(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu việc chuyển đổi từ trạm biến áp 110kv có người trực sang trạm biến áp không người trực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HUỲNH TẤN LINH NGHIÊN CỨU VIỆC CHUYỂN ĐỔI TỪ TRẠM BIẾN ÁP 110KV CÓ NGƯỜI TRỰC SANG TRẠM BIẾN ÁP KHÔNG NGƯỜI TRỰC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 SKC006078 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04 - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HUỲNH TẤN LINH NGHIÊN CỨU VIỆC CHUYỂN ĐỔI TỪ TRẠM BIẾN ÁP 110KV CÓ NGƢỜI TRỰC SANG TRẠM BIẾN ÁP KHÔNG NGƢỜI TRỰC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN MINH TÂM Tp Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2019 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: HUỲNH TẤN LINH Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 08/09/1982 Nơi sinh: Bến Tre Quê quán: Bến Tre Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: 20, ấp Phú Long, xã Phúc Đức, huyện Châu Thành, Bến Tre Điện thoại riêng: 0919514371 Điện thoại quan: 02753.554.113 E-mail:huynhlinh.sge@gmail.com AI QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ / đến / Nơi học (trường, thành phố): Cao đẳng điện lực TP.Hồ Chí Minh Ngành học: Hệ thống Điện Đại học: Hệ đào tạo: Vừa làm vừa học Thời gian đào tạo từ 10/2007 đến 05/2012 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM Ngành học: Điện công nghiệp Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Người hướng dẫn: Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 04/2018 đến 10/2019 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM Ngành học: Kỹ thuật điện Tên luận văn: Nghiên cứu việc chuyển đổi Trạm biến áp 110kV có người trực sang Trạm biến áp không người trực Ngày & nơi bảo vệ luận văn: Ngày 27-28/4/2019 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Minh Tâm Tiến sĩ: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo……/…… đến……./…… Tại (trường, viện, nước): Tên luận án: Người hướng dẫn: Ngày & nơi bảo vệ: Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Tiếng Anh, B1 Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp: BI Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Từ 2007-11/ 2018 12/2018 - IV CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ: Khơng có XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN ĐỊA PHƢƠNG (Ký tên, đóng dấu) Ngày 27 tháng năm 2019 Ngƣời khai ký tên Huỳnh Tấn Linh 89 7.2.3 Tự động điều khiển đóng/ngắt giàn tụ bù trạm biến áp 110/22kV Tự động đóng/ngắt giàn tụ bù 22kV TBA 110/22kV với mục đích giảm tối thiểu lượng cơng suất phản kháng (Q) phải chuyên chở đường dây để giảm tối thiểu tổn thất đường dây Hình 7.21 Lưu đồ tự động đóng tụ bù trạm có máy biến áp Hình 7.22 Lưu đồ tự động mở tụ bù trạm có máy biến áp 90 Hình 7.23 Tự động mở tụ bù trạm biến áp Bảng 7.2 Bảng kết khảo sát tụ bù sau ngày STT 91 CHƢƠNG 8: