Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hệ thống giám sát và điều khiển trạm biến áp 110kv không người trực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

---------------

BÙI VĂN DŨNG

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU
KHIỂN TRẠM BIẾN ÁP 110kV KHÔNG NGƯỜI
TRỰC
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN
Mã ngành: 60520202

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 08 NĂM 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

---------------

BÙI VĂN DŨNG

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU
KHIỂN TRẠM BIẾN ÁP 110kV KHÔNG NGƯỜI
TRỰC
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN
Mã ngành: 60520202
CBHD: PGS.TS. HUỲNH CHÂU DUY

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 08 NĂM 2017


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Huỳnh Châu Duy
Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Công nghệ TP. HCM ngày …
tháng … năm 2017
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
TT
1
2
3
4
5

Họ và tên

Chức danh Hội đồng
Chủ tịch
Phản biện 1
Phản biện 2
Ủy viên
Ủy viên, Thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa
chữa (nếu có).

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP.HCM
VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TP. HCM, ngày
tháng 08 năm 2017

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: BÙI VĂN DŨNG

Giới tính: NAM

Ngày, tháng, năm sinh: 10/01/1976

Nơi sinh: Hải Phịng

Chun ngành:KỸ THUẬT ĐIỆN

MSHV: 1341830051

I- Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM
BIẾN ÁP 110KV KHÔNG NGƯỜI TRỰC
II- Nhiệm vụ và nội dung:
- Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật để cải tạo các trạm biến áp 110 kV từ có
người trực sang khơng có người trực.
- Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật để xây dựng mới các trạm biến áp 110 kV

không người trực.
- Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật cho trạm biến áp 110 kV Tham Lương
không người trực của lưới điện Tp. HCM.
III- Ngày giao nhiệm vụ: (Ngày bắt đầu thực hiện LV ghi trong QĐ giao đề tài)
IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
V- Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. HUỲNH CHÂU DUY
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)

PGS.TS. HUỲNH CHÂU DUY


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu về
lưới điện là số liệu tham khảo của các đơn vị quản lý vận hành, kết quả nêu trong
Luận văn là trung thực.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được
cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Học viên thực hiện Luận văn

BÙI VĂN DŨNG


ii

LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn Viện Đào tạo sau đại học, Khoa Điện –
Điện Tử, Trường Đại Học Công Nghệ TPHCM đã tạo điều kiện cho tôi được học
tập, tiếp cận với khoa học kỹ thuật và được làm việc với Thầy PGS.TS. HUỲNH
CHÂU DUY đã nhiệt tình giúp đỡ tơi khi thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp này.
Tôi chân thành cảm ơn các Thầy, Cô Trường Đại Học Công Nghệ TPHCM,
đã tận tình giảng dạy, trang bị cho tơi những kiến thức quý báu trong khóa học vừa
qua.
Xin chân thành cảm ơn các bạn học viên cùng khóa cũng đã giúp tơi trao đổi
kiến thức chuyên môn, tài liệu học tập...
Mặc dù tơi đã cố gắng hồn thành luận văn trong phạm vi và khả năng cho
phép nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Tơi kính mong nhận được
sự thơng cảm và đóng góp ý kiến quý báu của Quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp
để luận văn được hồn thiện tốt hơn.
Xin chân thành cảm ơn.
TP. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2017
Học viên thực hiện
Bùi Văn Dũng


iii

TÓM TẮT
Với xu thế lưới điện phát triển ngày càng mạnh mẽ khu vực TPHCM, số
trạm biến áp 110kV ngày càng nhiều, việc xây dựng các trạm biến áp không người
trực là xu hướng tất yếu, là giải pháp tối ưu cho hệ thống điện vì nó được quản lý
vận hành tự động, nâng cao năng suất lao động, giảm tối đa nhân lực; giảm thiểu
đầu tư cáp, các thiết bị trung gian, nâng cao độ tin cậy làm việc chính xác của thiết
bị, bảo đảm cung cấp điện an toàn liên tục, giải quyết được vấn đề quá tải; giảm
thiểu sự cố do thao tác nhầm của người vận hành, nâng cao mức độ an toàn cho

người vận hành và đáp ứng được các yêu cầu của thị trường điện.
Tổng Công ty Điện lực TPHCM đang triển khai nghiên cứu, phân tích, so
sánh các tiêu chuẩn kỹ thuật của trạm biến áp hiện hữu và các trạm biến áp khơng
người trực trong và ngồi nước để từ đó xây dựng bộ tiêu chí khơng người trực.
Trên cơ sở đó thực hiện chuyển đổi các trạm biến áp 110kV dạng truyền thống
sang vận hành ở mơ hình trạm khơng người trực, là hướng đi tất yếu nhằm thực
hiện lộ trình lưới điện thông minh.


iv

ABSTRACT
With the rapid development of power grid system and rapid quantity
increasing of 110kV substations, using unmanned substation is the optimal
solution for power system. Because it is an operational automation system in
which it enhance employee productivity and minimize work force; minimize cable
and devices investment, increase the reliability of electric devices, solve the
overload problem; reduce incidents caused by wrong judgement of operators,
increase the safety at workplace for operators and meet the requirements of the
electricity market.
Ho Chi Minh City Power Corporation (HCMCPC) has been research,
analyzed and compared the technical specifications of the existing substations and
unmanned substations nationally and internationally; in order to build the standard
specifications of unmanned substations. On that basis, Ho Chi Minh Power
Corporation transform the existing 110kV substations into unmanned substations.
That is the indispensable way to implement smart power grid system.


