Nghiên cứu sơ đồ scada trong thiết bị mô phỏng hệ thống điện và tạo lập bộ phận hiển thị QTQĐ khi hoà đồng bộ máy phát điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU SƠ ĐỒ SCADA TRONG THIẾT BỊ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ TẠO LẬP BỘ PHẬN HIỂN THỊ QTQĐ KHI HOÀ ĐỒNG BỘ MÁY PHÁT ĐIỆN NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ : LÊ ANH TUẤN Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT HÀ NỘI 2006 MỤC LỤC Trang Mục lục Danh mục ký hiệu, từ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Lời nói đầu 11 PHẦN I CẤU TRÚC SCADA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 13 CHƯƠNG I TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ 14 THU THẬP DỮ LIỆU TRONG THỜI GIAN THỰC 1.1 Khái niệm chung 14 1.2 Sự phân cấp quản lý hệ thống SCADA 15 1.2.1 Cấp thứ 15 1.2.2 Cấp thứ hai 16 1.2.3 Cấp thứ ba 16 1.3 Các yêu cầu chung hệ thống SCADA 17 1.3.1 Chức giám sát 17 1.3.2 Chức điều khiển 17 1.3.3 Quản lý lưu trữ liệu 18 1.3.4 Tính thời gian thực 18 CHƯƠNG II CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG SCADA TRONG 20 HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 Thiết bị điện tử thông minh IEDs (Itelligent Electronic Devices) 20 2.1.1 Cấu trúc rơ le kỹ thuật số 21 2.1.2 Cấu trúc công tơ điện tử nhiều biểu giá 24 2.2 Cấu trúc RTU (Remote Terminal Unit) 27 2.2.1 Bản mạch điện tử (Main CPU Board) 28 2.2.2 Khối Modem truyền tin 29 2.2.3 Khối tín hiệu vào I/O ( Input/Output) 29 2.2.4 Khối nguồn 30 2.3 Hệ thống thiết bị chủ 30 2.4 Kết nối thông tin 31 2.5 Giao diện Người _Máy 32 2.5.1 Khái niệm chung 32 2.5.2 Thể sơ đồ lưới điện 33 2.5.3 Các chức giao diện người máy 33 2.5.4 Các sơ đồ lưới 35 2.5.5 Tạo thay đổi sơ đồ 37 CHƯƠNG THÔNG TIN TRONG HỆ THỐNG SCADA 38 3.1 Giới thiệu chung 38 3.2 Mạng thông tin điện lực 38 3.2.1 Đặc điểm mạng thông tin điện lực 38 3.2.2 Các hình thức truyền thơng tin nghành điện lực 39 3.2.3 Hệ thống thơng tin chuẩn hố thống 40 3.2.4 Cấu trúc mạng giao thức thông tin 41 3.2.5 Các loại giao thức thông tin phổ biến 48 PHẦN II CẤU TRÚC SCADA TRONG MÔ HÌNH MƠ PHỎNG 59 HỆ THỐNG ĐIỆN A MƠ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN NE9171 60 CHƯƠNG GIỚI THIỆU 60 4.1 Tổng quan khoa học 60 4.2 Mơ tả bên ngồi mơ hình mơ hệ thống điện 62 4.3 Thông số phần tử hệ thống 64 CHƯƠNG MÔ TẢ KỸ THUẬT CỦA CÁC PHẦN TỬ CHÍNH 67 5.1 Mạng lưới cung cấp 67 5.2 Máy phát G1 máy biến áp G1TX 67 5.3 Mơ hình điều khiển động 72 5.4 Các đường dây truyền tải 73 5.5 Thanh phân phối phụ tải 77 5.6 Tải điện trở điện cảm 80 5.7 Kết nối hệ thống hai chuyển đổi hệ thống 82 CHƯƠNG VẬN HÀNH MƠ HÌNH MƠ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN 85 6.1 Sự đấu nối vị trí đấu nối 87 6.2 Nối đất 87 6.3 Các chuyển mạch máy cắt (CBs) 87 6.4 Tạo lập cố đếm thời gian 89 6.5 Các điểm thí