Thiết kế hệ thống SCADA cho trạm điện Hà Đông

Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
mục lục
mục lục 1
Chơng 1 Giới thiệu về trạm biến áp 220 kV Hà Đông 3
1.1 Những chặng đờng phát triển, đặc điểm, vai trò trạm biến áp 220 kV Hà
Đông 3
1.1.1 Những chặng đờng phát triển và đặc điểm của trạm 3
1.1.2 Vai trò của trạm biến áp Hà Đông 3
1.2 Tìm hiểu chung về các thiết bị điện trong trạm biến áp 3
1.2.1 Máy biến áp 3
1.2.2 Dao cách ly 4
1.2.3 Máy cắt điện 4
1.2.4 Thanh cái 4
1.2.5 Máy biến dòng điện 4
1.2.6 Máy biến điện áp 4
1.2.7 Rơle bảo vệ 4
1.2.8 Các thiết bị chống sét 4
1.3 Cấu trúc trạm biến áp và các giải pháp công nghệ 5
1.3.1 Cấu trúc trạm biến áp 5
1.3.2 Các giải pháp công nghệ chính 5
1.3.2.1 Cấp cao áp 220 kV 5
1.3.2.2 Cấp cao áp 110 kV 6
1.3.2.3 Cấp trung áp 35 kV 7
1.3.2.4 Cấp trung áp 22 kV 7
1.3.2.5 Cấp trung áp 6 kV 8
1.4 Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị 8
1.4.1 Đặc tính kỹ thuật của thiết bị nhất thứ 8
1.4.1.1 Máy biến áp 8
1.4.1.2 Các thiết bị phân phối ngoài trời 10
1.4.1.2.1 Máy cắt 10
1.4.1.2.2 Máy biến dòng điện, máy biến điện áp 11

1.4.1.2.3 Dao cách ly 13
1.4.1.2.4 Thiết bị chống sét 14
1.4.1.2.5 Rơ le bảo vệ so lệch máy biến áp 15
1.4.1.3 Thiết bị trong nhà 17
1.4.2 Đặc tính kỹ thuật của thiết bị nhị thứ 18
1.4.2.1 Thiết bị điều khiển 18
1.4.2.2 Thiết bị bảo vệ 19
1.5 Quy trình vận hành 20
1.5.1 Các thiết bị thuộc quyền điều khiển 20
1.5.2 Vận hành 20
1.5.3 Vận hành trạm khi có sự cố 21
Chơng 2 Tìm hiểu hệ thống SCADA quản lý trạm điện 23
2.1 Khái niệm chung về SCADA/EMS/DM 23
2.1.1 SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) 23
2.1.2 Hệ thống quản lý năng lợng EMS (Energy Managment System) 23
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 1
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
2.1.3 Hệ thống DMS (Distribution Management System) 24
2.2 Điều khiển và giám sát 24
2.3 Thông tin liên lạc cho các hệ thống SCADA 26
2.4 Một số khái niệm về truyền số liệu 28
2.5 Các thành phần chức năng cơ bản 30
2.6 Các thiết bị chủ có chức năng giám sát 31
2.7 Các thiết bị ở xa có chức năng giám sát (RTU) 32
2.8 Nhật ký vận hành với hệ thống SCADA 33
2.9 Cơ chế thu thập tín hiệu đo lờng của SCADA 33
Chơng 3 Tìm hiểu về thiết bị điều khiển logic khả trình 34
3.1 Khái niệm về thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC) 34
3.2 Các module của PLC S7-300 35
3.3 Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ 37

3.4 Vòng quét chơng trình 39
3.5 Cấu trúc chơng trình 40
3.6 Tổ chức bộ nhớ CPU 42
3.7 Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng 43
3.8 Cấu trúc lệnh và trạng thái kết quả 44
Chơng 4 Thiết kế hệ thống SCADA cho trạm điện 47
4.1 Mục tiêu đề ra đối với thiết kế hệ thống SCADA 47
4.2 Thiết bị phục vụ cho hệ thống SCADA 48
4.3 Tổng hợp tín hiệu cho từng cấp điện áp 49
4.3.1 Tín hiệu phần cao áp 220 kV 50
4.3.2 Tín hiệu phần cao áp 110 kV 50
4.3.3 Tín hiệu phần trung áp 35 kV 51
4.3.4 Tín hiệu phần trung áp 22 kV 51
4.3.5 Tín hiệu phần trung áp 6 kV 52
4.4 Tổng hợp tín hiệu cho từng PLC 52
4.4.1 Tín hiệu vào ra đối với PLC1 53
4.4.2 Tín hiệu vào/ra đối với PLC2 53
4.4.3 Tín hiệu vào/ra với PLC3 53
4.4.4 Tín hiệu vào/ ra đối với PLC4 54
4.5 Chọn cấu hình cứng cho từng PLC 54
4.6 Tạo cấu hình thiết bị HMI và xác đinh vùng truyền thông bằng SIMATIC
ProTool 57
4.7 Lập trình cho PLC 58
Chơng 5 thiết kế giao diện điều khiển 59
phụ lục 1 danh sách các biến vào ra của plc 72
phụ lục 2 Mã nguồn visual basic 86
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 2
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
Chơng 1 Giới thiệu về trạm biến áp 220 kV Hà Đông
!"

#
- 1965 Trạm đợc đa vào vận hành với cấp điện áp 35 kV.
- 1968 Trạm đợc xây dựng lên cấp điện áp 110 kV.
- 1982 Khởi công xây dựng mở rộng trạm lên cấp điện áp 220 kV và là trạm biến áp
220 kV đầu tiên của lới điện miền Bắc.
- 1983 Đón nhận điện từ tổ máy số 1 nhà máy nhiệt điện Phả Lại hoà vào lới điện
miền Bắc. Sau đó trạm tiếp tục đợc mở rộng lắp đặt thiết bị đủ để đón nhận công suất của
cả 4 tổ máy nhiệt điện Phả Lại phát lên cho lới điện miền Bắc, đồng thời cung cấp điện
ngợc lên phục vụ thi công nhà máy thủy điện Hòa Bình.
- 1988 nhận điện từ tổ máy số 1 nhà máy thuỷ điện Hòa Bình phát lên.
-1998 Nâng công suất các MBA trạm và tiến hành thay đổi các thiết bị mới theo công
nghệ sản xuất mới, theo hớng hiện đại hoá-tự động hoá.
Sản lợng điện truyền qua trạm hàng năm hơn 1,3 tỷ kWh, tổn thất điện năng qua trạm
dới 0,8%. Hiện nay trạm đã đảm đơng đợc các công việc đại tu các thiết bị máy cắt, TU,
dao cách ly và các thiết bị khác đến cấp điện áp 35 kV, xử lý sự cố từ xa, đảm nhiệm việc
xử lý các h hỏng mạch điều khiển của các thiết bị trong trạm, cùng các trung tâm điều độ:
A0, A1, B1, B10 xử lý nhanh, chính xác an toàn các sự cố trên lới, đảm bảo việc cung cấp
điện ổn định, liên tục, an toàn cho các phụ tải Hà Nội, Hà Tây và trên lới điện miền Bắc.
# !"
Trạm Biến áp 220 kV Hà Đông nằm trên địa bàn phố Ba La-phờng Quang Trung-thị
xã Hà Đông-tỉnh Hà Tây, trạm trực thuộc Công ty Truyền Tải Điện 1-Tổng Công ty Điện
lực Việt Nam. Trạm là một điểm nút quan trọng nhất nằm giữa hai nhà máy điện lớn: nhà
máy Nhiệt điện Phả Lại và nhà máy thuỷ điện Hoà Bình, giữ vai trò điều phối cung cấp
điện cho Hệ thống điện miền Bắc, trực tiếp cung cấp điện cho thủ đô Hà Nội, tỉnh Hà Tây
và vào các tỉnh miền Trung. Khi đờng dây 500 kV đa vào vận hành, sự làm việc ổn định
của trạm có ảnh hởng trực tiếp tới sự ổn định của Hệ thống điện toàn quốc.
$%&&'()*
+,
Máy biến áp là một thiết bị điện từ đứng yên, làm trên nguyên lý cảm ứng điện từ,
biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện

xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổi.
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 3
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
-*.,
Dao cách ly là khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện cao áp không có dòng điện
hoặc dòng điện nhỏ hơn dòng định mức nhiều lần và tạo nên khoảng cách cách điện an
toàn, có thể nhìn thấy đợc. Dao cách ly có thể đóng cắt dòng điện dung của đờng dây
hoặc cáp không tải, dòng điện không tải của máy biến áp. Dao cách ly ở trạng thái đóng
phải chịu dòng điện định mức dài hạn và dòng sự cố ngắn hạn nh dòng ổn định nhiệt,
dòng xung kích.
/ +,0)
Máy cắt điện cao áp là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện có điện áp từ 1000 V
trở nên ở mọi chế độ vận hành: chế độ không tải, chế độ tải định mức, chế độ sự cố, trong
đó chế độ đóng cắt dòng điện ngắn mạch là chế độ nặng nề nhất.
1 $
Là thiết bị nhận điện năng từ các nguồn cấp đến và phân phối cho các cấp điện áp
khác. Đây là phần tử cơ bản của thiết bị phân phối trong hệ thống điện.
2 +,3)
Máy biến dòng điện (TI) là thiết bị dùng để biến đổi dòng điện ở các cấp điện áp khác
nhau về dòng điện thứ cấp tiêu chuẩn (có trị số 1A hay 5A) để cung cấp cho các thiết bị
đo lờng, rơle, tự động hoá.
Về nguyên lý làm việc TI tơng tự nh máy biến áp.
4 +,)
Máy biến điện áp (TU) là thiết bị dùng để biến đổi điện áp cao xuống điện áp thấp tiêu
chuẩn, an toàn, dùng cho đo lờng và bảo vệ rơle. Trị số điện áp tiêu chuẩn thờng là 100V
hoặc 100
3
V.
5 67.89*)
Rơle bảo vệ là thiết bị điện tự động mà tín hiệu ra thay đổi nhảy cấp khi tín hiệu vào

đạt đến độ xác định.
Mục đích của bảo vệ: tách rời phần sự cố khỏi hệ thống với h hỏng tối thiểu duy trì
trạng thái vận hành an toàn cho các phần còn lại của hệ thống hạn chế tối đa thiệt hại về
ngời, thiết bị hay gián đoạn cung cấp điện.
: ;(<=>
Thiết bị chống sét là khí cụ điện dùng để bảo vệ các thiết bị điện, tránh đợc hỏng hóc
cách điện do quá điện áp cao từ khí quyển (thờng là do sét) tác động.
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 4
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
Muốn dẫn đợc xung điện áp cao do sét gây ra xuống đất, một đầu của thiết bị chống
sét đợc nối với đờng dây, đầu kia nối đất. Vì vậy ở điện áp định mức, không có dòng
dòng điện đi qua thiết bị chống sét. Khi có quá điện áp cao, thiết bị chống sét phải nhanh
chóng dẫn điện áp này xuống đất, để điện áp cao không chạy vào thiết bị, sau đó phải
ngăn đợc dòng điện do điện áp định mức chạy xuống đất.
/ ;?&@ 9")
/ ;?&@
$A1 !"B?92?)C
- Cấp cao áp 220 kV
- Cấp cao áp 110 kV
- Cấp trung áp 35 kV
- Cấp trung áp 22 kV
- Cấp trung áp 6 kV
D&,"#C
- 02 máy biến áp 250.000 kVA-225/115/23 kV
Kiểu loại: SDN.6444 hãng AEG
- 01 máy biến áp 63.000 kVA-115/38,5/23 kV
Kiểu loại: BQBT chế tạo TBĐ Đông Anh
- 01 máy biến áp 40.000 kVA-115/38,5/23 kV
Kiểu loại: BQBT chế tạo TBĐ Đông Anh
- 01 dàn tụ 40.000 kVAR-110 kV

- 11 ngăn lộ 220 kV
- 15 ngăn lộ 110 kV
- 11 ngăn lộ 35 kV
- 7 ngăn lộ 22 kV
- 7 ngăn lộ 6 kV
/ ;9")E
/ ;?*
;.F *
Trên cấp điện áp 220kV có 11 ngăn lộ trong đó có 07 lộ vào ra. Đó là các lộ:
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 5
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
271- Chèm 275 - Phả Lại
272 - Hoà Bình-I 276 - Ninh Bình
273 - Hoà Bình-II 277 - Hoà Bình-III
274 - Mai Động
;
Trạm có 03 thanh cái 220 kV: Đó là các thanh cái: C21-thanh cái 1, C22-thanh cái 2,
C29-thanh cái vòng. Hai thanh cái C21 và C22 đợc nối với nhau bởi máy cắt liên lạc 212,
thanh cái vòng C29 đợc nối với máy cắt vòng 200.
Thanh cái 220 kV đợc cấp điện từ nhà máy thuỷ điện Hoà Bình (qua 3 lộ: 272, 273,
277), từ nhà máy nhiệt điện Phả Lại (qua lộ 275) và từ đờng dây 500 kV. Từ đây điện áp
đợc cấp đến hai máy biến áp 3AT và 4AT của trạm.
)<,0
Tại cấp 220 kV có tất cả 11 máy cắt, cụ thể:
07 máy cắt lộ là các máy cắt: 271, 272, 273, 274, 275, 276, 277.
01 máy cắt liên lạc 212.
01 máy cắt vòng 200.
02 máy cắt bảo vệ cho các máy biến áp 3AT và 4AT là 233, 234.
)<3*.,
Tổng số có 47 dao cách ly ở phía 220 kV. Chúng đợc đặt trong nhà hay ngoài trời, là

