Thiết kế hệ thống SCADA cho trạm 110kv liên trì phục vụ việc quản lý điện năng

Đồ án tốt nghiệp   Lời nói đầu
Lời mở đầu
Hệ thống điện lực ngày nay bao gồm các nhà máy điện, hệ thống truyền
tải, phân phối và sử dụng điện là các phần tử có mối liên hệ chặt chẽ với nhau
thành một thể hữu cơ thống nhất. Việc phá vỡ mối liên hệ này gây những hậu
quả nặng nề cho toàn bộ hệ thống nói riêng cũng như nền kinh tế nói chung.
Việc đảm bảo chất lượng điện năng cũng như sản phẩm đầu ra của hệ
thống phức tạp như vậy đò hỏi mạng lưới vận hành phải có mức độ tương ứng
với sự trợ giúp của các thiết bị tự động, thiết bị truyền tin và điều khiển từ xa.
Đồng thời trong quá trình điều khiển, giám sát, thu thập dữ liệu tại các
trạm điện giúp cho việc chỉ huy điều hành hệ thống sản xuất, truyền tải, phân
phối điện năng và phục vụ cho các bộ phận kinh doanh (lập kế hoạch, thanh
toán hoá đơn, thương mại) có vai trò cơ bản trong hệ thống quản lý năng lượng,
EMS (Energy Management System) mà tiêu biểu là hệ thống SCADA
(Supervisory Control and Data Acquisition).
Do vậy việc thiết kế, vận hành hệ thống SCADA cho trạm điện từ các yêu
cầu thực tế về dữ liệu tại trạm cung cấp cho các Trung tâm điều độ là không thể
thiếu trong quá trình Quản lý vận hành hệ thống SCADA/EMS phục vụ sản
xuất.
Cho nên trong quá trình thực tập tại Trung tâm điều độ hệ thống điện miền
Trung em tập trung nghiên cứu, thiết kế đề tài: " Thiết kế hệ thống SCADA cho
trạm 110kV Liên Trì phục vụ việc quản lý điện năng ”.
Đề tài gồm 6 chương:
Chương 1: Giới thiệu trạm biến áp 110kV Liên Trì
Chương 2: Giới thiệu thiết bị của hệ SCADA tại trạm Liên Trì
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 1
Đồ án tốt nghiệp   Lời nói đầu
Chương 3: Hệ thống EMP
Chương 4: Cấu hình thiết bị của hệ SCADA tại trạm Liên Trì
Chương 5: Vận hành hệ SCADA trạm Liên Trì
Chương 6: Kết luận

Do kiến thức bản thân còn hạn chế cộng với thời gian có hạn và việc
tìm tài liệu khó khăn nên không thể tránh khỏi những thiết sót. Mong các thầy
và các bạn sinh viên đóng góp thêm để đề tài được phát triển sau này.
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2005
Sinh viên thực hiện
Lê Thanh Thế
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 2
Đồ án tốt nghiệp



Mục lục
Mục lục
Lời mở đầu 1
Mục lục 3
Mục lục hình 8
Các kí hiệu và từ viết tắt 10
Chương 1 11
Giới thiệu trạm biến áp 110kV LIÊN TRÌ 11
1.Kết nối trạm biến áp 110kV Liên Trì với lưới điện khu vực: 11
1.1Mô tả khái quát thiết bị của trạm 110kV Liên Trì: 11
2.Danh sách tín hiệu SCADA: 14
Chương 2 21
Giới thiệu thiết bị SCADA tại trạm LIÊN TRÌ 21
3.Tổng quan về RTU: 21
4.Cấu trúc XCELL RTU: 21
4.1Giới thiệu tổng quan: 21
4.2Đơn vị CELL căn bản: 22
4.3RTU nhiều CELL: 22
4.4Chức năng của RTU: 24

4.5Tính toàn vẹn hệ thống : 24
4.6Khả năng xử lí : 24
4.7Khả năng mở rộng của RTU 25
4.8Giải pháp RTU hoàn chỉnh 25
4.9Kích thước RTU : 25
5.Các cấu hình truyền thông RTU : 25
5.1Giới thiệu 25
5.2Các công cụ: 27
6.Nguồn cung cấp DC cho RTU : 27
7.Các module giao tiếp thiết bị : 27
7.1Module xử lí CPR-02x / CPR-03x : 27
7.2Module đầu vào số 32 kênh - HDI-040: 29
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 3
Đồ án tốt nghiệp



Mục lục
7.3Module đầu ra số 32 kênh – HDO-030/040: 30
7.4Module đầu vào tương tự HAI-030: 31
8.Khái quát quá trình hoạt động của các module giao tiếp thiết bị : 32
8.1Các đầu vào số : 32
8.2Quá trình điều khiển : 37
8.3Các đo lường tương tự : 41
8.4Đầu ra tương tự (Analogue Setpoints) : 43
8.5Các đầu vào đếm (counter input): 44
8.6Sự đồng bộ thời gian (Time Synchronisation) : 45
9.Truyền thông : 45
9.1IEC 870 – 5 – 101 : 45
9.2FieldNet : 53

