Relay1/XCBR1$ST$Loc$stVal Thiết bịlogic
1.2.3 Áp dụng tiêu chuẩn IEC61850 vào Việt Nam
Hiện nay việc ứng dụng công nghệ điều khiển tích hợp trạm biến áp trên cơ sở một hệ thống máy tính được kết nối với hệ thống thông tin liên lạc, Rơle bảo vệ, điều khiển thiết bịđiện, đo lường, điều khiển tựđộng hệ thống phân phối trong trạm biến áp là xu hướng chung của thế giới nhằm giảm chi phí đầu tư, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN) đã ban hành quy định kỹ thuật của hệ thống điều khiển tích hợp TBA, tuy nhiên vấn đề khó khăn nhất là khả năng tương thích về tiêu chuẩn kết nối giữa các thiết bị của các hãng khác nhau. Hầu hết các trạm biến áp tại Việt Nam được thiết kế theo kiểu truyền thống với hình thức điều khiển vận hành bằng tay, mặc dù có một số trạm biến áp có áp dụng công nghệđiều khiển bằng máy tính nhưng có cấu trúc đóng kín sử dụng các giải pháp và giao thức truyền tin riêng của nhà cung cấp hàng thay vì các tiêu chuẩn quốc tế thống nhất, nghĩa là người mua bị phụ thuộc hoàn toàn vào nhà cung cấp trong quá trình vận hành, bảo dưỡng và mở rộng hệ thống.Các thông tin thu thập và hiển thị trên giao diện người-máy chưa phong phú và thiếu một hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho phép người sử dụng khai thác một cách hiệu quả thông tin thu thập được.
Ở Việt Nam, các trạm biến áp xây mới hoặc hết hạn sử dụng đang được nâng cấp cũng được thay thế dần dần các thiết bị bảo vệ, thiết bịđóng cắt nhỏ gọn và có tính tự động hóa cao, các giao thức truyền thông cũng được lựa chọn để mang đến hiệu quả cao nhất trong quá trình làm việc của hệ thống. Để nâng cao tính cạnh tranh, thuận lợi cho quá trình mở rộng và phát triển hệ thống cũng như là góp phần giảm tổn thất kỹ thuật trong vận hành truyền tải và phân phối điện năng thì tiêu chuẩn truyền thông IEC 61850 được EVN lựa chọn cho các ứng dụng tựđộng hoá TBA và khả năng ứng dụng các chức năng tựđộng hóa TBA trên nền tảng giao thức truyền thông IEC 61850 và các hãng thiết bị khác nhau trong trạm biến áp có thể trao đổi được số liệu với nhau.
Hình 1.19 Các khả năng của tiêu chuẩn IEC 61850 trong ứng dụng tựđộng hoá TBA
EVN đã áp dụng tiêu chuẩn IEC 61850 cho việc thiết kế hệ thống tựđộng hóa cho trạm biến áp 500 kV và tất cả các trạm biến áp 220 kV của hệ thống điện Việt Nam. Còn đối với các trạm 110 kV các thiết bị điều khiển, giám sát và bảo vệ đã được trang bị các thiết bị kỹ thuật số nhưng với mức độ chưa cao nên sử dụng tiêu chuẩn IEC 61850 trong hệ thống liên lạc và truyền thông hầu như chưa được áp dụng.
+ Đối với các trạm 220 kV : EVN đã áp dụng giao thức truyền thông theo tiêu chuẩn IEC 61850 cho các trạm: Vĩnh Long, Thủ Đức, Trung Tâm Điều độ Công ty Điện lực TP Hồ Chí Minh.
Các thiết bị đóng cắt trạm 220 kV phải tuân theo các yêu cầu của phiên bản mới nhất của các tiêu chuẩn IEC sau đây:
+ Đối với các trạm 500 kV : EVN đã áp dụng giao thức truyền thông theo tiêu chuẩn IEC 61850 cho trạm Ô Môn, Phú Lâm.
Nếu trong trạm sử dụng thiết bị của một hãng cung cấp, có thể giao tiếp được trực tiếp với nhau nên để đưa chuẩn IEC 61850 vào thì chỉ phải nâng cấp firmware để các thiết bị có thể thích hợp được với chuẩn này.
Nếu trong một trạm sử dụng các thiết bị của các hãng khác nhau, mà mỗi hãng có các giao thức khác nhau chưa phát triển theo một giao thức chuẩn chung là IEC 61850 thì việc đưa IEC 61850 vào ứng dụng gặp nhiều khó khăn. Trong trường hợp
này khi áp dụng IEC 61850 để chuẩn hóa sự liên kết các thiết bị trong trạm thì cần có các giải pháp sau:
+ Nâng cấp, thay thế toàn bộ hệ thống bảo vệ, điều khiển:
Các trạm biến áp được xây dựng mới hiện nay với các thiết bị thứ cấp hiện đại, việc trang bị hệ thống điều khiển tích hợp trên các trạm này là đơn giản và mang lại hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật.
