ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH SCADA CHO ĐIỀU KHIỂN BẢO VỆ VÀ PHÂN PHỐI LƯỚI HẠ THẾ

TÓM TẮT NỘI DUNG
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
NGHIÊN CỨU VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH SCADA
Thực hiện: Nguyễn Hữu Phúc
Hồ Phạm Huy Ánh
Nguyễn Thế Kiệt
eBook for You
MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
-Xây dựng hệ giám sát và điều khiển cho mạng lưới điện hạ
thế, thể hiện được các chức năng cơ bản: thu thập dữ liệu,
hiển thị, điều khiển, quản lí.
-Thực hiện một mô hình thu nhỏ của hệ giám sát và điều khiển
lưới cấp điện hạ thế với các chức năng cơ bản.
-Tuy có tham khảo những giải pháp khác nhau, trên các hệ
thống SCADA của điện lực cũng như công nghiệp, tuy nhiên
trong điều kiện thực tế khi thực hiện , đề tài đã giới hạn trong
việc thực hiện ở phạm vi một lưới điện phân phối hạ thế tối
thiểu.
-Tuy vậy, mô hình thực hiện vẫn có thể đại diện cho một giải
pháp khả thi với qui mô lưới điện lớn hơn và mức độ phức tạp
cao hơn, và chứng tỏ khả năng có thể được phát triển và hòan
thiện để đạt đến các chức năng cao cấp như các hệ SCADA
chuyên nghiệp.
eBook for You
MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
1. Giám sát , đo và hiển thò các thông số dòng I, áp U , công suất S-P-Q , của lưới hạ thế

2. Theo dõi &ø phát hiện kòp thời các tình huống sự cố xãy ra trên lưới hạ thế bao gồm:

Các dạng sự cố ngắn mạch 1 pha , 2 pha , 3 pha cả trên nhánh chính cũng như trên từng
nhánh tải đầu cuối.

Các dạng sự cố mất áp pha (1 pha, 2 pha hay cả 3 pha ) trên nhánh chính cũng như trên từng
nhánh tải đầu cuối.
Các dạng sự cố thấp áp và quá áp do biến động nguồn trên lưới hạ thế ( do tải động cơ khởi
động trực tiếp , do lưới điện nguồn không ổn đònh , ).
Các dạng sự cố dòng rò xuất hiện trên đường dây hay dòng rò từ pha nối võ thiết bò (phối hợp
với ELCB bảo vệ so lệch).


3. Kòp thời phát tín hiệu điều khiển CONTACTOR ngắt mạch trong các tình huống cần ngắt
mạch (
VD sự cố ngắn mạch hay sự cố quá tải kéo dài
) nhưng CB bảo vệ cho nhánh tải vì lý
do nào đó không ngắt mạch kòp.

4. Lưu trữ các mốc thời điểm bò sự cố, khoảng thời gian nhánh tải phải ngắt mạch do sự cố ,
nguyên nhân phát sinh sự cố (
quá áp , thấp áp , ngắn mạch , mất pha hay quá tải kéo dài
)
cũng như số lần bò sự cố trên nhánh chính cũng như trên từng nhánh tải đầu cuối.
Nếu tăng cường thêm được số ngõ INPUT / OUTPUT , có thể mở rộng khả năng theo dõi và tự
động bù hệ số công suất cos  cho nhánh chính cũng như cho từng nhánh tải đầu cuối.

5. Hiển thò dạng đồ thò (TREND DIAGRAM) giá trò dòng I, áp U , công suất S-P-Q theo thời
gian thực trên nhánh chính cũng như trên từng nhánh tải đầu cuối.
Có thể cho phép hổ trợ hiển thò tại chổ (thông qua Đèn 7 Đoạn LCD hay Đèn Ma Trận Quang
Báo) các thông số I, U, cũng như tình trạng vận hành hiện tại của lưới hạ thế.
eBook for You
MicroSCADA ĐIỂN HÌNH
eBook for You
MicroSCADA ĐIỂN HÌNH

eBook for You
MicroSCADA ĐIỂN HÌNH
eBook for You
SCADA ĐIỂN HÌNH
eBook for You
eBook for You
CHƯƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM MẠNG GIÁM SÁT LƯỚI HẠ THẾ HIỆN ĐẠI

CHƯƠNG 2
XÂY DỰNG LƯU ĐỒ VÀ GIẢI THUẬT SCADA
GIÁM SÁT LƯỚI HẠ THẾ.

