5. Cấu trúc của luận văn
1.4. Hiện trạng hạ tầng mạng truyền dẫn
1.4.1. Hệ thống mạng LAN, WAN, INTERNET
- Mạng LAN: 12 mạng LAN (mạng kết nối các máy tính trong 1 tòa nhà) gồm 11 Truyền tải điện khu vựa, 01 văn phòng công ty.
- Ngoài ra tại nội bộ mỗi trạm biến áp đều có một mạng LAN để kết nối hệ thống máy tính điều khiển;
- Mạng WAN: Hệ thống dùng kết nối, trao đổi số liệu giữa Công ty Truyền tải điện 1 và các Truyền tải điện khu vực và các đơn vị trong toàn EVN, EVNNPT. Được thiết lập qua các đường:
- Mạng OTLAN dùng để kết nối các thiết bị trong trạm như: Công tơ đo đếm, FL, FR, giám sát dầu online, IP phone;
- MạngITLAN kết nối với nhau tạo thành ITWAN dùng cho hệ thống Hội nghị truyền hình, eoffice, các phần mềm dùng chung...và được kết nối Internet dùng chung phục vụ sản xuất;
- Các đường truyền tốc độ cao qua thiết bị truyền dẫn của Công ty Truyền tải điện 1: FOX 515, hiT 7025, hiT 7050, hiT7060, OSN 2500, Sagem 2500, Alcatel 1650…
1.4.2. Hệ thống mạng cáp quang
Hệ thống cáp quangdùng cho rơ le bảo vệ giữa các trạm biến áp; truyền số liệu từ các trạm biến áp 220 kV, 500 kV về công ty tại 15 Cửa Bắc và 18 Trần Nguyên Hán phần sợi quang (nằm bên trong dây chống sét) do Tập đoàn Viettel quản lý; phần dây chống sét (vỏ sắt bên ngoài) thuộc phạm vi quản lý của Công ty Truyền tải điện 1 với khối lượng hàng nghìn km, kéo dài từ Hà Tĩnh ra hết miền Bắc, được lắp đặt kết hợp chống sét trên các đường dây 500 kV và các tuyến quang đi trên đường dây 220 kV thuộc phạm vi quản lý của công ty truyền tải 1.
Hệ thống viễn thông dùng riêng của Công ty Truyền tải điện 1 đang quản lý bao gồm: Truyền dẫn gồm 5.624 km cáp quang, 68 thiết bị STM-16, 50 thiết bị STM1, 2 hệ thống giám sát SDH, hệ thống PCM và các thiết bị phụ trợ.
1.4.3. Hệ thống thiết bị truyền dẫntại các TBA 220 kV
Bảng 1.2. Tổng hợpthiết bị truyền dẫn tại các TBA 220 kVtrong Công ty TTĐ1
TT Tên trạm biến áp Tên thiết bị truyền dẫn
Hãng sản xuất Số lượng
(bộ)
Ghi chú
1 Trạm 220 kV Trạm Vinh OSN2500 Huawei 1
hiT7025 Coriant 1
2 Trạm 220 kV Đô Lương hiT7025 Coriant 1
hiT7060 Coriant 1
3 Trạm 220kV Quỳnh Lưu hiT7025 Coriant 1
OSN1500 Huawei 1
4 Trạm 220kV Nghi Sơn OSN2500 Huawei 1
hiT7030 Coriant 1
5 Trạm 220kVNông Cống OSN2500 Huawei 1
hiT7025 Coriant 1
6 Trạm 220kV Thanh Hóa OSN2500 Huawei 1
hiT7025 Coriant 1
7 Trạm 220kV Bỉm Sơn OSN1500 Huawei 1
hiT7025 Coriant 1
8 Trạm 220kV Ninh Bình OSN2500 Huawei 1
hiT7025 Coriant 1
hiT7030 Coriant 1
9 Trạm 220kV Thái Thụy hiT7025 Coriant 1 10 Trạm 220kV Trực Ninh hiT7025 Coriant 1 11 Trạm 220kV Phủ Lý hiT7025 Coriant 1 12 Trạm 220kV Nam Định hiT7025 Coriant 1