Đối với các trạm biến áp đang có hiện nay được xây dựng với thiết bị và vật liệu có tuổi thọ khác nhau. Thiết bị sơ cấp có tuổi thọ dài xấp xỉ 40 năm, thiết bị thứ cấp như thiết bị bảo vệ, điều khiển và thông tin liên lạc xấp xỉ 20 năm. Do đó thiết bị thứ cấp phải được nâng cấp một lần trong đời dự án của trạm biến áp. Có rất nhiều cách khác nhau để làm việc này và cũng có rất nhiều phương pháp khác nhau khi nâng cấp một trạm, có hai phương pháp được dùng phổ biến :
- Nâng cấp các bộ phận riêng biệt, từng bộ phận một và kéo dài trong thời gian lâu.
- Nâng cấp toàn bộ thiết bị nhị thứ của trạm – tất cả cùng một lúc.
Việc trang bị các hệ thống điều khiển tích hợp trên các trạm biến áp mới và hiện có là một chủ trương của EVN nhằm mục đích nâng cao chất lượng công tác vận hành, giảm thiểu thời gian gián đọan cung cấp điện. Việc trang bị sẽ tiến hành từng bước cho lưới truyền tải cũng như phân phối.
Hệ thống điều khiển tích hợp trạm cung cấp phương tiện cho EVN nhằm đạt được các lợi ích chiến lược của việc tích hợp các thông tin trạm và việc trao đổi thông tin rộng rãi trên toàn hệ thống. nhờđó các dự án trong tương lai khi cần đến các dữ liệu hệ thống điện có thể sử dụng cấu trúc hệ thống tích hợp, qua đó tối thiểu hoá được sự phát triển và duy trì hệ thống dữ liệu, mạng và giao diện cho người sử dụng. Các áp lực thúc đẩy EVN đối với dự án hệ thống tích hợp là do sự thay đổi nhanh chóng các điều kiện kinh doanh, các chiến lược của EVN, mục tiêu của các bộ phận và sự gia tăng nhanh chóng của các thiết bị điện tử thông minh IED trong lãnh vực này. Các dự án đang được xem xét để chuẩn bị đầu tư nếu cứ tiếp tục như trước đây sẽ
đòi hỏi phải nỗ lực gấp bội và sẽ tạo ra những ốc đảo tự động hoá đo đó việc tích hợp trong tương lai sẽ khó khăn và tốn kém.
Bên cạnh những chức năng chính của hệ thống tích hợp là tích hợp dữ liệu từ IED và các thiết bị ngoài trạm, hệ thống còn được yêu cầu hoạt động như một Server dữ liệu cho các ứng dụng và người sử dụng trong phạm và toàn EVN. Mục tiêu trước mắt của hệ thống tích hợp là cung cấp việc tích hợp các IED trong trạm nhờ đó có thể hỗ trợ cho các ứng dụng tựđộng hoá trong vận hành và bảo dưỡng theo mức độ mong muốn của các đơn vị quản lý vận hành.
+ Thay thế một phần các Rơle bảo vệ:
Khi thay thế một phần các Rơle bảo vệ yêu cầu nhà cung cấp phải khảo sát rất kỹ các thiết bị trong trạm biến áp cần trang bị hệ thống tự động hóa để có thể đưa ra phương án phù hợp nhất cho hệ thống trạm biến áp và đồng thời tiện cho việc kết nối và truyền thông giữa các thiết bị với nhau. Lúc đó cần phải thực hiện các hạng mục sau:
- Thay thế một số Rơle bảo vệ trong trạm không đủđiều kiện kết nối trao đổi thông tin bằng các Rơle kỹ thuật số thế hệ mới của các hãng khác nhau.
- Giữ lại một số các Rơle bảo vệ có( hoặc không có) chức năng điều khiển nhưng có hỗ trợ trong việc truyền thông và bổ sung các thiết bị điều khiển có modun mở rộng.
- Trang bị hệ thống mạng nội bộ, các thiết bị chuyển đổi giao thức truyền thông, liên kết mạng….
- Thiết kế hệ thống các phần mềm giao diện thực hiện kết nối giữa máy tính và các thiết bị nhằm mục đích điều khiển, thu nhập thông tin và truy xuất các dữ liệu từ các Rơle bảo vệ.
+ Bổ sung thiết bị xử lý trung tâm, giữ nguyên hệ thống bảo vệ, điều khiển hiện có tại trạm biến áp.
Bộ xử lý trung tâm của trạm biến áp phải dựa trên các chuẩn công nghiệp và khả năng liên kết mạng mạnh như Ethernet, TCP/IP, UNIX, Windows 2000 hoặc XP, Linux, v.v. Nó cũng phải hỗ trợ cấu trúc mở, các modul mở rộng thuận tiện cho
việc kết nối với các hệ thống ở cấp trên và cấp dưới, không có những giao tiếp hoặc sản phẩm độc quyền.
CHƯƠNG 2