TIÊU CHÍ ĐỂ THÀNH LẬP TRẠM 110KV KHƠNG NGƢỜI TRỰC Tiêu chí để thành lập trạm 110kV khơng người trực Điều kiện cần: Xây dựng hệ thống SCADA trung tâm điều khiển xa Điều kiện đủ: - Thành lập đội thao tác lưu động - Xây dựng hệ thống truy xuất rơ le từ xa - Xây dựng hệ thống camera giám sát phòng cháy chữa cháy 8.1.1 Thành lập tổ thao tác lưu động a Định hướng chung: - Từng bước áp dụng giải pháp tự động hóa để giảm số lượng nhân viên vận hành trạm biến áp 110kV nhằm nâng cao suất lao động độ tin cậy cung cấp điện đồng thời đảm bảo vận hành an toàn lưới điện Mục tiêu đến năm 2020, toàn TBA 110kV trạm khơng có người trực vận hành Để thực thao tác đóng cắt xa từ TTĐK, cần hình thành đơn vị sau: - Trung tâm điều khiển trung tâm trang bị hệ thống sở hạ tầng cơng nghệ thơng tin, viễn thơng để giám sát, thao tác từ xa thiết bị nhóm nhà máy điện, nhóm TBA thiết bị đóng cắt lưới điện theo lệnh điều độ cấp điều độ có quyền điều khiển thiết bị thuộc TTĐK b Nhiệm vụ Tổ Thao tác lưu động: - Chấp hành lệnh huy thao tác, kiểm tra, xử lý cố Trưởng kíp TTĐK - Thực thao tác khơng thực từ xa tình vận hành bình thường xảy cố theo yêu cầu TTĐK - Thực biện pháp an toàn giao nhận trường cho nhóm cơng tác trạm biến áp lưới điện, trực trường thời gian có cơng tác - Tham gia, hỗ trợ xử lý cố cần thiết 92 - Thực xử lý bước đầu cố thiết bị SCADA, viễn thông TBA thiết bị lưới thuộc phạm vi quản lý Xử lý trở ngại mạch nhị thứ, thiết bị thứ không điều khiển - Kiểm tra định kỳ, giám sát, bảo dưỡng, sửa chữa thường xuyên thiết bị trạm biến áp - Kiểm tra định kỳ, bảo dưỡng, sửa chữa thường xuyên, xử lý cố hệ thống thông tin liên lạc, SCADA, mạng viễn thông cho SCADA - Thực công tác vệ sinh công nghiệp trạm biến áp thuộc phạm vi quản lý Trực bảo vệ TBA thời gian chưa th bảo vệ bên ngồi - Tham gia cơng tác phòng cháy chữa cháy, phòng chống lụt bão - Đối với trường hợp cần thiết, tổ thao tác huy động hỗ trợ cho tổ thao tác, TBA khác khu vực quản lý 8.1.2 Xây dựng hệ thống truy xuất rơ le từ xa a Yêu cầu chung: - Từ Trung tâm Điều khiển xa (TTĐKX) phải truy xuất tất Relay trạm biến áp (TBA) phạm vi quản lý TTĐKX - Tất thiết bị Relay bên trạm truy xuất TTĐKX, từ trạm truy xuất lẫn - Đường truyền thiết bị viễn thông sử dụng độc lập với hệ thống SCADA SPC để đảm bảo an ninh, bảo mật theo yêu cầu Trung tâm Điều hành SCADA Công ty Lưới điện Cao miền Nam b Mơ hình kết nối:  Tại Trung tâm điều khiển xa: - Router công nghiệp: Dùng để định tuyến đến địa Relay cần truy xuất giám sát ngăn chặn việc giả mạo địa IP TTĐKX - Switch cơng nghiệp: Nhiệm vụ tập trung kết nối trạm biến áp 110kV TTĐKX để xử lý - Máy tính truy xuất xa: Kết nối, truy xuất liệu Relay bảo vệ từ trạm biến áp thuộc phạm vi trung tâm điều khiển xa 93  Tại trạm biến áp 110kV: - Router công nghiệp: Nhiệm vụ lọc địa IP đường tín hiệu truy xuất từ Relay gửi TTĐKX - Switch công nghiệp: Nhiệm vụ kết