10.Cấu hình Transducer: 53
10.1Transducer điện áp: 53
10.2Transducer vị trí nấc phân áp: 54
10.3Transducer công suất tác dụng và công suất phản kháng: 55
Chương 3 57
Cấu hình thiết bị SCADA tại trạm LIÊN TRÌ 57
11.Cấu hình truyền thông cho RTU: 57
12.Chọn loại và số lượng card giao tiếp: 57
13.Bố trí thiết bị RTU: 58
14.Cấu hình các thông số chính cho từng loại card : 58
15.Tính toán cấu hình Transducer TRIAD : 63
Chương 4 67
HỆ THỐNG EMP 67
16.TỔNG QUAN VỀ EMP 67
16.1Giới thiệu 67
16.2Các thành phần của EMP 67
16.3Cấu trúc hệ thống EMP 69
16.4Trào lưu dữ liệu trong EMP 74
17.TỔNG QUAN VỀ HABITAT 79
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 4
Đồ án tốt nghiệp



Mục lục
17.1Giới thiệu 79
17.2Cấu trúc của HABITAT 79
18.CÁC HỆ THỐNG HABITAT CƠ SỞ : 82
18.1Hệ thống giao diện người dùng cơ sở Rapport -FG: 83
18.2Hệ thống quản lí cơ sở dữ liệu : 83

18.3Các hỗ trợ lập trình (Programming support subsystem): 84
18.4Các hoạt động hỗ trợ hệ thống cơ sở (operations support subsystem): 84
19.Các kiểu hệ thống HABITAT : 84
19.1Hệ thống HABITAT thời gian thực : 84
19.2Hệ thống HABITAT mô phỏng : 85
19.3Các hệ thống phát triển HABITAT : 85
19.4Hệ thống cơ sở dữ liệu HABITAT - HDB : 85
20.ALARMS: 85
20.1Các sự kiện (Events): 86
20.2Các hiển thị cảnh báo (Alarm display): 87
21.Các tiện ích khác hỗ trợ cho HABITAT : 87
21.1Tiện ích Quyền (Permission): 87
21.2Tiện ích Quản lý cấu hình 87
21.3Tiện ích Quản lý trình tự xử lý và tạo thời gian biểu (Procman) 88
22.Hệ thống giao tiếp 89
22.1Hệ thống ngày giờ: 89
22.2Máy tính điều khiển lập trình logic (PLC) 90
22.3Trending and strip chart recorders driver 90
22.4Nhật ký (Logman) 90
23.Lập trình trong HABITAT 90
23.1Các lớp tiện ích cho người lập trình và các ứng dụng 90
23.2Chương trình ứng dụng HABITAT 90
23.3Mô hình tiến trình động Portable Process Model (PPM) 91
23.4Các tiện ích hỗ trợ cho việc lập trình 91
24.Hệ thống con SCADA : 92
24.1Quản lý cơ sở dữ liệu SCADA : 92
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 5
Đồ án tốt nghiệp




Mục lục
24.2Giao diện người sử dụng SCADA : 93
24.3Thu thập dữ liệu SCADA : 94
24.4Giám sát thời gian thực : 96
24.5Điều khiển giám sát : 99
24.6Các chức năng SCADA hỗn tạp : 100
Chương 5 102
Vận hành hệ SCADA tại trạm LIÊN TRÌ 102
25.Hệ thống phần cứng SCADA: 102
26.Chức năng phần mềm SCADA: 102
26.1Thu thập dữ liệu: 102
26.2Điều khiển giám sát: 103
26.3Điều khiển hệ thống: 103
27.Các display về trạm: sơ đồ một sợi và bảng 105
28.Quá trình thu thập và xử lý dữ liệu cua hệ SCADA tại trạm: 111
28.1Nguồn gốc dữ liệu 111
28.2Dữ liệu tương tự 111
28.3Dữ liệu trạng thái 116
28.4Dữ liệu đếm 120
29.Khả năng quét của SCADA 123
30.Cờ đặc tính dữ liệu 124
30.1Cờ nguồn gốc dữ liệu 124
30.2Cờ đặc tính dữ liệu chi tiết 125
30.3Cờ đa hợp 127
30.4Cờ từ chương trình đánh giá trạng thái (State Estimator) 128
30.5Cờ thuộc tính 128
31. Dữ kiện và cảnh báo SCADA 129
31.1Các điều kiện bất thưòng 129
31.2Dữ kiện cho sự trở về trạng thái bình thường 130

31.3Lỗi đường truyền và hư hỏng thiết bị: 130
31.4Việc đáp ứng các dữ kiện và điều kiện cảnh báo của hệ SCADA 132
32.Việc phân tán nhiệm vụ trong hệ SCADA: 136
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 6
Đồ án tốt nghiệp



Mục lục
33.Các chương trình ứng dụng trong hệ SCADA: 136
Chương 6 137
Kết luận và hướng phát triển đề tài 137
Phụ lục 138
34.TRIAD – Các bảng lựa chọn transducer: 138
35.Sơ đồ nối dây transducer - TRIAD: 139
36.Kết nối loại D (D-type connector) 141
Tài liệu tham khảo 144
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 7
Đồ án tốt nghiệp