v

MỤC LỤC
Lời cam đoan …………………………………………….………..……………......…. i
Lời cảm ơn ……………………………………………………….……………….....…ii
Tóm tắt …………………………………………………………….………………....…iii
Mục lục ………………………………………………………….………………......…...v
Danh mục các từ viết tắt …………………………………………………………..…....vii
Danh mục các bảng...........................................................................................................ix
Danh mục các hình ảnh, sơ đồ, bản vẽ……………………………….…..….…..............ix
CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU...........................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề…………………….……………..……….………………………..…1
1.2. Tính cấp thiết của đề tài………………………….………………………………1
1.3. Nhiệm vụ của luận văn…………………………………………………...…...….2
1.4. Nội dung nghiên cứu………………………………………………………..……2
1.5. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………………2
CHƯƠNG 2 - LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHĨ HƠ CH1 MINH.........................................3
2.1. Tổng quan về lưới điện khu vực TP Hồ Chí Minh………………………………3
2.2. Hiện trạng một số trạm biến áp 110kV trên lưới điện thuộc Tổng Công ty Điện
lực TPHCM quản lý......................................................................................................9
2.3. Hệ thống SCADA trung tâm tại Trung tâm điều độ Hệ thống điện TPHCM
(HCMCLDC)...............................................................................................................11
2.4. Trung tâm giám sát vận hành (OCC) tại Công ty Lưới điện Cao thế TPHCM...16
2.5. Một số trạm biến áp 220kV, 110kV ít người trực hoặc khơng người trực trong
nước và khu vực..........................................................................................................21
2.6. Ứng dụng đề tài nghiên cứu vào hệ thống lưới điện 110KV khu vực TP Hồ Chí
Minh............................................................................................................................42
2.7. Phân tích, so sánh kinh tế giữa trạm biến áp khơng người trực và trạm có người
trực vận hành...............................................................................................................42
CHƯƠNG 3 - CẢI TẠO VÀ XÂY DỰNG MỚI CÁC TRẠM BIẾN ÁP 110kV
THÀNH TRẠM KHÔNG NGƯỜI TRỰC....................................................................45
3.1. Các yêu cầu chung đối với trạm 110kV không người trực vận hành...................45

vi

3.2. Yêu cầu về phần kiến trúc xây dựng...................................................................45
3.3. Yêu cầu kỹ thuật phần thiết bị nhất thứ..............................................................49
3.4. Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển, bảo vệ, đo lường.....................................49
3.5. Yêu cầu đối với hệ thống TTLL và SCADA......................................................52
3.6. Yêu cầu đối với hệ thống nguồn tự dùng............................................................54
CHƯƠNG 4 - ỨNG DỤNG THIẾT KẾ MỚI TRẠM BIẾN ÁP 110kV THAM
LƯƠNG KHƠNG NGƯỜI TRỰC................................................................................55
4.1. Tổng quan cơng trình...........................................................................................55
4.2. Qui mơ cơng trình................................................................................................56
4.3. Giải pháp kiến trúc, xây dựng..............................................................................59
4.4. Giải pháp kỹ thuật thiết bị điện............................................................................70
CHƯƠNG 5 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................84
5.1. Kết luận................................................................................................................84
5.2. Kiến nghị..............................................................................................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................86


vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
EVN
EVNHCMC
TTĐĐ
A2
VTTB
EVNHCMC

LĐCT
TBA
OCC
SCADA
ADSL
CIMDB
CIM
DA
DL
ĐTXD
EG
EN
ER
FAT
GIS
GSM/3G/GPRS

HIS
HMI
IEEE
IMIS
IED
IEC
ISO

Tập đoàn Điện lực Việt Nam
Tổng công ty Điện lực TPHCM
Trung tâm Điều độ HTĐ TPHCM
Southern Regional Load Dispatching Centre (SRLDC): Trung tâm
Điều độ Hệ thống điện miền nam

Vật tư thiết bị
Tổng Công ty Điện lực TPHCM
Công ty Lưới điện Cao thế TPHCM
Trạm biến áp
Operations Control Center: Trung tâm giám sát vận hành
Supervisory Control And Data Acquisition: Hệ thống Giám sát Điều
khiển Và Thu thập Dữ liệu
Asymmetric Digital Subscriber Line: Kênh thuê bao số không đối
xứng
CIM Database: Cơ sở dữ liệu theo mơ hình thơng tin chung
Common Information Model: Mơ hình thơng tin chung
Data Acquisition: Thu thập dữ liệu
Data Link: Kết nối dữ liệu
Đầu tư xây dựng
Engineering: Tác nghiệp kỹ thuật
E-Notification: Dịch vụ thông báo qua mạng máy tính
E-Report: Dịch vụ báo cáo tự động qua mạng máy tính
Factory Acceptance Test: Thử nghiệm xuất xưởng
Geographic Information Systems: Hệ thống thông tin quản lý vận
hành trên bản đồ số
Global System for Mobile communications: Hệ thống thông tin di
động
3G: Dịch vụ dữ liệu di động thế hệ 3
General Packet Radio Service: Dịch vụ gói dữ liệu di động
Historical Information System: Hệ thống thông tin quá khứ
Human Machine Interface: Giao diện người dùng
Institute of Electrical and Electronics Engineers: Viện kỹ thuật Điện
và Điện Tử
Integrated Metering Information System: Hệ thống thơng tin đo
đếm tích hợp (Hệ thống thu thập dữ liệu và quản lý đo đếm)

