Nghiên cứu ứng dụng SCADA quản lý hệ thống cấp điện công trình lăng chủ tịch hồ chí minh

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học bách khoa hà nội
-------------------------------------

Vũ Văn Cờng

Nghiên cứu ứng dụng SCADA Quản lý hệ thống cấp điện
công trình lăng chủ tịch hồ chí minh

Luận văn thạc sỹ khoa học
(Ngành điều khiển và tự động hoá)

Hà Nội Năm 2010

12


Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học bách khoa hà nội
-------------------------------------

Vũ Văn Cờng

Nghiên cứu ứng dụng SCADA Quản lý hệ thống cấp điện
công trình lăng chủ tịch hồ chí minh

Chuyên nghành: Điều khiển và Tự Động hoá

Luận văn thạc sỹ khoa học
(Ngành: điều khiển và tự động hoá)

Ngời hớng dẫn khoa học
1. GS. TS Nguyễn Trọng Thuần

Hà Nội Năm 2010
13


Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu có nội dung trung thực,
kết quả nghiên cứu là khách quan do tôi thực hiện. Tôi hoàn toàn chịu
trách nhiệm về các kết quả nghiên cứu đợc công bố trong luận văn
này./.

14


Lời cảm ơn

Em xin chân thành cảm ơn Giáo s, Tiến sỹ Nguyễn Trọng Thuần,
các thầy cô giáo bộ môn Tự động hóa xí nghiệp công nghiệp, khoa điện,
viện đào tạo sau đại học, trờng Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ
em hoàn thành luận văn này./.

15


Mục lục
Trang phụ bìa
Lời cam đoan

Danh mục các hình vẽ
Mở đầu
Chơng I Tổng quan SCADA
1.1. Khái niệm hệ điều khiển, giám sát
1.2. Khái niệm SCADA
1.3. Cấu trúc hệ SCADA
1.3.1. Cấu trúc cơ bản hệ SCADA
1.3.2. Cấu trúc hệ SCADA hiện đại
1.4. . Phần cứng và phần mềm hệ SCADA
1.5. Nguyên tắc hoạt động hệ SCADA
1.6. Chức năng cơ bản của hệ SCADA
1.7. Phân loại SCADA
1.8. Phân quyền quản lý trong SCADA
1.9. Tiêu chí đánh giá và xây dựng hệ SCADA

1
1
2
2
3
6
6
7
9
10

10

Chơng II - Giới thiệu tổng thể hệ thống cấp điện công
trình Lăng Bác và các yêu cầu đặc thù

2.1. Giới thiệu chung
2.2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện
2.3. Tình trạng quản lý và các yêu cầu để xây dựng hệ SCADA
quản lý hệ thống cấp điện công trình Lăng Bác

11
12
20

Chơng III Khái quát PLC và wincc của siemens trong SCADA
3.1. Thiết bị phần cứng trong SCADA

22

3.1.1. PLC S7-300
3.1.2. Cáp mạng
3.1.3. Máy tính điều khiển trung tâm
3.2. Phần mềm trong SCADA

23
28
29
30

16


3.2.1. Phần mềm WinCC 7.0
3.2.2. Giao diện mạng
3.2.3. Cấu trúc WinCC và PLC S7-300 trong mạng SCADA

30
42
49

Chơng IV - Ưng dụng SCADA quản lý Hệ thống cấp điện
công trình Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh
4.1. Sơ đồ cấu trúc và các bớc thiết kế hệ SCADA