loại một pha hay ba pha. Có một hay hai dao tiếp địa cho từng pha dùng để nối đất khi
tiến hành sửa chữa, bảo dỡng.
Ngoài ra tại từng cấp điện áp trong trạm còn đợc trang bị thêm các máy biến áp đo l-
ờng: máy biến điện áp TU, máy biến dòng điện TI sử dụng cho mục đích đo lờng, bảo vệ,
tự động hoá.
/ ;?*
;.F *
Trên cấp điện áp 110 kV có 15 ngăn lộ trong đó có 08 lộ vào ra. Đó là các lộ:
171 - Ninh Bình 172 - Thợng Đình-I
173 - Sơn Tây 174 - Chèm-I
175 - Chèm-II 176 - Thợng Đình-II
177 - Mai Động-I 178 - Mai Động-II
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 6
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
;
Trạm có 03 thanh cái 110 kV. Đó là các thanh cái: C11- thanh cái 1, C12- thanh cái 2,
C19- thanh cái vòng. Hai thanh cái C11 và C12 đợc nối với nhau bởi máy cắt liên lạc 112,
thanh cái vòng C19 đợc nối với máy cắt vòng 100.
Thanh cái 110 kV đợc cấp điện từ hai máy biến áp 3AT và 4AT phía 220 kV. Từ đây
điện áp đợc cấp đến hai máy biến áp 1T và 2T của trạm.
)<,0
Tại cấp 110 kV có tất cả 14 máy cắt, cụ thể:
08 máy cắt lộ là các máy cắt: 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178.
01 máy cắt liên lạc 112.
01 máy cắt vòng 100.
02 máy cắt bảo vệ cho các máy biến áp 3AT và 4AT là 133, 134.
02 máy cắt bảo vệ cho các máy biến áp 1T và 2T là 131, 132.
)<3*.,
Tổng số có 56 dao cách ly ở phía 110 kV. Chúng đợc đặt trong nhà hay ngoài trời, là
loại một pha hay ba pha. Có một hay hai dao tiếp địa cho từng pha dùng để nối đất khi

tiến hành sửa chữa, bảo dỡng.
// ;?&/2
Đợc cấp điện từ hai máy biến áp 1T và 2T. Có 11 ngăn lộ trong đó có 8 lộ ra cung cấp
cho các phụ tải, có 02 thanh cái là C31 và C32.
)<,0
Tại cấp 35 kV có 11 máy cắt:
Máy cắt 331, 332 đóng cắt các lộ nối từ thanh cái 35 kV tới đầu ra của MBA 1T và
2T.
Các máy cắt 378, 376, 371, 373, 381, 375, 377, 379 đóng cắt các lộ tơng ứng nối với
thanh cái.
Máy cắt 300 là máy cắt phân đoạn.
)<3*.,
Phía 35kV có tổng cộng 24 dao cách ly. Chúng đợc đặt trong nhà hay ngoài trời, là
loại một pha hay ba pha. Mỗi dao cách ly có 1 hay 2 dao tiếp địa để nối đất an toàn trong
trờng hợp thao tác với thiết bị.
/1 ;?&
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 7
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
Cấp điện áp 22 kV có cả ở phía mạch 220 kV và phía mạch 110 kV của trạm.
- Phía 110 kV:
+ Điện áp 22 kV đợc cấp từ máy biến áp 1T.
+ Có 7 ngăn lộ trong đó có 6 lộ ra cung cấp cho các phụ tải.
+ Hệ thống máy cắt: ở cấp 22 kV dùng các máy cắt hợp bộ, có tất cả 7 máy cắt hợp
bộ. Máy cắt 441 đóng cắt các lộ nối từ thanh cái 22 kV tới đầu ra của MBA 1T.
Hiện nay cấp điện áp này đang đợc dự phòng cha đa vào sử dụng.
- Phía 220kV:
+ Điện áp 22kV đợc lấy từ hai máy biến áp 3AT và 4AT sau đó đợc đa tới hai máy
biến áp tự dùng 43T và 44T.
+ Hệ thống các máy cắt: có hai máy cắt hợp bộ là 443 và 444.
+ Hệ thống dao cách ly: có 4 dao cách ly.

/2 ;?&4
Đợc cấp điện từ máy biến áp 2T. Có 7 ngăn lộ trong đó có 6 lộ ra cung cấp cho các
phụ tải.
Hệ thống máy cắt: ở cấp 6 kV dùng các máy cắt hợp bộ, có tất cả 7 máy cắt hợp bộ.
Máy cắt 632 đóng cắt các lộ nối từ thanh cái 6 kV tới đầu ra của MBA 2T.
1 !EG&H#(
1 !EG&H#(?I
1 +,
+,biến áp chính T1
Máy biến áp 63000 kVA-115/38.5/23 kV
- Điện áp định mức:
+ Cao áp: 115 9 x 1.78% kV (điều chỉnh dới tải)
+ Trung áp: 38.5 2 x 2.5% kV (điều chỉnh không điện)
+ Hạ áp: 23 kV
- Tổn hao không tải: Po = 40.2 kW
- Dòng điện không tải: Io = 0.206%
- Tổn thất có tải: ở nấc chỉnh, nhiệt độ 75
0
C:
Pk 115 - 38.5 kV = 212.568 kW
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 8
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
Pk 115 - 23 kV = 234.891 kW
Pk 35 - 23 kV = 213.095 kW
- Nấc điều chỉnh điện áp phía 115 kV: Máy biến áp T1 có 19 nấc điều chỉnh tăng giảm
áp, mỗi nấc 2kV.
+,E$
Máy biến áp T2 là loại MBA điện lực BQBT 40.000 kVA - 110 kV
Kiểu máy:40 MVA 115/38.5/6.6 kV
- Công suất định mức (MVA): Cuộn 115 kV: 30/40

Cuộn 38.5: 30/40
Cuộn 6.6: 18/24
- Tổn hao có tải (kW):
Pk (115 - 38.5) : 183.199
Pk (115 - 6.6) : 190.092
Pk (38.5 - 6.6) : 62.909
- Điện áp ngắn mạch (%)
Uk (115 - 38.5) : 10.709
Uk (115 - 6.6) : 17.9
Uk (38.5 - 6.6) : 6.1
- Tổn hao không tải: Po (kW): 28.9
- Dòng không tải: Io (%): 0.22
- Nấc điều chỉnh điện áp 115 kV: Máy biến áp T2 có 19 nấc điều chỉnh tăng giảm áp, mỗi
nấc 2 kV.
+,E/J$ 1J$
Tên nhãn hiệu: SDN 6444
- Điện áp lớn nhất (kV): 245/123/24
- Dòng ngắn mạch: 800 A
- Dòng định mức: ONAN: 410.6/803.3/1365.6
ONAS: 526.0/1029.2/1749.6
OSAS: 641.5/1255.1/2133.7
- Điện áp định mức:
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 9
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
ONAN: 225/115/23
ONAS: 23/23/23
- Công suất định mức (MVA):
ONAN: 164000/54400
ONAS: 205000/69700
OSAS: 250000/85000

