Phân tích, đánh giá và giải pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống scada trạm 110220KV khu vực tp HCM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - - TRẦN VĂN ANH DŨNG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG SCADA TRẠM 110/220KV KHU VỰC TP.HCM (ANALYSIS, EVALUATION AND SOLUTIONS TO IMPROVE THE RELIABILITY OF SCADA SYSTEM AT 110/220KV SUBSTATIONS IN HO CHI MINH CITY ) Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Mã số : 60520202 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS Huỳnh Quang Minh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS Nguyễn Phúc Khải (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : PGS TS Nguyễn Thanh Phương (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 31 tháng năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) PGS.TS Nguyễn Văn Liêm PGS.TS Võ Ngọc Điều TS Nguyễn Phúc Khải PGS TS Nguyễn Thanh Phương TS Hồ Văn Hiến Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Trần Văn Anh Dũng MSHV: 1670799 Ngày, tháng, năm sinh: 11/11/1973 Nơi sinh: TP.HCM Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số : 60520202 I TÊN ĐỀ TÀI: Phân tích, đánh giá giải pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống SCADA trạm 110/220kV khu vực TP.HCM II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Phân tích, đánh giá thiết bị thứ, nhị thứ, relay bảo vệ hệ thống SCADA truyền thống sử dụng RTU trạm 110/220kV EVN HCMC quản lý - Phân tích, đánh giá hệ thống điều khiển tích hợp hữu Đặc biệt đánh giá trình sử dụng thiết bị phần mềm sử dụng trạm trung gian - Nghiên cứu tài liệu liên quan liên quan đến việc sử dụng SCADA từ đưa giải pháp kỹ thuật tối ưu để nâng cấp hệ thống SCADA hữu đảm bảo vận hành an tồn, liên tục, tin cậy áp dụng giải pháp cho trạm chuẩn bị đưa vào không người trực vận hành III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 08/04/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 28/07/2019 V CÁN BỘ HƢỚNG DẪN : TS Huỳnh Quang Minh Tp HCM, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƢỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Cô giáo, Nhà khoa học với Khoa Đào tạo Sau Đại học Khoa Điện - Điện Tử - Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM tận tình giảng dạy hướng dẫn giúp đỡ Tơi trình học tập nghiên cứu Trường Bên cạnh đó, Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo Tổng Công ty Điện lực TP.HCM Ban Giám Đốc Công ty Lưới Điện Cao Thế TP.HCM tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ Tôi trình học tập nghiên cứu chuyên đề luận văn Đặc biệt Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy TS Huỳnh Quang Minh - Khoa Điện – Điện tử tận tình hướng dẫn, giúp đỡ Tơi q trình nghiên cứu để Tơi hồn thành luận văn Trong q trình thực làm luận văn Tơi cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu để hoàn thành mục tiêu đề luận văn Nhưng thời gian trình độ chun mơn cịn hạn chế, nên luận văn tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận góp ý chân thành Thầy Cô giáo, Nhà khoa học bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện bổ sung trình nghiên cứu tiếp nội dung liên quan đến vấn đề Xin trân trọng cám ơn! Tp.HCM, tháng 08 năm 2019 Tác giả TRẦN VĂN ANH DŨNG TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ Luận văn giới thiệu tổng quan qui mô quản lý lưới điện 110/220kV Công ty Lưới điện Cao Thế thuộc Tổng Cơng ty điện lực thành phố Hồ Chí Minh Luận văn nêu khái niệm, định nghĩa cho nhìn bao quát thiết bị trạm biến áp trung gian 110/220kV Trong thống kê trạng vận hành phân tích đánh giá chi tiết thiết bị thứ, mạch nhị thứ, hệ thống rơ le bảo vệ, trạm không người trực, hệ thống SCADA trạm trung gian 110/220kV khu vực thành phố Hồ Chí Minh Giới thiệu chi tiết hệ thống điều khiển sử dụng RTU, qui định cấu hình hệ thống điều khiển cho trạm biến áp truyền thống, trạng vận hành hệ thống RTU đánh giá ưu, khuyết điểm hệ thống sử dụng RTU trạm Giới thiệu chi tiết hệ thống điều khiển tích hợp, yêu cầu hệ thống điều khiển tích hợp, giới thiệu đáng giá ưu, khuyết điểm hệ thống điều khiển tích hợp sử dụng phần mềm SURVALENT, AREVA (SCHNEIDER), SIEMENS, SEL, TOSHIBA, Mai Phương đánh giá chung ưu, khuyết điểm hệ thống điều khiển tích hợp Từ phân tích, đánh giá tình trạng vận hành phần tử hệ thống SCADA luận văn đưa đề xuất giải pháp, chuẩn hóa để nâng cao độ tin cậy hệ thống SCADA cách đề xuất giải pháp chi tiết cho phần tử hệ thống : Đối với thiết bị thứ, mạch nhị thứ, IED, RTU, hệ thống điều khiển tích hợp Kết nghiên cứu luận văn sử dụng làm tài liệu tham khảo cho Công ty Lưới điện Cao Thế tổng công ty Điện lực thành phố Hồ Chí Minh việc cải tạo, nâng cấp, chuẩn hóa thiết bị hệ thống SCADA trạm hữu trạm có kế hoạch xây dựng mới, đặc biệt áp dụng để nâng cao tỉ lệ thao tác xa thành công theo mong muốn tổng công ty Điện Lực TP.HCM EVN SUMMARY OF DOCTORAL DOCUMENTS The thesis has introduced an overview of the scale of managing 110 / 220kV power grid of High Voltage Grid Company under Ho Chi Minh City Electricity Corporation The thesis outlines the concepts and definitions and gives us an overview of the main equipment in the 110 / 220kV intermediate substation In which, statistics of operating status and detailed analysis and evaluation of secondary equipment, secondary circuit, protection relay system, unmanaged station, SCADA system at regional 110 / 220kV intermediate stations Ho Chi Minh City Introduce details about the control system using RTU, regulate the configuration of the control system for traditional substations, the status of operation of the RTU system and evaluate the pros and cons of the system using RTU at the current station Introducing in detail the integrated control system, requirements for integrated control system, introduction and value of advantages and disadvantages of integrated control system using software SURVALENT, AREVA (SCHNEIDER) , SIEMENS, SEL, TOSHIBA, Mai Phuong and general evaluation of the pros and cons of the integrated control system From the analysis and evaluation of the operation status of the main components in the SCADA system, the dissertation proposes solutions and standardization to improve the reliability of SCADA system by proposing detailed solutions for each main element in the system such as: For second-order equipment, secondary circuit, IEDs, RTUs, integrated control systems The results of the thesis can be used as a reference for Cao The Power Grid Company and Ho Chi Minh City Power Corporation in improving, upgrading and standardizing equipment and systems SCADA in existing stations and stations has new construction plans, especially applied to improve the success rate of remote operations as desired by HCMC Power Corporation and EVN LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu riêng Tôi hướng dẫn TS.Huỳnh Quang Minh