Mục lục hình
Mục lục hình
Hình 1.1:Sơ đồ nối điện trạm 110kV Liên Trì vào lưới điện khu vực 13
Hình 1.2: Sơ đồ đánh số thiết bị trạm 110kV Liên Trì 13
Hình 1.3: Sơ đồ đo lường tại trạm Liên Trì 18
Hình 2.1: Một RTU tiêu biểu 21
Hình 2.2: Một Cell tiêu biểu 22
Hình 2.3: RTU nhiều Cell 23

Hình 2.4: Giao tiếp FieldNet 23
Hình 2.5: Truyền thông kép đến các Trung tâm Điều độ 26
Hình 2.6: Kết nối dự phòng với Trung tâm Điều độ 26
Hình 2.7: Kết nối chuẩn 27
Hình 2.8: CPR- 02x/CPR-03x và sơ đồ nguyên lý 29
Hình 2.9: HDI- 040 và sơ đồ nguyên lý 30
Hình 2.10: HDO- 040 và sơ đồ nguyên lý 31
Hình 2.11: HAI-030 và sơ đồ nguyên lý 32
Hình 2.12: HDI dùng điện áp 48VDC từ thiết bị trạm 33
Hình 2.13: HDI dùng điện áp 48VDC từ RTU 34
Hình 2.14: Loại bỏ tự động các đầu vào số 36
Hình 2.15: HD0 dùng điện áp 48VDC từ thiết bị ngoài 38
Hình 2.16: HD0 dùng điện áp 48VDC từ RTU 39
Hình 2.17: Trình tự điều khiển 41
Hình 2.18: Sơ đồ kết nối cho các tín hiệu đo lường tương tự 42
Hình 2.19: Sơ đồ đấu nối cho các điểm đặt tương tự 44
Hình 2.20: Các bước điều khiển 50
Hình 2.21: Đặc tuyến của Transducer điện áp – TRIAD 54
Hình 2.22: Đặc tính P-I của transducer – TRIAD 55
Hình 2.23: Đặc tuyến Q-I của transducer - TRIAD 56
Hình 3.1: Sơ đồ biểu diễn hoạt động của các tín hiệu TSS, RCD, TSD 62
Hình 3.2: Sơ đồ biểu diễn đấu nối từ đường dây đến transducer đo V 64
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 8
Đồ án tốt nghiệp



Mục lục hình
Hình 3.3: Sơ đồ biểu diễn đấu nối từ đường dây đến transducer đo P-Q 64
Hình 3.4: Sơ đồ đo lường của tín hiệu ATM 66

Hình 4.1: mô hình phần mềm phân lớp với các ứng dụng chuẩn 70
Hình 4.2:Cấu hình phần cứng hệ thống EMP của Trung tâm Điều độ HTĐ Miền
Trung 73
Hình 4.3: Mối quan hệ giữa ứng dụng, cơ sở dữ liệu và display 74
Hình 3.4 Trào lưu dữ liệu từ EMS 75
Hình 4.5 Các kết nối dùng cho trào lưu dữ liệu từ EMS 76
Hình 4.6 Trào lưu dữ liệu giữa các hệ thống con 78
Hình 4.7 Các lớp ứng dụng trong HABITAT 80
Hình 4.8 Tổng quan về HABITAT 82
Hình 4.9 : Trình bày sự giao tiếp và trào lưu dữ liệu giữa các thành phần trong
ứng dụng cảnh báo 86
Hình 4.10 Quản lí tiến trình trào lưu dữ liệu (procman) 89
Hình 4.11 : Trình bày khả thi của HABITAT APIs để phát triển một ứng dụng.92
Hình 4.12 : Cấu hình phần cứng SCADA điển hình 94
Hình 5.1: Ví dụ về điều khiển 104
Hình 5.2: Sơ đồ một sợi trạm Liên Trì trong hệ thống 106
Hình 5.3a: Sơ đồ dạng bảng hệ SCADA trạm Liên Trì của dữ liệu tương tự 106
Hình 5.3b: Sơ đồ dạng bảng hệ SCADA trạm Liên Trì của dữ liệu tương tự 107
Hình 5.4a: Sơ đồ dạng bảng hệ SCADA trạm Liên Trì của dữ liệu số 108
Hình 5.4b: Sơ đồ dạng bảng hệ SCADA trạm Liên Trì của dữ liệu số 109
Hình 5.4c: Sơ đồ dạng bảng hệ SCADA trạm Liên Trì của dữ liệu số 110
Hình 5.5:Chi tiết về dữ liệu tương tự dưới dạng bảng 114
Hình 5.6:Ví dụ về xử lí tín hiệu tương tự 115
Hình 5.7: Chi tiết về dữ liệu số dưới dạng bảng 117
Hình 5.8a: Ví dụ về xử lí dữ liệu số dưới dạng bảng 118
Hình 5.8b: Ví dụ về xử lí dữ liệu số dưới dạng bảng 120
Hình 5.9: Dữ liệu đếm dưới dạng bảng 121
Hình 5.10: Ví dụ về xử lí dữ liệu đếm dưới dạng bảng 123
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 9
Đồ án tốt nghiệp