nghiệm, biến đổi thiết bị đo 90 6.6 Quy trình khởi động vận hành mơ hình mơ hệ thống điện 91 6.7 Quy trình khởi động vận hành máy phát điện G1 92 6.8 Dừng máy phát điện 93 6.9 Các chức mơ hình PSS 93 B HỆ THỐNG SCADA NE 9271 TRONG MƠ HÌNH NE 9171 94 CHƯƠNG CẤU TRÚC SCADA NE9271 94 7.1 Các phần tử cấu trúc SCADA NE9271 94 7.1.1 Các Rơ le Areva 94 7.1.2 Đồng hồ đa chức M230 7.2 Giao diện thông tin hệ thống SCADA 103 106 7.2.1 Kết nối vật lý 107 7.2.2 Các thông số cài đặt truyền thông tin 109 7.2.3 Bộ chuyển đổi giao thức truyền tin KITZ101 dùng cho Courier 109 7.2.4 Bộ chuyển đổi chuẩn truyền tin M1400 dùng cho Modbus 116 7.3 Giao diện người sử dụng 117 7.3.1 Phần mềm MiCOM S10 118 7.3.2 Giao diện điều khiển đồ họa phần mềm MiCOMS10 118 7.3.3 Truy nhập hệ thống SCADA NE7291 119 7.3.4 Điều khiển từ xa mơ hình mơ hệ thống điện NE7191 129 7.3.5 Đọc cố liệu 131 7.3.6 Tab công cụ phần mềm 139 PHẦN III KHẢ NĂNG QUAN SÁT BẰNG SCADA QUÁ TRÌNH QUÁ 143 ĐỘ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN CHƯƠNG KHẢ NĂNG QUAN SÁT BẰNG SCADA QUÁ TRÌNH 144 QUÁ ĐỘ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN 8.1 Đặt vấn đề 144 8.2 Nội dung thực thí nghiệm kết quan sát 145 8.2.1 Quan sát dao động góc truyền tải công suất sức điện động 145 máy phát điện điện áp vị trí khác lưới 8.2.2 Quan sát QTQĐ máy phát điện với vị trí ngắn mạch khác 149 lưới 8.2.3 Quan sát QTQĐ máy phát điện chế độ phát công suất tác dụng khác 153 8.2.4 Quan sát QTQĐ máy phát điện có phụ tải địa phương 159 khơng có phụ tải địa phương MỘT SỐ NHẬN XÉT 164 TÀI LIỆU THAM KHẢO 166 PHỤ LỤC 168 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT Tiếng Việt FTP: Fole Transfer Protocol HTĐ: Hệ thống địên SMTP: Somple Mail Transfer Protocol QTQĐ: Quá trình độ SNMP: Simple network management protocol CĐXL: Chế độ xác lập DNS: Domain Name Service DCS: Dây chống sét MAC: Medium Access Control Tiếng Anh LLC: Logical Link Control DCS: Distribution Control System DAUs: Data Acquistion Units DA: Distribution Automation DCE RTU: Remote Terminal Unit OSI: Open System Interconnection IED: Intelligent Electronic Devices SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition System NE9171: Type of Power Simulator System NE9271: Type of SCADA system used to PSS HHU: Hand Held Unit TCP/IP: Transmission Control Protocol/ Internet Protocol HDLC: High Level Data Link Control PSS: Power Simulator System MAP: Manufacturing Message Protocol HMI: Human Machine Interface DSM EMS PLC: Power Line Carrier IEC: International Electrotechnical Committee TC57: Technical Committee LAN: Local Area Network FTP: File Transfer Protocol HTTP: Hyper Text Transfer Protocol MMS: Manufactoring Message Specification DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 4.1 Thông số phần tử mơ hình PSS 66 Bảng 5.1 Các giá