Các số liệu, kết tính tốn nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cám ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tp.HCM, tháng 08 năm 2019 Tác giả TRẦN VĂN ANH DŨNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MC Máy cắt DCL Dao cách ly PT Máy biến điện áp CT Máy biến dòng điện OLTC Bộ điều nấc tải SCTX Sửa chữa thường xuyên SCL Sửa chữa lớn ĐTXD Đầu tư xây dựng BCU Bộ điều khiển mức ngăn (Bay Control Unit) ĐK-BV Điều khiển-bảo vệ EVN Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam GIS Thiết bị đóng cắt cách điện khí SF6 HTĐ Hệ thống điện IED Thiết bị điện tử thông minh KNT Không người trực LAN Mạng kết nối cục bộ(Local Area Network) MBA Máy biến áp ODF Giá phân phối cáp quang(Optical Distribution Frame) OSC Trung tâm giám sát vận hành (Operations System Center RTU Thiết bị đầu cuối (Remote Terminal Unit) SCADA Hệ thống giám sát thu thập thông tin(Supervisory Control and Data Acquisition System) TBA Trạm biến áp TTĐĐ Trung tâm điều độ TTĐĐ TP.HCM Trung tâm điều độ Thành phố hồ chí minh HMI Giao diện người –máy (Human Machine Interface) DAS/DMS Tự động hóa lưới điện trung EVN HCMC Tổng cơng ty điện lực thành phố Hồ Chí Minh DANH MỤC CÁC HÌNH Số hình Tên hình Trang Hình 2.1 Trạm Biến áp 110kV ngồi trời Hình 2.2 Trạm Biến áp GIS 110kV nhà Hình 2.3 Máy biến 250MVA – 220kV/110kV/22kV Hình 2.4 Máy biến 63MVA –110kV/22kV Hình 2.5 Máy cắt khí SF6 - 110kV Hình 2.6 Máy cắt hợp 22kV 10 Hình 2.7 Máy cắt hợp Compact 10 Hình 2.8 Dao cách ly 11 Hình 2.9 Máy biến dịng máy biến điện áp 12 Hình 2.10 Thanh 12 Hình 2.11 Tủ trung gian ngồi trời 16 Hình 2.12 Tủ điều khiển bảo vệ ngồi trời 17 Hình 2.13 Tủ trung gian nhà bay 18 Hình 2.14 Tủ trung gian nhà GIS 19 Hình 2.15 Tủ hợp máy cắt ngồi trời 22kV22kV 20 Hình 2.16 Cấu trúc hệ thống giám sát điều khiển trạm biến áp 30 Hình 2.17 Sơ đồ cấu trúc vận hành hệ thống giám trạm 110kV 32 Hình 3.1 Thiết bị RTU 33 Hình 3.2 Subrack 560CSR01 34 Hình 3.3 Mạng Fieldnet 34 Hình 3.4 Card vi xử lý 560CMU05 35 Số hình Tên hình Trang Hình 3.5 Card DI 23BE23 36 Hình 3.6 Card Didital Output 23BA20 37 Hình 3.7 Card Didital Output 38 Hình 3.8 Card truyền thơng 560CMU 39 Hình 3.9 Sơ đồ truyền thơng RTU560 39 Hình 3.10 Sơ đồ mạch truyền tín hiệu đến RTU560 40 Hình 3.11 Sơ đồ mạch điều khiển thiết bị từ RTU 41 Hình 3.12 Sơ đồ cấu trúc hệ thống SCADA sử dụng RTU 45 Hình 3.13 Tủ transducer 46 Hình 3.14 Tủ thơng tin quang 47 Hình 4.1 Sơ đồ giao diện hệ thống điều khiển tích hợp 51 Hình 4.2 Cấu hình hệ thống trạm tích hợp IEC 61850 55 Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúa hệ thống điều khiển tích hợp SURVALENT 57 Hình 4.4 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển tích hợp AREVA 58 Hình 4.5 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển tích hợp SIEMENS 60 Hình 4.6 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển tích hợp SEL 63 Hình 4.7 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển tích hợp TOSHIBA 64 Hình 4.8 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển tích hợp Mai Phương 66 Hình 5.1 Mơ hình chuẩn hóa mạch nhị thứ 85 Hình 5.2 Sơ đồ truyền tín hiệu trung tâm điều độ OSC 92 Hình 5.3 Sơ đồ thay hệ thống điều khiển ATS SURVALENT 100 Hình 5.4 Sơ đồ cấu trúc trạm truyền thống sử dụng RTU XCEL 101 Hình 5.5 Sơ đồ thay hệ thống điều khiển truyền thống Gateway Survalent 101 LUẬN VĂN THẠC SỸ - Mất kết nối tín hiệu Scada truyền Trung Tâm Điều