híng phát triển kiến nghị .126 Tài liệu tham khảo Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều ADC Analog to Digital Converter Bộ biến đổi tương tự số AWG America Wiring Gauge Qui chn vỊ d©y dÉn cđa Mü CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mà CCVT Capacitor Couple Voltage Transformer Biến điện áp kiểu tụ CT Current Transformer Máy biến dòng điện DC Down Converter Bộ biến đổi hạ tần DCD Differential Coder Bộ mà hoá vi sai DEMUX Demultiplexer Bộ phân kênh DE-MOD Demodulation Bộ giải điều chế D-DEC Differential Decorder Bộ giải mà vi sai DIP Diplexer Bộ phân nhánh cao tần DMS Demand Managerment System Hệ thống quản lý nhu cầu sử dụng điện DSC Descramble Bộ giải mà ngẫu nhiên EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier Bộ khuyếch đại sợi quang pha tạp nguyên tử đất Erbium EMS Energy Management System Hệ thống quản lý lượng E/O Electrical to Optical Bé biÕn ®ỉi ®iƯn – quang GI Grade Index ChiÕt st biÕn ®ỉi ®Ịu GIS Geographical Information System HƯ thèng thông tin địa lý HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn IEC International Electrical Commitee Hiệp hội điện lực quốc tế Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ itu International Telecommunication Union Liên hợp Viễn thông quốc tế LAN Local Area Network M¹ng néi bé LCD Liquid Crystal Diod §iot tinh thĨ láng LD Laser Diod §iot laze LED Lighting Emitter Diod Điot phát quang LNA Low Noise Amplifier Bộ khuyếch đại tạp âm nhỏ MM Multi Mode Sợi đa mode MOD Modulator Bộ điều chế MUX Multiplexer Bé ghÐp kªnh NRZ Non-Return to Zero M· tÝn hiƯu kh«ng quay trë vỊ kh«ng O/E Optical to Electrical Bé biến đổi quang - điện PLC Power Line Carrier Kênh truyền tải ba PE Polyethylen Nhựa tổng hợp polyetylen PVC Polyvinilclorua Nhựa tổng hợp PVC PA Power Amplifier Khuyếch đại công suất PCM Pulse Code Modulation Bộ điều chế mà xung PDH PsuedoSynchronous Digital Hierry Chuẩn phân cấp cận đồng PSL Programable Scheme Logical Phần mềm lập trình logic RLO Receive Local Oscillator Bé dao ®éng néi thu RTU Remote Terminal Unit Thiết bị đầu cuối R-DEMUX Radio Demultiplexer Phân khung vô tuyến R-MUX Radio Multiplexer Bộ ghép khung vô tuyến SCADA Supervisory Control Hệ thống giám sát, điều khiển And Data Acquisition thu thập liệu từ xa Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ SDH Synchronous Digital Hierry Chuẩn phân cấp đồng SI Step Index Chiết suất bậc SM Single Mode Sợi đơn mode STM Synchronous Transfer Mode Chn trun dÉn ®ång bé STP Shielded Twisted Pair Cáp đôi dây xoắn có bọc kim TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol Giao thøc chuÈn truyÒn Internet TLO Tranmitter Local Oscillator Bộ dao động nội phát UC Up Converter Bộ biến đổi nâng tần UTP Unshielded Twisted Pair Cáp đôi dây xoắn không bọc kim VC Virtual Container Contennơ ¶o WDM Wavelengthe Division Multiplex Kü thuËt dån kªnh theo bước sóng Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Danh mục hình vẽ bảng biểu Hình 1.1 Nguyên tắc truyền thông Hình 1.2 Các chế độ trun bit H×nh 1.3 Mét sè cÊu tróc bus H×nh 2.1 Liên hệ thiết bị bảo vệ với kênh truyền tín hiệu Hình 2.2 Cấu trúc cáp đồng trục Hình 2.3 Cáp đôi dây