Nghiên cứu mở rộng các ứng dụng của RTU560 phục vụ tích hợp và điều khiển trạm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU MỞ RỘNG CÁC ỨNG DỤNG CỦA RTU560 PHỤC VỤ TÍCH HỢP VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN MÃ SỐ: NGUYỄN VĂN THẢO Người hướng dẫn khoa học PGS.TS ĐẶNG QUỐC THỐNG Hà Nội - 2009 Luận văn cao học 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 toàn, ổn định mục tiêu công ty điện lực tồn EVN Đóng góp vào mục tiêu khơng thể khơng nhắc tới việc vận hành trạm biến áp cách đại an toàn hiệu Luận văn sâu vào “Nghiên cứu mở rộng ứng dụng RTU560 phục vụ tích hợp điều khiển trạm” 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, PGS.TS Đặng Quốc Thống, môn Hệ Thống Điện trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Xin cảm ơn Trung Tâm Điều Độ-Thông Tin Công ty Điện Lực TP Hà Nội giúp đỡ thời gian điều kiện làm việc thực tế trình thực luận văn Tơi muốn cảm ơn Viện đào tạo sau đại học-Đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện suốt khố học Cuối cùng, tơi mong nhận bảo, góp ý thầy cơ, chuyên gia lĩnh vực SCADA bạn bè đồng nghiệp Hà Nội 10/2009 Nguyễn Văn Thảo Luận văn cao học MỤC LỤC Lời nói đầu Trang Danh mục thuật ngữ IX Danh mục bảng biểu IX Danh mục hình vẽ IX Mở đầu Lý chọn đề tài Mục tiêu đối tượng nghiên cứu đề tài Bố cục luận văn Chương Các vấn đề tự động hoá trạm biến áp Thực trạng nhu cầu công ty Điện Lực TP Hà Nội I Vấn đề tự động hố trạm biến áp 1.1 Tính kinh tế 1.1.1 Giảm chi phí vận hành 1.1.2 Giảm chi phí bảo dưỡng 1.2 Tính kỹ thuật 1.2.1 Yêu cầu liệu 1.2.2 Tài liệu 1.2.3 Chức hoá 1.2.4 Độ tin cậy II Thực trạng nhu cầu công ty Điện Lực TP Hà Nội 1.3 Thực trạng 1.4 Hệ thống SCADA Trung Tâm Điều Độ Hà Nội 1.4.1 Phần cứng trung tâm 1.4.2 Hệ thống phần mềm SCADA 1.4.3 Thiết bị đầu cuối RTU trạm biến áp 10 1.5 Nhu cầu hệ thống điều khiển tự động hoá trạm biến áp 110kV 1.6 Kết luận Chương Thiết bị RTU560 (Remote terminal unit) 11 15 16 2.1 Tổng quan RTU560 16 2.2 Cấu trúc phần cứng RTU560 17 2.2.1 Analog Input Board 23 AE21 18 Luận văn cao học 2.2.2 Binary Input Board 23 BE21 21 2.2.3 Binary Output Board 23 BA20 22 2.2.4 Serial Line Interface 560SLI02 24 2.2.5 Ethernet Communication Unit 560ETH03 26 2.2.6 Power Supply Unit 560PSU01 28 2.3 Hệ thống phần mềm dùng cho RTU560 29 2.3.1 Phần mềm tạo sở liệu (Execl Import) Phần mềm tạo file cấu hình cho RTU560 (RTUtil NT) 2.3.3 Phần mềm tạo giao diện điều khiển trạm (Intergrated HMI) 2.3.4 Phần mềm kiểm tra giao thức truyền thông (Comportware Test Tool) 2.4 Các giao thức truyền thông 2.3.2 Chương Mạng truyền thông hệ thống điện 3.1 Các tiêu chuẩn thông tin liên lạc hệ thống điện 29 30 33 34 37 38 38 3.1.1 Kiến trúc giao thức OSI 38 3.1.2 Kiến trúc giao thức TCP/IP 42 3.2 Truy nhập Bus 43 3.3 Một số chuẩn truyền dẫn mạng thông tin công nghiệp 45 3.1.1 Chuẩn RS-232 45 3.1.2 Chuẩn RS-422 46 3.1.3 Chuẩn RS-485 47 3.4 Môi trường truyền dẫn 47 3.5 