Độ - Khơng có khả mở rộng thêm tín hiệu cần thiết để theo dõi hệ thống từ xa - Các RTU XCELL, RTU211 loại cũ, tốc độ xử lý chậm, tín hiệu thu thập chập chờn, khơng ổn định, thường xuyên tín hiệu, nhớ hạn chế Do theo thống kê tình hình vận hành tình trạng RTU nêu trên, đồng thời để đảm bảo đáp ứng yêu cầu hệ thống SCADA Đề xuất giải pháp đầu tư trang bị dự phòng thay RTU Card RTU theo chế độ vận hành Redundancy (dự phòng thêm card CMR) nhằm : − Đáp ứng yêu cầu bảo mật hệ thống điều khiển − Nâng cao độ ổn định tin cậy vận hành hệ thống SCADA (theo chế độ dự phòng) − Đảm bảo hệ thống điều khiển trạm biến áp vận hành ổn định, thông tin thu thập thông suốt, hệ thống thao tác từ xa qua SCADA thực tốt, tăng khả đảm bảo cung cấp điện trạm biến áp không người trực vận hanh − Đảm bảo tiêu chí trạm khơng người trực, có giao thức kết nối truyền liệu cấp điều độ trung tâm OSC theo tiêu chuẩn kết nối: + Kết nối điều độ miền Nam: IEC61850-101 104; + Kết nối điều độ TPHCM: IEC61850-104; + Kết nối trung tâm OSC cao thế: IEC61850-104; − Đáp ứng số lượng địa để cấu hình bổ sung để đáp ứng theo qui đinh 55 Cục Điều Tiết Điện Lực qui định 176 Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam Cụ thể giải pháp đầu tư trang bị dự phòng thay RTU Card RTU theo chế độ vận hành Redundancy (dự phòng thêm card CMR) sau : HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Trang 88 LUẬN VĂN THẠC SỸ + Tình trạng thiết bị RTU 560 hữu trạm biến áp Stt Tên Trạm Card CMU02 CMU05 23AE23 Tân Bình 560PSR00 23AB20 23BE23 2 2 4 12 Bà 1 Củ Chi 110 Gò Vấp LĐ Điểm Vĩnh Lộc 2 Cần Giờ 1 An Nghĩa 1 NSài Gòn 2 2 Mỹ 2 Tân Thuận 2 Chánh 2 0 2 0 2 Minh 15 10 11 12 13 14 15 16 Việt Thành Phú Hưng Hưng Trường Đua Chợ Lớn Lê Xuân Tân Tạo HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Trang 89 LUẬN VĂN THẠC SỸ 17 Bến Thành 0 18 ĐaKao 0 19 Hoà Hưng 1 2 Hùng 2 0 15 0 Đức 13 20 21 22 23 Vương Linh Trung Thị Nghè Thủ Đông 24 Xa Lộ 2 25 Bình Triệu 2 26 Thanh Đa 2 Linh 15 NSài Gòn 2 27 28 Trung + Đề xuất trang bị dự phòng, thay RTU sau : a Trạm 110kV Bình Triệu, Lưu Động Bà Điểm: Đơn vị Số lượng Substrack 560SFR02 Bộ 01 Tủ Rack RTU (800x800x2200mm) Card 560CMR02 (kèm flash card license 5000 points) Card nguồn 560PSR00 Nguồn 560PSU4 Input: 24-60VDC Output: 24VDC Bộ 01 Bộ 04 Bộ 02 Stt Tên vật tư HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG Bộ 01 MSHV: 1670799 Ghi Loại RTU ABB560 có kèm phụ kiện Trang 90 LUẬN VĂN THẠC SỸ Bộ chuyển đổi nguồn 110VDC/48VDC 20A Đồng hồ Lantime M100 + Anten Analog Input module, 12 input (48 20mA) Binary Input module, 64 input Bộ 01 Bộ 01 Bộ 02 Bộ 03 10 Binary Output module, 16 output Bộ 02 11 23XS40 R1001 (100pcs) Cái 06 Đơn vị Số lượng Bộ 01 Bộ 02 Bộ 02 Bộ 01 Bộ 01 Bộ 01 Bộ Cái 10 (Bus Connect + connect cable) flash card 5000point x b Trạm 110kV Vĩnh Lộc: Stt Tên vật tư Substrack 560SFR02 Card 560CMR02 (kèm flash card license 5000 points) Card nguồn 560PSR00 Nguồn 560PSU4 Input: 24-60VDC Output: 24VDC Bộ chuyển đổi nguồn 110VDC/48VDC 20A Đồng hồ Lantime M100 + Anten Analog Input module, 12 input (420mA) 23XS40 R1001 (100pcs) Ghi Loại RTU ABB560 có kèm phụ kiện (Bus Connect + connect cable) flash card 5000point x c Đối với trạm sử dụng RTU560 Single CMU: Trạm 110kV Thủ Đức Đơng, Linh Trung 2, Gị Vấp Stt Tên vật tư Đơn vị Số lượng Substrack 560SFR02 Card 560CMR02 (kèm flash card license 5000 points) Nâng cấp 01 flash card license 750dp lên 5000dp