xoắn tác dụng trung hoà trường điện từ Hình 2.4 Hai kiểu cáp STP UTP Hình 2.5 Quan hệ tốc độ truyền chiều dài dây dẫn cáp AWG 24 Hình 2.6 Sơ đồ đấu nối thông tin tải ba đường dây Hình 2.7 Cấu tạo cuôn cản Hình 2.8 Đặc tính tổng trở cuộn cản hiệu chỉnh tần số Hình 2.9 Đặc tính tổng trở cuộn cản hiệu chỉnh tần số có đấu thêm điện trở Hình 2.10 Đặc tính tổng trở cuộn cản hiệu chỉnh hai tần số Hình 2.11 Sơ đồ hiệu chỉnh lọc băng Hình 2.12 Sơ đồ khối tủ thông tin PLC Hình 2.13 Cơ chế phản xạ tầng điện ly Hình 2.14 Các lớp tầng điện ly Hình 2.15 Sơ đồ khối hệ thống thông tin viba số Hình 2.16 Sự khúc xạ phản xạ ánh sáng với góc tới khác Hình 2.17 Dải phổ sóng điện từ Hình 2.18 Cấu trúc hệ thống thông tin quang Hình 2.19 Cấu trúc sợi quang Hình 2.20 Đường tia sáng sợi quang Hình 2.21 Các loại sợi quang biến thiên chiết suất theo bán kính sợi Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện có hÃm Hình 3.3 Đặc tính làm việc bảo vệ so lệch có hÃm Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch có hÃm hài bậc Hình 3.5 Sơ đồ bảo vệ so lệch dọc đường dây Nho Quan Hà Tĩnh Hình 3.6 Cấu trúc hệ thống thông tin quang bảo vệ so lệch dọc Hình 3.7 Hình dạng rơle P546 Hình 3.8 Các chức tích hợp P546 Hình 3.9 Sơ đồ khối qúa trình phát thông tin quang P546 Hình 3.10 Trao đổi thông tin rơle P546 khoảng cách gần Hình 3.11 Cấu trúc biến đổi MiCOM P591 Hình 3.12 Các phần tử hệ thống tủ thông tin quang Hình 3.13 Hốc cộng hưởng laze tiêu biểu Hình 3.14 Tín hiệu quang sau qua máy thu Hình 3.15 Sơ đồ máy thu quang tiêu biểu Hình 3.16 Cấu trúc trạm lặp quang thông thường Hình 3.17 Cấu tạo khuyếch đại quang sợi pha tạp đất Erbium Hình 3.18 Mét sè øng dơng cđa hiT 7070 H×nh 3.19 Sơ đồ khối SURPASS hiT 7070 Hình 4.1 Cấu hình hệ thống đường trục cáp quang lớp Hình 4.2 Cấu hình hệ thóng đường trục cáp quang mạch vòng lớp Hình 4.3 Sơ đồ mạng đường trục cáp quang lớp Hình 4.4 Cấu trúc sáu tuyến viba số dự phòng Hình 4.5 Kênh truyền PLC tuyến trục miền Bắc Hình 4.6 Kết nối tổng đài PLC Nhà máy điện Phả Lại Hình 4.7 Cấu trúc mạng cáp đồng thông tin điện lực Bảng 2.1 Các băng tần số vô tuyến Bảng 2.2 Phân loại sợi quang Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Mở đầu Hệ thống điện thể thống từ trình sản xuất, truyền tải, phân phối tiêu thụ điện Trong hệ thống thông tin giữ vai trò quan trọng việc liên kết phần tử trình lại với Việc phá vỡ mối quan hệ gây hậu nghiêm trọng cho hệ thống điện kinh tế quốc dân Hệ thống thông tin có nhiệm vụ cung cấp trạng thái làm việc thiết bị điện tới hệ thống trung tâm, đảm bảo cho hệ thống bảo vệ điều khiển từ xa làm việc hiệu quả, tin cậy Ngoài cung cấp thông số hệ thống cho trình tối ưu hoá chế độ vận hành xử lý cố Thông tin hệ thống điện thường nằm dạng mà giá trị đo lường, tín hiệu điều khiển bảo vệ từ xa, tín hiệu cảnh báo thoại Do tìm hiểu nghiên cứu kĩ hệ thống thông tin điện lực việc cần thiết kỹ sư điện ã Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu - Mục đích đề tài : đánh giá loại kênh thông tin điện lực, đưa kiến nghị xây dựng mô hình phát triển hệ thống viễn thông điện lực - Đối tượng phạm vi nghiên cứu: loại kênh thông tin hệ thống điện bao gồm dây