trị tụ xoay 76 Bảng 5.2 Các thông số tạo hộp tải R2, L2 82 Bảng 5.3 Các thông số tạo hộp tải R1, L1 R2, L2 82 Bảng 7.1 Các rơ le chức bảo vệ 96 Bảng 7.2 Giao diện người sử dụng rơ le AREVA 103 Bảng 7.3 Các đại lượng đo đồng hồ M230 104 Bảng 7.4 Các chức chuyển mạch KITZ101 112 Bảng 7.5 Lựa chọn tốc độ truyền liệu cho cổng IEC870/RS232-KITZ 112 Bảng 7.6 Đấu nối cổng RS232 – KITZ101/PC 113 Bảng 7.7 Sự đấu nối cổng RS232-KITZ101 PC với modem 113 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 2.1 Cấu trúc điển hình hệ thống SCADA Hình 2.2 Cấu trúc rơ le kỹ thuật sơ 20 22 Hình 2.3 Sơ đồ khối công tơ điện tử nhiều biểu giá 24 Hình 2.4 Cấu trúc RTU 28 Hình 3.1 Cấu trúc đầy đủ 43 Hình 3.2 Cấu trúc hình 43 Hình 3.3 Cấu trúc vịng lặp 44 Hình 3.4 Cấu trúc Bus 45 Hình 3.5 Cấu trúc 46 Hình 3.6 Sơ đồ ghép nối trạm chủ trạm tớ 48 Hình 3.7 Sơ đồ ghép nối Master/Slave theo chuẩn RS232 49 Hình 3.8 Sơ đồ ghép nối theo chuẩn RS485 49 Hình 3.9 Chu trình hỏi/đáp Master/Slave 51 Hình 3.10 Mơ hình quy chiếu OSI 53 Hình 4.1 Mơ hình mơ hệ thống điện 60 Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phần tử 63 Hình 5.1 Sơ đồ ngun lý hệ thống máy biến áp phân phối 68 Hình 5.2 Bảng điều khiển máy phát 69 Hình 5.3 Sơ đồ nguyên lý máy phát điện-máy biến áp 70 Hình 5.4 Bộ động – máy phát điện 71 Hình 5.5 Các đường dây truyền tải 75 Hình 5.6 Đặc tuyến sai số dịng điện cuộn dây điện kháng 76 Hình 5.7 Cách đấu nối cuộn dây máy tạo trung tính 78 Hình 5.8 Hệ thống phân phối hệ thống phụ tải 79 Hình 5.9 Hệ thống lưới phân phối phụ tải (bên trái) 79 Hình 5.10 Hệ thống lưới phân phối phụ tải (bên phải) 80 Hình 5.11 Sơ đồ đấu tam giác tải điện dung 81 Hình 5.12 Sơ đồ đấu tam giác tải điện trở điện cảm 81 Hình 5.13 Thay đổi R L hộp tải 82 Hình 5.14 Hệ thống hai 84 Hình 6.1 Trung tâm thí nghiệm khả điều khiển mơ hình 86 Hình 6.2 Điều khiển chỗ máy cắt 88 Hình 6.3 Vị trí điểm đặt rơ le 89 Hình 7.1 Cấu trúc SCADA mơ hình mơ HTĐ 94 Hình 7.2 Sơ đồ nguyên lý đầu nối rơ le P143 98 Hình 7.3 Mặt trước rơ le P143 99 Hình 7.4 Sơ đồ 3U- pha dây tải khơng cân 105 Hình 7.5 Vị trí đặt điểm đo sử dụng đồng hồ M230 106 Hình 7.6 Kết nối giao thức K-BUS 108 Hình 7.7 Sơ đồ mạch giao diện K-BUS 111 Hình 7.8 Sơ đồ đấu nối rơ le AREVA KITZ101 114 Hình 7.9 Sơ đồ đấu nối rơ le AREVA KITZ101 115 Hình 7.10 Màn hình vị trí (Site Screen) 119 Hình 7.11 Màn hình tổng quan Hình 7.12 Trang hình đường dây 121 123 Hình 7.13 Màn hình hệ thống-Bộ chuyển đổi KITZ101 M1400 124 Hình 7.14 Đoạn thơng tin KITZ (Courier) 125 Hình 7.15 Kết nối thơng tin M1400 (ModBus) 126 Hình 7.16 Màn hình hệ thống rơ le P142 126 Hình 7.17 Sự chuyển đổi trang hình 128 Hình 7.18 Nút điều khiển 129 Hình 7.19 Bảng điều khiển 129 Hình 7.20 Màn hình đo lường 132 Hình 7.21 Màn hình hệ thống đồng hồ M230 133 Hình 7.22 Màn hình giá trị đo M230 134 147 3) Đóng tất máy cắt sơ đồ thí nghiệm trừ máy cắt CB8 4) Khởi động máy phát điện cách nhấn nút Start bảng điều khiển Tăng tốc độ lên đến 1500v/phút Đóng máy cắt CBF tăng kích từ thu điện áp đầu cực 220V đo đồng hồ vị trí MD 5) Trên PSS quan sát cột hoà đồng giá trị điện áp, tần số góc pha máy phát lưới đảm bảo điều kiện hoà ta thực hoà đồng máy phát vào lưới cách đóng máy cắt CB8 6) Tăng công suất phát máy phát tới 1kW 0.5kVAr cách điều chỉnh tăng tốc độ động tăng kích từ máy phát Chuyển khố qn tính sang vị trí Khố tất bảo vệ máy phát điện cách nhấn tất nút Lock bảo vệ xung quanh máy phát 7) Đưa điện áp điểm TP3 tới U L (xem hình 8.2) Đóng máy cắt Timed CB Ocilloscope tự động ghi lại trình dao động góc lệch pha sức điện động máy phát điện áp điểm TP3 Kết thí nghiệm hình 8.3 8) Thực lại từ bước vị trí điện áp điểm TP5, TP9 TP2 Ocilloscope ghi kết thí nghiệm tương ứng 9) Kết thúc thí nghiệm giảm công suất phát máy phát giá trị bé cách giảm kích từ tốc độ động 10) Cắt máy cắt CB8 để tách máy phát khỏi hệ thống 11) Giảm dần kích từ, tốc độ máy phát vị trí nhỏ cắt máy cắt CBF tay Dừng động cách nhấn nút Stop bảng điều khiển PSS 12) Đọc số liệu ghi lại Ocilloscope in kết 148 Hình 8.3 Dao động góc truyền tải sức điện động máy phát điện áp vị trí khác lưới 149 8.2.2.Quan sát trình độ máy phát điện với vị trí ngắn mạch khác lưới điện * Sơ đồ đấu nối thí nghiệm mơ hình PSS Sơ đồ đấu nối thí nghiệm trình bày hình 8.1 *Sơ đồ đấu nối chuyển tín hiệu quan sát tới Ocilloscope 206 202 F26 UF N Điện áp đầu cực máy phát điện OCILLOSCOPE F27 CH1 PCB67740 PCB68819 EX-TR Load Angle TRIGGER Trục động SHAFT ENCODER Hình 8.4 Sơ đồ đấu nối chuyển tín hiệu quan sát tới Ocilloscope *Quy trình thực Quy trình thí nghiệm thực sau: 1) Cắt nguồn cấp điện PSS, kiểm tra tất máy cắt vị trí mở đấu nối mạch thí nghiệm hình 8.1 Đặt điều khiển tốc độ kích từ máy phát điện giá trị Chuyển khố qn tính sang vị trí Đặt thời gian Timed CB 0.1s Bật nguồn cấp cho PSS 2) Đấu nối sơ đồ Ocilloscope hình 8.4 Bật nguồn Ocilloscope, nhấn nút Autoset Ocilloscope để tự động đặt thông số Điều chỉnh núm xoay Volt/Div kênh CH1 đặt giá trị điện áp đo 1V Điều chỉnh núm xoay Time/Div đặt thời gian đo 500ms Khởi động phần mềm điều khiển Ocilloscope SP107 Kết nối Ocilloscope với máy tính PC với cấu hình kết nối 150 cổng COM1 tốc độ 2400baud Đặt chế độ tự động ghi lại trình dao động xảy Ocilloscope 3) Đóng tất máy cắt sơ đồ thí nghiệm trừ máy cắt CB8 4) Khởi động máy phát điện cách nhấn nút Start bảng điều khiển Tăng tốc độ lên đến 1500v/phút Đóng máy cắt CBF tăng kích từ thu điện áp đầu cực 220V đo đồng hồ vị trí MD 5) Trên PSS quan sát cột hoà đồng giá trị điện áp, tần số góc pha máy phát lưới đảm bảo điều kiện hoà ta thực hồ đồng máy phát vào lưới cách đóng máy cắt CB8 6) Tăng công suất phát máy phát