Intelligent Electronic Device: Thiết bị điện tử thơng minh, ví dụ như
các loại rơle kỹ thuật số hiện nay, các công tơ điện tử có khả năng
trao đổi và giao tiếp dữ liệu,...
International Electro technical Commission: Uỷ ban Kỹ thuật Điện
Quốc tế
International Organization for Standardization: Tổ chức tiêu chuẩn
hóa quốc tế


viii

IP
Dịch vụ 24/7
LF
LAN
PCCC
QLVH
PB
RTDB
RTU
RP
SMS
SAT
WP
WAN
FO
AIS
GIS
TU
TI

Internet Protocol: Giao thức internet
Là dịch vụ bảo hành và sửa chữa phải được thực hiện trong vòng 24
giờ từ khi nhận được thơng báo hỏng hóc của khách hàng
Load Forecast: Dự báo phụ tải
Local Area Network: Mạng kết nối cục bộ, dùng để kết nối các máy
tính/thiết bị mạng trong một phạm vi nhỏ (nhà ở, phòng làm việc,
…)
Hệ thống Phòng cháy chữa cháy
Quản lý vận hành
Playback: Tái hiện quá khứ
Real-time Database: Cơ sở dữ liệu thời gian thực
Remote Terminal Unit: Thiết bị đầu cuối, ví dụ cổng giao tiếp dữ
liệu của hệ thống SCADA trong trạm biến áp truyền thống
Report: Báo cáo
Short Message Service: Dịch vụ tin nhắn
Site Acceptance Test: Thử nghiệm tại hiện trường
Web Portal: Cổng dữ liệu vận hành trên web
Wide Area Network: Mạng kết nối diện rộng, dùng để kết nối giữa
các mạng cục bộ.
Fiber Optical: Cáp quang
Air-Insulated Substation: Trạm biến áp cách điện bằng khơng khí.
Gas -Insulated Substation: Trạm biến áp cách điện bằng khí
Biến điện áp
Biến dịng điện


ix

DANH MỤC CÁC BẢNG:

-

Bảng 2.1. Danh sách các nhà máy điện cung cấp cho khu vực TPHCM......3

-

Bảng 2.2. Khối lượng đường dây 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM...4

-

Bảng 2.3. Khối lượng TBA 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM ...........4

-

Bảng 2.4. Khối lượng đường dây 220kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM...5

-

Bảng 2.5. Khối lượng TBA 220kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM............6

-

Bảng 2.6. Danh mục các TBA có cấp điện áp 110kV khu vực TPHCM......7

-

Bảng 2.7. Phân tích, so sánh kinh tế giữa trạm biến áp không người trực và
trạm có người trực vận hành...................................................................4 2

-

Bảng 4.1.Tổng dự tốn tham khảo của cơng trình TBA 110kV Tham
Lương....................................................................................................5 5

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ, BẢN VẼ:
-

Hình 2.1. Tổng thể cấu trúc phần cứng hệ thống SCADA tại HCMCLDC 13

-

Hình 2.2. Sơ đồ kết nối tổng thể các chức năng của hệ thống SCADA tại
HCMCLDC...........................................................................................14
Hình 2.3. Sơ đồ thu nhận các dữ liệu SCADA qua giao thức ICCP tại
HCMCLDC...........................................................................................15

-

Hình 2.4. Sơ đồ xử lý dữ liệu DMS của hệ thống SCADA tại
HCMCLDC.................................................................................. .........15

-

Hình 2.5. Cấu trúc ứng dụng tổng thể hệ thống OCC ..............................18

-

Hình 2.6. Cấu trúc phần mềm hệ thống OCC................. .........................18

-

Hình 2.7. Cấu trúc phần cứng hệ thống OCC..........................................19

-

Hình 2.8. Giao diện hiển thị ngăn lộ tổng MBA trạm 110kV trên hệ thống
OCC.......................................................................................... ...........19

-

Hình 2.9. Hệ thống quản lý thông tin khách hàng bằng với cơ sở dữ liệu
theo mơ hình thơng tin chung và hệ thống thơng tin địa lý trên hệ thống
OCC.......................................................................................... ............20

-

Hình 2.10. Sơ đồ một sợi TBA 110kV Hòa Hưng hiển thị trên hệ thống
OCC......................................................................................... .............20


x

-

Hình 2.11. Hình ảnh phịng điều hành Trạm 220kV Củ Chi 2 .................21

-

Hình 2.12. Nhà Bay Housing và Phịng hợp bộ 22kV.............................22

-

Hình 2.13. Sơ đồ cấu trúc vận hành của hệ thống giám sát tại trạm 220kV
Củ Chi 2..................................................................................... ..........22

-

Hình 2.14. Màn hình giám sát sơ đồ một sợi trạm 220kV Củ Chi 2 .........24

-

Hình 2.15. Màn hình giám sát ngăn xuất tuyến đường dây trạm 220kV Củ
Chi 2............................................................................................ .........25

-

Hình 2.16. Màn hình giám sát ngăn máy biến áp 220kV trạm 220kV Củ
Chi 2........................................................................................... ..........25