- Dòng ngắn mạch định mức:
ONAN: 6 kA thời gian duy trì 2s
ONAS: 1.9 kA thời gian duy trì 2s
OSAS: 6.2 kA thời gian duy trì 2s
1 ;(K<*
1 +,0
+,0.*CLMN12O/
Máy cắt loại SI - 245 F3 là MC SF6 chế tạo cho điện áp định mức 245 kV. Máy cắt
dùng khí SF6 để cách điện và dập hồ quang. Buồng dập hồ quang kiểu 2 ngăn. Máy cắt có
1 mạch đóng, 2 mạch cắt gồm 2 cuộn cắt làm việc song song.
- Thông số kỹ thuật:
TT Thông số Đơn vị Số liệu
1 Điện áp định mức kV 245
2 Tần số định mức Hz 50/60
3 Dòng điện định mức A 3150
4 Dòng cắt định mức kA 40
+,0).*CLN12NO
Máy cắt loại SI - 145 F1 là MC SF6 chế tạo cho/ điện áp định mức 72.5 kV. Máy cắt
dùng khí SF6 để cách điện và dập hồ quang. Nguyên lý dập hồ quang theo kiểu thổi. Máy
cắt có 1 mạch đóng, 2 mạch cắt gồm 2 cuộn cắt làm việc song song.
Số liệu kỹ thuật:
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 10
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
TT Thông số Đơn vị Số liệu
1 Điện áp định mức kV 145
2 Tần số định mức Hz 50/60
3 Dòng điện định mức A 3150
4 Dòng cắt định mức kA 31.5
5 Dòng đóng tại chu kỳ lớn nhất kA 80
6 Thời gian chịu đợc dòng ngắn mạch s 3

+,0/2&POQN/4
Máy loại OFVP-36 là máy cắt chân không chế tạo cho điện áp 38kV đặt ngoài trời.
Máy cắt đợc chế tạo dùng cho hệ thống có tiếp đất và không mở sộng phạm vi sử dụng.
Tủ điều khiển máy cắt có thể đặt ngoài trời trên trụ sắt hoặc trong nhà. Bên trong tủ có bố
trí các rơ le, đồng hồ đo lờng, khoá điều khiển, hàng kẹp Các ráp điều khiển luồn vào tủ
qua phía dới.
Số liệu kỹ thuật máy cắt:
TT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Hệ thống 38 kV, 50 Hz, 3 pha, 3 dây,
trung tính tiếp đất
2 Tần số định mức Hz 50
3 Điện áp định mức kV 38
4 Dòng điện định mức A 800
5 Dòng cắt định mức kA 25
1 +,3),)
+,3J$1J$2N/12
Biến dòng điện cao áp AT4, AT5-245, 125 là loại biến dòng kiểu kín dùng trong lới
điện cao áp xoay chiều tần số 50 Hz với cấp điện áp định mức 225-115 kV.
Số liệu kỹ thuật:
+ Biến dòng loại AT4, AT5-125:
TT Thông số Đơn vị Số liệu
1 Nhà chế tạo EMEK
2 Loại biến dòng AT4, AT5125
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 11
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
3 Điện áp định mức kV 115
4 Điện áp chịu đợc lớn nhất kV 123
5 Tần số định mức Hz 50
+ Biến dòng loại AT4, AT5 - 245
TT Thông số Đơn vị Số liệu

1 Nhà chế tạo EMEK
2 Loại biến dòng AT4, AT5245
4 Điều kiện làm việc Ngoài trời
5 Điện áp định mức kV 225
+,) QN/12
Máy biến điện áp kiểu loại DDB là biến điện áp cao áp kiểu tụ do hãng ARTECHE
(Tây Ban Nha) sản xuất. Việc biến đổi của máy biến điện áp cao áp ngăn chặn các thiết bị
đo lờng, đo đếm và rơ le bảo vệ không phải nối trực tiếp vào mạng điện cao áp, gây nguy
hiểm cho ngời, các thiết bị này không phải chế tạo với mức cách điện chịu đợc điện áp
cao áp. Chúng còn đợc sử dụng để truyền tín hiệu thông tin qua đờng tải ba. Biến điện áp
tụ có tần số cộng hởng sắt từ rất nhỏ, mức phóng điện cục bộ thấp và độ tin cậy cao.
- Các thông số kỹ thuật máy biến điện áp DDB - 123 kV:
1. Nhà chế tạo: ARTECHE
2. Loại biến điện áp: DDB 123
3. Điều kiện làm việc: Ngoài trời
4. Điện áp định mức: 110 kV
5. Điện áp lớn nhất cho phép: 123 kV
6. Tần số định mức: 50 Hz
- Các thông số kỹ thuật máy biến điện áp DDB-245 kV
1. Nhà chế tạo: ARTECHE
2. Loại biến điện áp : DDB245
3. Điều kiện làm việc: Ngoài trời
4. Tiêu chuẩn: IEC 185
5. Điện áp định mức: 220 kV
6. Điện áp lớn nhất cho phép: 245 kV
7. Tần số định mức: 50 Hz
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 12
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
1/ -*.,
* Loại PH:

- Nớc sản xuất : Liên Xô
- Điện áp định mức (kV) : 110
- Dòng định mức (A) : 630
- Dòng ngắn mạch (kA) : 31.5
RLoại SDCT:
- Nớc sản xuất : ITALIA
- Điện áp định mức (kV) : 123
- Dòng định mức (A) : 1250
- Dòng ngắn mạch (kA) : 31.5
* Loại RC 300:
- Nớc sản xuất : ấn Độ
- Điện áp định mức (kV) : 123
- Dòng định mức (A) : 2000
- Dòng ngắn mạch (kA) : 25/62
* Loại SGF - 123:
- Nớc sản xuất : Ba Lan
- Điện áp định mức (kV) : 123
- Dòng định mức (A) : 1600
- Dòng ngắn mạch (kA) : 40
* Loại THS 2-LG:
- Nớc sản xuất : VINA-TAKAOKA
- Điện áp định mức (kV) : 35
- Dòng định mức (A) : 1250
- Dòng ngắn mạch (kA) : 25
* Loại RC-36:
- Nớc sản xuất : POWER - INDIA
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 13
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
- Điện áp định mức (kV) : 36
- Dòng định mức (A) : 1250

- Dòng ngắn mạch (kA) : 25/62.5
* Loại PH :
- Nớc sản xuất : Liên Xô
- Điện áp định mức (kV) : 220
- Dòng định mức (A) : 1250
- Dòng ngắn mạch (kA) : 40
* Loại RC-245:
- Nớc sản xuất : ấn Độ
- Điện áp định mức (kV) : 245
- Dòng định mức (A) : 1600
- Dòng ngắn mạch (kA) : 40
11 $(<=>
* Chống sét van 220 kV
- Kiểu loại : TRIDELTA
- Điện áp định mức (kV) : 220
- Điện áp lớn nhất vận hành liên tục (kV) : 225
- Điện áp hệ thống lớn nhất (kV) : 235
- Nớc sản xuất : Đức
* Chống sét van 110 kV
- Kiểu loại : SB96/10.2
- Điện áp định mức (kV) : 110
- Điện áp lớn nhất vận hành liên tục (kV) : 115
- Điện áp hệ thống lớn nhất (kV) : 120
- Nớc sản xuất : Đức
* Chống sét van 22 kV
- Kiểu loại : SB30/10-1-3
- Điện áp định mức (kV) : 22
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 14
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
- Điện áp lớn nhất vận hành liên tục (kV): 22.5