OSN1500 Huawei 1
13 Trạm 220kV Thái Bình hiT7025 Coriant 1
OSN1500 Huawei 1
OSN500 Huawei 1
hiT7050 Coriant 1
15 Trạm 220kV Hải Dương 2 OSN550 Huawei 1
hiT7025 Coriant 1
16 Trạm 220kV Hải Dương 1650 SMC Alcatel 1
hiT7025 Coriant 1
17 Trạm 220kV Vật Cách hiT7025 Coriant 1 18 Trạm 220kV Đình Vũ hiT7050 Coriant 1
hiT7025 Coriant 1
19 Trạm 220kV Hoành Bồ hiT7025 Coriant 1 20 Trạm 220kV Tràng Bạch hiT7025 Coriant 1 21 Trạm 220kV Hải Hà hiT7025 Coriant 2
22 Trạm 220kV Chèm hiT7025 Coriant 1
23 Trạm 220kV Kim Động OSN1500 Huawei 1 24 Trạm 220kV Mai Động hiT7025 Coriant 1 25 Trạm 220kV Hà Đông hiT7025 Coriant 1
OSN1500 Huawei 1
1662 SMC Alcatel 1
26 Trạm 220kV Vân Trì 1650 SMC Alcatel 1
hiT7025 Coriant 1
27 Trạm 220kV Bắc Ninh OSN1500 Huawei 1 28 Trạm 220kV Phố Nối hiT7025 Coriant 1 29 Trạm 220kV Bắc Ninh 2 OSN1500 Huawei 1
O9400 Loop 1
30 Trạm 220kV Bắc Ninh 3 OSN1500 Huawei 1 31 Trạm 220kV Long Biên OSN1500 Huawei 1 32 Trạm 220kV Thành Công hiT7025 Coriant 2
hiT7050 Coriant 1
33 Trạm 220kV Quang Châu hiT7025 Coriant 2 34 Trạm 220kV Bắc Giang hiT7025 Coriant 1 35 Trạm 220kV Sóc Sơn hiT7025 Coriant 1
1650 SMC Alcatel 1
36 Trạm 220kV Phú Bình hiT7025 Coriant 2 37 Trạm 220kV Thái Nguyên hiT7025 Coriant 1
38 Trạm 220kV Bắc Kạn O9400 Loop 1
hiT7025 Coriant 1
39 Trạm 220kV Cao Bằng O9400 Loop 1
hiT7025 Coriant 1
40 Trạm 220kV Hà Giang hiT7025 Coriant 1 41 Trạm 220kV Bảo Lâm hiT7025 Coriant 1
O9400 Loop 1
42 Trạm 220kV Lưu Xá hiT7025 Coriant 2 43 Trạm 220kV Bảo Thắng hiT7025 Coriant 1 44 Trạm 220kV Lào Cai hiT7025 Coriant 1 45 Trạm 220kV Tuyên Quang hiT7060 Coriant 1
hiT7025 Coriant 1
46 Trạm 220kV Vĩnh Tường hiT7025 Coriant 2 47 Trạm 220kV Việt Trì hiT7025 Coriant 2 48 Trạm 220kV Phú Thọ hiT7025 Coriant 2
49 Trạm 220kV Vĩnh Yên hiT7025 Coriant 1 50 Trạm 220kV Yên Bái hiT7070 Coriant 1
hiT7025 Coriant 1
1650 SMC Alcatel 1
51 Trạm 220kV Sơn Tây hiT7025 Coriant 1
BG30 ECI 1
52 Trạm 220kV Tây Hà Nội OSN1500 Huawei 1 53 Trạm220kV Sơn La OSN1500 Huawei 1
54 Trạm 220kV Than Uyên hiT7025 Coriant 2
1.5. Tình hình triển khai TTĐK và TBA KNT trong PCT1
Thực hiện chỉ đạo của EVN, EVNNPT đã xây dựng đề án Xây dựng trung tâm điều khiển xa và báo cáo EVN, Trong đó EVNNPT để xuất xây dựng 4 trung tâm điều khiển đặt tại 04 công ty truyền tải, mỗi trung tâm sẽ điều khiển tất cả các TBA trong khu vực của mỗi công ty truyền tải.Tuy nhiên, hiện PCT1,2,3 hiện đang tạm dừng sau khi có chỉ đạo của EVN không xây dựng các TTĐK của EVNNPT, giao điều khiển xa thiết bị trong TBA 220 kV do cấp điều độ miền thực hiện.