-

Hình 2.17. Cửa sổ quản lý sự kiện trong trạm 220kV Củ Chi 2 ................26

-

Hình 2.18. Hệ thống camera giám sát-an ninh trạm 220kV Củ Chi 2…....28

-

Hình 2.19. Cổng và tường rào trạm 110kV Tân Sơn Nhất........................28

-

Hình 2.20. Màn hình giám sát sơ đồ một sợi tại trạm 110kV Tân Sơn
Nhất.................................................................. ....................................29

-

Hình 2.21. Tầng cáp ngầm, phòng thiết bị GIS 110kV và phòng hợp bộ
22kV TBA 110kV Tân Sơn Nhất.................................................. ..........30

-

Hình 2.22. Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển tại trạm Tân Sơn
Nhất......................................................... .............................................31

-

Hình 2.23. Hệ thống tủ điều khiển bảo vệ và màn hình điều khiển tại trạm
Tân Sơn Nhất................................................................................ .........32

-

Hình 2.24. Màn hình quan sát của hệ thống camera trạm Tân Sơn
Nhất.............................................................................................. ........33

-

Hình 2.25. Hệ thống PCCC tại trạm Tân Sơn Nhất ..................................34

-

Hình 2.26. Tủ Điều Khiển BCU đặt ngoài sân 110kV thuộc EVNCPC.....35

-

Hình 2.27. Tủ ngăn đường dây thuộc EVNCPC.......................................36

-

Hình 2.28. Đường xuống trạm ngầm TEPCO-Nhật Bản...........................37

-

Hình 2.29. Sơ đồ nguyên lý trạm ngầm TEPCO-Nhật Bản.......................38

-

Hình 2.30. Mơ hình liên kết các trạm truyền tải tại Công ty điện lực TNB Malaysia........................................................................................ ........40

-

Hình 2.31. Trung tâm điều khiển xa tại Cơng ty điện lực TNB-Malaysia.41


xi

-

Hình 4.1. Sơ đồ ngun lý nối điện chính TBA 110kV Tham Lương …...58

-

Hình 4.2. Mặt bằng tồn TBA 110kV Tham Lương ................................60

-

Hình 4.3. Cổng chính của TBA 110kV Tham Lương ...............................61

-

Hình 4.4. Tường rào xung quang TBA 110kV Tham Lương....................62

-

Hình 4.5. Bản vẽ bố trí hệ thống ống PCCC và hệ thống phun sương TBA
110kV Tham Lương........................................................................ .......65

-

Hình 4.6. Sơ đồ nguyên lý hệ thống PCCC TBA 110kV Tham Lương…..66

-

Hình 4.7. Sơ đồ nguyên lý hệ thống camera, hệ thống chống đột nhập TBA
110kV Tham Lương............................................................. ..................69

-

Hình 4.8. Sơ đồ nguyên lý nguồn điện xoay chiều 38 0/220V TBA 110kV

Tham Lương.................................................................... ......................74

-

Hình 4.9. Sơ đồ nguyên lý nguồn điện tự dùng một chiều 110V trạm
110kV Tham Lương.................................................... ...........................75

-

Hình 4.10. Sơ đồ kết nối hệ thống thông tin, SCADA trạm 110kV Tham
Lương............................................................ .......................................78

-

Hình 4.11. Sơ đồ kết nối hệ thống máy tính điều khiển, RTU trạm 110kV
Tham Lương................................................................... .......................81


1

CHƢƠNG 1 - GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Việc xây dựng các trạm biến áp (110 kV, 220 kV, 500 kV) khơng người trực là
u cầu cần thiết trong q trình hiện đại hóa, tăng cường khả năng truyền tải và độ an
toàn, tin cậy cho hệ thống điện Quốc gia. Tập đoàn Điện lực Việt Nam và một số đơn vị
thành viên như Tổng Công ty Điện lực miền Nam (EVNSPC), Tổng Cơng ty Điện lực TP
Hồ Chí Minh (EVNHCMC), Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia (NPT) nghiên cứu
xây dựng các trạm biến áp truyền tải, trạm biến áp phân phối không người trực là yêu cầu
cần thiết trong q trình hiện đại hóa.
Hiện nay, để đáp ứng yêu cầu hiện đại hóa, nâng cao độ tin cậy trong vận hành

lưới điện thuộc Tổng Công ty Điện lực TP Hồ Chí Minh quản lý, EVNHCMC đã và đang
triển khai thí điểm cải tạo một số trạm biến áp 110kV vận hành có người trực thành trạm
biến áp vận hành ít người trực hoặc khơng người trực như:
 Trạm biến áp 110kV Láng Cát;
 Trạm biến áp 110kV Bình Trị Đơng;
 Trạm biến áp 110kV Tân Bình 3;
 Trạm biến áp 110kV Tân Sơn Nhất;
 Trạm biến áp 110kV Tân Quy;
 Trạm biến áp 110kV Phú Mỹ Hưng A;
 Trạm biến áp 110kV Đa Kao.
1.2. Tính cấp thiết của đề tài
Để đưa vào vận hành các trạm biến áp ở chế độ không người trực vận hành cần xây
dựng bộ tiêu chí trạm biến áp 110kV khơng người trực vận hành cho các trạm xây dựng
mới, cũng như phương án cải tạo các trạm hiện hữu để tiến tới thực hiện trạm không
người trực vận hành.
Với quy mô lưới điện 110kV, 220kV ngày càng phát triển, việc quản lý vận hành
lưới điện theo phương pháp hiện nay sẽ cần rất nhiều nhân lực để vận hành lưới điện. Để
giảm chi phí vận hành và để tăng cường độ ổn định lưới điện, cần thiết phải thực hiện
từng bước tự động hóa trong cơng tác vận hành các trạm biến áp 110kV trên địa bàn Tổng
Công ty Điện lực TPHCM (EVNHCMC) quản lý nói riêng và trên cả nước nói chung.