Các chuẩn thông tin liên lạc phổ biến 48 3.6 Kết luận 49 Chương Thiết kế hệ thống tích hợp điều khiển trạm biến áp 110kV máy tính dựa RTU560 Phần I Tích hợp hệ thống Rơle số với RTU560 Nội dung giải pháp 4.1 Cổng giao tiếp chuẩn giao thức truyền thông 51 51 52 52 4.1.1 Tại thiết bị RTU560 52 4.1.2 Tại Rơle số 54 4.2 Cách kết nối 56 Luận văn cao học 4.3 Cài đặt tham số xử lý giao thức IEC 60870-5-103 57 4.3.1 Tại Rơle số 57 4.3.2 Tại RTU560 58 Phần II Thiết kế hệ thống giám sát, điều khiển trạm sử dụng RTU560 4.4 Một số giải pháp điều khiển trạm máy tính 63 63 63 4.4.2 Phương án thay toàn hệ thống bảo vệ, điều khiển Phương án thay phần rơle bảo vệ 4.4.3 Phương án sử dụng RTU560 65 4.4.4 So sánh phương án 69 4.4.5 Kết luận 69 4.4.1 4.5 Xây dựng hệ thống điều khiển trạm thông qua RTU560 64 70 4.5.1 Hệ thống phần cứng 70 4.5.2 Hệ thống phần mềm 71 4.5.3 Cấu hình RTU560 72 4.5.4 Cách tạo giao diện điều khiển trạm 73 4.5.5 Khởi động chạy hệ thống điều khiển trạm 79 4.6 Kết luận Chương Xây dựng hệ thống SCADA kiểu cho trạm 110 KV Thanh Xuân 5.1 Thực trạng trạm 110kV E1.20 Thanh Xuân 82 83 83 5.2 Lắp đặt thiết bị phần cứng 88 5.3 Tạo sở liệu cấu hình cho RTU560 90 5.4 Tạo giao diện điều khiển trạm 94 5.5 Tích hợp hệ thống Rơle số Micom với RTU560 99 5.6 Kết đạt 103 5.7 So sánh hệ thống SCADA trạm Thanh Xuân với hệ thống SCADA kiểu cũ sử dụng cho trạm 110kV trước 5.8 Kết luận 111 Chương Kiến nghị kết luận 112 113 Tài liệu tham khảo Luận văn cao học 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 ICCP Inter-Control Center Communication Protocol IEDs Intelligent Electronic Devices Thiết bị điện tử thông minh 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 Chuỗi kiện STP Shielded Twisted Pair Cáp đơi dây xoắn có bọc kim TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol UHF Ultra High Frequency Dải tần số cực cao UTP Unshielded Twisted Pair Cáp đôi dây xoắn không bọc kim WAN Wide Area Network Mạng diện rộng Luận văn cao học DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng danh sách trạm lắp đặt HT SCADA 11 Bảng 5.1 Bảng thống kê tín hiệu cần lấy cho SCADA 87 Bảng 5.2 Bảng excel khai báo liệu theo chuẩn IEC 60870-5-101 91 Bảng 5.3 Bảng excel khai báo liệu theo chuẩn IEC 60870-5-103 92 Bảng 5.4 Các tham số cài đặt cho rơle MICOM 101 Bảng 5.5 Bảng thống kê dòng điện lộ đường dây 109 Bảng 5.6 Bảng thống kê P,Q biể đồ cosfi 110 Bảng 5.7 Bảng tổng hợp khối lượng VTTB tính thành tiền theo 112 đơn giá dự án SCADA năm 2003 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc phần cứng trung tâm Hình 2.1 Khả kết nối RTU560 17 Hình 2.2 Cấu trúc điển hình rack RTU560 18 Hình 2.3 Sơ đồ khối logic Analog input board 23AE21 19 Hình 2.4 Giá trị analog hiển thị theo chuẩn IEC 60870-5-101 19 Hình 2.5 Loại tín hiệu Live Zero 20 Hình 2.6 Sơ đồ khối logic Binary input board 23BE21 21 Hình 2.7 Sơ đồ khối logic 23BA20 22 Hình 2.8 Xung lệnh đơn 23 Hình 2.9 Định nghĩa