Mục lục hình
Các kí hiệu và từ viết tắt
SCADA: Supervisory Control And Data Acquicsition - Điều khiển giám sát và thu
thập dữ liệu
RTU Remote Terminal Unit - Thiết bị đầu cuối từ xa.
EMP Energy Management Platform - Nền quản lý năng lượng.
EMS Energy Management System - Hệ thống quản lý năng lượng
ATM Analog TeleMetering - Tín hiệu đo từ xa tương tự.
TSS Single TeleSignaling - Tín hiệu cảnh báo (1 bít).
TSD Double TeleSignal - Tín hiệu trạng thái (2 bít).
RCD Double Remote Control - Tín hiệu điều khiển từ xa.
CPR Cell Processor module - module bộ xử lí của cell.
HDI Digital Input module - module đầu vào số.
HDO Digital Output module - module đầu ra số.
HAI Analog Input module - module đầu vào tương tự.
CSDL cơ sở dữ liệu.
MBA máy biến áp.
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 10
Đồ án tốt nghiệp   Chương 1
Chương 1
Giới thiệu trạm biến áp 110kV LIÊN TRÌ
1. Kết nối trạm biến áp 110kV Liên Trì với lưới điện khu vực:
Trạm biến áp 110kV Liên Trì được nối với hệ thống điện Quốc gia bằng rẽ
nhánh trên đường dây 110kV từ trạm 500kV Đà Nẵng đến các trạm 110kV Quận Ba,
An Đồn, như Hình 1: sơ đồ nối điện trạm 110kV Liên Trì vào lưới điện khu vực.

1.1 Mô tả khái quát thiết bị của trạm 110kV Liên Trì:

Hiện tại trạm biến áp 110kV Liên Trì có các thiết bị chủ yếu như trong
Hình 2: sơ đồ đánh số thiết bị trạm 110kV Liên Trì:
 Một hệ thống thanh cái 110kV (C11).
 Hai xuất tuyến 110kV đi đến trạm 500kV Đà Nẵng :
• Xuất tuyến 1 (171) có :
 1 dao cách ly 171-7
 1 máy biến điện áp 3 pha TU171.
• Xuất tuyến 2 (172) có :
 1 dao cách ly 172-7.
 1 máy biến điện áp 3 pha TU 172
 Một ngăn lộ tổng 131 có :
 1 dao cách ly 131-1.
 1 máy cắt 131.
 Một máy biến áp T1 với công suất 25MVA , 115/24 kV.
 Một ngăn lộ tổng 22kV 431.
 Hai hệ thống thanh cái 22kV:C41, C42 được ngăn cách bởi máy cắt phân
đoạn 412.
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 11
Đồ án tốt nghiệp   Chương 1
ĐI HÀ TỈNH
AC-240
ĐI TAM KỲ
3
ĐI PKEIKU
110KV
220KV
2X125MVA
TBA 500KV
Đà Nẵng
500KV

450MVA
AC-185
4,5
22KV
LIÊN TRÌ
2X25MVA
110KV
ĐI HUẾ
ĐI AN ĐỒN
ĐI QUẬN
BA
Sơ đồ đấu nối trạm vào
lưới điện khu vực
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 12
Đồ án tốt nghiệp   Chương 1
Hình 1.1:Sơ đồ nối điện trạm 110kV Liên Trì vào lưới điện khu vực
431
C41
412
C42
TU4T1-3
431-38
TU4T1
115 9X1.78%/24KV
CS-4T1
T1
-25kVA
-
+
CS-1T1

131-1
131
131-15
174/T500KV-ĐN
171-7
TU171
C11
TU171
171-76
171-74
175/T500KV-ĐN
171-76
171-74
Sơ đồ đánh số thiết bò
trạm 110kV Liên Trì
Hình 1.2: Sơ đồ đánh số thiết bị trạm 110kV Liên Trì
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 13
Đồ án tốt nghiệp   Chương 1
2. Danh sách tín hiệu SCADA:
Các tín hiệu SCADA, nói chung, kết nối với Trung tâm Điều độ Hệ thống Điện
Miền Trung (A3) được liệt kê trong bảng danh sách dữ liệu (Datalist). Bảng danh sách
dữ liệu được thể hiện mỗi cột một ngăn lộ (bay), trong đó các tín hiệu SCADA sẽ thu
thập của bay đó được thể hiện trong các hàng. Các tín hiệu SCADA được đưa về
Trung tâm thuộc các thể loại dữ liệu khác nhau . Bao gồm :
 Các tín hiệu đo lường (ATM):
• DCA : dòng một chiều ( tính bằng MW )
• KV : điện áp (tính bằng kV ).
• MW : công suất tác dụng ( tính bằng MW ).
• MX : công suất phản kháng (tính bằng MW ).
• MWh : sản lượng ( tính bằng MWh).