Tính đến cuối năm 2019 tại Công ty Truyền tải điện 1 đã chuyển được 09 trạm biến áp không người trực và 08 trạm biến áp ít người trực (mỗi trạm 05 người).
1.6. Kết luận chương 1
Trong chương này đã hệ thống hóa hiện trạng mô hình tổ chức công ty truyền tải điện 1, hạ tầng kỹ thuật của các TBA 220 kV, hạ tầng mạng truyền dẫn; Tình hình triển khai TBA KNT trong PCT1 để làm cơ sở quan trọng cho việc thực hiện nghiên cứu và lựa chọn giải pháp điều khiển xa cho các trạm biến áp 220 kV trong chương 2 luận văn này.
CHƯƠNG 2
TRUNG TÂM ĐIỀU KHIỂN VÀ TRẠM BIẾN ÁP KHÔNG NGƯỜI TRỰC LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI
2.1. Trạm biến áp không người trực trên thế giới
Nhiều nước trên thế giới đã áp dụng chế độ KNT vận hành phổ biến ở các TBA từ hàng chục năm nay. Mô hình điều khiển từ xa ở mỗi nước có sự khác nhau:
- Pháp, Thụy Điển điều khiển các TBA truyền tải tập trung tại 1 trung tâm điều độ lưới truyền tải qua hệ thống SCADA; Newzeland có hai trung tâm tại đảo Bắc và đảo Nam qua hệ thống SCADA điều khiển xa các TBA.
- Nhật Bản xây dựng TTĐK riêng cho các TBA 500 kV, các TBA cấp điện áp thấp hơn được điều khiển tại một trung tâm.
- Hàn Quốc điều khiển xa các TBA 154kV từ các TBA 354KV; Trung Quốc điều khiển xa các TBA từ TBA 500kV.
2.2. Tổ chức giám sát điều khiển xa các TBA 220 kV tại Việt Nam
Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã ban hành văn bản số 4725/EVN-KTSX ngày 11 tháng 11 năm 2015 về việc định hướng phát triển Trung tâm điều khiển xa và trạm biến áp không người trực.
Định hướng chung là áp dụng các giải pháp tự động hóa để giám số lượng nhân viên vận hành tại các nhà máy điện và các trạm biến áp, nâng cao năng suất lao động và tăng độ tin cậy cung cấp điện đồng thời đảm bảo vận hành an toàn lưới điện. Mục tiêu đến năm 2020, giảm sổ lượng người trực tại các trạm biến áp 220, 500 kV, riêng trạm 110 kV toàn bộ là trạm không có người trực vận hành.
2.2.1. Giải pháp 1
* Tại Trung tâm điều khiển/Tổ thao tác lưu động:
- Trang bị hệ thống máy tính chủ, máy tính giám sát, điều khiển.
- Trang bị hệ thống phần mềm để thu thập các tín hiệu, giám sát, điều khiển. - Trang bị hệ thống giám sát điều khiển từ xa hệ thống Camera các TBA. - Thu thập tín hiệu cảnh báo của hệ thống PCCC các TBA KNT.
* Tại các trạm biến áp:
- Trang bị hệ thống thu thập dữ liệu.
- Bổ sung I/O thu thập tín hiệu hệ thống PCCC. - Bổ sung Camera giám sát thiết bị, giám sát an ninh. * Hệ thống thông tin viễn thông:
- Xây dựng kênh truyền đảm bảo 2 kênh độc lập cho tín hiệu SCADA.
2.2.2. Giải pháp 2
* Tại Trung tâmđiều khiển/Tổ thao tác lưu động:
- Đưa máy tính HMI, Engineering tại các TBA về Tổ TTLĐ để giám sát thiết bị.
- Trang bị hệ thống giám sát điều khiển từ xa hệ thống Camera các TBA KNT. - Thu thập tín hiệu cảnh báo của hệ thống PCCC các TBA KNT.