dẫn phụ cáp đồng, kênh tải ba PLC, kênh vô tuyến siêu cao tần, cáp quang ã ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ - Về ý nghĩa khoa học: đề tài từ khái niệm lý thuyết truyền tin, tìm hiểu cấu trúc kênh thông tin đánh giá ưu nhược điểm - Về tính thực tiễn: nghiên cøu cÊu tróc hƯ thèng viƠn th«ng ViƯt Nam trọng đến kênh truyền thông tin quang Từ đưa nhận xét, kiến nghị mô hình phát triển hệ thống viễn thông Việt Nam ã Bố cục luận văn: Luận văn trình bày chương - Chương 1: Sự phát triển hệ thống thông tin điện lực Tìm hiểu lịch sử phát triển thông tin điện lực giới chức năng, vai trò hệ thống điện Đồng thời đưa khái niệm lý thuyết truyền tin - Chương 2: Kênh truyền tín hiệu Đưa cấu trúc, đặc tính yêu cầu kênh truyền tín hiệu - Chương 3: Kênh truyền cáp quang đường dây 500kV Bắc Nam Nghiên cứu nguyên lý làm việc cấu trúc hệ thống thông tin quang đường dây 500kV Bắc Nam Giới thiệu thiết bị xử lý truyền thông tin quang đại SURPASS hiT 7070 hÃng Siemens (Đức) - Chương 4: Mạng thông tin điện lực Việt Nam Tìm hiểu cấu trúc mạng thông tin điện lực Việt Nam, phân cấp kỹ thuật phân cấp quản lý hệ thống Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 120 4.1.1.3 Mạng nhánh Đây tuyến thông tin có dung lượng nhỏ thực nhiệm vụ kết nối công trình điện với nút viễn thông hai lớp Mạng nhánh sử dụng thông tin quang tốc độ thấp để kết nối công ty điện lực, điều độ điện lực địa phương với trạm nút thông tin trạm 220kV nhánh cụt, trạm 110kV nhà máy điện nhỏ 4.1.2 Mạng truyền dẫn vô tuyến Hầu hết lưu lượng mạng đường trục truyền tải hệ thống thông tin quang hệ thống viba sử dụng hệ thống dự phòng Các tuyến viba số vừa nhỏ EVN phát triển mở rộng để dự phòng mà để tăng dung lượng đa dạng hoá dịch vụ viễn thông Trong hệ thống viễn thông điện lực ngêi ta sư dơng tun viba sè 2MB/s ®Ĩ dự phòng cho toàn tuyến trục cáp quang kết nối với mạng viba số VNPT nút A0 (Hà Nội), trạm 500kV Hoà Bình, trạm 500kV Hà Tĩnh, trạm 500kV Pleiku, A3 (Đà Nẵng) A2 (Thành phố Hồ Chí Minh) Dung lượng số điểm kết nối mở rộng ngành điện yêu cầu mạng viba số Việt Nam có quy mô lớn nhiều Hiện mạng viba số đường trục băng thông rộng đà có tốc độ truyền dẫn lên tới 140MB/s, có khả chuyển tải 1920 kênh thoại đồng thời luồng truyền h×nh sè CÊu tróc tun vi ba sè dù phòng EVN thể hình 4.4 Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 121 A1 Trạm 500kV A0 Trạm 500kV Tuyến viba số EVN VTN Hoà Bình VTN Hà Nội VTN VTN Thanh Hoá Hà Tĩnh A3 Trục viba số VNPT VTN TP.HCM VTN Đà Nẵng VTN PhanThiÕt VTN Nha Trang VTN Quy Nh¬n VTN Pleiku A2 Trạm 500kV Pleiku Hình 4.4 Cấu trúc sáu tuyến viba số dự phòng Hệ thống mạng viba số sử dụng công nghệ PDH với dung lượng 4, 16, 34, 140MB/s chủ yếu sử dụng tần số 1,8GHz, 2GHz, GHz, 7GHz Với mạng truyền dẫn vô tuyến điều độ miền điện lực địa phương sử Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 122 dụng chủ yếu thông tin vô tuyến đơn công để điều hành, đạo báo cáo Hiện EVN không lắp đặt tuyến viba số cho riêng ngành điện mạng nội tỉnh, đường nhánh mà dùng chung thiết bị vô tuyến tiêu chuẩn thông tin vào mục đích truyền tín hiệu bảo vệ điều khiển hệ thống điện Chỉ khu vực lộ trình lưới