Nghiên cứu và thiết kế hệ điều khiển scada cho các trạm 110KV và 220KV Nghiên cứu và thiết kế hệ điều khiển scada cho các trạm 110KV và 220KV Nghiên cứu và thiết kế hệ điều khiển scada cho các trạm 110KV và 220KV 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
TRẦN VIỆT LONG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGÀNH: TỰ ĐỘNG HĨA TỰ ĐỘNG HỐ NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN SCADA CHO CÁC TRẠM 110KV VÀ 220KV TRẦN VIỆT LONG 2006-2008 Hà Nội 2008 HÀ NỘI 2008 TRẦN VIỆT LONG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGÀNH: TỰ ĐỘNG HĨA TỰ ĐỘNG HỐ NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN SCADA CHO CÁC TRẠM 110KV VÀ 220KV TRẦN VIỆT LONG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN HỒNG QUANG 2006-2008 Hà Nội 2008 HÀ NỘI 2008 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp tơi tự hồn thành hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Hồng Quang Các số liệu kết luận văn hoàn toàn trung thực Đề hoàn thành luận văn này, sử dụng tài liệu tham khảo ghi mục tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu khác mà không liệt kê phần tài liệu tham khảo Học viên Trần Việt Long LỜI NÓI ĐẦU Sự hoạt động phát triển ngành Điện lực có liên quan ảnh hưởng trực tiếp đến nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác kinh tế quốc dân Vì mà việc xây dựng hệ thống điện vận hành an tồn, ổn định ln mục tiêu cơng ty điện lực tồn EVN Đóng góp vào mục tiêu khơng thể khơng nhắc tới việc tạo dựng hệ thống mạng thông tin điện lực nói chung mạng thơng tin điều độ nói riêng đủ mạnh, đủ đại Luận văn sâu “Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển SCADA cho trạm 110KV 220KV” Trong trình thực luận văn, với nỗ lực thân, vô biết ơn giúp đỡ thầy cô, bạn bè, quan làm việc Trung tâm Điều độ Xin đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn, TS Nguyễn Hồng Quang, mơn Tự động hóa trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Xin cảm ơn Đội thí nghiệm Trung tâm Điều độ-Thơng tin công ty Điện lực Hà Nội giúp đỡ thời gian điều kiện làm việc thực tế q trình thực luận văn Tơi xin cảm ơn Trung tâm điều độ lưới điện miền Bắc tạo nhiều điều kiện giúp việc thu thập xử lý thông tin lưới điện Tôi muốn cảm ơn Trung tâm đào tạo sau đại học-Đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện suốt khoá học Cuối cùng, tơi mong nhận góp ý thầy cô, chuyên gia lĩnh vực SCADA bạn bè đồng nghiệp Hà Nội 11/2008 Trần Việt Long MỤC LỤC Lời cam đoan Lời nói đầu Danh mục thuật ngữ Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ Mở đầu Chương Giới thiệu chung rơle kỹ thuật số 1.1 Khái niệm hệ thống điện 1.2 Hệ thống rơle bảo vệ lưới điện 1.3 1.4 1.5 Chương 1.2.1 Đặc điểm 1.2.2 Nguyên lý làm việc rơle số Các khái niệm thuật ngữ hệ thống rơle bảo vệ 1.3.1 Một số khái niệm thuật ngữ 1.3.2 Ký hiệu chức Các loại bảo vệ hệ thống điện 11 1.4.1 Bảo vệ đường dây 11 1.4.2 Bảo vệ máy biến áp (MBA) 23 1.4.3 Bảo vệ hệ thống góp 28 1.4.4 Bảo vệ dự phịng máy cắt hỏng (BREAKER FAILURE) 29 Kết luận 29 Hệ thống rơle bảo vệ lưới điện Miền Bắc tính 30 cần thiết việc xây dựng hệ thống SCADA 2.1 Hệ thống trạm 220kV lưới điện miền Bắc 30 2.2 Hệ thống trạm 110kV lưới điện Hà Nội 32 2.2.1 Thực trạng lưới điện khu vực Hà Nội 32 2.2.2 Các trạm biến áp 110kV cấp điện cho khu vực Hà Nội 32 2.2.3 Giới thiệu hệ thống rơle bảo vệ trạm 110kV 2.3 2.4 Chương Tổng quan hệ thống SCADA 34 36 2.3.1 Khái niệm 36 2.3.2 Các loại hình SCADA hệ thống điện 37 2.3.3 Các loại hình viễn thơng phục vụ SCADA điện lực 39 2.3.4 Thiết bị đầu cuối RTU 40 2.3.5 Chức hệ thống SCADA 41 2.3.6 Các tiêu chuẩn thông tin hệ thống điện 45 Kết luận 54 Giới thiệu hệ thống SCADA Công ty Điện lực Hà 56 Nội 3.1 3.2 Phần cứng trung tâm 56 3.1.1 Thơng số máy tính chủ 58 3.1.2 Thông số trạm thao tác 58 Hệ thống phần mềm SCADA 59 3.2.1 Phần mềm thu nhập số liệu DE400 (Data Engineering) 59 3.2.2 Giao diện người máy (HMI) hoạt