xung lệnh đơn 23 Hình 2.10 Xung lệnh kép 23 Hình 2.11 Định nghĩa lệnh kép 24 Luận văn cao học Hình 2.12 Sơ đồ khối logic 560SLI02 24 Hình 2.13 Sơ đồ 560SLI02 25 Hình 2.14 Sơ đồ khối logic 560 ETH03 26 Hình 2.15 Sơ đồ 560RTH03 27 Hình 2.16 Sơ đồ khối logic 560PSU01 28 Hình 2.17 Sơ đồ 560PSU01 28 Hình 2.18 Tín hiệu đo lường tham số cài đặt 30 Hình 2.19 Network- RTU Hardware- đối tượng HTĐ 31 Hình 2.20 Partten hồn chỉnh với tham số cài đặt 32 Hình 2.21 Lưu đồ tạo file cấu hình cho RTU560 32 Hình 2.22 Sơ đồ sợi trạm biến áp 33 Hình 2.23 Sơ đồ mơ tả tổng quan Intergrated HMI 34 Hình 2.24 Chọn chuẩn truyền thơng 35 Hình 2.25 Chọn tham số lớp vật lý 35 Hình 2.26 Chọn tham số lớp ứng dụng 36 Hình 3.1 Mơ hình tham chiếu OSI 41 Hình 3.2 So sánh TCP/IP với OSI 43 Hình 3.3 Phương pháp Master/ Slave 45 Hình 3.4 Giao diện RS-232 45 Hình 3.5 Một số ví dụ ghép nối RS-232 46 Hình 3.6 Sơ đồ kích thích driver thu receiver RS-485 47 Hình 3.7 Hàng loạt tiêu chuẩn thơng tin liên lạc sử dụng trạm 48 Hình 3.8 Các chuẩn truyền thơng 49 Hình 4.1 Các chuẩn truyền thơng tích hợp RTU560 53 Hình 4.2 Cổng CP1 CP2 theo giao diện RS-232 54 Hình 4.3 Cổng CP1 CP2 theo giao diện RS-422 54 Hình 4.4 Cổng truyền thơng RS-485 rơle MICOM 55 Luận văn cao học Hình 4.5 Sơ đồ biến đổi RS232/RS485 56 Hình 4.6 Sơ đồ kết nối rơle đến đường bus hệ thống 56 Hình 4.7 Sơ đồ kết nối hệ thống rơle số với RTU560 57 Hình 4.8 Cấu trúc thơng tin đối tượng tín hiệu 58 Hình 4.9 Tham số đo lường cài đặt 60 Hình 4.10 Tham số điều khiển cài đặt 60 Hình 4.11 Tham số địa cài đặt 61 Hình 4.12 Đồng thời gian RTU với TB cấp 62 Hình 4.13 Hệ thống PACiS- AREVA 64 Hình 4.14 Hệ thống SICAM PAS 65 Hình 4.15 Giao diện điều khiển trạm qua RTU560 67 Hình 4.16 Mơ hình điều khiển trạm qua RTU560 68 Hình 4.17 Các tham số cấu hình phần mềm RTUtil NT 73 Hình 4.18 Trang trắng nơi mà đối tượng chèn vào 74 Hình 4.19 Chọn chức trang 74 Hình 4.20 Các phần tử tĩnh thư viện 75 Hình 4.21 Trạng thái thiết bị 76 Hình 4.23 Hiển thị thời gian hệ thống 76 Hình 4.24 Máy cắt dao cách ly 77 Hình 4.25 Điều chỉnh tăng giảm nấc MBA 77 Hình 4.26 Bảng liệu khứ 78 Hình 4.27 Nhật ký vận hành 78 Hình 4.28 Bảng tín hiệu cảnh báo 78 Hình 4.29 Khởi động ứng dụng HMI 79 Hình 4.30 Đăng nhập vào hệ thống 79 Hình 4.31 Trang Web với trang ứng dụng 80 Hình 4.32 Sơ đồ sợi trạm biến áp A 80 Luận văn cao học Hình 4.33 Lệnh điều khiển đóng cắt máy cắt 81 Hình 4.34 Lệnh điều chỉnh tăng giảm nấc MBA 81 Hình5.1 Sơ đồ sợi trạm E1.20 Thanh Xuân 85 Hình5.2 Sơ đồ hệ thống SCADA kiểu 89 Hình5.3 Web Server hiển thị thơng tin trạm E1.20 Thanh Xuân 93 Hình5.4 Trang mở đầu tạo giao diện điều khiển trạm 94 Hình5.5 Sơ đồ MC171 hệ thống dao kèm 95 Hình5.6 Đặt tham số cho MC 171 96 Hình5.7 Đặt tham số đo lường 97 Hình5.8 Sơ đồ sợi trạm E1.20 97 Hình5.9 Kích hoạt chức lưu trữ kiện trạng thái MC171 98 Hình5.10 Lưu trữ tín hiệu cảnh báo 98 Hình5.11 Lưu trữ tín hiệu điều khiển 98 Hình5.12 Sơ đồ kết nối hệ thống rơle Micom với RTU560 99 Hình5.13 Khai báo Input Rơle lộ MC 471 102 Hình5.14 Khai báo Output Rơle lộ MC 471 102 Hình5.15 Tín hiệu trạm hiển thị dạng thư mục 103 Hình5.16 Lệnh đóng mở máy cắt 171 tăng giảm nấc MBA T1 104 Hình5.17 Khởi động ứng dụng HMI 105 Hình5.18 Đăng nhập hệ thống với tài khoản điều khiển 106 Hình5.19 Sơ đồ sợi trạm E1.20 Thanh Xuân 106 Hình5.20 Lệnh đk đóng mở MC171, 485, dao 171-7, MBA T1, T2 107 Hình5.21 Xem nhật ký vận hành tham số đo lường MC471 108 Luận văn cao học - 102 - Hình 5.13 Khai báo Input Rơle lộ MC471 Hình 5.14 Khai báo Output Rơle lộ MC471 Luận văn cao học - 103 - 5.6 Kết đạt Phần SCADA, xây dựng sở liệu tích hợp hệ thống rơ le số MICOM với RTU560 Dùng máy tính lập trình bảo dưỡng nạp file cấu hình cho RTU560 Tồn thơng tin trạm E1.20 Thanh Xuân tổ chức dạng thư mục WEB SERVER Trang web nạp sẵn bảng mạch xử lý trung tâm 560 SLI02 Dữ liệu phần tử trạm biến áp rơle số Micom thu thập truyền RTU cổng CP2 560SLI02 theo chuẩn truyền thông IEC 60870-5-103 xử lý Từ trang WEB SERVER thơng tin trạm hiển thị bao gồm tất giá trị đo lường, trạng thái, điều khiển tín hiệu bảo vệ, cảnh báo thu thập hiển thị Các tín hiệu bảng mạch 560SLI02 truyền trung tâm điều độ qua cổng CP1 qua giao thức truyền thông IEC 60870-5-101 Hình 5.15 Tín hiệu trạm hiển thị dạng thư mục Luận văn cao học - 104 - Tại trang WEB SERVER ta giám sát thơng tin điều khiển đối tượng đóng cắt máy cắt, dao cách ly hay tăng giảm nấc MBA Hình 5.16 lệnh đóng mở MC171 tăng giảm nấc MBA T1 Luận văn cao học - 105 - Phần hệ thống điều khiển giám sát trạm Giao diện điều khiển trạm tạo phần mềm HMI Editor, sau tạo giao diện ta dùng phần mềm RTUtil NT để tạo file cấu hình giao diện ( E20 IOD, E20 GCD ) nạp vào bảng mạch 560ETH03 Tại bảng mạch cấu hình sẵn trang web HMI SEVER để chạy ứng dụng Máy tính Server dùng để điều khiển trạm nối với bảng mạch 560ETH03 cổng E, chuẩn Ethernet tạo thành mạng LAN Tại máy tính Server cài sẵn HMI Client, khởi động ứng dụng kết nối đến HMI SEVER để tải thông tin động phần tử hệ thống điện mà RTU thu thập Khởi động chạy ứng dụng HMI Từ máy tính Server mở ứng dụng HMI Client Hệ thống tự động thực việc kết nối từ HMI Client tới HMI Server Hình 5.17 Khởi động chạy ứng dụng HMI Sau mở ứng dụng HMI client máy Server phần tài khoản truy nhập xuất yêu cầu nhân viên vận hành đăng nhập thông tin username password Luận văn cao học - 106 - HÌnh 5.18 Đăng nhập hệ thống với tài khoản điều khiển Trang Web với sơ đồ sợi Hình 5.19 Sơ đồ sợi trạm E1.20 Thanh Xuân Từ trang web điều khiển giám sát tồn trạm Thanh Xn • Điều khiển đóng cắt máy cắt, dao cách ly, tăng giảm nấc MBA • Giám sát trạng thái máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, thị nấc phân áp MBA, giá trị đo lường U,I,P,Q Luận văn cao học - 107 - • Xem nhật ký vận hành tín hiệu cảnh báo Lệnh điều khiển đối tượng thực sau: Hình 5.20 Lệnh điều khiển đóng cắt MC 171, dao 171-7, MC 