điện trùng với lé tr×nh tun viba sè cđa VNPT th× EVN míi sử dụng kênh viba vào mục đích truyền tín hiệu Tuy nhiên thực tế trạm viba không trùng hợp với trạm đầu cuối đường dây tải điện nên khả sử dụng kênh viba trực tiếp để truyền tín hiệu bảo vệ điều khiển thấp so với kênh tải ba hệ thống 4.1.3 Kênh truyền tải ba PLC Đây phương tiƯn trun dÉn chđ u cđa hƯ thèng viƠn th«ng ba miền sử dụng làm mạng đường trục cấp Khi vận hành hệ thống điện điều độ ba miền chủ yếu dùng điện thoại kênh tải ba để điều hành giám sát Hiện hầu hết tất trạm biến áp từ 110kV trở lên có kênh truyền PLC vừa nhằm mục đích thông tin lên Điều độ Miền vừa phục vụ cho việc truyền tín hiệu điều khiển bảo vệ hệ thống Bên cạnh tải ba dùng cho hệ thống SCADA để phục vụ cho A0 Các thiết bị tải ba sử dụng tải ba điện lực từ đến kênh Liên Xô cũ, Nhật, Pháp, Trong năm gần có đưa thêm vào vận hành tuyến tải ba số Siemens (Đức) Về mạng đường trục PLC khu vực miền Bắc miền Nam có tuyến tải ba với 12 kênh truyền liệu Trên tuyến đường trục nhận thông tin từ tuyến nhánh trạm 220kV nhà máy điện quan trọng khu vực Đồng thời tuyến kết nối với nút đường trục cấp thông qua mạng cáp quang Sơ đồ nối dây kết nối kênh truyền PLC cụ thể hình 4.5 Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 123 A0 Trạm 500kV Thường Tín NMĐ Uông Bí Trạm 220 kV Phố Nối Trạm 220kV TràngBạch Trạm 220kV Vật Cách NMĐ Phả Lại Trạm 220kV Đồng Hoà Chú thích: Kênh PLC Kênh cáp quang Hình 4.5 Kênh truyền PLC tuyến trục miền Bắc Mỗi nút tuyến trục PLC đồng thời tổng đài để liên kết nút cấp thông qua đường dây tải điện Ví dụ nút nhà máy điện Phả Lại có đặt tổng đài liên kết nút khác thông qua đường dây tải điện 110kV hình 4.6 Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 124 Trạm 110kV Gia Lương Trạm 110kV Bình Định Trạm 110kV Hải Dương Phả Lại Trạm 110kV Bắc Ninh Trạm 110kV Chí Linh Trạm 110kV Lai Khê Hình 4.6 Kết nối tổng đài PLC Nhà máy điện Phả Lại 4.1.4 Mạng cáp đồng Vì hạn chế khả truyền tải lưu lượng độ suy hao nên mạng cáp đồng chủ yếu dùng phổ biến mạng cục có nhiệm vụ liên kết phần tử cuối hệ thống Đây thành phần sở mạng viễn thông Trong hệ thống điện, mạng cáp đồng kênh truyền cấp trường, có nhiệm vụ thu nhập thông tin trạng thái thông số thiết bị điện truyền lên tổng đài nội hạt thiết bị đầu cuối trung gian Về mạng cáp đồng Việt Nam thiết kế bao gồm cáp sơ cấp thứ cấp, tủ đấu nối cáp, hộp phân phối hệ thống cống cáp Cấu trúc mạng cáp đồng trạm biến áp nhà máy điện thể hình 4.7 Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 125 Cáp sơ cấp Tổng đài nội hạt đầu cuối trung gian Hình 4.7 Cáp thứ cấp Điểm phân phối Tủ nối chéo cáp Cấu trúc mạng cáp đồng thông tin điện lực Trong : Điểm phân phối nơi thu nhận thông tin thiết bị điện Cáp thứ cấp sơ cấp thường đồng trục cáp đôi dây xoắn Trong số trạm quan trọng người ta sử dụng cáp sơ cấp cáp quang để truyền tới hệ thống điều khiển trạm Tủ đấu chéo cáp nơi tập trung tuyến cáp trường cổng chia liệu (switch) để nối mạng LAN trạm Tổng đài nội hạt thiết bị đầu cuối (RTU) nơi tiếp nhận tất thông số thiết bị trạm để từ đưa tới trung tâm xử lý điều khiển trạm hệ thống SCADA Qua việc tìm hiểu kênh truyền