2

1.3. Nhiệm vụ của luận văn
Nghiên cứu đề xuất giải pháp xây dựng mới trạm biến áp không người trực vận
hành, cải tạo nâng cấp trạm 110kV hiện hữu đáp ứng được u cầu vận hành khơng người
trực. Qua đó từng bước tiến đến trạm không người trực đúng theo tiêu chí của Tập Đồn
Điện Lực Việt Nam (EVN) và chiến lược phát triển lưới điện của Tổng Công Ty Điện
Lực Thành phố Hồ Chí Minh (EVNHCMC) trong giai đoạn hiện nay.

1.4. Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu cần bám sát và nhằm đạt được các mục tiêu nghiên cứu:
 Nghiên cứu các thiết bị trong trạm biến áp.
 Nghiên cứu về hệ thống thông tin liên lạc, SCADA.
 Nghiên cứu về hệ thống thu thập dự liệu trung tâm.
 Nghiên cứu hệ thống an ninh bảo vệ, camera.
 Nghiên cứu về hệ thống PCCC tự động.
1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để giải quyết những vấn đề được đề cập đến trong đề tài, tác giả luận văn đã sử
dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:
 Nghiên cứu tổng quan về lưới điện TP Hồ Chí Minh, hiện trạng các trạm biến áp
110kV đang vận hành, hệ thống SCADA trung tâm, … trên lưới điện khu vực

TPHCM.
 Đề xuất giải pháp và việc ứng dụng công nghệ để xây dựng tiêu chí trạm biến áp
khơng người trực vận hành, đáp ứng bài tốn tối ưu hóa cho hệ thống điện.
 Phân tích tính kinh tế - tài chính, đánh giá các phương án, đề xuất giải pháp tối ưu
khi áp dụng tiêu chí trạm biến áp ít người trực hoặc không người trực vận hành.
 Ứng dụng thiết kế mới trạm biến áp 110kV Tham Lương không người trực vận
hành.
 Đề xuất giải pháp cải tạo các trạm biến áp hiện hữu đáp ứng yêu cầu trạm biến áp
không người trực vận hành.


3

CHƢƠNG 2 - LƢỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ HÔ CH1 MINH
2.1. Tổng quan về lƣới điện khu vực Thành phố Hồ Chí Minh
2.1.1. Về nguồn điện
Nhà máy điện trên địa bàn TPHCM:

 Nhiệt điện Thủ Đức, thuộc EVN công suất đặt 157MW (2x62+lx33)MW, công
suất khả dụng 153MW, sử dụng dầu FO. Tua bin khí Thủ Đức, thuộc EVN, cơng
suất đặt 104.5MW (2x37.5+12+17.5)MW, công suất khả dụng 94MW, sử dụng
dầu DO, nhà máy phát lên thanh cái 110kV trạm 220kV Thủ Đức, trong các chế độ
vận hành bình thường của hệ thống các nhà máy này không được huy động do giá
thành cao.
 Nhà máy điện Hiệp Phước, thuộc Công ty Điện lực Hiệp Phước với công suất
375MW (3x125)MW - 15/110kV, sử dụng dầu FO. Hiện tại NMĐ phát điện phần
lớn bán cho EVN, phần còn lại bán điện trực tiếp cho KCX.Tân Thuận, KCN.Hiệp
Phước và khu đô thị mới Phú Mỹ Hưng.
Danh mục các nguồn điện cấp cho địa bàn TP. Hồ Chí Minh được trình bày cụ
thể trong bảng sau:
Bảng 2.1. Danh sách các nhà máy điện cung cấp cho khu vực TPHCM
STT

Nhà máy điện

1
Nhiệt điện dầu Thủ Đức
2
Gasturbin Thủ Đức
3
Hiệp Phước
4
Thủy điện Trị An
5
Phú Mỹ
6
Nhơn Trạch 1
7

Nhơn Trạch 2
2.1.2. Về lƣới điện

Cơng suất đặt (MW)

Nhiên liệu

157.00
104.50
375.00
400.00
4,166.20
450.00
750.00

FO
DO
Khí
Nước
Khí
Khí
Khí

Lưới điện truyền tải cấp điện cho khu vực TPHCM bao gồm các trạm biến áp và
đường dây ở cấp điện áp 500 kV, 220 kV, 110kV, hệ thống lưới trung thế 22kV.
2.1.2.1. Lƣới điện 500kV
 Các ĐD 500kV cấp điện cho TPHCM được bố trí liên kết mạch vịng xung quang
thành phố từ Phú Mỹ - Sông Mây – Tân Định – Cầu Bông – Phú Lâm – Nhà Bè –

4

Phú Mỹ. Đây là mạch vịng ngồi cấp điện quan trọng cho TPHCM và khu vực
phụ cận, các đường dây này thuộc quản lý của Công ty Truyền tải Điện 4. Khối
lượng đường dây 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM vào khoảng 1582km
đường dây (quy về 1 mạch) cụ thể như sau:
Bảng 2.2. Khối lượng đường dây 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM
TT