485 Điều chỉnh tăng giảm nấc MBA T1 MBA T2 Luận văn cao học - 108 - Xem nhật ký vận hành Event List Xem thông số đo lường dịng điện lộ MC 471 I Hình 5.21 Xem nhật ký vận hành thơng số dịng điện lộ máy cắt 471 Luận văn cao học - 109 - Từ hệ thống tạo báo cáo vận hành dựa số liệu thu thập cách tạo chiết suất để lọc số liệu Bảng thống kê dòng điện lộ đường dây ngày 26/10/2009 (Bảng 5.5 ) E1.20 Current C41 Date I471 2009-10-26 2009-10-27 Time C42 I473 I475 I481 I483 I401 I412 I472 I474 I476 I480 1:00 0.0 6.0 95.7 53.5 65.4 177.5 0.0 119.0 83.5 3.6 20.9 2:00 0.0 6.0 92.5 51.6 61.0 177.1 0.0 108.9 76.2 3.6 20.2 3:00 0.0 5.9 87.9 49.3 55.3 175.6 0.0 101.5 72.4 3.6 19.7 4:00 0.0 5.9 80.8 48.3 58.2 176.9 0.0 97.6 71.5 3.6 19.2 5:00 0.0 6.0 84.4 50.2 59.9 177.3 0.0 100.0 70.4 3.5 19.0 6:00 0.0 5.9 96.0 54.0 63.4 173.6 0.0 115.2 80.5 3.5 19.5 7:00 0.0 5.9 135.2 78.0 87.9 172.0 0.0 135.3 104.7 3.5 20.9 8:00 0.0 5.7 196.2 177.1 139.0 175.1 0.0 148.7 155.5 3.5 39.3 9:00 0.0 5.7 209.3 220.5 179.1 171.8 0.0 154.5 178.0 3.5 48.0 10:00 0.0 5.9 211.2 239.0 198.2 174.4 0.0 164.8 194.8 3.6 50.2 11:00 0.0 5.9 221.9 230.6 208.6 172.5 0.0 185.7 198.7 3.6 51.6 12:00 0.0 5.9 214.9 212.4 192.9 175.1 0.0 166.4 189.4 3.6 50.7 13:00 0.0 5.9 208.1 196.3 182.4 172.9 0.0 159.1 182.0 3.5 43.6 14:00 0.0 5.9 211.6 242.3 197.2 172.0 0.0 160.5 191.5 3.5 49.2 15:00 0.0 5.9 223.6 254.2 203.1 174.4 0.0 167.8 197.0 3.6 51.1 16:00 0.0 6.0 225.4 254.2 196.3 175.3 0.0 173.6 201.7 3.5 53.2 17:00 0.0 6.0 213.7 219.0 175.3 175.1 0.0 207.6 201.6 3.5 47.2 18:00 0.0 5.9 206.8 186.4 167.4 174.5 0.0 258.0 204.4 3.5 37.3 19:00 0.0 5.9 184.1 162.8 147.4 174.2 0.0 228.6 184.6 3.5 32.2 20:00 0.0 6.0 159.1 139.2 130.8 175.3 0.0 215.3 174.2 3.6 29.5 21:00 0.0 5.9 153.2 111.2 124.5 174.2 0.0 212.6 163.5 3.6 29.2 22:00 0.0 6.0 150.4 83.7 106.0 177.8 0.0 201.0 144.3 3.6 25.4 23:00 0.0 5.9 132.8 73.6 89.9 175.1 0.0 169.3 116.7 3.6 22.4 0:00 Imax (A) 0.0 6.0 112.3 63.5 75.8 176.7 0.0 140.8 100.2 3.6 22.0 0.0 6.0 225.4 254.2 208.6 177.8 0.0 258.0 204.4 3.6 53.2 1:00 1:00 16:00 15:00 11:00 22:00 1:00 18:00 18:00 1:00 16:00 at (h) Bảng thống kê công suất tác dụng phản kháng, biểu đồ cosfi Luận văn cao học - 110 - (Bảng 5.6) P,Q ,và biểu đồ cosfi ngày 26/10/2009 E20Power Date Time 2009-10-26 2009-10-27 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 171P 11.0 10.4 9.9 9.8 10.1 10.8 14.4 24.4 28.4 30.0 30.2 28.9 27.2 29.7 32.1 31.2 28.5 25.8 22.2 19.8 18.2 16.3 14.4 12.5 171Q 172P 172Q 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.1 6.9 7.7 7.5 6.7 5.2 7.2 9.5 9.0 6.9 5.5 3.5 2.5 1.3 0.4 0.0 0.0 9.4 8.8 8.3 8.2 8.3 9.1 10.7 13.4 14.5 15.8 16.8 15.9 15.0 15.6 16.1 16.5 17.6 19.0 17.2 16.1 15.7 14.8 12.6 11.1 1.7 1.5 1.5 1.5 1.5 1.7 2.6 4.7 5.3 5.9 6.1 5.6 4.8 5.4 6.0 6.0 6.3 6.5 6.4 6.1 5.6 4.8 3.3 2.4 E20P E20Q 20.4 19.2 18.2 18.0 18.4 19.9 25.1 37.8 43.0 45.8 47.0 44.8 42.2 45.3 48.2 47.7 46.1 44.8 39.5 35.9 