Bộ Bộ Bộ HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Ghi Loại RTU ABB560 có kèm phụ kiện (Bus Connect + connect cable) Trang 91 LUẬN VĂN THẠC SỸ Nguồn 560PSU4 Input: 24-60VDC Output: 24VDC Bộ chuyển đổi nguồn 110VDC/48VDC 20A Đồng hồ Lantime M100 + Anten 23XS40 R1001 (100pcs) Bộ 01 Bộ 01 Bộ Cái 31 flash card 5000point x d Đối với trạm sử dụng RTU560 Double CMU: Trạm 110kV Hòa Hưng, Hùng Vương, Xa Lộ, Củ Chi, Tân Bình 1, Cần Giờ, An Nghĩa, Nam Sài Gịn 1, Nam Sài Gòn 2, Việt Thành, Phú Mỹ Hưng, Tân Thuận, Chánh Hưng, Trường Đua, Chợ Lớn, Tân Tạo Stt Tên vật tư Đơn vị Số lượng Bộ 01 Bộ 02 Bộ 02 Subcrack 560SFR02 Card 560CMR02 (kèm flash card license 5000 points) Nâng cấp 02 flash card license 750dp lên 5000dp Card nguồn 560PSR00 Bộ 01 Đồng hồ Lantime M100 + Anten Bộ 01 23XS40 R1001 (100pcs) Cái 02 Ghi Loại RTU ABB560 có kèm phụ kiện (Bus Connect + connect cable) flash card 5000point x e Đối với trạm sử dụng RTU560 Triple CMU : Trạm 110kV Thị Nghè, Thanh Đa, Đa Kao, Bến Thành, Lê Minh Xuân,Linh Trung Đơn vị Số lượng Bộ 01 Card 560CMR02 (kèm flash card license 5000 points) Đồng hồ Lantime M100 + Anten Bộ 01 23XS40 R1001 (100pcs) Cái 01 Stt Tên vật tư HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Ghi Loại RTU ABB560 có kèm phụ kiện (Bus Connect + connect cable) flash card 5000point x Trang 92 LUẬN VĂN THẠC SỸ 5.7 Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng SCADA trạm sử dụng hệ thống điều khiển tích hợp hữu Tuân thủ theo định 176/QĐ-EVN ngày 04/3/2016 việc ban hành Quy định Hệ thống điều khiển tích hợp trạm biến áp 500kV, 220kV, 110kV tập đồn Điện lực Việt Nam, sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển tích hợp trạm biến áp sau : Hiện Công ty Lưới Điện Cao Thế Tp.HCM quản lý hệ thống điều khiển tích hợp 30 trạm trung gian 110, 220kV sử dụng nhiều thiết bị, phần mềm nhiều nhà sản xuất khác : - Phần mềm ATS : 13 trạm - Phần mềm PACIS SCHNEIDER : trạm - Phần mềm Mai Phương : trạm ; có trạm sử dụng Gateway Mai Phương + RTU XCEL - Phần mềm SICAM PAS SIEMENS: trạm - Phần mềm SURVALENT : trạm - Phần mềm TOSHIBA : trạm HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Trang 93 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trong Tổng cơng ty Điện Lực Tp.HCM gần làm chủ công nghệ phần mềm Survalent Việc cấu hình, thay thế, sửa chữa thiết bị, mở rộng phần mềm cịn lại gặp nhiều khó khăn phải liên hệ nhà sản xuất tốn nhiều thời gian, chi phí Một số phần mềm Sicam Pas Siemens, PACIS Schneider, Toshiba lõi thời, độ tin cậy không cao, thường xuyên kết nối, tín hiệu dẫn đến phải tái lập ca trực vận hành lâu dài làm giảm nâng suất lao động tồn Tổng cơng ty Như để nâng cao vận hành hệ thống SCADA, đáp ứng yêu cầu trạm khơng người trực, chuẩn hóa mơ hình SCADA trạm, tiếp cận làm chủ công nghệ, tự thực cơng việc liên quan đến cấu hình, xử lý cố, mở rộng phần mềm…đề xuất giải pháp sử dụng Gateway Survalent làm chủ hoàn tồn cơng nghệ để thực thay phần mềm nhà sản xuất khác kế hoạch sửa chữa lớn, nâng cấp hệ thống điều khiển tích hợp hàng năm với pháp cải tạo sau : • Gỡ bỏ hệ thống điều khiển máy tính bị hư hỏng trạm • Trang bị Máy tính cơng nghiệp phần mềm SURVALENT để làm Gateway, thay cho hệ thống điều khiển tích hợp hữu • Trang bị đồng hồ Multimeter cho tủ cao, trung (nếu thuộc hệ cũ) • Cấu hình kết nối thử nghiệm lại toàn hệ thống SCADA trạm HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Trang 94 LUẬN