Tên ĐD 500kV

Dây dẫn
tƣơng đƣơng

Số mạch x chiều dài
(km)

1

ĐăkNông - Cầu Bông

4xACSR330

1

x

2
3
4

5
6
7
8
9
10

Phú Lâm – Cầu Bông
Tân Định - Sông Mâ y
Sông Mây - Phú Mỹ
Nhà Bè – Phú Mỹ
Nhà Bè - Phú Lâm
Nhà Bè-Mỹ Tho
Vĩnh Tân-Sông Mây
Phú Lâm- Mỹ Tho
Pleiku- C ầu Bông

4xACSR330
4xACSR330
4xACSR330
4xACSR330
4xACSR330
4x ACSR 666MCM
4xACSR 795MCM
4x ACSR 666MCM
4xACSR330

1
2
2

2
1
1
2
1
2

x
49.1
x
41
x
65.9
x 42.6
x
16.4
x 152.8
x
162,2
x 52.4
x
417

178

- Các trạm 500kV cấp điện chính cho khu vực TPHCM bao gồm 6 trạm 500kV do
Công ty Truyền tải Điện 4 quản lý như sau:
Bảng 2.3. Khối lượng TBA 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM
STT

Tên TBA 500kV

1
2
3

Phú Lâm
Nhà Bè
Tân Định

4
5
6

Sông Mây
Cầu Bông
Phú Mỹ
Tổng

2.1.2.2. Lƣới điện 220kV

Số máy x công suất
đặt (MVA)
2
2
2
1
2
1
1

x
x
x
x
x
x
x

900
600
450
600
600
900
450

Tổng công suất
đặt
1,800
1,200
900
600
1,200
900
450
7,050


5

 Nguồn 220kV khu vực TPHCM nhận điện từ 05 trạm 500/220kV Phú Lâm, trạm
500/220kV Nhà Bè, trạm 500/220kV Tân Định, Trạm 500/220kV Cầu Bông, trạm
500/220kV Sông Mây và trực tiếp từ các nhà máy điện Phú Mỹ và Nhơn Trạch qua
các đường dây 220kV Phú Mỹ – Cát Lái , Nhơn Trạch – Cát Lái, Phú Mỹ – Long
Thành – Long Bình.
 Các đường dây 220kV có tổng cơng suất truyền tải ước khoảng 10.500MVA, đáp
ứng đủ và dự phòng cho phụ tải khu vực TPHCM (10.500MVA so với
3.047,8MW). Đường dây 220kV do Tổng công ty Điện lực TPHCM quản lý gồm
6,33 km đường dây trên không và 0,59 km cáp ngầm.
Bảng 2.4. Khối lượng đường dây 220kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM
TT

Tên đƣờng dây 220kV

Dây dẫn tƣơng đƣơng

Số mạch x
chiều dài
(km)

Thủ Đức-Hóc Mơn
Thủ Đức-Hiệp Bình Phước
Hiệp Bình Phước-Hóc Mơn
Thủ Đức-Cát Lái

ACKP400
ACKP400
ACSR411.6
XLPE1600

ACSR411.6
ACKP300
ACKP300
TACSR411.6
TACSR411.6
TACSR411.6
2xACSR330

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2

10

Phú Lâm -Long An( Mạch 1)

ACSR795MCM

1 x 28.033

11

Phú Lâm -Long An( Mạch 2)

ACSR795MCM

1 x 28.345

12

Phú Lâm -Bình Chánh

2xACSR666.6MCM

2 x 9.071

13

Nhà Bè-Tao Đàn

14

Nhơn Trạch – Nhà Bè

2xACSR795
XLPE1600
2xACSR 666.6MCM

2 x 3.34
2 x 6.3
2 x 19.84

15

Nhơn Trạch-Cát Lái

2xACSR 666.6MCM

2 x 18.5

16

Nhà Bè-Bình Chánh

2xACSR 666.6MCM

2 x 6.546

1
2
3

Bình Hịa-Hóc Mơn
Thuận An-Hóc Mơn
Phú Lâm -Bình Tân

4

Bình Tân-Hóc Mơn

5

Phú Lâm -Vĩnh Lộc

6
7
8
9

x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x

17.9
10.8
9.2
0.758
7.542
13
6
14.6
8.5
6.1
8.9

 Hiện tại TPHCM được nhận điện từ 13 TBA 220kV trong khu vực, trong đó Tổng
Cơng ty Điện lực TPHCM quản lý 5 trạm và Công ty Truyền tải Điện 4 quản lý 8
trạm với tổng dung lượng 7000MVA. Các TBA 220kV khu vực TPHCM đóng vai


6

trò cung cấp trực tiếp cho phụ tải 110kV, là các điểm nút tiếp nhận công suất trực
tiếp từ lưới điện truyền tải cấp điện cho thành phố.
STT

Bảng 2.5. Khối lượng TBA 220kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM
Số máy x cơng suất Tổng
Tên TBA 220kV
Ghi chú
đặt (MVA)
cơng suất
đặt