nối từ trạm TTĐKX làm trung gian cho trạm khác kết nối TTĐKX phục vụ cho công tác truy suất Relay từ xa - Ethernet Switch: Nhiệm vụ tập trung kết nối tất Relay bảo vệ vận hành trạm biến áp Hình 8.1 Mơ hình kết nối truy xuất relay từ xa 8.1.3 Xây dựng hệ thống camera giám sát phòng cháy chữa cháy a Giải pháp: - Trang bị hệ thống camera giám sát an ninh, hệ thống báo cháy cho Trạm biến áp 110kV hệ thống server, phần mềm Trung tâm điều khiển mơ hình bên với tính để đảm bảo vận hành - giám sát từ xa chuyển đổi thành Trạm biến áp không người trực - Các thiết bị (camara, thiết bị báo cháy) kết nối đến Trung tâm điều khiển, giám sát khu vực qua phần mềm chuyên dụng đảm bảo chức thu 94 thập liệu, cảnh báo an ninh, quản lý thiết bị đồ GIS, gửi hình ảnh kiện đến người quản lý tin nhắn, Email, giám sát điều hành toàn trình xử lý kiện TBA, kết nối với quan an ninh PCCC địa phương, - Hệ thống phải tận dụng lại tất camera thiết bị báo cháy, chữa cháy tự động bán tự động trang bị TBA - Tận dụng hệ thống mạng đường truyền có sẳn EVNSPC để kết nối thiết bị TBA đến Trung tâm điều khiển, giám sát trang bị thêm Phần mềm giám sát Trung tâm phải đảm bảo kết nối tối thiểu 20 Trạm biến áp mà không giới hạn số lượng camera, thiết bị báo cháy, Hình 8.2 Mơ hình hệ thống camera giám sát phòng cháy chữa cháy b Hệ thống camera  Khu vực sân ngắt: - Khu vực hàng rào cổng Trạm: lắp đặt 06 camera IP giám sát bao quát hết xung quanh Trạm, loại camera cố định 2MP, hồng ngoại 40 mét, tích hợp tính tự động nhận dạng, chụp hình cảnh báo Trung tâm Vị trí lắp đặt tường rào Trạm - Khu vực MBA thiết bị thứ: lắp đặt 01 camera IP speed dome loại trời, hồng ngoại 100 mét, độ phân giải hình ảnh HD Megapixel, zoom xoay 95 360, IP66, tích hợp preset để quan sát rõ dao cách ly Ngoài camera tích hợp tự động quay vị trí định sẳn MBA, MC để chụp hình có xảy cháy nổ gửi Trung tâm Camera lắp đặt trụ chống sét  Khu vực nhà: - Phòng điều khiển: lắp đặt 01 camera IP speed dome loại nhà, hồng ngoại, độ phân giải HD Megapixel, zoom xoay 360 độ Camera lắp đặt trần phòng điều khiển - Phòng thiết bị 22kV: lắp đặt 02 camera IP speed dome loại nhà, hồng ngoại, độ phân giải HD Megapixel, zoom xoay 360 độ Vị trí lắp đặt tường phịng thiết bị hộp - Phịng thơng tin: lắp đặt 01 camera IP loại camera cố định 2MP, hồng ngoại, tích hợp tính tự động nhận dạng, chụp hình cảnh báo Trung tâm Vị trí lắp đặt tường phịng thơng tin c Thiết bị báo cháy:  Khu vực sân ngắt: Khu vực MBA 63MVA: lắp đặt 04 đầu dò nhiệt chống nổ 01 tủ đấu dây để kết nối đến tủ báo cháy trung tâm đặt Trạm  Khu vực nhà: - Phòng điều khiển: lắp đặt 02 đầu dò khói - Phịng thiết bị 22kV: lắp đặt 02 đầu dị khói - Phịng thơng tin: lắp đặt 01 đầu dị khói - Phịng Accu: lắp đặt 01 đầu dị khói 01 đầu dị nhiệt - Các đầu dị khói dị nhiệt kết nối đưa đến tủ điều khiển trung tâm lắp đặt phịng thơng tin Tủ điều khiển hỗ trợ kết nối