• TPI :vị trí nấc phân áp.
 Các tín hiệu bảo vệ và cảnh báo (TSS):
• ALARM : cảnh báo.
• ACTIVATED : kích hoạt.
• BLOCKED : khoá.
• TRIP : cắt máy cắt.
• IN PROGRESS : đang thực hiện.
• COMMAND : ban hành lệnh.
• OVERRIDE : bỏ qua.
• ON / OFF : Bật / Tắt
 Tín hiệu trạng thái (TSD):
• OPEN / CLOSE : đóng / mở.
• IN / OUT SERVICE : làm việc / không làm việc.
 Tín hiệu điều khiển (RCD)
• OPEN / CLOSE : đóng / mở.
• RAISE / LOWER : tăng / giảm.
 Tín hiệu được tính toán (M) (không thu nhận từ RTU):
• A : dòng (tính bằng A)
• MVA : công suất biểu kiến (tính bằng MVA)
 Tín hiệu trạng thái nhập vào bằng tay (S) (không thu nhận từ RTU):
• OPEN / CLOSE : đóng / mở (đối với các dao tiếp địa) .
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 14
Đồ án tốt nghiệp   Chương 1
• NO LOAD : không tải
• ABLE / DISABLE : cho phép / không cho phép.
Đối với trạm biến áp 110kV Liên Trì các loại dữ liệu cần thu thập được liệt kê
trong Bảng: Danh sách dữ liệu SCADA trạm 110kV Liên Trì, trong đó tên các tín
hiệu là tên viết tắt gồm 4 ký tự chữ (viết hoa) và số. Tên tín hiệu này được dùng thống
nhất trong các sơ sở dữ liệu của RTU và trong cơ sở dữ liệu tại Trung tâm. Trạm Liên
Trì có các tín hiệu được kết nối với Trung tâm như sau:

 Ngăn các tín hiệu chung COM, bao gồm
• Tín hiệu cảnh báo (TSS)
 Các tín hiệu cảnh báo của tủ sạc 48VDC: A48H, A48L, A48C,
A48O, A48M
 Tín hiệu cảnh báo sự cố nguồn 220VDC tại trạm: A220
 Tín hiệu sự cố đường thông tin: ACRM
 Tín hiệu trạng thái khoá điều khiển: RCOF
 Ngăn xuất tuyến 110kV đi đến Trạm 500kV Đà Nẵng, 171 :
• Tín hiệu đo lường (ATM): 3 tín hiệu điện áp KV cho 3 điện áp pha -
đất của đường dây
• Tín hiệu trạng thái (TSD): trạng thái đóng mở (OPEN/CLOSE) của
dao cách ly đường dây (LS) 171-7
 Ngăn xuất tuyến 110kV đi đến Trạm 500kV Đà Nẵng, 172 :
• Tín hiệu đo lường (ATM): 3 tín hiệu điện áp KV cho 3 điện áp pha -
đất của đường dây
• Tín hiệu trạng thái (TSD): trạng thái đóng mở (OPEN/CLOSE) của
dao cách ly đường dây (LS) 172-7
 Ngăn lộ tổng 110kV 131 :
• Tín hiệu đo lường (ATM): công suất tác dụng MW, công suất phản
kháng MX.
• Tín hiệu bảo vệ và cảnh báo (TSS)
 Tín hiệu cảnh báo máy cắt (MC) bị khoá (do dầu hoặc áp lực
khí) SCBB - BLOCKED.
 Các tín hiệu bảo vệ MBA:
o so lệch, cắt MC: TTDF - TRIP.
o quá dòng chạm đất, cắt MC: TTO1 - TRIP.
o quá tải, báo tín hiệu: ATOL - ALARM.
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 15
Đồ án tốt nghiệp   Chương 1
 Các tín hiệu bảo vệ nội bộ MBA:

o bảo vệ hơi, cắt MC: TTBU - TRIP.
o bảo vệ hơi, báo tín hiệu: ATBU - ALARM.
o bảo vệ nhiệt độ dầu, cắt MC: TTOT - TRIP.
o bảo vệ nhiệt độ dầu, báo tín hiệu: ATOT - ALARM.
o bảo vệ nhiệt độ cuôn dây, cắt MC: TTWT - TRIP.
o bảo vệ nhiệt độ cuôn dây: báo tín hiệu: ATWT - ALARM.
o bảo vệ mức dầu thấp, cắt MC: ATLO - ALARM.
• Tín hiệu trạng thái (TSD): trạng thái đóng mở (OPEN/CLOSE):
 Máy cắt (CB) 131
 dao cách ly thanh cái (BS) 131-1
• Tín hiệu điều khiển (RCD): máy cắt (CB) 131, Đóng/Mở
(OPEN/CLOSE).
 Ngăn nấc phân áp (TAP):
• Tín hiệu đo lường (ATM): tín hiệu chỉ thị vị trí nấc phân áp TPI
• Tín hiệu bảo vệ và cảnh báo (TSS):bảo vệ áp suất khí bộ đổi nấc (bảo
vệ dòng dầu ), cắt MC: TTAP - TRIP.
• Tín hiệu điều khiển (RCD): bộ chuyển nấc ATC, Tăng/Giảm nấc
phân áp (RAISE/LOWER).
 Hệ thống thanh cái 22kV C 41:
• Tín hiệu đo lường (ATM): 3 tín hiệu điện áp KV .
• Tín hiệu bảo vệ và cảnh báo (TSS):
 bảo vệ quá áp, cắt MC: ABOV - ALARM.
 bảo vệ kém áp, báo tín hiệu: ABUV - ALARM.
 Ngăn lộ tổng 22kV 431 :
• Tín hiệu đo lường (ATM):
 công suất tác dụng MW, công suất phản kháng MX
 tín hiệu đo sản lượng ( tính bằng MWh ) WH - MWh.
• Tín hiệu bảo vệ và cảnh báo (TSS):quá dòng chạm đất, cắt MC: TTO1
- TRIP.
• Tín hiệu trạng thái (TSD): trạng thái đóng mở (OPEN/CLOSE) máy