1
2

Phú Lâm
Bình Tân

3
2

x

x

250
250

750
500

3

Nhà Bè

2

x

250

500

4

Tao Đàn

2

x

250

500

5

Cát Lái

2

x

250

500

6

Thủ Đức

3

x

250

750

7

Hiệp Bình Phước

2

x

250

500

8

Hóc Mơn

3

x

250

750

9

Vĩnh Lộc

1

x

250

250

10

2

x

250

500

11

Bình Chánh (Nam Sài
Gịn)
Cầu Bơng

2

x

250

500

12

Củ Chi

2

x

250

500

EVNHCM

13

Cơng nghệ cao

2

x

250

500

EVNHCM

Tổng

EVNHCM

EVNHCM
EVNHCM

7000

2.1.2.3. Lƣới điện 110kV
 Tổng quy mô đường dây 110kV hiện hữu khu vực TPHCM khoảng 480km (quy
về 1 mạch), trong đó phần lớn được sử dụng dây dẫn từ 240mm2 trở lên, một số
đường dây có tiết diện lớn tương đương 400mm2, cáp ngầm 1200mm2 . Tuy nhiên
vẫn còn tồn tại một số đường dây sử dụng dây có tiết diện nhỏ từ 185mm2 trở
xuống, tồn tại nhiều điểm rẽ T không linh hoạt trong quản lý vận hành. Các đường
dây 110kV do EVNHCMC quản lý bao gồm 80 đường dây/nhánh rẽ, có tổng chiều
dài là 634,43 km; trong đó có 33,51 km cáp ngầm 110kV. Tổng công suất truyền
tải của các đường dây 110kV ước khoảng 7.400MVA (tương đương 7.030MW).
 Các trạm 110kV cấp điện cho TPHCM nhận điện từ 52 trạm 110kV do Tổng công
ty quản lý; 05 trạm do Công ty Truyền tải điện 4 quản lý (nằm trong các trạm
500/220kV và trạm 220/110kV); 01 trạm do Tổng công ty Điện lực miền Nam


7

quản lý (trạm 110kV Thủ Đức Bắc) và 05 trạm khách hàng (PouYuen; Vikimco;
Xi măng Sao Mai, POU YUEN, Hiệp Phước) với tổng công suất đặt là 7.029MVA
(tương đương 6.678MW).
Bảng 2.6. Danh mục các TBA có cấp điện áp 110kV khu vực TPHCM
STT
I
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

Số x Công suất
Cấp điện
áp danh định máy (MVA)
(kV)

Trạm biến áp 110kV thuộc EVNHCMC quản lý
110
Bàu Đưng
1 x 63
Bình Lợi
110
1 x 63
Chánh Hưng
110
3 x 40
Hỏa Xa
110
2 x 63
Long Thới
110
2 x 63
Nam Sài Gòn 2
110
1 x 63
Tân Túc
110
2 x 63
Thạnh Lộc
110
2 x 63
Thị Nghè
110
2 x 63
Trường Đua
110

2 x 63
Việt Thành
110
2 x 40
An Nghĩa
110
1 x 16
Cần Giờ
110
1 x 16
Chợ Lớn
110
2 x 63
Củ Chi
110
2 x 63
Gò Vấp 1
110
2 x 63
Hòa Hưng
110
2 x 63
Hùng Vương
110
2 x 63
Lưu Động Bà
110
1 x 40
Điểm
Trạm Biến Áp

Lê Minh Xuân
Linh Trung 1
Linh Trung 2
Tân Hiệp
Tân Thuận
Thanh Đa
Thủ Đức Đơng
Xa Lộ
Đa Kao
Láng Cát
Nam Sài Gịn 1

110
110
110
110
110
110
110
110
110
110
110

2
1
1
2
3

1
2
3
2
2
2

x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x

63
40+63
63+40
40
40+63
40+63
63
63
63
63
40

Tổng Cơng
suất (MVA)

63
63
120
126
126
63
126
126
126
126
80
16
16
126
126
126
126
126
40
126
103
103
80
103
103
126

189
126
126
80


8

31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52

II
1
2
3
4
5
III
1
2
3
4
5
6

Phú Mỹ Hưng
110
2 x 40
Tân Quy
110
2 x 63
Tân Sơn Nhất
110
2 x 63
Tân Thắng (Tân
110
2 x 63
B nh 3)
Tăng Nhơn Phú
110
2 x 63

An Khánh
110
1 x 63+40
An Phú (Thảo
110
2 x 63
Điền)
Bà Quẹo
110
1 x 63+63+40
Bến Thành
110
2 x 63
Bình Phú
110
1 x 63
Bình Trị Đơng
110
1 x 63
Bình Triệu
110
1 x 63
Đơng Thạnh (Tân
110
2 x 63
Thới Hiệp)
Intel
110
2 x 63
Phú Định

110
2 x 63
Phú Hịa Đơng
110
1 x 40
Tân Bình 1
110
2 x 63
Tân Bình 2
110
2 x 63
Tân Phong (NSG3)
110
2 x 63
Tân Tạo
110
2 x 63
Tham Lương
110
2 x 63
Tân Hưng
110
2 x 40
Trạm 220kV do EVNHCMC quản lý
Củ Chi 110 (220)
110
1 x 63
Bình Tân 110 (220)
110
2 x 63

110
2 x 63
Hiệp B nh Phước
110 (220).
Vĩnh Lộc 110 (220)
110
2 x 63
Công nghệ cao 110
110
3 x 40
(220)
Trạm biến áp do đơn vị ngoài EVNHCMC quản lý
Sao Mai
110
1 x 12+9.6
Thủ Đức Bắc
110
2 x 63
Vikimco
110
1 x 25
POU YUEN
110
2 x 37.5
Hiệp Phước
110
1 x 40+63
110
1 x 63
Bình Chánh