tới 1kW 0.5kVar cách điều chỉnh tăng tốc độ động tăng kích từ máy phát Chuyển khố qn tính sang vị trí Khố tất bảo vệ máy phát điện cách nhấn tất nút Lock bảo vệ xung quanh máy phát 7) Tạo ngắn mạch điểm S7 Đóng máy cắt Timed CB Ocilloscope tự động ghi lại q trình dao động góc lệch pha sức điện động máy phát điện áp đầu cực máy phát Kết thí nghiệm hình 8.5 8) Thực lại từ bước vị trí ngắn mạch điểm TP2 Ocilloscope ghi kết thí nghiệm tương ứng mơ tả hình 8.6 9) Kết thúc thí nghiệm giảm cơng suất phát máy phát giá trị bé cách giảm kích từ tốc độ động 10) Cắt máy cắt CB8 để tách máy phát khỏi hệ thống 11) Giảm dần kích từ, tốc độ máy phát vị trí nhỏ cắt máy cắt CBF tay Dừng động cách nhấn nút Stop bảng điều khiển PSS 12) Đọc số liệu ghi lại Ocilloscope in kết 153 8.2.3.Quan sát QTQĐ máy phát điện chế độ phát công suất * Sơ đồ đấu nối thí nghiệm mơ hình PSS Sơ đồ đấu nối thí nghiệm trình bày hình 8.1 *Sơ đồ đấu nối chuyển tín hiệu quan sát tới Ocilloscope Sơ đồ đấu nối chuyển tín hiệu quan sát tới Ocilloscope hình 8.4 *Quy trình thực Quy trình thí nghiệm thực sau: 1) Cắt nguồn cấp điện PSS, kiểm tra tất máy cắt vị trí mở đấu nối mạch thí nghiệm hình 8.1 Đặt điều khiển tốc độ kích từ máy phát điện giá trị Chuyển khố qn tính sang vị trí Đặt thời gian Timed CB 0.1s Bật nguồn cấp cho PSS 2) Đấu nối sơ đồ Ocilloscope hình 8.4 Bật nguồn Ocilloscope, nhấn nút Autoset Ocilloscope để tự động đặt thông số Điều chỉnh núm xoay Vol/Div kênh CH1 đặt giá trị điện áp đo 1V Điều chỉnh núm xoay Time/Div đặt thời gian đo 500ms Khởi động phần mềm điều khiển Ocilloscope SP107 Kết nối Ocilloscope với máy tính PC với cấu hình kết nối cổng COM1 tốc độ 2400baud Đặt chế độ tự động ghi lại trình dao động xảy Ocilloscop 3) Đóng tất máy cắt sơ đồ thí nghiệm trừ máy cắt CB8 4) Khởi động máy phát điện cách nhấn nút Start bảng điều khiển Tăng tốc độ lên đến 1500v/phút Đóng máy cắt CBF tăng kích từ thu điện áp đầu cực 220V đo đồng hồ vị trí MD 5) Trên PSS quan sát cột hoà đồng giá trị điện áp, tần số góc pha máy phát lưới đảm bảo điều kiện hoà ta thực hoà đồng máy phát vào lưới cách đóng máy cắt CB8 154 6) Tăng cơng suất phát máy phát tới 0.5kW 0.5kVar cách điều chỉnh tăng tốc độ động tăng kích từ máy phát Chuyển khố qn tính sang vị trí Khố tất bảo vệ máy phát điện cách nhấn tất nút Lock bảo vệ xung quanh máy phát 7) Tạo ngắn mạch điểm S7 Đóng máy cắt Timed CB Ocilloscope tự động ghi lại q trình dao động góc lệch pha sức điện động máy phát điện áp đầu cực máy phát Kết thí nghiệm hình 8.7 8) Thực lại từ bước đối giá trị công suất phát: 0.75kW, 0.5kVar; 1.0 kW, 0.5kVar; 1.25kW, 0.5kVar Ocilloscope ghi kết thí nghiệm tương ứng mơ tả hình 8.8; 8.9 8.10 9) Kết thúc thí nghiệm giảm cơng suất phát máy phát giá trị bé cách giảm kích từ tốc độ động 10) Cắt máy cắt CB8 để tách máy phát khỏi hệ thống 