CHƯƠNG 3
TỔNG HP KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM TRÊN PANEL
SCADA GIÁM SÁT LƯỚI HẠ THẾ.


CHƯƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM MẠNG GIÁM SÁT LƯỚI HẠ THẾ HIỆN ĐẠI

CHƯƠNG 2
XÂY DỰNG LƯU ĐỒ VÀ GIẢI THUẬT SCADA
GIÁM SÁT LƯỚI HẠ THẾ.

CHƯƠNG 3
TỔNG HP KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM TRÊN PANEL
SCADA GIÁM SÁT LƯỚI HẠ THẾ.

MỤC LỤC MỤC LỤC
eBook for You
Chương 1 Chương 1
ĐẶC ĐIỂM MẠNG GIÁM SÁT
LƯỚI HẠ THẾ HIỆN ĐẠI


ĐẶC ĐIỂM MẠNG GIÁM SÁT
LƯỚI HẠ THẾ HIỆN ĐẠI


eBook for You
ĐẶC TÍNH MẠNG SCADA GIÁM SÁT LƯỚI HẠ THẾ ĐẶC TÍNH MẠNG SCADA GIÁM SÁT LƯỚI HẠ THẾ
GIÁM SÁT VÀ THU THẬP XỬ LÝ DỮ LIỆU.
BẢO ĐẢM TÍNH LIÊN TỤC CỦA LƯỚI HẠ THẾ.
NÂNG CAO CHẤT LƯNG ĐIỆN NĂNG.
BẢO ĐẢM AN TOÀN LƯỚI HẠ THẾ.

MỤC TIÊU LẮP ĐẶT CỦA LƯỚI HẠ THẾ HIỆN ĐẠI MỤC TIÊU LẮP ĐẶT CỦA LƯỚI HẠ THẾ HIỆN ĐẠI
NÂNG CAO MỨC LINH HOẠT KHI SỬ DỤNG ĐIỆN
NĂNG.
GIẢM GIÁ THÀNH SỬ DỤNG ĐIỆN.
TIẾT KIỆM CHI PHÍ LẮP ĐẶT, BẢO TRÌ VÀ NÂNG CẤP.
BẢO ĐẢM AN TOÀN CHO NGƯỜI VẬN HÀNH.
CẢI THIỆN TIỆN NGHI KHI VẬN HÀNH LƯỚI HẠ THẾ.

eBook for You
CÁC ĐIỀU CẦN BIẾT ĐỐI VỚI NGƯỜI VẬN HÀNH

LƯỚI HẠ THẾ

CÁC ĐIỀU CẦN BIẾT ĐỐI VỚI NGƯỜI VẬN HÀNH

LƯỚI HẠ THẾ
CÀI ĐẶT ĐẦY ĐỦ CÁC CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN KHI
LẮP ĐẶT.
NẮM VỮNG CÁC TRẠNG THÁI VẬN HÀNH (BAO GỒM
CÁC KHẢ NĂNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA CỦA KHÍ CỤ, THIẾT
BỊ).
KẾT NỐI TỐT MỌI PHẦN TỬ TRONG MẠNG HẠ THẾ, BẢO
ĐẢM ĐÁP ỨNG NHANH KHI CÓ SỰ CỐ.
KHAI THÁC VÀ XỬ LÝ TỐT DỮ LIỆU THU THẬP.
ĐO VÀ HIỂN THỊ MỌI THÔNG SỐ CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI.
BẢO ĐẢM AN TOÀN CHO NGƯỜI VÀ THIẾT BỊ.