cắt (CB) 431:
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 16
Đồ án tốt nghiệp   Chương 1
• Tín hiệu điều khiển (RCD): máy cắt (CB) 431, Đóng/Mở
(OPEN/CLOSE).
 Ngăn phân đoạn 22kV 412:
• Tín hiệu bảo vệ và cảnh báo (TSS):quá dòng chạm đất, cắt MC: TTO1
- TRIP.
• Tín hiệu trạng thái (TSD): trạng thái đóng mở (OPEN/CLOSE) máy
cắt (CB) 412:
• Tín hiệu điều khiển (RCD): máy cắt (CB) 412, Đóng/Mở
(OPEN/CLOSE).
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 17
ỏn tt nghip Chng 1
74
WH VARH
50 / 51
51
51N
90
VARHWH
VAR
A
A
W
V
87
V
110
3

0.1
3
0.1
3
kV
22
3
0.1
kV
3
F-24kV
50A
CB-24kV
1600A-25kA
74
96B
1
2
96B
1
2
96B
1
2
96B
96B
96B
1
1
2

1
500-1000/5/5A
33
110 0.1
3
0.1
kV
V
50/51 : Baớo vóỷ quaù doỡng õióỷn 2 cỏỳp
50/51N : Baớo vóỷ quaù doỡng TTK 2 cỏỳp
51N : Baớo vóỷ quaù doỡng õióỷn 2 cỏỳp
51 : Baớo vóỷ quaù doỡng õióỷn
74 : Rồ le kióứm tra cuọỹn cừt maùy cừt
79 : Rồ le tổỷ õọỹng õoùng lỏỷp laỷi
81 : Rồ le tổỷ õọỹng sa thaới phuỷ thaới theo tỏửn sọỳ
87 : Baớo vóỷ so lóỷch
96P : Baớo vóỷ hồi cuớa doỡng dỏửu cuớa bọỹ CA
26W : Baớo vóỷ nhióỷt õọỹ cuọỹn dỏy MBA tng cao - 2 cỏỳp
71Q1 : Baớo vóỷ mổùc dỏửu MBA giaớm thỏỳp - 2 cỏỳp
71Q1 : Baớo vóỷ mổùc dỏửu cuớa bọỹ CA giaớm thỏỳp
26Q : Baớo vóỷ doỡng dỏửu MBA tng cao - 2 cỏỳp
96B : Baớo vóỷ hồi cuớa doỡng dỏửu MBA - 2 cỏỳp
27 : Baớo vóỷ õióỷn aùp thỏỳp
VARH : Maùy õóỳm õióỷn nng taùc duỷng
WH : Maùy õóỳm õióỷn nng taùc duỷng
90 : Rồ le tổỷ õọỹng õióửu chốnh õióỷn aùp ( CA )
A : Ampe meùt
V : Vọn meùt
W : Oaùt meùt Var : Var meùt
: khoaù chuyóứn maỷch doỡng õióỷn

: khoaù chuyóứn maỷch õióỷn aùp
KYẽ HIU
DK 110kV N-01
TBA 500kV Aè NễNG TBA 500kV Aè NễNG
DK 110kV N-02
Hỡnh 1.3: S o lng ti trm Liờn Trỡ
- P.F.I.E.V HBKN Trang 18
Đồ án tốt nghiệp   Chương 1
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 19
Đồ án tốt nghiệp   Chương 1
- P.F.I.E.V – ĐHBKĐN Trang 20
Đồ án tốt nghiệp   Chương
2
Chương 2
Giới thiệu thiết bị SCADA tại trạm LIÊN TRÌ
3. Tổng quan về RTU:
RTU Xcell là một công nghệ RTU theo kiểu khối , được thiết kế chuyên dụng
cho công nghiệp điện năng. Cách tiếp cận theo kiểu module của nó cho phép các hệ
thống phức tạp được xây dựng dễ dàng từ các ô (cell) tiêu chuẩn.
Hình 2.1: Một RTU tiêu biểu
Công nghệ Xcell cung cấp cho người sử dụng 6 mức độ độc lập nhau cho việc
thiết kế các hệ thống tự động. Đó là:
1) Đơn giản sử dụng, bảo trì và mở rộng.
2) Một họ RTU gắn với các ứng dụng.
3) Phần mềm linh hoạt cho phép thực hiện các chức năng với cuing phần
cứng.
4) Hệ thống mở: tích hợp các loại thiết bị khác nhau,gắn vào tất cả các hệ
thống SCADA.
5) Các ứng dụng phức tạp cho tương lai.
6) Các chi phí vận hành thấp nhất.