51

4.1.1. Sơ đồ cấu trúc SCADA quản lý hệ thống cấp điện
công trình Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh
4.1.2. Các bớc thiết kế hệ SCADA
4.2. Khảo sát công nghệ và các yêu cầu tự động hoá của hệ thống
4.2.1. Trạm T5
4.2.2. Trạm K03
4.2.3. Trạm Giếng Lăng
4.3. Xác định các tín hiệu đặt vào hệ SCADA
4.4. Lựa chọn thiết bị xây dựng cấu hình phần cứng SCADA
4.4.1. Trung tâm điều khiển
4.4.2 Trạm cơ sở
4.4.3. Mạng truyền thông
4.5. Chơng trình PLC quản lý mạng
4.5.1. Mạng truyền thông Slave 1 với Master
4.5.2. Mạng truyền thông Slave 2 với Master
4.5.3. Mạng truyền thông Slave 3 với Master
4.6. Chơng trình PLC cho các trạm cơ sở
4.6.1. Trạm T5
4.6.2. Trạm K03 và trạm Giếng Lăng

4.6.3. Trạm Master
4.7. Chơng trình WinCC 7.0 quản lý hệ thống
4.7.1. Thiết kế màn hình giao diện trên Graphics Designer
4.7.2. Chơng trình WinCC quản lý hệ thống
4.8.4. Thiết lập bảng thông báo
4.8. Mô phỏng và đánh giá kết quả

51
52
52
52
53
55
58
59
59
60
60
62
63
65
66
69
69
72
73
74
74
81
85

Kết luận

91

Tài liệu tham khảo
Phụ lục

17


Danh mục các hình vẽ
Hình 1.3.1: Sơ đồ khối cơ bản hệ SCADA
Hình 1.3.2: Cấu trúc của một hệ SCADA hiện đại
Hình 2.2.1: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm biến áp T5
Hình 2.2.2: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm biến áp K03
Hình 2.2.3. Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm biến áp Giếng Lăng
Hình 2.2.4: Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện hiện trạng
Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống SCADA

3
3
13
16
18
19
22

Hỡnh 3.1.1. Chơng trình thực hiện trong PLC

26

Hình 3.2.1: Maùng giao tieỏp giửừa maựy tớnh vaứ PLC

33

Hình 3.2.2: Phạm vi chức năng của các thành phần giao diện mạng
Hình 3.2.3. Sử dụng CPU tích hợp giao diện Profibus DP
Hình: 3.2.4: Giao tiếp trực tiếp giữa các trạm tớ
Hình 4.1.1: Sơ đồ cấu trúc SCADA quản lý hệ thống
Hình 4.2.2: Sơ đồ nguyên lý cấp điện trạm K03 sau cải tạo
Hình 4.2.3 : Sơ đồ nguyên lý cấp điện trạm Giếng Lăng sau cải tạo
Hình 4.2.4: Sơ đồ nguyên lý cấp điện hệ thống sau cải tạo
Hình 4.4.1: Sơ đồ cấu hình mạch vòng Ring có Token
Hình 4.6.1: Giải thuật điều khiển Q1, trạm T5
Hình 4.6.2 : Sơ đồ nguyên lý đóng, cắt Q1
Hình: 4.7.1: Màn hình đăng nhập hệ thống
Hình 4.7.2: Màn hình giám sát hệ thống
Hình 4.7.3: Màn hình giám sát trạm T5
Hình 4.7.4: Màn hình hiển thị giá trị điện áp và dòng điện nguồn T1
Hình 4.7.5: Màn hình giám sát trạm K03
Hình 4.7.6: Màn hình hiển thị giá trị điện áp, dòng điện nguồn máy phát, trạm K03
Hình 4.7.7: Màn hình giám sát trạm Giếng Lăng
Hình 4.7.8 : Màn hình hiển thị giá trị điện áp, dòng điện nguồn GL-1
Hình 4.7.9: Màn hình quản lý lỗi
Hình: 4.8.1: Kết quả mô phỏng trang màn hình giám sát trạm T5
Hình 4.8.2 : Kết quả mô phỏng hiển thị giá trị điện áp, dòng điện nguồn T2, trạm T5
Hình: 4.8.3: Kết quả mô phỏng trang quản lý lỗi