80
126
126
126
126
103
126
166
126
63
63
63
126
126
126
40
126
126
126
126
126
80
63
126
126
126
120

21.6

126
25
75
103
63


9

110 (220)
Hóc Mơn 110
7
(220)
Phú Lâm 110
8
(500/220)
Nhà Bè 110
9
(500/220)
10
Tao Đàn 110 (220)
2.1.2.4. Lƣới điện phân phối trung thế

110

3 x 63

189

110

2 x 63

126

110

2 x 40

80

110

2 x 63

126

 Lưới điện phân phối trên địa bàn TPHCM gồm 5.846,061 km đường dây trung thế;
11.178,156 km lưới hạ thế; 23.888 trạm biến thế phân phối với tổng dung lượng là
9.825 MVA.
 Lưới điện trung thế cung cấp cho địa bàn thành phố có kết cấu mạch vòng vận
hành ở chế độ hở, giữa các tuyến dây có khả năng chuyển tải linh hoạt, đảm bảo độ
dự phòng cao khi xảy ra mất điện.
2.2. Hiện trạng một số trạm biến áp 110kV trên lƣới điện thuộc Tổng Công ty Điện
lực TPHCM quản lý
 Trạm truyền thống (AIS) chủ yếu là các trạm đã xây dựng lâu hoặc trạm mới xây
dựng tại các khu vực ngoại thành, có diện tích đất rộng.
 Trạm cách điện khí (GIS) được áp dụng từ năm 1997, xây dựng trong khu vực nội
thành nhằm giảm thiểu diện tích, cũng như tăng mỹ quan và đảm bảo an toàn trong
khu dân cư. Đối với trạm 110 kV thì sử dụng loại 3 pha chung (three phase) hoặc

loại đơn pha/3 pha riêng (single phase); Đối với trạm 220 kV thì sử dụng loại đơn
pha/3 pha riêng (single phase). Các trạm GIS sử dụng vỏ là hợp kim nhôm
(Aluminum Alloy) hoặc thép không rỉ (Stainless Steel).
 Máy biến áp lực sử dụng cách điện dầu, công suất 40 MVA hoặc 63 MVA đối với
điện áp 110 kV và 250 MVA đối với điện áp 220 kV.
 Hệ thống trung thế: sử dụng tủ hợp bộ lắp đặt trong nhà với bộ phận dập hồ quang
bằng khí SF6 hoặc chân khơng (chủ yếu là bằng chân không).
 Các cuộn dây thứ cấp của TU, TI hệ thống đo lường cấp chính xác 0,5, đối với
điểm đo đếm ranh giới mua bán điện có cấp chính xác 0,2, các cuộn dùng cho bảo
vệ có cấp chính xác 5P20.


10

 Hệ thống bảo vệ và điều khiển: Sử dụng Relay kỹ thuật số có khả năng giao tiếp
máy tính, SCADA, là loại tích hợp nhiều chức năng. Tuy nhiên các trạm từ những
năm 2010 trở về trước đa số các trạm sử dụng loại rơ le sử dụng giao thức kết nối
IEC 60870-5-103, từ năm 2010 trở lại đây bắt đầu áp dụng relay kỹ thuật số với
giao thức IEC 61850 theo qui định của EVN. Hiện nay trên 95% số trạm biến áp
110kV trên lưới điện TPHCM đáp ứng yêu cầu điều khiển xa tại các trung tâm
điều khiển, dự kiến trong năm 2017 sẽ cải tạo 100% số trạm đáp ứng yêu cầu điều
khiển xa.
 Hệ thống nguồn tự dùng: Gồm có hệ thống nguồn tự dùng AC và DC, đa số các
trạm truyền thống được thực hiện chuyển nguồn thông qua MCCB thao tác bằng
tay.
 Hệ thống camera giám sát: Đa số tại các trạm 110kV là loại camera cố định khơng
có chức năng điều khiển, sử dụng rất ít camera có chức năng điều khiển, khơng
giám sát bao qt hết tồn bộ khu vực xung quanh trạm.
 Hệ thống phòng cháy và chữa cháy: Hệ thống PCCC hiện hữu chỉ đáp ứng được
yêu cầu an tồn PCCC của trạm có người trực thường xun, tuy nhiên để phù hợp

với yêu cầu của trạm không người trực cần phải cải tạo tăng cường khả năng kiểm
soát, giám sát và độ tin cậy của hệ thống PCCC hiện hữu.
 Giám sát, chẩn đoán và ngăn ngừa sự cố:
+ Theo dõi, phân tích khí hịa tan trong dầu (việc lấy mẫu dầu và theo dõi định kỳ
hàng năm, đột xuất được thực hiện theo qui trình vận hành máy biến áp và quy
chẩn kỹ thuật quốc gia về kỹ thuật điện).
+ Theo dõi nhiệt độ các mối nối bằng camera nhiệt.
+ Phát hiện, giám sát phóng điện cục bộ trong máy biến áp 110/220kV bằng máy
đo PD công nghệ Acoustic.
+ Quan sát, phát hiện phóng điện trong tủ trung thế, trên thiết bị bằng máy quay
phóng điện vầng quang .
+ Phát hiện phóng điện bề mặt thiết bị trong trạm bằng phương pháp siêu âm
(Ultrasonic);
+ Thiết bị lọc dầu online, giám sát hàm lượng khí hịa tan trong dầu.