hệ thống điện ta nhận thông tin điện lực hệ thống phức tạp Trong khu vực cụ thể kênh truyền đan xen cho Tuy nhiên để hiểu rõ mạng viễn thông điện lực Việt Nam ta cần tìm hiểu tổ chức quản lý phân cấp hệ thống Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 126 4.2 Phân cấp kỹ thuật mạng viễn thông điện lực Việt Nam 4.2.1 tổ chức quản lý vận hành Phần lớn tuyến thông tin cáp quang, viba, tải ba, trạm thông tin quan trọng (như trung tâm điều độ, nhà máy điện lớn, trạm 500kV 220kV quan trọng) EVN giao cho Công ty Viễn thông điện lực (ETC) tổ chức quản lý, khai thác vận hành ETC phải đảm bảo vận hành ổn định, an toàn, liên tục, chất lượng phục vụ cao cho công tác đạo, điều hành sản xuất, vận hành hệ thống điện kinh doanh EVN Công ty Viễn thông điện lực tổ chức thành đơn vị sau: Trung tâm viễn thông điện lực miền Bắc (VT1), Trung tâm viễn thông điện lực miền Trung (VT2), Trung tâm viễn thông điện lực miền Nam (VT3), Trung tâm viễn thông điện lực Tây Nguyên (VT4) Phòng Kỹ thuật Điều hành Công ty phòng quản lý có trách nhiệm quản lý kỹ thuật điều hành chung Phòng kỹ thuật sửa chữa quản lý công tác sửa chữa hệ thống viễn thông trực tiếp tham gia sửa chữa cố Còn lại phân cấp theo phạm vi phân công, đội sửa chữa chi nhánh đảm nhiệm Về sở hạ tầng ETC sở hữu hai hệ thống đường trục chạy song song hai đường dây tải điện 500kV Bắc Nam mạch mạch tương lai đưa đường trục thứ vào hoạt động ETC sở hữu cổng quốc tế hoạt động với độ an toàn cao, đảm bảo chất lượng đáp ứng nhu cầu tối đa khách hàng Vào năm 2003 đà xây dựng thành công đưa vào vận hành cổng quốc tế đặt Ba La (Hà Tây) Năm 2004 đưa vào vận hành cổng quốc tế thứ đặt Móng Cái thông qua hệ thống cáp quang đặt đường dây điện lực với dung lượng lớn GB/s Đầu năm 2005 đưa vào hoạt động cổng quốc tế thứ đặt Lạng Sơn Ngoài ETC phát triển mạnh mẽ Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 127 mạng cáp quang liên tỉnh nội hạt Như với sở hạ tầng viễn thông hoàn chỉnh rộng khắp nước, ETC có đủ khả phục vụ thông tin ngành mà triển khai dịch vụ viễn thông khác phục vụ kinh tế quốc dân 4.2.2 phân cấp kỹ thuật hệ thống Căn theo phân cấp hệ thống điều độ, theo nhu cầu thông tin, vị trí địa lý khu vực cấu hình mạng viễn thông điện lực Việt Nam phân thành loại nút th«ng tin chÝnh sau: 4.2.2.1 Nót th«ng tin líp (N1) Nút thông tin lớp nút thông tin thc trơc ®êng chÝnh cÊp Nã bao gåm: - Trung tâm Điều độ Quốc gia Trung tâm Điều độ Miền - Các trạm biến áp 500kV Hoà Bình, Nho Quan, Hà Tĩnh, Đà Nẵng, Pleiku, Các nút N1 có chức đầu cuối xen rẽ mạng có cấu trúc theo kiểu mạch vòng RING Các nút N1 thực nhiệm vụ chuyển mạch vận chuyển thông tin hướng, tạo đường truyền cho nút thuộc mạng lớp lớp thấp Việc giao tiếp nút lớp với lớp thực kết nối tổng đài luồng liệu 2MB/s Các nút thuộc lớp trang bị thiết bị truyền dẫn tốc độ đồng cao SDH/STM-16, thiết bị chuyển mạch đường trục đồng STM Phương tiện truyền dẫn chủ yếu cáp quang dự phòng tuyến viba 2MB/s nối với Bưu Điện 4.2.2.2 Nút thông tin lớp (N2) Là nút thông tin thuộc mạng lớp ba khu vực Bắc, Trung, Nam Các nút N2 có chức đầu cuối xen rẽ chuyển mạch, có cấu trúc mạng theo kiểu RING CHAIN kết hợp để đảm bảo độ dự phòng Nó có Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 128 nhiệm vụ quy tập thông tin, tạo đường truyền đến nút thông tin lớp, lớp (N1) lớp (N2) Việc giao tiếp lớp thực kênh lẻ Có thể kết nối trực tiếp tổng đài luồng liệu 2MB/s kết nối kênh lẻ, liên kết mạng truyền số liệu, Nút N2 bao gồm: - Các nhà máy điện lớn - Các trạm biến áp 220kV quan trọng Các nút N2 trang bị thiết bị truyền dẫn đồng SDH/STM-1, STM-4, thiết bị thông tin tải ba, tổng đài điều độ Phương tiện truyền dẫn chủ yếu cáp quang tải ba PLC 4.2.2.3 Nút thông tin lớp (N3) Đây nút thông tin mạng nhánh lớp tổ chức theo khu vực địa lý Các nút N3 có chức đầu cuối với dung lượng vừa có cấu trúc mạng theo kiểu hình Các nút N3 bao gồm: - Các nhà máy điện công suất nhỏ - Các trạm biến áp 110kV - Các Công ty điện lực điều độ điện lực địa phương Các nút N3 liên kết với nút N1, N2 gần phương tiện truyền dẫn PLC khoảng cách xa với kªnh trun tÝn hiƯu trë lªn, b»ng viba dung lượng bé 2MB/s cáp quang dung lượng thấp Trong mạng nút N3 trang bị thiết bị hỗ trợ mạng cho phép kết nối với mạng LAN qua định tuyến (Router) tổng đài dung lượng thấp Có thể nói mạng viễn thông điện lực Việt Nam hệ thống thông tin đan xen phức tạp phát triển mạnh số lượng chất lượng nhiên nhiều nhược điểm Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 129 4.3 Đánh giá nhược điểm HTVTĐL Việt Nam 4.3.1 Nhược điểm chung - Độ tin cậy chất lượng thông tin hệ thống thấp, đường trục cáp quang nhiều trạm lặp trạm trung gian, chất lượng truyền tin kênh vô tuyến phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết - Độ dự phòng hệ thống thấp kết cấu mạng không đồng trình nâng cấp - Khả mở rộng ghép nối hệ thống nhiều khó khăn làm cho dung lượng kênh khả truyền tải thông tin mức thấp - Phức tạp chồng chéo chế quản lý hệ thống viễn thông 4.3.2 Thiết bị công nghệ - Trang thiết bị hệ thống mạng không đồng bộ, nhiều thiết bị cũ, lạc hậu vận hành song song với thiết bị đại Ví dụ hệ thống thông tin PLC nhiều thiết bị từ thời Liên Xô cũ để lại, hệ thống viba tương tự chiếm tỉ lệ lớn bên cạnh mạng viba số, Chính không đồng vừa làm khó khăn vận hành, quản lí hạn chế khả làm việc thiết bị đại ghép nối sau Trong đường trục cáp quang mạch với thiết bị xử lý thông tin quang Surpass hiT 7070 hÃng Siemens có khả xử lý truyền tải thông tin quang lên tới 160GB/s ta khai thác tối đa 10GB/s Đây lÃng phí tài nguyên thiết bị lớn - Thiết bị thông tin nhiều hÃng từ nhiều nước nên tuân theo nhiều tiêu chuẩn khác điều làm hệ thống thêm phức tạp hÃng đáp ứng đủ tiêu chuẩn Việt Nam độ tin cậy Cụ thể sau thời gian vận hành tuyến viba số, số thiết bị 34MB/s DM-3007 hÃng Alcatel bị hỏng card nguồn tần số dao động nội không ổn định, giao tiếp số thiết bị DRS-140/4700 140MB/s Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 130 hÃng Siemens bị nhiễu phadin chặng Hà Nội Khả Liễu Huế Hải Vân, - Quá trình triển khai, cập nhật thiết bị công nghệ chậm so với sù ph¸t triĨn cđa thÕ giíi VÝ dơ hƯ thèng SCADA phục vụ cho A0 mà hoàn thiện đà xuất giới cách 20 năm hầu hết lại sử dụng kênh truyền tải ba vi ba tốc độ để truyền tin Cũng nâng cấp hệ thống đường trục cáp quang lên 10GB/s muốn triển