eBook for You
MẠNG SCADA GIÁM SÁT LƯỚI HA ÏTHẾ
BAO GỒM 4 CHỨC NĂNG :
MẠNG SCADA GIÁM SÁT LƯỚI HA ÏTHẾ
BAO GỒM 4 CHỨC NĂNG :
ĐO LƯỜNG ĐO LƯỜNG
HIỂN THỊ HIỂN THỊ
ĐIỀU KHIỂN ĐIỀU KHIỂN
QUẢN LÝ QUẢN LÝ
eBook for You
CHỨC NĂNG ĐO LƯỜNG CHỨC NĂNG ĐO LƯỜNG
CHỨC NĂNG HIỂN THỊ CHỨC NĂNG HIỂN THỊ
CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN
CHỨC NĂNG QUẢN LÝ CHỨC NĂNG QUẢN LÝ
BẢO ĐẢM THU THẬP ĐẦY ĐỦ DỮ LIỆU LIÊN QUAN

ĐẾN HỆ THỐNG PHÂN PHỐI LƯỚI HẠ THẾ.
THỂ HIỆN ĐẦY ĐỦ MỌI THÔNG SỐ LƯỚI CŨNG
NHƯ KỊP THỜI CẢNH BÁO SỰ CỐ, NẾU CÓ.
CÓ KHẢ NĂNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA
MỌI THÀNH PHẦN CỦA LƯỚI HẠ THẾ.
BẢO ĐẢM GIẢM CHI PHÍ VẬN HÀNH, TĂNG CƯỜNG
TIỆN NGHI VÀ ĐƠN GIẢN HÓA CÔNG TÁC BẢO TRÌ.
eBook for You
Chương 02 Chương 02
XÂY DỰNG LƯU ĐỒ
VÀ GIẢI THUẬT SCADA
GIÁM SÁT LƯỚI HẠ-THẾ
XÂY DỰNG LƯU ĐỒ
VÀ GIẢI THUẬT SCADA
GIÁM SÁT LƯỚI HẠ-THẾ
eBook for You
L3
N
OL MA
CONTACTOR
T1
MCCB
10
1
FUSE 1-3
CT 1
FUSE 4
FUSE 5
FUSE 6
CR1

CR2
2
CR3
3
OL1
L2
L1
CR4 CR5
CR6
ELCB
11 21 31
CT 2
CT 3
TẢI CẢM
TẢI TRỞ
TẢI DUNG
MA MA MA
M1 M1 M1 M2 M2 M2 M3 M3 M3
OL2
OL3
SƠ ĐỒ BỐ TRÍ

MÔ HÌNH LƯỚI 3 PHA HẠ
THẾ
eBook for You
XÂY DỰNG LƯU ĐỒ
(FLOWCHART) VẬN HÀNH VÀ
GIÁM SÁT LƯỚI HẠ THẾ :

XÂY DỰNG LƯU ĐỒ

(FLOWCHART) VẬN HÀNH VÀ
GIÁM SÁT LƯỚI HẠ THẾ :

Reset
START
Vận hành và Thu
thập thông số
Yes
Kiểm tra
điều kiện
vận hành
nhánh chính
AB
Kiểm tra sự cố
nhánh chính
AB
Cho vận
hành các
nhánh tải
No
Yes
No
Hiển thò thông số
lưới
Kiểm tra
Power Factor
Điều chỉnh
TỤ BÙ
No
Yes

End
Kiểm tra sự cố
nhánh chính
AB
Phân loại và
Ghi nhận SỰ CỐ
Yes
No
Cách ly nhánh
chính và các
nhánh tải
Khắc phục sự cố
nhánh chính AB
Yes
No
Dừng Hệ Thống
Báo Động SỰ CỐ
Lưu đồ chính vận
hành giám sát lưới
điện hạ thế

eBook for You
START
Vận hành và Thu
thập thông số
nhánh tải CD
Yes
Kiểm tra điều
kiện vận hành
nhánh tải CD