4. Cấu trúc XCELL RTU:
4.1 Giới thiệu tổng quan:
SVTH - LÊ THANH THẾ - Lớp 00CLC - P.F.I.E.V - ĐHBKĐN Trang 21
Đồ án tốt nghiệp   Chương
2
XCell RTU được dựa trên kiến trúc XCell mạnh và tiên tiến. Đây là một
kiến trúc linh hoạt và theo kiểu module được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu ở
hiện tại và trong tương lai. Dùng các phương pháp đa bộ xử lí, RTU này thực
hiện các chức năng của nó với độ sẵn sàng cao và có hiệu lực cao và khả năng
đáp ứng hầu hết các yêu cầu tại công trường. Nó được gắn trên giá 19'' (rack),
được thiết kế bằng các bộ phận điện tử chuẩn và được chế tạo theo các tiêu chuẩn
ISO 9002.
4.2 Đơn vị CELL căn bản:
RTU được xây dựng dựa trên một khái niệm theo kiểu khối (cellular,
modular) bao gồm một hay nhiều Khối (Cell) hợp thành. Một Cell có thể chỉ có
một module xử lí trung tâm hoặc gồm một module xử lí trung tâm và có đến 4
module Vào/Ra để giao tiếp với các thiết bị khác. Các module giao tiếp được
chọn trên cơ sở các yêu cầu cụ thể tại trạm, bao gồm cả các yêu cầu về môi
trường, loại tín hiệu và số lượng tín hiệu.
Hình 2.2: Một Cell tiêu biểu
4.3 RTU nhiều CELL:
Với các trạm và nhà máy có nhiều tín hiệu kết nối với RTU thì cần RTU
nhiều Cell hơn và mạnh hơn.
SVTH - LÊ THANH THẾ - Lớp 00CLC - P.F.I.E.V - ĐHBKĐN Trang 22
Đồ án tốt nghiệp   Chương
2
Hình 2.3: RTU nhiều Cell
Các cell giao tiếp với nhau bằng hệ thống giao tiếp FieldNet. Hệ thống này
tích hợp các Cell lại với nhau tạo thành một hệ thống RTU thống nhất. Dữ liệu
trong bất kì cell nào đều có thể được dùng bởi tất cả các cell khác. Các cell riêng

biệt kết hợp với FieldNet tạo ra một hệ thống cơ sở dữ liệu (Global Accessible
Database) luôn sẵn sàng cho tất cả các cell.
Hình 2.4: Giao tiếp FieldNet
Mỗi module xử lí có hệ điều hành đa nhiệm thời gian thực của riêng nó.
Điều này cho phép mỗi cell có thể hoạt động độc lập với các cell khác. Nhiều cell
có thể thực hiện cùng các chức năng như nhau trong lúc mà một số Cell có thể
thực hiện các chức năng riêng của chúng. Tuy nhiên, chúng có thể kết hợp lại với
SVTH - LÊ THANH THẾ - Lớp 00CLC - P.F.I.E.V - ĐHBKĐN Trang 23
Đồ án tốt nghiệp   Chương
2
nhau để đưa ra một RTU mạnh với nhiều đặc trưng và ưu thế mà một RTU
thường không thể có.
4.4 Chức năng của RTU:
RTU có thể được cấu hình để đáp ứng các yêu cầu về chức năng cho từng
trạm. Hệ thống tối thiểu cung cấp chức năng cơ bản như giám sát và điều khiển
dễ dàng từ xa. Ngoài ra hệ thống này còn có cả các đặc tính nhận biết phần cứng
tự động và chức năng tự nhận cấu hình.
Trên cơ sở này nhiều chức năng phức tạp đã được hình thành. Các thuật
toán xử lí chuẩn được cung cấp đối với các loại tín hiệu chuẩn như là : các đầu
vào số đơn (1 bít), các tín hiệu đầu vào số kép (2 bít), .v.v Mỗi loại tín hiệu này
có một số các thông số cần thiết như: đảo trạng thái, thời gian lọc (filter time),
tham số tỷ lệ (scaling parameter), .v.v… Các thông số này có thể được cấu hình
cho từng tín hiệu bằng phần mềm eXpert chạy trên hệ điều hành WinNT.
Đối với các hệ thống tiên tiến hơn, RTU cung cấp việc lập trình ứng dụng
trong một môi trường đồ hoạ. Và cho phép các ứng dụng được phát triển trong
bất kì 5 môi trường lập trình : Ladder Diagrams, Sequential Function Charts ,
Function Block Diagrams , Structured Text và Intruction List . Chức năng này
tuân theo tiêu chuẩn phát triển ứng dụng IEC 1131, cho phép người dùng xây
dựng nên một RTU hoàn toàn thoả mãn các yêu cầu của trạm nhờ vào phần mềm
eXpress.