11) Giảm dần kích từ, tốc độ máy phát vị trí nhỏ cắt máy cắt CBF tay Dừng động cách nhấn nút Stop bảng điều khiển PSS 12) Đọc số liệu ghi lại Ocilloscope in kết 159 8.2.4.Quan sát QTQĐ máy phát điện có phụ tải địa phương khơng có phụ tải địa phương * Sơ đồ đấu nối thí nghiệm mơ hình PSS Sơ đồ đấu nối thí nghiệm trình bày hình 8.11 *Sơ đồ đấu nối chuyển tín hiệu quan sát tới Ocilloscope Sơ đồ đấu nối chuyển tín hiệu quan sát tới Ocilloscope hình 8.3 GTX CB1 CB2 CB4 Line ∆ Υ S30 TP2 S5 S6 S7 CB6 S4 S32 Line NM pha S34 Line TP9 S35 TP5 CB8 ∆ Υ TP4 G1TX Υ ∆ CB5 S33 CB9 R1, L1 TP3 G1 ∼ Hình 8.11 Sơ đồ đấu nối thí nghiệm có tải khơng tải địa phương *Quy trình thực Quy trình thí nghiệm thực sau: 1) Cắt nguồn cấp điện PSS, kiểm tra tất máy cắt vị trí mở đấu nối mạch thí nghiệm hình 8.11 Đặt điều khiển tốc độ kích từ máy phát điện giá trị Chuyển khố qn tính sang vị trí Đặt thời gian 160 Timed CB 0.17s Đặt cố định tải địa phương 750W Bật nguồn cấp cho PSS 2) Đấu nối sơ đồ Ocilloscope hình 8.3 Bật nguồn Ocilloscope, nhấn nút Autoset Ocilloscope để tự động đặt thông số Điều chỉnh núm xoay Vol/Div kênh CH1 đặt giá trị điện áp đo 1V Điều chỉnh núm xoay Time/Div đặt thời gian đo 500ms Khởi động phần mềm điều khiển Ocilloscope SP107 Kết nối Ocilloscope với máy tính PC với cấu hình kết nối cổng COM1 tốc độ 2400baud Đặt chế độ tự động ghi lại q trình dao động xảy Ocilloscop 3) Đóng tất máy cắt sơ đồ thí nghiệm trừ máy cắt CB8 4) Khởi động máy phát điện cách nhấn nút Start bảng điều khiển Tăng tốc độ lên đến 1500v/phút Đóng máy cắt CBF tăng kích từ thu điện áp đầu cực 220V đo đồng hồ vị trí MD 5) Trên PSS quan sát cột hoà đồng giá trị điện áp, tần số góc pha máy phát lưới đảm bảo điều kiện hoà ta thực hoà đồng máy phát vào lưới cách đóng máy cắt CB8 6) Tăng cơng suất phát máy phát tới 1.0kW 0.5kVar cách điều chỉnh tăng tốc độ động tăng kích từ máy phát Chuyển khố qn tính sang vị trí Khố tất bảo vệ máy phát điện cách nhấn tất nút Lock bảo vệ xung quanh máy phát 7) Tạo ngắn mạch điểm S7 Đóng máy cắt Timed CB Ocilloscope tự động ghi lại q trình dao động góc lệch pha sức điện động máy phát điện áp đầu cực máy phát Kết thí nghiệm hình 8.12 8) Cắt máy cắt CB9 để loại bỏ tải địa phương thực lại bước Ocilloscope tự động ghi lại q trình dao động góc lệch pha sức 161 điện động máy phát điện áp đầu cực máy phát Kết thí nghiệm hình 8.13 9) Kết thúc thí nghiệm giảm cơng suất phát máy phát giá trị bé cách giảm kích từ tốc độ động 10) Cắt máy cắt CB8 để tách máy phát khỏi hệ thống 11) Giảm dần kích từ, tốc độ máy phát vị trí nhỏ cắt máy cắt CBF tay Dừng động cách nhấn nút Stop bảng điều khiển PSS 12) Đọc số liệu ghi lại Ocilloscope in kết 164 MỘT SỐ NHẬN XÉT Mơ hình mô hệ thống điện NE9171 hệ thống SCADA NE9271 đáp ứng nghiên cứu thí nghiệm hệ thống điện giúp hiểu biết thực tế