VĂN THẠC SỸ Hình 5.3 Sơ đồ thay hệ thống điều khiển ATS SURVALENT Cải tạo hệ thống điều khiển tích hợp ATS sang sử dụng phần mềm SURVALENT Tiến độ dự kiến thực hồn tất : Giai đoạn 01 : 02 tháng • Lập phương án chi tiết tổ chức mua sắm “Gateway SURVALENT” Giai đoạn 02 : 02 tháng • Lắp đặt cấu hình hệ thống Gateway SURVALENT • Đấu nối hệ thống nguồn, hệ thống mạng cho Gateway Survalent • Cấu hình hệ thống SCADA trạm, thực kết nối với I/O Module, Relay, Multimeter trạm • Thí nghiệm kiểm tra hệ thống cho hạng mục công tác không cần cắt điện Giai đoạn 03 : 01 tháng – cắt điện thi cơng Cần cắt điện tồn trạm để kiểm tra mạch liên động HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Trang 95 LUẬN VĂN THẠC SỸ • Kết nối trực tiếp từ hệ thống Survalent đến hệ thống BCU, Relay, Multimeter hữu trạm • Thí nghiệm chỉnh thiết bị, kiểm tra tín hiệu, thử thao tác trung tâm Điều Độ OSC Cao Thế Ngồi ta có giải pháp nâng cấp, cải tạo trạm truyền thống sử dụng RTU sang trạm sử dụng hệ thống điều khiển tích hợp với phần mềm lõi Gateway SURVALENT Hình 5.4 Sơ đồ cấu trúc trạm truyền thống sử dụng RTU XCEL Hình 5.5 Sơ đồ thay hệ thống điều khiển truyền thống Gateway SURVALENT HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Trang 96 LUẬN VĂN THẠC SỸ • Gỡ bỏ hệ thống RTU Xcell vận hành từ năm 2008 • Trang bị Máy tính cơng nghiệp phần mềm SURVALENT để làm Gateway • Trang bị I/O Module độc lập theo giao thức IEC 61850 để thu thập tín hiệu SCADA cho ngăn lộ 110kV, 22kV IED không đáp ứng giao thức IEC 61850 • Trang bị BCU độc lập theo giao thức IEC 61850 để thu thập tín hiệu SCADA cho ngăn lộ 110kV, 22kV IED đáp ứng giao thức IEC 61850 • Cấu hình kết nối thử nghiệm lại toàn hệ thống SCADA trạm Tiến độ dự kiến thực hoàn tất : Giai đoạn 01 : 02 tháng • Gỡ bỏ hệ thống RTU Xcell, RTU211 vận hành lâu năm • Lập phương án đấu nối sẵn “Khối nhị thứ SCADA” ngăn lộ • Lập phương án chi tiết tổ chức mua sắm “Gateway SURVALENT, trang bị bổ sung I/O Module thiết bị liên quan” Giai đoạn 02 : 01 tháng • Lắp đặt I/O Module trang bị mới, đấu nối với “Khối nhị thứ SCADA” chuẩn bị • Đấu nối hệ thống nguồn, hệ thống mạng cho I/O Module Gateway Survalent • Cấu hình hệ thống SCADA trạm, thực kết nối với I/O Module, Relay, Multimeter trạm • Thí nghiệm kiểm tra hệ thống cho hạng mục công tác không cần cắt điện Giai đoạn 03 : 01 tháng – cắt điện thi công Thời gian cắt điện phụ thuộc vào lịch cắt điện, cắt ngăn cắt hay lập tồn trạm • Lắp đặt mạch điều khiển, báo động “Khối nhị thứ SCADA” mạch nhị thứ trạm • Thí nghiệm chỉnh thiết bị trạm, kiểm tra tín hiệu, thử thao tác trung tâm Điều Độ OSC Cao Thế HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Trang 97 LUẬN VĂN THẠC SỸ CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Việc sử dụng hiệu hệ thống SCADA trạm biến áp trung gian để quản lý vận hành, điều khiển-giám sát thiết bị, xử lý cố nhanh chóng nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện an toàn liên tục, giảm thiểu chi phí quản lý vận hành bảo dưỡng, giảm nhân viên vận hành yêu cầu thật cần thiết q trình đại hóa hệ thống điện, bước đưa trạm biến áp có cấp điện áp 110/220kV vào vận hành khơng người trực hồn tồn Việc ứng dụng thành tựu khoa học - kỹ thuật - công nghệ áp dụng vào hệ thống điều khiển tích hợp điều khiển trạm biến áp bước phát triển chắn thay hoàn toàn trạm điều khiển truyền thống sử dụng RTU Qua làm cho hệ thống SCADA hoạt động tin cậy, đảm bảo