33.9 31.1 27.0 23.6 822.77 1.7 1.5 1.5 1.5 1.5 1.7 2.6 9.8 12.2 13.6 13.6 12.3 10.0 12.7 15.5 14.9 13.2 12.0 9.9 8.6 6.9 5.2 3.3 2.4 188.06 Bi?u đ? CosFi 1.00 0.99 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.92 h 1:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:000:00 CosFi 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.99 0.97 0.96 0.96 0.96 0.96 0.97 0.96 0.95 0.95 0.96 0.97 0.97 0.97 0.98 0.99 0.99 1.00 0.98 Luận văn cao học - 111 - 5.7 So sánh mặt hiệu kinh tế kỹ thuật với hệ thống SCADA kiểu cũ 5.7.1 Về mặt kỹ thuật • Khai thác phần lớn ứng dụng hệ thống Rơle số trạm • Giảm khối lượng lớn vật tư thiết bị cáp điều khiển để đấu nối tín hiệu SCADA • Khơng làm thay đổi cấu trúc mạch nhị thứ ban đầu thiết bị • Nâng cao độ tin cậy ổn định hệ thống SCADA hệ thống Rơle số trạm (do hệ thống giám sát liên tục từ hệ thống điều khiển giám sát trạm) • Từng bước đại hố công tác vận hành trạm biến áp 5.7.2 Về mặt kinh tế Phần tạm tính riêng phần khối lượng vật tư thiết bị giảm khơng tính phần nhân công lao động giảm xây dựng hệ thống SCADA kiểu • Khối lượng vật tư giảm thực xây lắp hệ thống SCADA kiểu : o 21 Transducer đo dòng điện tương ứng cho 21 máy cắt o Transducer đo công suất tương ứng cho máy cắt tổng (171,172,431,432) o Transducer đo điện áp (C11, C12, C41, C42) o 32 Rơle trung gian cuộn dây 48VDC phục vụ việc điều khiển 16 máy cắt trung 22kV o board 23AE21 thực chức đo luờng RTU560 o 14 board 23BE21 thực chức giám sát trạng thái tín hiệu cảnh báo, tín hiệu bảo vệ o board 23BA20 thực chức điều khiển máy cắt o 16x30m = 480 mét cáp tín hiệu 14x0.5mm2 (kéo xuống tủ 22 kV tủ điều khiển 110 kV) o 16x50m = 900 mét dây PVC 1mm2 để đấu nối thiết bị Luận văn cao học - 112 - Bảng5 Tổng hợp khối lượng VTTB tính thành tiền theo đơn giá dự án mua sắm VTTB phục vụ dự án SCADA năm 2003 STT Loại vật liệu Số lượng Đơn giá (đ) Thành tiền (đ) Transducer điện áp 1,254,000 5,016,000 Transducer I30-152 21 1,115,400 23,423,400 Transducer PQ400 9,103,600 36,414,400 Rơle trung gian C5(48VDC) 36 184,800 6,652,800 Board 23AE21 12,000,000 108,000,000 Board 23BE21 14 6,000,000 84,000,000 Board 23BA20 8,000,000 32,000,000 Cáp 14x0.5 mm2 480 61,600 29,568,000 10 Dây PVC 1x1mm2 900 3,200 2,880,000 Tổng Ghi 327,954,600 Tổng số tiền giảm dự án 327,954,600 đ (Ba trăm hai mươi bảy triệu chín trăm năm mươi tư nghìn sáu trăm đồng) 5.8 Kết luận Kết đạt áp dụng hệ thống, trạm biến áp 110 kV thuộc Công Ty Điện Lực Hà Nội Tại trạm biến áp xây dựng hệ thống SCADA sử dụng RTU560, ta xây dựng thêm hệ thống điều khiển giám sát trạm máy tính phục vụ cho công tác vận hành trạm Với trạm biến áp xây dựng gần trang bị hệ thống rơle số đồng ta xây dựng hệ thống SCADA kiểu Bao gồm việc tích hợp hệ thống rơle số với RTU560 xây dựng hệ thống điều khiển giám sát trạm thông qua RTU560 Luận văn cao học - 113 - CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Ứng dụng thành tựu khoa học công