42

43
49
51
54
56
57
62
70
71
75
76
77
78
79
79
80
81
81
87
88
89

18


Phần mở đầu
SCADA là tên viết tắt của từ tiếng Anh (Supervisory Control And Data
Acquisition) đợc hiểu theo nghĩa là một hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ
liệu thông qua các thiết bị kỹ thuật và phầm mềm ứng dụng. Ngày nay SCADA đợc
ứng dụng rộng rãi trong các nghành công nghiệp khác nhau nh: năng lợng, thuỷ lợi,

khai thác tài nguyên, khoáng sản, dự báo thời tiết, khí hậu. Đề tài nghiên cứu và ứng
dụng SCADA là một đề tài không mới, tuy nhiên trong quá trình học tập bản thân tôi
nhận thấy nghiên cứu và ứng dụng SCADA sẽ giúp bản thân tôi rất nhiều trong quá
trình công tác sau này.
SCADA đợc ra đời vào những năm 1980 trên cơ sở ứng dụng những kỹ thuật
tin học, mạng máy tính và truyền thông công nghiệp. Cùng với sự phát triển của công
nghiệp SCADA ngày càng đợc thiết kế hiện đại, linh hoạt và có tính năng mở rộng
hơn, SCADA đã thực sự trở thành một phần không thể thiếu đợc đối với bất kỳ một
ngành công nghiệp tiên tiến nào. Ơ Việt Nam SCADA cũng đang dần đợc ứng dụng
rộng rãi nh quản lý điện năng, thuỷ lợi, toà nhà thông minh... Mặt khác việc ứng dụng
SCADA để quản lý những hệ thống điều khiển cũ hay tích hợp các dây truyền sản xuất
cũ trong khi cha có điều kiện để thay thế mới hoàn toàn cũng là việc hết sức quan
trọng trong giai đoạn phát triển hiện nay của đất nớc.
Mục đích nghiên cứu của đề tài là: ứng dụng những thiết bị công nghệ mới vào
cải tạo, nâng cấp hệ thống đã có sẵn, xây dựng mạng SCADA quản lý hệ thống nhằm
nâng cao chất lợng công tác quản lý, giúp hệ thống làm việc linh hoạt, ổn định, an
toàn và tin cậy hơn, giảm thiểu những chi phí vận hành, duy tu, bảo dỡng, nâng cao
hệ số dự phòng cho công trình, bảo đảm tính ổn định cho công trình.
Đối tợng nghiên cứu: Nghiên cứu hệ thống cấp điện và các yêu cầu đặc thù
của công trình Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh làm cơ sở để đánh giá và xây dựng mạng
SCADA quản lý hệ thống cấp điện cho công trình.
Nội dung nghiên cứu của đề tài chủ yếu là ứng dụng những thành tựu khoa học
vào thực tiễn. Cụ thể là:
Nghiên cứu tổng quan về hệ SCADA: tìm hiểu cấu trúc phần cứng, phần mềm,
chức năng và nhiệm vụ của mạng SCADA làm cơ sở để nghiên cứu các nội dung tiếp
theo.