* Tại cáctrạm biến áp:
- Bổ sung I/O thu thập tín hiệu hệ thống PCCC. - Bổ sung Camera giám sát thiết bị, giám sát an ninh. * Hệ thống thông tin viễn thông:
- Xây dựng kênh truyền đảm bảo 02 kênh độc lập cho tín hiệu SCADA. - Thiết lập 01 kênh Fast Ethernet để kéo dài mạng LAN, đưa máy tính HMI Engineering về Trung tâm vận hành.
- Ở giải pháp này, mô hình tổ chức giám sát, điều khiển xa các TBA 220 kV từ các TTĐĐ miền và ĐĐ phân phối như hình 2.1.
Tổ TTLĐ phụ trách một nhóm các TBA 220 kV. Nhân viên tổTTLĐ có trách nhiệm: - Sơ đồ kết nối tín hiệu SCADA như hình 2.2
Trung tâm Điều độ
miền (Ax) Điều độ Phân phối
Trực ban Công ty Truyền tải (B0x) 220, 110kV Trung áp TBA 220 kV có Trung áp TBA 220 kV không có Trung áp Lệnh điều độ Thao tác ĐKX từ TTĐĐ
Hình 2.1. Mô hình tổ chức giám sát, điều khiển xa các TBA 220 kV
Tổ thao tác lưu động
Thông tin vận hành Thao tác tại chỗ
- Sơ đồ kết nối tín hiệu giám sát TBAnhư hình 1.5
.
+ Kêt nối tín hiệu giữa các TBA và Trung tâm Điều độ
Các TBA được kết nối SCADA trực tiếp về các Trung tâm điều độ có quyền điều khiển theo quy định Hệ thống điện truyền tải và Hệ thống điện phân phối. Đối với kết nối SCADA từ trạm biến áp 220 kV về Ax, sử dụng hệ thống SCADA hiện có. Đối với kết nối SCADA về Trungtâm Điều độ phân phối (tín hiệu các xuất tuyến trung áp) thì cải tạo, mở rộng thiết bị tại TBA 220 kV để đưa các tín hiệu thiết bị thuộc quyền điều khiển về các Trung tâm điều độ phân phối bằng cách bổ sung thêm cổng RTU/Gateway, tách riêng Datalist các tín hiệu trung áp và kênh truyền. Ngoài ra, để đảm bảo yêu cầu 02 kênh độc lập về mặt vật lý, phải thiết lập bổ sung thêm 01 đường truyền từ TBA về các cấp điều độ.
Số lượng tín hiệu SCADA từ các TBA đưa về các cấp điều độ được quy định của EVN
+ Kết nối giữa các Trung tâm Điều độ B0x
SCADA Điều độ
miền (Ax) SCADA, TTĐK Điều độ Phân phối
Trực ban Công ty Truyền tải (B0x) 220, 110 kV Trung áp TBA 220 kV có Trung áp TBA 220 kV không có Trung áp EVNNPT
Kết nối SCADA trực tiếp theo quyền điều khiển
Kết nối remote console của hệ thống SCADA của điều độ Hình 2.2. Sơ đồ kết nối tín hiệu SCADA
TBA 220 kV không có Tr. áp 220, 110 kV Trung áp TBA 220 kV có Trung áp Tổ thao tác lưu động
Kết nối tín hiệu giám sát TBA
Trung tâm điều độ Quốc gia (A0) cung cấp Remote Console cho trực ban của các Công ty Truyền tải điện. Các Remote Console này là thành phần của hệ thống NewSCADA của A0/Ax. Đối với các TBA 220 kV có các xuất tuyến trung áp, tín hiệu sẽ đưa được về trực ban B0x từ hệ thống SCADA của các Tổng công ty/ Công ty Điện lực.
Các tín hiệu SCADA của lưới Truyền tải điện được chia sẻ từ A0/Ax cho các B0x qua Remote Console và chỉ phân quyền theo dõi, không được phép điều khiển.
+ Kết nối tín hiệu giám sát từ các TBA và tổ thao tác lưu động
Các tín hiệu từ các TBA được đưa về tổ TTLĐ bao gồm hình ảnh Camera an ninh, Camera nhiệt, tín hiệu phòng cháy chữa cháy, truy câp rơ le, công tơ từ xa, các tín hiệu giám sát thiết bị Online đã được trang bị.