thiết bị điện máy phát điện, máy biến áp, phần tử đóng cắt, hệ thống rơ le bảo vệ, hệ thống đo lường,… để có so sánh, nhận xét với lý thuyết học Hơn với linh hoạt khả thay đổi mở rộng sơ đồ nghiên cứu, thí nghiệm mơ hình giúp có cở sở đánh giá chế độ vận hành hệ thống như: vận hành bình thường, vận hành cố hiểu rõ sơ đồ thường sử dụng thực tế Hệ thống SCADA NE9271 hệ thống có cấu trúc đơn giản phản ánh đầy đủ yêu cầu, chức hệ thống giám sát điều khiển thu thập số liệu, với giao diện truyền thông Modbus, K-Bus chuyển đổi giao diện RS485/RS232 áp dụng rộng rãi hệ thống thực tế Phần mềm điều khiển S10 có đầy đủ tính đồ hoạ, điều khiển, giám sát, lưu giữ, cảnh báo,…hơn giao diện người sử dụng phần mềm đơn giản dễ hiểu giúp cho người vận hành dễ dàng tiếp cận sử dụng phần mềm cách linh hoạt Tuy nhiên với quy mơ mơ hình mơ hệ thống điện phục vụ cho nghiên cứu thí nghiệm nên mơ hình khơng thể mơ tả chi tiết, đầy đủ hết trạng thái làm việc, vận hành thiết bị hệ thống điện thực tế như: tính liên động điều khiển bảo vệ truyền cắt, tự động kiểm tra hoà đồng nguồn, sa thải phụ tải theo tần số,…hệ thống rơ le bảo vệ thiết bị đo lường hãng AREVA cung cấp đặc thù riêng hãng sản xuất chưa thể mô tả hết chủng loại thiết bị bảo vệ 165 sử dụng lưới Cấu trúc SCADA với thiết bị chủ máy tính PC điều khiển chỗ mức trạm, chưa có hệ thống mạng LAN, WAN hệ thống thiết bị chủ có tính chất quy mô như: Máy chủ, máy Backup, máy thành viên nên hạn chế trình giám sát điều khiển, thu thập liệu… Trong trình nghiên cứu thí nghiệm mơ hình tác giả có số nhận xét sau: - Chất lượng điện áp máy phát điện nhọn đầu - Khi thực hoà đồng máy phát điện vào hệ thống với khoảng cách đường dây ngắn máy phát đồng (có thể tượng cộng hưởng) - Công suất máy phát nhỏ so với hệ thống khả nghiên cứu ổn định động tồn hệ thống bị hạn chế khơng có máy phát số - Sự khác biệt máy phát điện mơ hình máy phát điện thực tế là: công suất tuabin tạo động điện cảm ứng sử dụng nguồn pha hệ thống cịn cơng suất máy phát thực tế tạo nguồn lượng sơ cấp (lượng lượng nước) đưa vào tuabin mặt khác điều khiển tốc độ động cảm ứng mơ hình sử dụng Vector-Driver phản ứng nhanh với thay đổi điện áp Do nghiên cứu ổn định máy phát điện áp hệ thống nguồn lưới làm ảnh hưởng tới chế độ ổn định máy phát không phản ánh với lý thuyết thực tế - Thiết bị đo dao động góc pha phản ứng với thay đổi góc pha đủ lớn có kích động nhỏ máy phát điện khơng thể quan sát dao động góc pha 166 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1.Trần Đình Long, Trần Đình Chân, Nguyễn Hồng Thái Bảo vệ rơ le hệ thống điện ĐHBK, Hà Nội, 1993 2.Trần Hoàng Hưng Luận văn tốt nghiệp cao học-Nghiên cứu triển khai hệ SCADA trạm cho trạm điện trung áp Đo lường điều khiển ĐHBK, Hà Nội, 1998 3.Lã Văn Út Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện Nhà