động hệ thống 63 SCADA 3.3 3.4 Chương Thiết bị đầu cuối RTU trạm biến áp 68 3.3.1 Cấu trúc RTU 68 3.3.2 Danh sách tín hiệu cho RTU 69 Kết luận 72 Thiết kế hệ thống SCADA cho trạm 110kV sử dụng giao 73 thức IEC 61850 4.1 Yêu cầu mục đích thiết kế 73 4.1.1 Xuất phát điểm 73 4.1.2 Yêu cầu 76 4.1.3 Nội dung phương án 76 4.2 Phương án thiết kế 77 4.3 Thiết kế phần cứng trung tâm 79 4.4 Thiết kế phần mềm 80 4.5 4.4.1 Xây dựng sơ đồ chương trình đồ hoạ 80 4.4.2 Xây dựng giao diện HMI 81 4.4.3 Xây dựng phần mềm liệu 83 4.4.4 Cấu hình tham số 90 Kết luận Kết luận chung Phụ lục 92 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ DA Distribution Automation Hệ thống tự động phân phối DC District Control Center Trung tâm điều khiển cấp điện lực DMS Distribution Management System Hệ thống quản lý phân phối EMS Energy Management System Hệ thống quản lý lượng GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu HMI Human Machine Interface Giao diện người máy I&C Instrumentation and Control ICCP Inter-Control Center Communication Protocol IEDs Intelligent Electronic Devices ISO International Organization for Standardization LAN Local Area Network Mạng nội NC National Control Center Trung tâm điều khiển cấp quốc gia PLC Power Line Carrier Tải ba RC Regional Control Center Trung tâm điều khiển cấp miền RTU Remote Terminal Units Thiết bị đầu cuối SAS Substation Automation System Hệ thống tự động hóa trạm biến áp SCADA Supervisory Control And Data Acquisition SOE Sequence Of Event TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol UHF Ultra High Frequency Dải tần số cực cao VHF Very High Frequency Dải tần số cao WAN Wide Area Network Mạng diện rộng Thiết bị điện tử thông minh Chuỗi kiện DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các loại cố bảo vệ MBA Bảng 2.1: Các trạm 500KV 220KV A1 quản lý Bảng 2.2: Các trạm 110kV B1 quản lý Bảng 4.1: Các giao thức hỗ trợ COM 615 Bảng 4.2: Biểu tượng phần tử chương trình đồ hoạ Bảng 4.3: Màu sắc điểm nối phần tử chương trình đồ hoạ Bảng 4.4: Tham số cấu hình trước thay đổi Bảng 4.5: Tham số cấu hình sau thay đổi Bảng 4.6: Tham số cấu hình mặc định Bảng 4.7: Tham số cấu hình sau thêm vào DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ khối rơle số Hình 1.2: Sơ đồ tự kiểm tra khối chức rơle số Hình 1.3: Phối hợp tổng trở khởi động đặc tính thời gian vùng tác động bảo vệ khoảng cách Hình 1.4: Bảo vệ so lệch dịng điện Hình 1.5: Quan hệ đại lượng thời gian trình tự động đóng lại nguồn điện Hình 1.6: Cân pha trị số dòng điện thứ cấp bảo vệ MBA cuộn dây biến dịng trung gian CTG Hình 1.7: Sơ đồ nghun lý bảo vệ so lệch có hãm dùng cho MBA cuộn dây HM- Hãm theo thành phần hài bậc dịng điện từ hóa MBA Hình 2.1: Sơ đồ sợi trạm 220kV - Chèm Hình 2.2: Sơ đồ sợi trạm E1.17-Bắc Thăng Long Hình 2.3: Mơ hình SCADA đơn giản hệ thống điện Hình 2.4: Mơ hình SCADA trạm điện B Hình 2.5: Mơ hình truyền tin đơn giản hệ thống SCADA Hình 2.6: Q trình thu thập liệu Hình 2.7: Mơ hình tham chiếu OSI Hình 2.8: Các tiêu chuẩn thơng tin liên lạc sử dụng trạm Hình 2.9: Các chuẩn thơng tin liên lạc với bên ngồi Hình 2.10: Xu hướng tương lai MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS MEASURANDS E1.17 BAC THANG LONG EXTERNALIDENTITY TEST RECORD IDENTIFICATIONTEXT IOA MIN VALUE MAX VALUE Date 15/06/2008 DISPLAY ALARM EVENT PICTURE LOCAL CENTER REMARKS ... Trạm 220KV Đình Trạm Trạm 220KV Ninh Bình 21 Trạm 220KV Vật Cách 10 Trạm 220KV Nam Định 21 Trạm 220KV Hưng Đông 11 Trạm 220KV Tràng Bạch 23 Trạm 220KV Ba Chè 12 Trạm 220KV Việt Trì 24 Trạm 220KV. .. Trạm 500KV Hà Tĩnh 16 Trạm 220KV Hải Dương Trạm 220KV Chèm 17 Trạm 220KV Xuân Mai Trạm 220KV Mai Động 18 Trạm 220KV Ba La Trạm 220KV Sóc Sơn 19 Trạm 220KV Nghi Sơn Trạm 220KV Thái Nguyên 20 Trạm. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGÀNH: TỰ ĐỘNG HĨA TỰ ĐỘNG HỐ NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN SCADA CHO CÁC TRẠM 110KV VÀ 220KV