khai công nghệ SDH đà phải nhiều thời gian để thay thiết bị tổng đài công nghệ PDH cũ 4.3.3 Khả cung cấp dịch vụ - Tiềm khai thác cung cấp hệ thống mạng rÊt lín nhng hiƯn t¹i chØ chđ u phơc vơ cho nội ngành Dịch vụ nhiều nhược điểm có lưới 500kV trang bị hai kênh truyền độc lập cho hệ thống bảo vệ tự động cáp quang PLC đại Còn lại trang bị thiết bị tải ba, chí thiết bị tải ba cũ nên độ an toàn độ tin cậy không cao - Thông tin trung tâm điều độ với nút mạng Hiện có thông tin A0 với trạm 500kV nhà máy điện lớn điều độ miền với trạm 220kV có kênh hot-line nhiên chưa có phương thức dự phòng cho kênh - Các dịch vụ kênh vô tuyến viba thường xuyên bị nhiễu hoạt động không ổn định - Công nghệ dịch vụ đại chậm đưa vào thực tế Ví dụ ETC triển khai công nghệ thông tin CDMA viễn thông công cộng thị phần bé Bên cạnh công nghệ PLC với dịch vụ Internet tốc độ cao, truyền hình di động, video theo yêu cầu lại hạn chế cha cã chn trun tin vµ chØ míi dõng ë mức thử nghiệm Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 131 4.4 Xu hướng phát triển kiến nghị Với đặc điểm hệ thống thông tin qui mô bé, chắp vá qua trình hội nhập ngành viễn thông Việt Nam nói chung hệ thống viễn thông điện lực nói riêng không cách khác phải phát triển nhanh chóng theo xu hướng đại hoá đa dạng hoá cung cấp dịch vụ Có thể tóm tắt xu phát triển mạng Viễn thông điện lực Việt Nam số kiến nghị sau: 4.4.1 Về hệ thống: - Tăng cường khả xử lý liệu hệ thống cách liên kết nhiều lĩnh vực riêng rẽ lại với phân tích chế độ vận hành hệ thống, quy hoạch nguồn lưới điện, SCADA, quản lý nhu cầu điện DSM, hệ thống thông tin địa lý GIS, Khả thu thập liệu xử lý phải ngày mở rộng theo trình độ phát triển hệ thống trình độ tự động hoá điều khiển hoá Đồng thời tăng cường giao tiếp với nhiều đối tác có công nghệ đại - Việc quản lý liệu cần theo mô hình quản lý phân tán nhằm nâng cao hiệu sử dụng liệu tính tương thích liƯu th«ng tin thu nhËn tõ nhiỊu hƯ thèng không đồng với Đồng thời mô hình phân tán giúp giảm chi phí linh hoạt vận hành - Phát triển hệ thống theo cấu hình hệ thống mở để linh hoạt mở rộng liên kết nhiều đối tượng với mà không bị ràng buộc nhiều phần cứng phần mềm - Hoàn thiện cấu tổ chức quản lý chế Nhanh chóng tách biệt phần quản lý hành nghiệp Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 132 - Khuyến khích tư nhân nước tham gia đầu tư vào công nghệ thông tin cung cấp dịch vụ viễn thông 4.4.2 công nghệ trang thiết bị - Để không tụt hậu so với giới khu vực xu hướng phát triẻn tất yếu viễn thông Việt nam phải nhanh chóng ứng dụng cập nhật công nghệ phần cứng lẫn phần mềm - Thay dần tiến tới loại bỏ thiết bị cũ kĩ lạc hậu hoạt động không đồng hạn chế khả ứng dụng thiết bị đường trục cáp quang thay dần thiết bị truyền tin không đồng PDH 34MB/s thiết bị thông tin quang đồng bé SDH 2,5GB/s - TiÕn tíi hƯ thèng viƠn th«ng đồng tương thích, không nên đưa vào hệ thống qua nhiều chủng loại thiết bị với nhiều tiêu chuẩn khác - Đi tắt, đón đầu công nghệ giới Chủ động hội nhập với hệ thống viễn thông toàn cầu 4.4.3 khả cung cấp dịch vụ - Đa dạng hoá hệ thống dịch vụ viễn thông với nhiều nhà cung cấp khác - Tạo điều kiện thuận lợi cho