xuất KHKT, Hà Nội, 2001 4.Nguyễn Hồng Thái Phần tử tự động hệ thống điện Nhà xuất KHKT, Hà Nội, 2000 5.Phạm Thượng Hàn Hệ thống thơng tin đo lường ĐHBK, Hà Nội 6.Hồng Minh Sơn Mạng truyền thông công nghiệp Nhà xuất KHKT, Hà Nội, 2006 7.Tài liệu kỹ thuật số ICS03-02-EVN Hệ thống điều khiển cho trạm biến áp 220kV 8.Tài liệu Trung tâm Điều độ quốc gia A0 điều độ Miền Bắc A1 Tiếng Anh 9.International Power Generation, May 2003 10.NE9171 Power Simulator System, TQ Education and Training Ltd, 2006 11.NE9271 Supervisor Control and Data Acquisition System, TQ Education and Training Ltd, 2006 12.Darol Woodward Protocol and architectures for Power Delivery Automation Proceeding of the 1st Annual Western Power Delivery Automation 167 13 IEC Standard 61850 14.ABB User Manual Remote Terminal Unit RTU 211 15.AREVA Protection, Automation & Control Integrated System, October 2004 168 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 01: ĐỊA CHỈ SỐ CỦA CÁC RƠ LE VÀ CÁC ĐỒNG HỒ Bảng 1.1 Các địa số KITZ010 Bảng 1.2 Các địa số M1400 169 TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Tên luận văn: Nghiên cứu sơ đồ SCADA thiết bị mô hệ thống điện tạo lập phận hiển thị trình độ hoà đồng máy phát điện NỘI DUNG Luận văn gồm ba phần với nội dung sau: Phần I Giới thiệu cấu trúc SCADA điển hình sử dụng hệ thống điện: - Các phần tử sử dụng hệ thống SCADA - Các giao thức truyền thông tin thiết bị mạng thông tin sử dụng hệ thống SCADA - Hệ thống thiết bị chủ sử dụng điều khiển hệ thống SCADA - Các chức hệ thống SCADA Phần 2.Giới thiệu mơ hình mơ hệ thống điện NE9171, hệ thống SCADA NE9271 chức mô hình: - Các phần tử tích hợp mơ máy phát điện, máy biến áp, hệ thống rơ le bảo vệ, hệ thống đo lường… - Cấu trúc hệ thống SCADA NE9271: + Các thiết bị điện tử thông minh: Rơ le số, đồng hồ đa chức số,… + Hệ thống truyền thông tin: sử dụng chuyển đổi RS485/RS232 theo chuẩn truyền thông tin K_Bus ModBus +Phần mềm điều khiển S10: có đầy đủ chức hệ thống SCADA - Các chức mơ hình Phần Tạo khả quan sát QTQĐ máy phát điện SCADA Phần trình bày cách tổ hợp đấu nối mạch sơ đồ thí nghiệm tiến hành thực thí nghiệm đo đạc quan sát ghi chụp lại kết thí nghiệm sau so sánh với lý thuyết học ... giao nghiên cứu mô hình mơ hệ thống điện NE9171 hãng AREVA sản xuất, luận văn thạc sĩ khoa học là: ? ?Nghiên cứu sơ đồ SCADA thiết bị mô Hệ thống điện tạo lập phận hiển thị Q trình q độ hồ đồng máy. .. hành hệ thống điện không ngừng phát triển với trợ giúp thiết bị tự động, thiết bị truyền tin thiết bị điều khi? ??n từ xa hệ thống giám sát điều khi? ??n hệ thống điện SCADA, DCS Do việc quản lý hệ thống. .. làm cho hệ thống SCADA phát triển hệ thống điện Thiết bị điều khi? ??n từ xa trang thiết bị điện sử dụng nhiều năm trở lại nhu cầu thông tin điều khi? ??n từ xa dẫn đến phát triển hệ thống thiết bị có