- Điện áp hệ thống lớn nhất (kV) : 23
- Nớc sản xuất : Đức
* Chống sét van 35 kV
- Kiểu loại : VRISTAR - USA
- Điện áp định mức (kV) : 35
- Điện áp lớn nhất vận hành liên tục (kV) : 36
- Điện áp hệ thống lớn nhất (kV) : 36.5
- Nớc sản xuất : Mỹ
* Chống sét van 6 kV
- Kiểu loại : PVC - 6
- Điện áp định mức (kV) : 6
- Điện áp lớn nhất vận hành liên tục (kV) : 6
- Điện áp hệ thống lớn nhất (kV) : 6.5
- Nớc sản xuất : Liên Xô
12 67.89*)=*.),
* Rơ le PQ-721
Rơ le bảo vệ so lệch PQ721 đảm bảo tác động nhanh, chọn lọc khi ngắn mạch đối với
các máy biến áp, động cơ, máy phát hai hay ba cuộn dây.
Các chức năng của rơ le PQ721:
- Bảo vệ so lệch ba mức cho thiết bị bảo vệ có hai cuộn dây.
- Ngăn cản sóng hài bậc hai, có lựa chọn không ảnh hởng đến các hệ thống đo.
- Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ.
- ổn định chống bão hoà.
* Rơ le 7SA51
Rơ le bảo vệ số 75A511 tác động nhanh, tin cậy và chọn lọc ở tất cả các loại sự cố
ngắn mạch giữa các pha, các pha với đất của đờng dây trên không, hoặc cáp ngầm trong l-
ới hình tia, hình vòng hay lới bất kỳ. Trung tính của lới điện có thể nối đất qua điện trở
thấp, nối đất qua cuộn dập hồ quang hay trung tính cách điện.
Các chức năng của rơ le 7SA511:
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 15

Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
- Bảo vệ khoảng cách
+ Phát hiện pha bị sự cố quá dòng điện hay phát hiện sự cố bằng trở kháng.
+ Cắt riêng từng pha (dùng cho tự động đóng lại từng pha).
- Dao động điện
+ Phát hiện dao động bằng đo dR/dt.
+ Khoá mạch khi dao động điện để tránh cắt nhầm khi có dao động trong hệ thống
điện, cắt khi phi đồng bộ.
- Bảo vệ kết hợp với đầu đối diện dùng kênh truyền qua cổng "INTERFACE" (tạm gọi là
bảo vệ từ xa)
+ Có thể đặt chơng trình cho các sơ đồ khác nhau.
+ Cho phép truyền lệnh cắt quá vùng "Overreach" (POTT) theo kiểu cho phép hay
khoá.
- Bảo vệ khi sự cố vĩnh cửu: Cắt nhanh khi đóng máy cắt bằng tay vào điểm sự cố vĩnh
cửu ở cuối đờng dây.
- Bảo vệ quá dòng khẩn cấp
+ Thực hiện khi aptomat TU bị cắt hay khi đứt cầu chì mạch nhị thứ điện áp.
+ Đặc tính quá dòng với 2 cấp thời gian và một cấp dòng điện thứ tự không.
- Phát hiện chạm đất (tuỳ chọn)
Dùng cho lới trung tích cách điện hay nối đất qua cuộn dập hồ.
+ Phát hiện chạm đất theo pha.
+ Xác định hớng
- Bảo vệ ngắn mạch với đất độ nhạy cao (tuỳ chọn)
+ Dùng trong lới trung tính nối đất.
+ Xác định hớng bằng dòng và áp thứ tự không
+ Chức năng dự phòng khi hỏng mạch điện áp TU với bảo vệ dòng ngắn mạch với đất
có thời gian xác định.
- Chức năng tự động đóng lại (tuỳ chọn)
+ Có 3 loại: đóng lại một pha, 3 pha, đóng lại 1 pha và 3 pha.
+ Đóng lại một lần hoặc nhiều lần (đóng lại 3 pha ở lần thứ hai).

+ Đặt thời gian riêng biệt cho từng lần, với thời gian trễ. Đóng lại nhanh ở lần thứ nhất
(RAR), các lần sau có thời gian trễ (DAR).
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 16
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
- Phát hiện điểm sự cố
+ Có thể khởi động khi có lệnh cắt hoặc lệnh cắt từ bên ngoài.
+Tính khoảng cách đến điểm sự cố bằng , Km và % độ dài đờng dây.
+ Có tính tới sự tơng hỗ với đờng dây song song.
- Các chức năng khác
+ Tự kiểm tra liên tục mạch một chiều, mạch đầu ra từ máy biến dòng điện TI, máy
biến điện áp TU, các rơ le đầu ra, đảm bảo luôn sẵn sàng làm việc và có kế hoạch bảo d-
ỡng.
+ Đo và định kỳ kiểm tra ở điều kiện tải bình thờng, đo dòng tải, điện áp, công suất,
tần số, kiểm tra thứ tự pha, hớng.
+ Ghi lại 3 sự cố mới nhất với đầy đủ các dữ liệu và truyền đến máy ghi sự cố để phân
tích sự cố.
+ Đếm số lần lệnh đóng hoặc cắt máy cắt.
+ Kiểm tra hớng và tình trạng máy cắt khi đa rơ le vào vận hành.
1/ $(*
$#,0
Tủ máy cắt WBS là loại tủ dùng để lắp đặt trong nhà đợc phân ngăn riêng biệt cho mỗi
cụm thiết bị theo tiêu chuẩn IEC-298. Các vách ngăn đảm bảo sự cố thiết bị này không
ảnh hởng đến ngăn khác.
- Tủ gồm 4 ngăn:
+ Ngăn máy cắt
+ Ngăn thanh cái
+ Ngăn cáp, dao tiếp đất và T1
+ Ngăn thiết bị điện áp thấp
- Máy cắt là loại máy cắt chân không loại VB6 - 25/20 có thể kéo ra vị trí cách ly trong tủ
hoặc ra khỏi tủ trên xe ray.

Giải thích ký hiệu VB6 - 25/20
+ V - Chân không
+ B - Chủng loại
+ 6 - Uđm = 24 kV
+ 25 - Icắt đm (kA)
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 17
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
+ 20 - Iđm/100 (A)
- Bộ truyền động cho máy cắt là loại lò xo tích năng tự động bằng động cơ, cũng có thể
tích năng bằng tay nhờ một tay quay.
- Hệ thống khoá liên động
$#,)
Máy biến điện áp (TU) đặt trong tủ riêng có thể kéo ra ngoài để kiểm tra thí nghiệm
và thay cầu chì cho TU. Hộp cầu chì cố định trên TU để ở ngoài.
Số liệu kỹ thuật:
TT Thông số Đơn vị Số liệu
1 Điện áp định mức kV 24
2 Điện áp tăng cao f = 50 Hz kV 50
3 Điện áp xung sét kV 125
$#S&3*T9
Cầu dao phụ tải loại ISARC là loại bán phân ngăn lắp trong nhà dùng để:
- Đóng cắt có tải và không tải máy biến thế.
- Đóng cắt cáp và đờng dây có tải và không tải.
- Đóng cắt mạch vòng.
1 !EG&H#((I
1 $('&
Việc điều khiển Trạm có thể thực hiện điều khiển từ 4 mức:
* Mức 1: Mức điều khiển giám sát tại Trung tâm điều độ Hệ thống điện quốc gia và
Trung tâm điều độ HTĐ miền Bắc thông qua hệ thống kết nối SCADA.
* Mức 2: Mức toàn trạm đợc thực hiện tại phòng điều khiển trung tâm của trạm với

trang bị một máy tính chủ, trạm thao tác, mạng LAN. Tại trạm thao tác có thể thực hiện
các chức năng điều khiển và giám sát hoạt động các thiết bị lắp đặt trong trạm. Mức điều
khiển toàn trạm có giao tiếp với cấp điều khiển cao hơn (SCADA).
* Mức 3: Điều khiển tại mức ngăn. Mức ngăn trang bị các bộ I/O thực hiện việc thu
thập, xử lý các tín hiệu số, tín hiệu tơng tự trong một ngăn. Bộ I/O của ngăn đợc lắp trên
các tủ điều khiển, bảo vệ và đợc đấu nối tới mạng LAN của trạm. Bộ I/O của ngăn có
trang bị chức năng điều khiển đóng cắt các máy cắt, dao cách ly có động cơ và điều chỉnh
tăng giảm điện áp máy biến áp (đối với ngăn MBA). Trên màn hình của bộ điều khiển
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 18
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
ngăn có sơ đồ 1 sợi của ngăn thể hiện vị trí của các máy cắt, dao cách ly, dao nối đất và
các thông số đo lờng
Để dự phòng cho hệ thống máy tính, 1 bộ điều khiển cổ truyền sẽ đợc trang bị cho
mỗi ngăn lắp tại tủ điều khiển-bảo vệ của các ngăn, bao gồm:
- Các khoá và nút bấm điều khiển bằng tay thực hiện đóng/cắt máy cắt, dao cách ly,
các đèn chỉ thị vị trí thiết bị, sơ đồ mimic của ngăn.
- Thiết bị chỉ thị số nhiều chức năng, có khả năng lập trình, đo lờng các thông số
chính: U, I, P, Q, Wh, Varh có cổng giao tiếp với hệ thống điều khiển máy tính.
Ngoài ra, việc đo lờng điện năng thơng mại Wh, Varh cho mỗi ngăn sẽ đợc bố trí
riêng trong các tủ đo lờng. Đồng hồ đo đếm điện năng này có khả năng lập trình với ít
nhất 3 mức giá với cấp chính xác phù hợp : c.x 0,5 đối với Wh, c.x 2 đối với Varh.
* Mức 4: Mức điều khiển tại thiết bị thực hiện thông qua các khoá điều khiển, nút
bấm, dụng cụ đo lắp tại thiết bị đóng cắt (máy cắt, dao cách ly )
Để bảo đảm an toàn trong khi thực hiện các thao tác điều khiển sẽ trang bị mạch khoá
thao tác máy cắt, dao cách ly và dao nối đất ở tất cả các mức điều khiển.
1 $(9*)
Để đảm bảo tính ổn định cho nhà máy và hệ thống cũng nh an toàn cho thiết bị lắp đặt
trong trạm, thiết bị rơle bảo vệ cần đảm bảo các yếu tố sau: thời gian tác động ngắn, đủ
độ nhậy và độ tin cậy khi làm việc với mọi dạng sự cố. Các rơle chính của các mạch bảo
vệ sẽ dùng rơle số có bộ vi xử lý, có khả năng giao tiếp với hệ thống điều khiển bằng máy

tính và hệ thống SCADA và là sản phẩm tiên tiến nhất hiện nay.
Thiết bị bảo vệ cho các phần tử phía 220kV, 110kV đợc bố trí kết hợp trong các tủ điều
khiển
- bảo vệ ngăn đặt trong nhà điều khiển trạm. Các ngăn lộ, thanh cái và thiết bị chính đợc
trang bị bảo vệ nh sau:
- Đờng dây 220kV: Trang bị 2 mạch bảo vệ bao gồm các bảo vệ sau: bảo vệ so lệch dòng
điện cho đờng dây, bảo vệ khoảng cách 4 cấp có hớng, bảo vệ quá dòng chạm đất có h-
ớng, bảo vệ chống chạm đất độ nhạy cao Ngoài 2 mạch bảo vệ, đờng dây 220kV còn đ-
ợc trang bị các chức năng: bảo vệ chống h hỏng máy cắt, tự động đóng lặp lại 1 pha và 3
pha có kiểm tra đồng bộ, mạch lựa chọn điện áp thanh cái.
- Máy biến áp 220/110/22kV: trang bị 2 mạch bảo vệ bao gồm : bao gồm bảo vệ so lệch
máy biến áp, bảo vệ chống chạm đất bên trong MBA cho phía 220kV và 110kV, bảo vệ
quá dòng và quá dòng chạm đất có hớng, bảo vệ chống quá tải
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 19
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
- Đờng dây 110kV: Trang bị 2 mạch bảo vệ bao gồm các bảo vệ sau: bảo vệ khoảng cách
4 cấp có hớng, bảo vệ quá dòng chạm đất có hớng, bảo vệ chống chạm đất độ nhạy
cao Ngoài 2 mạch bảo vệ, đờng dây 110kV còn đợc trang bị các chức năng: bảo vệ
chống h hỏng máy cắt, tự động đóng lặp lại có kiểm tra đồng bộ, mạch lựa chọn điện áp
thanh cái.
- Máy biến áp 110/22kV: trang bị 2 mạch bảo vệ bao gồm : bao gồm bảo vệ so lệch máy
biến áp, bảo vệ chống chạm đất bên trong MBA cho phía 110kV, bảo vệ quá dòng và quá
dòng chạm đất, bảo vệ chống quá tải
- Bảo vệ thanh cái: Bảo vệ thanh cái bằng Role bảo vệ so lệch.
2 D&,%H
2 ;(&FU&,''&
- Các máy cắt (MC): MC 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 271, 272, 273, 274,
275, 276, 277 dùng cho các lộ đờng dây. MC 100, 200 là MC vòng dùng cho trờng hợp
sửa chữa các MC. MC 112, 212 là MC liên lạc hai thanh cái chính. MC 131, 132, 233,
234 dùng cho các máy biến áp.