Kiểm tra
sự cố nhánh tải
CD
No
Yes
No
Hiển thò
thông số
lưới
End
Kiểm tra
sự cố nhánh tải
CD
Phân loại và
Ghi nhận SỰ CỐ
Yes
No
Cách ly
nhánh tải CD
Khắc phục sự cố
nhánh tải CD
Yes
No
Báo Động
SỰ CỐ
Xóa BIT
SỰ CỐ
Lưu đồ vận hành & giám
sát NHÁNH TẢI CD
eBook for You

START
Vận hành và Thu
thập thông số
nhánh tải EF
Yes
Kiểm tra điều
kiện vận hành
nhánh tải EF
Kiểm tra
sự cố nhánh tải
EF
No
Yes
No
Hiển thò
thông số
lưới
End
Kiểm tra
sự cố nhánh tải
EF
Phân loại và
Ghi nhận SỰ CỐ
Yes
No
Cách ly
nhánh tải EF
Khắc phục sự cố
nhánh tải EF
Yes

No
Báo Động
SỰ CỐ
Xóa BIT
SỰ CỐ
Lưu đồ vận hành & giám
sát NHÁNH TẢI EF
eBook for You
START
Vận hành và Thu
thập thông số
nhánh tải GH
Yes
Kiểm tra điều
kiện vận hành
nhánh tải GH
Kiểm tra
sự cố nhánh tải
GH
No
Yes
No
Hiển thò
thông số
lưới
End
Kiểm tra
sự cố nhánh tải
GH
Phân loại và

Ghi nhận SỰ CỐ
Yes
No
Cách ly
nhánh tải GH
Khắc phục sự cố
nhánh tải GH
Yes
No
Báo Động
SỰ CỐ
Xóa BIT
SỰ CỐ
Lưu đồ vận hành & giám
sát NHÁNH TẢI GH
eBook for You
START
Phát
hiện sự
cố
Số quá
áp = 3
Số quá
áp = 2
Số quá
áp = 1
khắc phục
sự cố
END
Số mất

áp = 3
Số mấtù
áp = 2
Số mất
áp = 1
Yes
RESET
Giám sát
thông số
đầu vào
Sự cố
quá dòng ,
thấp dòng
Sự cố
mất dòng
Sự cố
quá áp ,
thấp áp
Sự cố
mất áp
No
Xử lý
sự cố
Xử lý
sự cố
Xử lý
sự cố
Xử lý
sự cố
Đánh giá,

phân loại
sự cố
Ngắt nguồn
điện
No
Yes
Chương trình
con
phát hiện &
khắc phục sự
cố

eBook for You
START
RESET
Có tín hiệu
từ RCD
Yes
No
Có tín hiệu
quá dòng
Số pha
quá dòng
= 2
Sự cố ngắn
mạch 2 pha
không chạm đất
Có tín hiệu
quá dòng
Sự cố

hở pha
Số pha
quá dòng
= 2
Sự cố ngắn
mạch 1 pha
Sự cố ngắn
mạch 2 pha
chạm đất
END
Có tín hiệu
quá nhiệt
Số pha
quá dòng
= 3
Lưới vận hành bình
thường (không sự cố)
Sự cố ngắn mạch
3 pha đối xứng
Sự cố quá tải
(ĐỘNG CƠ )
Yes
Yes
Yes
Yes
YesYes
No
No
No
No

No
No
Chương trình con
phát hiện
và phân loại
các sự cố về
dòng :
eBook for You
START
RESET
Cấp đóng
tụ = 1
END
Y
NO
YES
0,93Cos 

0,94Cos 

0,92Cos 

Cấp đóng
tụ = 2
Cấp đóng
tụ = 3
Cấp nhả
tụ = 1
Cấp nhả
tụ = 2

Cấp nhả
tụ = 3
Theo dõi công suất phãn
kháng của hệ thống lưới
Tính tóan
dung lượng
cần bù
Tính tóan
dung lượng tụ
dư cần ngắt
Chương trình con theo dõi
và bù công suất phản
kháng:
eBook for You
GIẢI THÍCH THUẬT TOÁN
Khi có yêu cầu vận hành, PLC kiểm tra trạng thái điện áp lưới để cấp điện cho nhánh
chính AB.