Việc kết nối tín hiệu từ các TBA tới tổ TTLĐ các đơn vị xem xét sử dụng giải pháp thiết lập 01 kênh truyền Fast Ethernet để kéo dài mạng LAN của các trạm biến áp, đưa máy tính HMI, Engineering từ TBA về nơi trực của tổ thao tác lưu động (Trung tâm vận hành) để giám sát tình trạng vận hành thiết bị. Tại các tổ thao tác lưu động có các máy tính HMI của TBA không người trực có thể thực hiện được các thao tác đóng, mở MC, DCL hoặc điều chỉnh điện áp dưới tải nếu được phân quyền điều khiển, tuy nhiên hiện nay tại các tổ thao tác lưu động (Trung tâm vận hành) chỉ được phép dừng lại ở mức View, giám sát chứ chưa được thao tác.
- Sơ đồ kết nối kênh thông tin liên lạc
Duy trì các hình thức thông tin liên lạc như hình 2.4 giữa các trung tâm điều độ với các TBA 220 kV (hotline, điện thoại cố định, fax), bao gồm các kênh thông tin từ TTĐĐ về TBA có bố trí tổ TTLĐ. Trực ban của công ty truyền tải cũng được trang bị các thiết bị thông tin liên lạc để trao đổi với Ax, các điều độ phân phối và các tổ TTLĐ (điện thoại cốđịnh, fax, ghi âm).
Để thực hiện thao tác đóng, cắt xa từ các Trung tâm điều khiển các đơn vị cần tổ chức lại lực lượng quản lý vận hành thành các đơn vị/ bộ phận sau:
- Trung tâm điều khiển là Trung tâm được trang bị cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin, viễn thông để có thể giám sát, thao tác từ xa các thiết bị trong một nhóm nhà máy điện, nhóm trạm biến áp hoặc các thiết bị đóng cắt trên lưới điện theo lệnh điều độ của cấp điều độ có quyền điều khiển đối với thiết bịthuộc TTĐK.
- Đội thao tác lưu động (TTLĐ) là đội thao tác trực thuộc các Công ty Truyền tải điện, được bố trí theo từng cụm trạm điện hoặc thiết bị đóng cắt trên lưới điện. Tổ thao tác lưu động chịu trách nhiệm thực hiện các nhiệm vụ sau:
+ Thực hiện các thao tác không đóng, cắt được từ xa trong tình huống vận hành bình thường và xảy ra sự cố theo yêu cầu của Trung tâm điều khiển;
+ Hỗ trợ xử lý sự cố khi cần thiết;
+ Thực hiện các công việc vệ sinh công nghiệp và kiểm tra định kỳ các thiết bị trong trạm biến áp và trên lưới;
+ Thực hiện các biện pháp an toàn và giao nhận hiện trường cho các nhóm công tác tại trạm biến áp hoặc trên lưới điện, trực tiếp tại hiện trường trong thời gian công tác.
2.2.3. Giải pháp 3
* Tại Trung tâm vận hành –Điều khiển:
- Đưa máy tính HMI tại các TBA về Trung tâm vận hành- Điều khiển để giám sát và điều khiển thiết bị.
- Bổ sung máy tính Engineering để truy cập hệ thống rơ le tại các TBA KNT truy xuất thông tin sự cố.
- Trang bị hệ thống giám sát điều khiển từ xa hệ thống Camera các TBA KNT. - Thu thập tín hiệu cảnh báo của hệ thống PCCC các TBA KNT.
* Tại các trạm biến áp:
- Bổ sung I/O thu thập tín hiệu hệ thống PCCC. - Bổ sung Camera giám sát thiết bị, giám sát an ninh. * Hệ thống thông tin viễn thông:
- Xây dựng kênh truyền đảm bảo 02 kênh độc lập cho tín hiệu SCADA. - Thiết lập 01 kênh Fast Ethernet để kéo dài mạng LAN, đưa máy tính HMI Engineering về Trung tâm vận hành-Điều khiển.
- Thành lập các Trung tâm vận hành – điều khiển khu vực để theo dõi/giám sát an ninh và tình trạng vận hành; thực hiện thao tác - điều khiển cụm TBA 220 kV (≥ 2 TBA KNT 220 kV), sơ đồ như hình 2.5.