nghệ vào sản xuất vận hành hệ thống điện, bước đại hoá ngành mục tiêu mà Tập đoàn Điện Lực Việt Nam hướng tới Các nghiên cứu khoa học hay sáng kiến hợp lý hoá sản xuất mang lại lợi ích thiết thực cho ngành điện, góp phần nâng cao lực sản xuất, khả cạnh tranh doanh nghiệp đảm bảo độ tin cậy chất lượng điện Với phát triển công nghệ thông tin, ứng dụng tin học áp dụng lĩnh vực ngành điện, công tác vận hành hệ thống đặc biệt vận hành trạm biến áp Bản luận văn đề cập đến việc tích hợp điều khiển trạm, qua nghiên cứu thực thực tế trạm E1.20 Thanh Xuân, tác giả nắm kiến thức hệ thống điều khiển máy tính, kết đạt áp dụng vào công tác vận hành trạm biến áp 110kV Công Ty Điện Lực TP Hà Nội quản lý Tựu chung lại kết thu : • Nắm kiến thức sở điều khiển tự động hoá trạm, lợi ích mặt kinh tế kỹ thuật thu thực • Có kiến thức thiết bị đầu cuối RTU560, thiết bị điện tử thơng minh giữ vai trị quan trọng hệ thống SCADA • Những kiến thức mạng thơng tin hệ thống điện, giao thức thức truyền thông phổ biến công nghiệp, chuẩn truyền dẫn điển hình phương pháp kết nối hệ thống thiết bị điện tử thông minh với Luận văn cao học - 114 - • Từ kết nghiên cứu tác giả đưa giải pháp kết nối hệ thống rơle số trạm 110kV với thiết bị RTU560 Thực giải pháp giải phần lớn lỗi tồn phát sinh trình đấu nối mạch SCADA theo phương pháp cũ Khai thác kết nối hệ thống thiết bị điện tử thông minh trạm thành hệ thống Hoạt động hỗ trợ tốt cho nhau, góp phần nâng cao độ tin cậy cung cấp điện hệ thống • Xây dựng hệ thống điều khiển trạm máy tính, phục vụ đắc lực cho công tác vận hành trạm biến áp, giám sát phần tử thu thập số liệu theo thời gian thực, bước đại hoá ngành điện Góp phần giảm nhiều cơng sức thủ cơng thuận tiện cho việc làm báo cáo vận hành, hay tính tốn thơng số chế độ Kiến nghị Hệ thống SCADA kiểu thực trạm 110 kV E1.20 Thanh Xuân E1.25 Mỹ Đình, hệ thống làm việc ổn định tin cậy Trung Tâm Điều Độ Thông Tin làm phương án kỹ thuật trình ban lãnh đạo Cơng Ty thực tiếp dự án cho trạm 110kV lại Phương hướng phát triển luận văn • Nghiên cứu triển khai hệ thống DMS (Hệ thống quản lý phân phối )cho lưới điện trung áp • Kết hợp SCADA với hệ thống tự động hố trạm biến áp SAS • Kết hợp SCADA với hệ thống thông tin địa lý GIS Sau thời gian nghiên cứu vận dụng thực tế khuôn khổ thời gian luận văn thạc sĩ khoa học đáp ứng phần yêu cầu tự động hoá hệ thống điện mà việc đầu tư thấp đạt hiệu Tuy nhiên kiến thức hạn chế nên khơng tránh khỏi nhiều thiếu sót mong thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp bảo, góp ý cho luận văn hồn thiện Luận văn cao học TÓM TẮT LUẬN VĂN Hệ thống điện phân phối phần quan trọng hệ thống điện Các công ty điện lực giới tích cực ứng dụng cơng nghệ máy tính cơng tác vận hành nhằm nâng cao chất lượng phục vụ cho khách hàng Tại viêt nam, EVN Công Ty Điện Lực TP Hà Nội triển khai hệ thống tự động hoá lưới phân phối dựa ứng dụng tiên tiến kỹ thuật thông tin (IT) hệ thống truyền