truyền liệu Trung tâm qua đường mạng WAN/LAN sóng 3G, kết nối đến hệ thống chữa cháy hữu để kích hoạt hệ thống từ xa 96 Hình 8.3 Bố trí hệ thống camera giám sát phịng cháy chữa cháy 97 CHƢƠNG 9: KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN SCADATƢƠNG LAI Từ thực tế hệ thống SCADA/DMS trạng lưới điện 110kV, qua nghiên cứu luận văn kết đạt sau: Nắm bắt am hiểu phần mềm SCADA Đưa hướng dẫn cài đặt, sử dụng, tạo kết nối sở liệu, tạo giao diện HMI, sử dụng cú pháp bản… quản trị phần mềm SCADA Đưa giải thuật viết chương trình để giám sát điều khiển tự động nấc MBA từ hệ thống SCADA trung tâm thay cho rơ le điều áp tự động TBA 110kV bị hư hoạt động chưa ổn định để trì điện áp 22kV nằm ngưỡng từ 22.6 đến 23.1kV Đưa giải thuật viết chương trình để giám sát điều khiển tự động giàn tụ bù 22kV TBA 110kV từ hệ thống SCADA trung tâm để giảm tối thiểu trào lưu Q lưới điện Đánh giá, phát khuyết mức độ áp dụng mơ hình tự động hóa TBA 110kV để định hướng triển khai tương lai Tự động hóa TBA 110/22kV tự động hóa lưới điện trung bước việc triển khai điều khiển xa thiết bị lưới trung TBA 110kV không người trực Duy trì mức điện áp hướng đến 23kV 22kV TBA 110/22kV, kiểm soát trào lưu công suất phản kháng thấp lưới 110kV thực DAS vấn đề quan trọng cấp thiết xã hội mà tác động trực tiếp đến tổn thất, độ tin cậy lưới điện công tác Điều độ lưới điện Thơng qua đề tài, hình thành nhìn tổng quan thách thức tương lai lực lượng Điều độ đảm nhiệm công tác Điều độ lưới điện điều khiển xa TBA 110/22kV không người trực thao tác xa thiết bị lưới trung Qua đó, phát việc quản lý vận hành trào lưu công suất phản kháng Công ty Điện lực chưa tối ưu chưa kết hợp việc kiểm soát điện áp trào lưu công suất phản kháng 98 lưới điện Việc giám sát điều khiển tự động nấc MBA giàn tụ bù từ hệ thống SCADA phụ thuộc nhiều vào đường truyền chất lượng liệu đo đến Thơng qua đề án Tơi có số đề xuất sau: Sớm ứng dụng chức kiểm soát điện áp trào lưu công suất phản kháng hệ thống DMS nhằm giảm tối thiểu tổn thất lưới điện đồng thời điểm tối ưu cần bù lưới 22kV nhằm hạn chế tối đa đóng/ngắt nhiều máy cắt tụ bù 22kV Áp dụng chức DAS hệ thống DMS để giảm SAIDI/SAIFI tăng độ tin cậy cung cấp điện nhằm bước áp dụng tự động hóa lưới trung Sau triển khai thành công chức DAS cần xem xét triển khai tiếp chức tự động khác như: Chuẩn đoán, phát cảnh báo tình trạng lưới điện; tự động thay đổi kết lưới để vận hành tối ưu lưới trung Với trạm 110/22kV truyền thống trạm lai (vừa truyền thống vừa áp dụng tiêu chuẩn IEC61850) đánh giá trạng lập kế hoạch bước nâng cấp thành trạm tự động hóa (áp dụng tiêu chuẩn IEC61850) Đối với TBA 110kV áp dụng tiêu chuẩn IEC61850 cần triển khai gấp việc quy định quản lý vận hành, bảo trì, thí nghiệm hiệu chỉnh xử lý cố (quy định thiết bị sử dụng, phương pháp nhân để quản trị trạm tự động hóa theo IEC61850) Từ đến năm 2020, cần xem xét áp dụng