4.5 Tính toàn vẹn hệ thống :
Bởi vì RTU trở thành một phần căn bản của các quá trình hoạt động hệ
thống cho nên tính sẵn sàng của RTU được đặt lên mức độ quan trọng hàng đầu.
Đó là tiêu chí để thiết kế XCell RTU. Với lý do đó mà các phần tử quan trọng
luôn có dự phòng để cung cấp mức độ sẵn sàng cao nhất có thể có được. Các
phần tử quan trọng bao gồm :
• Truyền thông FieldNet dự phòng giữa các cell.
• Nguồn cung cấp DC kép cho mỗi cell.
• Mỗi module xử lí XCell có riêng bộ chuyển đổi DC-DC để phát các
mức điện áp yêu cầu cho việc dùng bên trong cell đó. Điều này đảm
bảo sự làm việc việc độc lập và cách ly giữa các Cell.
• Có thể dùng nhiều bộ xử lí kết nối với Trung tâm điều khiển.
• Lỗi của một cell được khoanh vùng và chỉ mất các chức năng của Cell
đó mà thôi .
• Các chương trình ứng dụng có thể được nhân đôi trong nhiều cell để
đảm bảo tính vẹn toàn và tín sẵn sàng của RTU.
• Các bít kiểm tra tính nguyên vẹn dữ liệu được gán cho tất cả các dữ
liệu RTU để chỉ thị rằng dữ liệu là có hợp lệ hay không.
4.6 Khả năng xử lí :
SVTH - LÊ THANH THẾ - Lớp 00CLC - P.F.I.E.V - ĐHBKĐN Trang 24
Đồ án tốt nghiệp   Chương
2
Mỗi module xử lí bên trong RTU giám sát một số hữu hạn các tín hiệu thiết
bị vật lý –128. Chính vì vậy cần phải cân nhắc khi sử dụng bộ xử lý cho các ứng
dụng của RTU. Khi số tín hiệu của RTU tăng thì số lượng Cell cũng cần phải
tăng. Mỗi Cell vẫn đảm bảo một số lượng tối đa 128 tín hiệu thiết bị vật lý. Điều
này đảm bảo rằng hiệu suất sẽ không giảm khi số lượng tín hiệu tăng và đảm bảo
đạt được mức thời gian 1ms được gắn cho tất cả các dữ liệu RTU cho dù số
lượng tín hiệu tăng.
4.7 Khả năng mở rộng của RTU

XCell RTU mở rộng một cách dễ dàng bằng cách đơn giản thêm Cell. Nếu
không gian trong một giá không đủ thì có thể mở rộng sang giá khác bằng cách
mở rộng kết nối FieldNet đến giá mới.
4.8 Giải pháp RTU hoàn chỉnh
Dù rằng các module XCell hoặc các Cell là "trái tim" của XCell RTU
nhưng một RTU hoàn chỉnh nói chung bao gồm:
• Các module Xcell
• Hàng kẹp đấu nối (giao tiếp với thiết bị điện)
• Đấu nối nội bộ giữa các hàng kẹp đấu nối các module XCell
• Điều khiển nhiệt độ và bộ sấy (heater).
• Các thiết bị khác trong tủ như ổ cắm điện, bóng đèn
• Đấu nối khác bên trong tủ cho nguồn và các thiết bị bảo vệ.
• Các thiết bị bổ sung theo yêu cầu.
4.9 Kích thước RTU :
XCell RTU được bố trí kích thước để đáp ứng với các nhu cầu của trạm. Số
lượng của các module giao diện thiết bị dựa trên số tín hiệu thiết bị tại mỗi trạm
RTU. Một giá (rack) chuẩn 19'' có thể có 3 XCell đầy đủ (một bộ xử lí và 4
module giao diện vào/ra I/O). Các module XCell có mật độ kênh cao để đáp ứng
với số hàng kẹp giao diện, số hàng kẹp giao tiếp này quyết định chính đến kích
thước vật lí của RTU.
5. Các cấu hình truyền thông RTU :
5.1 Giới thiệu
Xcell RTU có thể cung cấp nhiều cấu hình truyền thông theo các yêu cầu
thực tế. Cụ thể, có thể chọn một trong các cấu hình sau:
 RTU kết nối truyền thông kép (dual communications):
RTU có 2 bộ xử lí truyền thông để kết nối dự phòng với Trung tâm
điều độ miền. RTU còn có một bộ xử lí kết nối với Trung tâm điều độ Quốc
gia. Tất cả các bộ xử lí đó cũng cung cấp các module Vào/Ra dành cho các
SVTH - LÊ THANH THẾ - Lớp 00CLC - P.F.I.E.V - ĐHBKĐN Trang 25