thông liệu Luận văn nghiên cứu hệ thống SCADA trạm biến áp 110kV thiết bị RTU560 để từ đưa giải pháp tích hợp điều khiển trạm máy tính dựa thiết bị Luận văn trình bày chương, bao gồm nội dung sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan hệ thống điều khiển tự động hố trạm, lợi ích kinh tế kỹ thuật thu thực Chương 2: Nghiên cứu thiết bị đầu cuối RTU560, thiết bị quan trọng sử dụng hệ thống SCADA Công Ty Điện Lực TP Hà Nội, dùng để thu thập, điều khiển xử lý tín hiệu theo thời gian thực Chương 3: Trình bày hệ thống thơng tin cơng nghiệp dùng hệ thống điện Chương 4: Đưa giải pháp tích hợp điều khiển trạm máy tính cho trạm 110kV dựa thiết bị RTU560 Chương 5: Áp dụng kết nghiên cứu thực thiết kế xây dựng hệ thống SCADA kiểu cho trạm biến áp 110kV E1.20 Thanh Xuân Chương 6: Kết luận toàn luận văn đưa hướng nghiên cứu luận văn Luận văn cao học SUMMARY Electric power distribution system is an important part of electrical power systems in delivery of electricity to consumers Electric power utilities worldwide are increasingly adopting the computer aided monitoring, control to provide better services to electric consumers In Vietnam, EVN and Hanoi Power Company are carrying out to automate the electric power distribution system utilizing recent advancement in the area of Information Technology (IT) and data communication system This thesis study SCADA system in Hanoi Power Company, where remoter ternminal units (RTU560s) are applied in computering of power substations in Hanoi The thesis includes chapters cover main contains as followings: Chapter presents an overview of control systems and auto substations, technical and economical benefits obtained in implementation of the systems It describes status and needs of auto substations in Hanoi Power Company Chapter studies the remote terminal units 560 (RTU560) which are used to collect, control and process data in realtime in SCADA system in Hanoi Power Company Chapter shows industrial communication systems applied in power networks Chapter proposes integration and control solutions of computerizing substations based on RTU560s Chapter applies the results of chapter in designing and building a new SCADA system for the 110 kV substation in Hanoi, E1.20 – Thanh Xuan Chapter summaries the thesis and proposes future studies ... EVN Đóng góp vào mục tiêu khơng thể khơng nhắc tới việc vận hành trạm biến áp cách đại an toàn hiệu Luận văn sâu vào ? ?Nghiên cứu mở rộng ứng dụng RTU560 phục vụ tích hợp điều khiển trạm? ?? Trong... đề nghiên cứu mở rộng ứng dụng RTU560 phục vụ cho tích hợp điều khiển trạm giải pháp đề cập đến luận văn Luận văn cao học - 16 - CHƯƠNG THIẾT BỊ RTU560 (REMOTE TERMINAL UNIT) Với ứng dụng tích. .. sở phục vụ cho hệ thống tích hợp điều khiển trạm Chương 4: "Thiết kế hệ thống tích hợp điều khiển trạm biến áp 110kV máy tính dựa RTU560" Nội dung chương gồm phần Phần đầu trình bày việc tích hợp