vận hành an toàn, giúp trung tâm điều khiển xa nắm bắt thông tin cách cụ thể xác tình trạng vận hành thiết bị trạm biến áp Như việc nâng cao độ tin cậy, chuẩn hóa hệ thống SCADA đáp ứng yêu cầu không người trực vận hành trạm biến áp, giảm thiểu hư hỏng, thao tác xa khơng thành cơng q trình vận hành dẫn đến phải tái lập ca trực vận hành yêu cầu cần thiết đòi hỏi ta cần phải thống kê, đánh giá, phân tích, có giải pháp thiết thực, lộ trình thực hiện, chuẩn bị nhân lực để làm chủ cơng nghệ, chuẩn hóa hệ thống mạch nhị thứ, SCADA, nguồn chi phí thực hiện…từ thực tế vận hành hệ thống SCADA Tổng Công Ty Điện Lực TP.HCM ta thấy cần phải xem xét khả tự thực hiện, tự làm chủ công nghệ từ đưa định hướng phát triển sau + Khả làm chủ công nghệ : - Về IED: nắm bắt cơng nghệ, có khả cấu hình theo giao thức IEC 61850 cho chủng loại IED phổ biến SCHNEIDER, ABB, SIEMENS, SEL - Về BCU: nắm bắt cơng nghệ, có khả cấu hình theo giao thức IEC 61850 cho BCU hãng TOSHIBA HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Trang 98 LUẬN VĂN THẠC SỸ - Về RTU/Gateway: nắm bắt cơng nghệ, có khả cấu hình theo giao thức IEC 61850 (kết nối với IED, BCU) giao thức 60870-5-104 (kết nối với A2, TTĐĐ TP.HCM, OSC) cho loại RTU 560/ABB phần mềm Gateway SURVALENT 6.2 Định hướng phát triển Qua việc phân tích, đánh giá đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống thứ, nhị thứ, IED, hệ thống RTU, hệ thống điều khiển tích hợp chương cho ta thấy hệ thống SCADA, hệ thống điều khiển tích hợp trạm trung gian 110/220kV Tổng công ty Điện Lực TP.HCM quản lý sử dụng nhiều thiết bị, nhiều loại IED, phần mềm điều khiển nhiều nhà sản xuất khác nhau, việc cấu hình, thay thế, sửa chữa thiết bị, phần mềm liên quan đến hệ thống điều khiển tích hợp gặp nhiều khó khăn phải liên hệ nhà sản xuất tốn nhiều thời gian chi phí Vì việc chuẩn hóa, nâng cao độ tin cậy hệ thống SCADA thành cơng ta cần có kế hoạch ứng dụng giải pháp vào trạm cải tạo thay dần thiết bị có cơng nghệ cũ, lạc hậu trạm truyền thống theo lộ trình phù hợp với điều kiện kinh tế cụ thể sau : - Đối với trạm biến áp đầu tư xây dựng cần trang bị hệ thống điều khiển tích hợp (đã làm chủ cơng nghệ) với số tiêu chí chuẩn hóa sau : + Chuẩn hóa vị trí lắp đặt tủ điều khiển, bảo vệ, thiết kế vẽ thi công mạch nhị thứ (kể sơ đồ liên động), sơ đồ đấu nối tủ điều khiển, bảo vệ tự gia công, trước q trình thi cơng để chuẩn hóa áp dụng sau + Chuẩn hóa mơ hình đồng hóa IED với tiêu chí trạm có 01 02 chủng loại IED (của 01 02 nhà sản xuất) đáp ứng tiêu chí giao tiếp máy tính, điều khiển xa SCADA, lưới điện thơng minh DAS/ DMS Ngoài cần đầu tư mua sắm chủng loại IED nhà sản xuất tiếng SEL, Siemens, Schneider làm chủ công nghệ + Chuẩn hóa hệ thống điều khiển tích hợp cách sử dụng phần lõi Gateway SURVALENT phần mềm khác làm chủ cơng nghệ để HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Trang 99 LUẬN VĂN THẠC SỸ tự cấu hình, thay thế, sửa chữa thiết bị, mở rộng phần mềm thuận lợi sau - Đối với trạm biến áp cũ vận hành theo kiểu trạm truyền thống, hệ thống trang thiết bị lạc hậu khơng phù hợp tình hình đại hóa hệ thống lưới điện nay, cần nhanh chóng cải tạo thay với lộ trình đề xuất sau : - Thiết bị thứ tủ hợp 22kV : + Đề xuất đưa vào hế hoạch SCL hàng năm để tiến hành thay nhanh chóng trạm có thiết bị thứ lạc hậu, vận hành 10 năm thực công tác kiểm tra bảo trì định kỳ qui định - Hệ thống mạch nhị thứ : + Đề xuất thực sớm giải pháp