công nghệ dịch vụ mẻ tiếp cận với thị trường viễn th«ng qc gia nh c«ng nghƯ CDMA, c«ng nghƯ trun tin PLC đường dây trung hạ áp, - Mở cửa thị trường viễn thông, xoá bỏ độc quyền hệ thống cung cấp dịch vụ Nhà nước nên độc quyền việc nắm giữ hệ thống đường trục mà Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 133 Danh mục tài liệu tham khảo 1) Đào Khắc An (2003) Vật liệu linh kiện bán dẫn quang điện tử thông tin quang, NXB ĐH Quốc Gia, Hà Néi 2) GS.TS Phan Anh (2000) – Trêng ®iƯn tõ truyền sóng, NXB ĐH Quốc Gia, Hà Nội 3) Trần Việt Anh (2002) Nghiên cứu kênh thông tin phục vụ truyền liệu tín hiệu điều khiển hệ thống điện, Luận văn Cao học Hệ thống điện, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 4) Đỗ Việt Hùng (2003) Công nghệ truyền thông tin đường cáp điện, Luận văn Cao học ĐTVT, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 5) TS Hoàng ứng Huyền (1993) Kỹ thuật thông tin quang, NXB Bưu Điện, Hà Nội 6) VS.GS.TSKH Trần Đình Long (2000) - Bảo vệ hệ thống điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 7) VS.GS.TSKH Trần Đình Long (2004) Tự động hoá hệ thống điện, NXB ĐH Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội 8) TS Hoàng Minh Sơn (2001) Mạng truyền thông công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 9) Nguyễn Minh Sơn, Trịnh Thông, Triệu Minh Long, Phạm Thị Bích Loan Nghiên cứu tổng quan viễn thông Việt Nam, NXB Bưu Điện, Hà Nội 10) TS Nguyễn Hồng Thái (2000) Phần tử tự động hệ thống điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 11) Chu Quang Toàn (1998) Phân tích hệ thống thông tin viba số cận Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 134 đồng đồng bộ, Luận văn Cao học ĐTVT, Trường ĐHBK Hà Nội 12) Tạp chí Điện §êi sèng (2006) – Sè 81 +82, Hµ Néi 13) Tạp chí Tự động hoá ngày (2004) Số 52, Hà Nội 14) Tổng công ty Điện lực Việt Nam (2001) Quy hoạch phát triển điện lực Việt Nam giai đoạn 2001 2010 có xét triển vọng đến năm 2020, Hà Nội 15) Alstom (1999) PLC 1790/80W Technical Manual, Department of Energy Management and Markets, France 16) Areva (2004) – MiCOM P540 series Current Differental Relay, Transmission and Distribution, France 17) Alstom (2001) – MiCOM P59x series Interface Units and GPS Synchronising Module, Transmission and Distribution, France 18) Siemens (1999) – 7SA513 v3.2 Protective Relay, Siemens Power Transmission and Distribution, USA 19) Siemens (2004) – SURPASS hiT 7070 2.1 Technical Description, Infomation and Communication Network Group, Germany 20) http://www.support.vnn.vn 21) http://www.evn.com.vn Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ ... phát triển hệ thống thông tin điện lực 1.1 Quá trình phát triển hệ thống thông tin điện lực 1.2 Vai trò chức hệ thống thông tin điện lực 1.3 Những vấn đề chung hệ thống thông tin .7... Đề tài: Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ 11 1.2 Vai trò chức hệ thống thông tin điện lực hệ thống điện Ngày nhà máy điện, hệ thống truyền... Hệ thống thông tin điện lực bảo vệ điều khiển HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Chương 1: Sự phát triển hệ thống thông tin điện lực 1.1 Quá trình phát triển hệ thống thông tin điện