- Dao cách ly (DCL): mỗi MC lộ đờng dây có 4 DCL -1, -2, -7, -9. MC dùng cho biến
áp có 4 DCL -1, -2, -3, -9. MC dùng cho MC vòng có 3 DCL -1, -2 , -9. MC liên lạc có 2
DCL -1 và -2.
- Máy biến áp: MBA 1T, 2T, 3T, 4T.
- Thanh cái: phía 110 kV có thanh cái C11, C12 và thanh cái vòng C19, phía 220 kV
có thanh cái C21, C22 và thanh cái vòng C29, ngoài ra còn có các thanh cái 35 kV, 22
kV, 6 kV.
- Các thiết bị khác: rơ le, cầu dao, cột chống sét, tụ điện
2 H
- Các thanh cái C21, C22 của 220 kV và C11, C12 của 110 kV vận hành song song.
- Các cầu dao 112-1, 112-2, 212-1, 212-2 và các máy cắt MC112, 212 ở vị trí đóng.
- Các thanh cái ở cấp 35 kV, 22 kV, 6 kV vận hành độc lập.
- Các dao cách ly chỉ đợc phép thao tác khi hai đầu dao cách ly không có điện do dao
cách ly không có khả năng dập hồ quang sinh ra trong quá trình đóng cắt. Dao cách ly có
thể đóng cắt không tải.
- Khi vận hành theo phơng thức cơ bản các máy cắt và dao cách ly ở vị trí nh sau:
+ Máy cắt 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 271, 272, 273, 274, 275, 276, 277,
131, 132, 233, 234 ở vị trí đóng.
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 20
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
+ Dao cách ly -1, -2, -7, -3 đóng (các lộ đờng dây chẵn thì đóng dao cách ly chẵn, các
lộ đờng dây lẻ thì đóng dao cách ly lẻ).
+ Máy cắt vòng 100, 200 ở vị trí mở.
- Để cung cấp điện 35 kV, 22 kV, 6 kVcho các nhà máy điện ta phải đóng máy cắt 331,
332, 371, 375, 77, 379, 381, 300, 376, 378, đóng các DCL -1, -3, -7 và đóng các máy cắt
hợp bộ 671, 673, 674, 675, 676, 677, 632, 441.
- MBA 3T, 4T lấy điện áp 220 kV từ thanh cái C21, C22 cấp điện áp 110 kV cho 2 thanh
cái C11, C12 và cấp điện cho cấp tự dùng 22 kV của nhà máy.
- MBA 1T, 2T lấy điện áp 110 kV từ 2 thanh cái C11 và C12 chuyển xuống cấp 35 kV, 22
kV, 6 kV cấp đến các phụ tải.

2/ H B=V<
$W,0XE3T+;5Y(Z
Khi MC 271 bị hỏng thì lộ đờng dây đi Chèm bị mất điện, để vẫn duy trì cấp điện cho
Chèm mà vẫn có thể sửa chửa MC 271 ta tiến hành làm những bớc sau:
- Ngắt dao cách ly 271-1, 271-7
- Đóng dao cách ly 200-1, 200-9 và đóng máy cắt 200
Lúc này thanh cái C29 có điện, với việc thực hiện bớc này ta có thể kiểm tra xem
thanh cái C29 có vấn đề gì không.
- Ngắt MC 200, đóng dao cách ly 271-9
- Đóng MC 200, Chèm có Điện
- Đa MC 271 ra sửa cha.
$W;(Z
Khi hỏng thanh cái C22 thì các lộ đờng dây 272, 274, 276 mất điện. Ta tiến hành
cấp điện lại cho các đờng dây này và tiến hành sửa chửa thanh cái C22 qua những bớc
sau:
- Ngắt thiết bị bảo vệ của máy cắt liên lạc 212
- Ngắt các MC 272, 274, 276
- Ngắt các dao cách ly 272-2, 274-2, 276-2
- Đóng dao cách ly 272-1, 274-1, 276-1
- Ngắt các dao cách ly 212-1, 212-2
- Đóng các MC 272, 274, 276 để cấp điện lại bình thờng.
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 21
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 22
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
Chơng 2 Tìm hiểu hệ thống SCADA quản lý trạm điện
[)&'L;J-J\A+L\-+
L;J-JXL&8=*,;**.J3-JU&=*Y
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là một hệ thống điều khiển giám
sát và thu thập quản lý dữ liệu.

Khả năng thực hiện các hoạt động tại một địa bàn không có nhân viên kỹ thuật từ trạm
hoặc một trung tâm điều hành ở xa, cũng nh việc đảm bảo cho các hoạt động đó đợc thực
hiện đúng yêu cầu có thể tiết kiệm đợc nhiều chi phí trong vận hành hệ thống điện. Trong
nhiều hệ thống có những khu vực thỉnh thoảng cần phải thực hiện các thao tác nh mở và
đóng máy cắt, nhng chi phí để duy trì nhân viên vận hành tại chỗ lại tỏ ra không hợp lý.
Ngoài ra việc chậm trễ khi gửi nhân viên kỹ thuật đến địa bàn đó có thể làm kéo dài thời
gian khắc phục sự cố và làm giảm chất lợng phục vụ khách hàng. Hơn nữa, chi phí duy trì
nhân viên vận hành tại chỗ sẽ càng làm tăng cao khi thực hiện các đóng cắt liên tục, điều
này làm cho chi phí đó trở nên không kinh tế.
Đây là những lý do chính làm cho các hệ thống SCADA có điều kiện phát triển. Thiết
bị điều khiển từ xa các trang bị điện đã đợc dùng trong nhiều năm nay, và nhu cầu về
thông tin cũng nh điều khiển từ xa đã dẫn đến sự phát triển các hệ thống thiết bị có khả
năng thực hiện các thao tác, kiểm soát chúng và báo cáo lại với trung tâm điều hành rằng
thao tác điều khiển đợc yêu cầu đã thực hiện có kết quả. Đồng thời nhiều khi cũng cần
thông báo các thông tin quan trọng khác nh tải và điện áp thanh cái tới trung tâm điều
hành. Ban đầu một hệ thống nh vậy phụ thuộc nhiều vào đờng dây thông tin liên lạc
truyền tín hiệu điều khiển và giám sát. Thực hiện nhiều hơn một hai thao tác là quá khả
năng đối với một hệ thống nh vậy của thế hệ đầu. Sự phát triển của kỹ thuật gọi số có
chọn lọc trong công nghiệp điện thoại chẳng bao lâu đợc áp dụng trong thiết bị điều khiển
giám sát hệ thống điện, nhờ vậy một hệ thống thông tin cũng nh đo lờng từ xa các thông
tin hoạt động gửi về trung tâm điều hành.
Hầu hết các trung tâm điều hành và phân phối ngành điện lực hiện nay đợc trang bị ít
nhất một vài thiết bị của hệ thống SCADA. Các thiết bị loại này đã tỏ ra có hiệu quả và có
tính kinh tế trong các thao tác vận hành. Chúng tỏ ra là trợ thủ đắc lực cho các nhân viên
vận hành trạm, giúp họ duy trì tơng đối tốt sự hiểu biết về tình trạng làm việc của các bộ
phận hệ thống điện mà họ có trách nhiệm vận hành.
)<U&9.]^.WA+LXA8,+8L,=8Y
!'&)
-Điều khiển phát điện tự động (Automatic Generation Control - AGC)
-Phối hợp thủy điện (Hydro Coordination)

Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 23
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
- Vận hành kinh tế (Economic Dispatch)
-Kế hoạch mua/bán điện
_KE.`)
- Đánh giá trạng thái (State Estimation)
- Phân tích chế độ đột biến ( Contiguency Analysys)
- Kế hoạch sửa chữa
- Tính toán ngắn mạch
- Tính toán trào lu công suất (DLF)
$<& '&.`)
Các chức năng đào tạo:
- Mô phỏng đào tạo điều độ viên
- Huấn luyện theo các kịch bản sự kiện v.v.
/ )<-+LX-=&*+88L,=8Y
- Các phơng thức đóng cắt, tách lới khi có sự cố và phục hồi cấp điện cho khách hàng sau
sự cố đợc lên kế hoạch trớc.
- Hỗ trợ sự ổn định lới điện: thu thập các giá trị đo của rơle bảo vệ quá dòng. Tự động sa
thải phụ tải.
- Ghi nhận các nguyên nhân sự cố, thống kê tần suất, vị trí hỏng hóc để làm các báo cáo
sự cố.
- Giao tiếp ngời/máy: tạo thuận lợi tối đa cho vận hành viên thâm nhập dữ liệu và quan sát
đến tận sơ đồ chi tiết của từng khu vực.
- Dữ liệu của lới phân phối có khối lợng rất lớn nên nhiều bảng biểu đợc chuyển thành
dạng đồ họa.
- Đánh giá trạng thái, tính toán trào lu công suất, tính toán tổn thất của lới điện phân phối.
- Yêu cầu cấp nguồn điện trớc 30 phút, tính toán giá điện tối u theo từng thời điểm.
- Các hệ chuyên gia cho lới trung áp: Phân tích sự cố, hớng dẫn về đóng cắt tối u, về phân
chia tải.
!'& =

Thuật ngữ điều khiển và giám sát thờng đợc dùng để chỉ vận hành từ xa (Điều khiển)
các trang bị điện nh động cơ, máy cắt và việc thông tin trở lại (giám sát) để chứng tỏ rằng
các yêu cầu đúng đã đợc thực hiện. Nh đã nhận xét ở trên, các hệ thống điều khiển giám
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 24
Đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng 6 năm 2007
sát đơn giản đợc sử dụng thời kỳ đầu của vận hành hệ thống điện. Trong các hệ thống nh
vậy, việc giám sát thực hiện bằng đèn báo, thí dụ đèn xanh để chỉ thị thiết bị đợc cắt
nguồn, đèn đỏ để chỉ thiết bị đợc đóng nguồn. Khi một thao tác nh mở một máy cắt đợc
thực hiện điều khiển ở xa, sự thay đổi đèn đỏ sang đèn xanh tại trung tâm vận hành sẽ xác
định rằng thao tác đó đợc thực hiện thành công.
Trong các hệ thống ban đầu, đờng dây thông tin giữa nơi vận hành và thiết bị điện đợc
điều khiển cần phải có với mỗi đơn vị điều khiển và giám sát từ xa. Khi số lợng thiết bị
điện tăng lên, giá thành và sự phức tạp hệ thống cũng tăng lên tơng ứng. Nếu khoảng cách
điều khiển khá lớn, giá thành hệ thống sẽ tăng rất cao trong khi độ tin cậy lại giảm sút do
các nhiễu loạn trong mạch điều khiển và khả năng h hỏng vật lý của mạch điều khiển quá
dài.
Một vài hạn chế của mạch dẫn thẳng kiểu một đối một giữa thiết bị điều khiển và đợc
điều khiển có thể đợc khắc phục bằng các role lựa chọn tơng tự nh loại đợc dùng trong
các hệ thống quay số điện thoại. Bằng cách đó có thể chọn đợc thiết bị cần điều khiển,
điểu khiển nó và gửi tín hiệu giám sát về vị trí vận hành mà chỉ cần dùng một dây thông
tin. Tuy nhiên hệ thống đó rất phức tạp và rất khó thực hiện về mặt kỹ thuật. Chúng bị hạn
chế về tốc độ thao tác cũng nh khối lợng dữ liệu tối đa có thể chuyển đợc khi số các thiết
bị đợc điều khiển và giám sát tăng lên.
Sự ra đời của các phơng pháp thông tin điện tử và truyền dẫn dữ liệu số đã làm tăng
thêm khả năng của hệ thống điều khiển và giám sát. Các hệ thống nh vậy trở nên có độ tin
cậy cao hơn và giá thành thấp hơn so với các hệ thống cũ. Việc quét tuần tự các trạm ở xa
và các thiết bị trong trạm đợc trang bị thiết bị đầu cuối giám sát từ xa cho phép một trạm
chính có thể điều khiển một vài trạm ở xa và nhiều thiết bị trong mỗi trạm. Hơn nữa nó
cũng có thể thông báo lại cho trạm chính các thao tác điều khiển đã đợc thực hiện cũng
nh các thông số nóng của đối tợng nh dòng điện, điện áp, công suất và nhiều đại lợng

khác cần giám sát.
Một trong những tiến bộ nữa là việc giảm bớt số lợng dữ liệu truyền giữa các thiết bị
ở xa và trạm chính. Điều này đợc thực hiện nhờ một thủ tục gọi là "báo cáo khi có trờng
hợp bất thờng", theo đó các dữ liệu chỉ đợc truyền khi chúng thay đổi hoặc rơi ra ngoài
vùng giới hạn cho trớc.
Trong các hệ thống nh vậy, thiết bị chủ yếu của trạm chính sẽ lần lợt quét các thiết bị
đầu cuối từ xa (RTU) bằng cách gửi một thông báo ngắn tới từng RTU để xem mỗi RTU
có vấn đề gì phải báo cáo. Nếu có, thiết bị này sẽ gửi thông báo ngợc lại cho thiết bị chủ
và dữ liệu nhận đợc sẽ đợc lu trữ trong máy tính. Nếu cần, một tín hiệu điều khiển sẽ đợc
gửi tới RTU đang xét và các thông báo hoặc một tín hiệu cảnh báo sẽ đợc máy in của thiết
bị chủ in ra hoặc đợc hiển thị trên màn hình kiểu tivi (CRT) hay màn hình tinh thể lỏng.
Trong phần lớn các hệ thống chu trình quét tất cả các RTU đợc thực hiện trong khoảng
Sinh viên: Trơng Xuân Hiếu - Đỗ Thị Lệ - Chu Hải Yến Lớp: ĐKTĐ2-47 25