trạm có hệ thống mạch nhị thứ thuộc nhóm nhóm chi phí thực khơng cao + Tiếp theo đề xuất thực lắp máy lạnh mini tạm vào tủ trung gian trời trạm có hệ thống mạch nhị thứ thuộc nhóm thực giải pháp xây dựng nhà bay kế hoạch cải tạo trạm sau + Đề xuất đưa vào kế hoạch thực trạm có hệ thống mạch nhị thứ thuộc nhóm chi phí thực tương đối lớn, phạm vi cắt điện rộng, thời gian thi công kéo dài - Hệ thống IED : + Tổ chức thống kê đưa vào kế hoạch thay IED vận hành 10 năm, IED thường bị lỗi, vận hành không tin cậy, IED không đáp ứng lưới điện thông minh + Đề xuất thống kê thay dần trạm sử dụng nhiều loại IED nhiều nhà sản xuất khác Ưu tiên thực trạm có IED thuộc nhiều nhà sản xuất nhất, xem xét chuyển đổi IED qua lại trạm để đảm bảo tính đồng mà khơng cần mua sắm - Hệ thống RTU : + Đề xuất đưa vào kế hoạch để trang bị RTU, Card dự phòng theo giải pháp mục 5.6 HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Trang 100 LUẬN VĂN THẠC SỸ - Hệ thống điều khiển tích hợp : + Đề xuất có kế hoạch thực giải pháp mục 5.7 Lưu ý : thực kế hoạch cần phải bám sát tiêu chí chuẩn hóa, giải pháp nêu chương V nhằm bước hồn thiện, chuẩn hóa thiết bị trạm tiến tới hạn chế tối đa tỉ lệ thao tác xa khơng thành cơng - Ngồi đề xuất thực sau : + Đánh giá khả đáp ứng nguồn nhân lực hữu việc giao thực cho dự án trạm biến áp 110kV sau này, đảm bảo tiến độ chất lượng cơng trình, khả làm chủ cơng tác thí nghiệm, bảo trì, sửa chữa, phát triển mở rộng hệ thống cần thiết + Đào tạo chuyên gia tự động hóa Tổng công ty để bước nắm bắt làm chủ công nghệ phần mềm sử dụng hệ thống SCADA hữu trạm Hạn chế đề tài : Do thời gian nghiên cứu có hạn, đề tài đánh giá trạng đưa giải pháp, định hướng phát triển để chuẩn hóa, nâng cao độ tin cậy hệ thống SCADA trạm biến áp trung gian 110/220kV Tuy chưa có số liệu cụ thể để đánh giá hiệu tổng thể việc chuẩn hóa nâng cao độ tin cậy hệ thống SCADA đề tài đề xuất giải pháp cải tạo phần hệ thống SCADA hữu định hướng phát triển giúp ta thấy rõ việc áp dụng giải pháp để nâng cao hệ thống SCADA hữu định hướng phát triển sau thiết thực cần thiết giai đoạn tương lai HVTH: TRẦN VĂN ANH DŨNG MSHV: 1670799 Trang 101 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH TRÍCH NGANG: Họ & tên: Trần Văn Anh Dũng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 11/11/1973 Nơi sinh: TP.HCM Địa liên lạc : 31/1C Ấp xã Xuân Thới Sơn – Hóc Mơn – TP.HCM II Q TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Tại chức Thời gian đào tạo: Năm 1998 đến 2007 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM Ngành học: Kỹ Thuật Điện – Điện Tử III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI ĐI LÀM: Thời gian Nơi công tác Từ 2000 đến Công ty Lưới điện Cao Thế TP.HCM ... sinh: TP. HCM Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số : 60520202 I TÊN ĐỀ TÀI: Phân tích, đánh giá giải pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống SCADA trạm 110/220kV khu vực TP. HCM II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Phân. .. Từ phân tích trên, việc nghiên cứu đề tài : “ Phân tích, đánh giá giải pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống SCADA trạm 110/220kV khu vực TP HCM ” phù hợp cần thiết cho EVN HCMC việc vận hành trạm. .. nghiên cứu, phân tích, đánh giá hệ thống SCADA hữu trạm 110/220kV Tổng công ty Điện Lực TP. HCM quản lý từ đưa giải pháp kỹ thuật hiệu để nâng cao độ tin cậy hệ thống SCADA đảm bảo trạm vận hành