chức tự động ngắt tải khôi phục tải, tự động thực điều chỉnh (điều nấc MBA, giàn tụ bù, …), tự động thao tác thiết bị để phối hợp chuyển tải, tự thao tác có cố tái lập sau cố Triển khai thêm cấp Process bus (IEC61850-9) lập trình mềm trạm để tăng thêm tính ổn định, an tồn liên tục trạm 10 Thành lập phận gồm hệ thống kênh phục vụ điều hành sản xuất, vận hành hệ thống điện (OT) hệ thống kênh phục vụ hệ thống quản trị doanh nghiệp điều hành kinh doanh (IT) để tổ chức đánh giá lại hệ thống an ninh bảo mật hữu, đưa tiêu chuẩn an ninh bảo mật cho hệ thống SCADA/DMS (tham khảo tiêu chuẩn quốc tế IEC, NERC CIP, ICS-CERT, NIST ứng dụng SIEM, Blacklist, Whitelist, IPS/IDS/FIREWALL, Test case, DATADIODE để ngăn ngừa 99 công), đưa quy định bảo mật mua sắm, kiểm tra trước lắp đạt kiểm soát trình vận hành… 11 Ngành điện cần sớm thống áp dụng tiêu chuẩn IEC61968 IEC61970 (CIM) để thống mơ hình chia liệu phần mềm phận OT IT Hiện ngành điện sử dụng nhiều phần mềm để quản lý điều hành sản xuất PMIS, HRMS, MDMS, CMIS, EPR…trong tương lai phận OT sử dụng SCADA, GIS, DMS, DAS, OMS… 12 Phải nắm phân quyền điều khiển thiết bị, qui trình phối hợp vận hành thiết bị, phối hợp thao tác xa để vận hành trạm biến áp 110kV không người trực cách an toàn, hiệu quả, tin cậy 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thơng tư Qui trình Điều độ HTĐ Quốc gia số 40/2014/TT-BCT ngày ban hành 5/11/2014 Bộ Công thương ban hành [2] Thơng tư Qui định Qui trình thao tác HTĐ Quốc gia số 44/2014/TT-BCT ngày ban hành 28/11/2014 Bộ Công thương ban hành [3] Thông tư Qui định Qui trình xử lý cố HTĐ Quốc gia số 28/2014/TT- BCT ngày ban hành 15/09/2014 Bộ công thương ban hành [4] Qui định xây dựng quản lý vận hành thiết bị SCADA Trạm biến áp nhà máy điện Tập đoàn Điện Lực Việt Nam ban hành kèm theo định số 1208/QĐ-EVN ngày 28/07/2008 [5] Qui định tiêu chuẩn kỹ thuật hệ thống điều khiển tích hợp cho TBA 110kV, 500kV Tập đoàn Điện lực Việt Nam [6] Bảo vệ Rơle tự động hóa hệ thống điện – GS Trần Đình Long [7] Qui định yêu cầu kỹ thuật quản lý vận hành hệ thống SCADA theo công văn số 55/QĐ-ĐTĐL Cục Điều Tiết Điện Lực ngày 22/08/2017 [8] Qui định Kỹ thuật hệ thống SCADA cho cơng trình trạm biến áp 110kV EVN SPC theo công văn số 1920/QĐ-EVN SPC ngày 09/06/2016 101 102 ... số trạm biến áp 110kV vận hành từ có người trực sang bán người trực đến không người trực Muốn thực chuyển đổi cần phải có số lộ trình chuyển đổi từ trạm biến áp 110kV có người trực sang không người. .. hợp chuyển đổi từ trạm biến áp 110kV có người trực sang trạm biến áp không người trực, cải tạo lại trạm hữu qui cách xây dựng trạm thực chức tự động hóa trạm khơng người trực Qua bước tiến đến trạm. .. án cải tạo trạm hữu điều đặc biệt phải xây dựng lại qui trình chuyển đổi từ trạm biến áp 110kV từ có người trực sang trạm biến áp khơng người trực chức tự động hóa trạm khơng người trực Với qui