Khi có sự cố hoặc có yêu cầu bảo trì sửa chửa trên nhánh AB , thì CB chính và Contactor
chính sẽ mở ; cách ly nhánh chính AB ra khỏi lưới.

Trong điều kiện lưới và tải vận hành bình thường , các contactor tải sẽ được điều khiển
đóng (hoặc tại chổ , hoặc từ màn hình giám sát SCADA) để cấp điện cho các nhánh tải
CD , EF & GH .

PLC sẽ thu thập và xử lý các tín hiệu dòng I & áp U trên nhánh chính và các nhánh tải để
lưu đònh kì vào cơ sở dữ liệu lưới , đồng thời thường trực hiển thò các thông số lưới như I , U
, S , P , cos .

Khi có sự cố sẽ ghi nhận thời điểm , khoảng thời gian cũng như vò trí nhánh tải nào xãy ra

sự cố. PLC cũng sẽ tự động phân loại kiểu sự cố (ngắn mạch, dòng rò hay quá tải ) để
lưu vào cơ sở dữ liệu , đồng thời cách ly nhánh tải sự cố và chuyển hệ thống sang chế độ
khắc phục sự cố điều khiển bởi người điều hành lưới.

Khi đã nhận được tín hiệu báo đã giải trừ sự cố , PLC sẽ chuyển nhánh tải đã khắc phục
xong sự cố về trạng thái dừng bình thường để chuẩn bò đưa vào vận hành trở lại. Nếu sự
cố xãy ra trên nhánh chính , PLC sẽ cách ly toàn bộ lưới gồm nhánh chính và các nhánh
tải. Nếu sự cố xãy ra trên nhánh tải thì chỉ nhánh tải đó được cách ly để chờ sửa chửa ,
nhánh chính và các nhánh tải khác vẫn vận hành bình thường.

Trong khi lưới đang vận hành , PLC sẽ đònh kì kiểm tra cos để tiến hành bù tự động khi
cần thiết.
LƯU ĐỒ VẬN HÀNH VÀ GIÁM SÁT LƯỚI HẠ THẾ
eBook for You
Đối với ngắn mạch 3 pha đối xứng và ngắn mạch 2 pha không đối xứng ,
ta dựa vào 3 rơle quá dòng để phát hiện.

Đối với ngắn mạch 2 pha chạm đất , do có xuất hiện dòng thứ tự không ,
nên ta sử dụng 3 rơle quá dòng phối hợp với RCD để phát hiện .

Đối với sự cố ngắn mạch 1 pha cũng như với sự cố dòng rò hoặc hở pha
, ta dựa vào tín hiệu nhận từ Rơle quá dòng và RCD để phát hiện , cụ
thể là :

 Với sự cố ngắn mạch 1 pha , sẽ nhận được cả tín hiệu từ rơle quá
dòng phối hợp với tín hiệu từ RCD.

 Với sự cố dòng rò sẽ chỉ nhận được tín hiệu từ RCD.

 Với sự cố hở pha chỉ nhận được tín hiệu từ RCD , trong khi mất tín

hiệu báo về từ dòng dây đến tải.

Riêng với tải MOTOR có thể thêm Rơle nhiệt để bảo vệ quá tải cho cho
Động Cơ . Khi MOTOR vận hành quá tải kéo dài, rơle nhiệt sẽ tác động
cắt Contactor 2 .
GIẢI THÍCH LƯU ĐỒ XÁC ĐỊNH CÁC LOẠI SỰ
CỐ DÒNG
eBook for You