19

Nghiên cứu khảo sát tổng quan hệ thống hiện trạng: tìm hiểu sơ đồ cấp điện và
nguyên lý làm việc của hệ thống, các yêu cầu đặc thù của công trình; cơ cấu tổ
chức hành chính để vận hành hệ thống. Đánh giá thực trạng các thiết bị kỹ thuật,
đa ra các báo cáo, các điểm còn hạn chế trong công tác quản lý và vận hành hệ
thống hiện trạng, đồng thời cũng xác định rõ các yêu cầu đặc thù cần phải bảo đảm
khi nâng cấp, thay thế mới và quản lý hệ thống bằng SCADA.
Từ kết quả nghiên cứu tổng quan hệ SCADA và những yêu cầu thực trạng
của công trình thấy rằng: việc nghiên cứu, ứng dụng SCADA để quản lý hệ thống
cấp điện công trình Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh là hết sức cần thiết. Đề tài đã
nghiên cứu, thiết kế, xây dựng một trung tâm điều khiển và ba trạm cơ sở ứng với
ba trạm biến áp; mỗi trạm biến áp đợc ứng dụng một PLC để quản lý và vận hành
trạm, đồng thời các trạm PLC cơ sở đợc kết nối với trạm PLC trung tâm qua
mạng lới truyền thông công nghiệp Profibus DP. Trạm PLC trung tâm sẽ luôn
kiểm soát mọi hoạt động của các trạm cơ sở và cung cấp tình trạng hoạt động,
thông số về lới điện và các cảnh báo (nếu có) tới nhân viên vận hành thông qua
máy tính công nghiệp đợc hỗ trợ phần mềm giao diện WinnCC 7.0. Toàn bộ
chơng trình thiết kế đã đợc mô phỏng trên máy tính và mô hình thực nghiệm, kết
quả mô phỏng đều đạt các chỉ tiêu, mục đích mà đề tài đã đặt ra, bảo đảm đúng, đủ
các yêu cầu đặc thù của công trình. Ngoài ra hệ thống còn có chức năng phân
quyền quản lý và phân tán rủi ro đó là: hệ thống vẫn bảo đảm làm việc liên tục
ngay cả khi có sự cố xảy ra với một trạm cơ sở nào đó hoặc trung tâm điều khiển
bị sự cố thì các trạm cơ sở vẫn có thể hoạt động bình thờng nhờ chơng trình
đợc cài đặt trớc trong PLC trạm cơ sở. Khi sự cố đợc khắc phục và xác nhận thì
hệ thống lại trở về trạng thái hoạt động bình thờng.
Phơng pháp nghiên cứu: Nghiên cứu tổng quan tài liệu về SCADA, khảo sát
thực trạng thiết bị công nghệ của công trình, tiến tới xây dựng mạng SCADA để quản
lý hệ thống cấp điện cho công trình.

20

Chơng I
Tổng quan hệ scada

1.1. Khái niệm về một hệ thống điều khiển giám sát
Sự phát triển của nền công nghiệp hiện đại đã cho ra đời hàng loạt các sản
phẩm hàng hoá ngày càng nâng cao về chất lợng, mẫu mã đa dạng, giá thành giảm
và phù hợp với ngời tiêu dùng. Vì vậy, để có đợc những sản phẩm tốt nhất thì việc
tìm kiếm một phơng thức sản xuất mới để tạo nên các dây truyền công nghệ tự động
hiện đại, cho phép nhanh chóng thay đổi chất lợng và mẫu mã của hàng hoá là hết
sức cần thiết. Những dây truyền công nghệ ở thời kỳ đầu của nền công nghiệp thờng
cồng kềnh, phức tạp và đòi hỏi vốn đầu t xây dựng lớn; mặt khác các thiết bị điều
khiển đều mang tính rời rạc, không đợc tích hợp, tập trung. Do sự phát triển của thị
trờng nên các dây truyền công nghệ này không đáp ứng đợc các yêu cầu thay đổi về
chất lợng và mẫu mã sản phẩm vì vậy chúng đã dần trở nên lạc hậu, thay vào đó các
dây truyền công nghệ mới đợc ra đời. Các dây truyền công nghệ mới đợc ứng dụng
những thành tựu khoa học hiện đại đã đa ngời máy tham gia trực tiếp vào quá trình
sản xuất vì vậy chúng rất linh hoạt. Các dây truyền công nghệ mới có thể kết nối với
nhau tạo thành một hệ thống, ngời điều khiển không cần trực tiếp tham gia vào hệ
thống sản xuất mà giám sát từ xa qua các thiết bị tự động hiện đại. Vì vậy, giảm thiểu
đợc rủi do và tai nạn nghề nghiệp đáng tiếc có thể xảy ra nhất là với những nghành
sản xuất nguy hiểm, độc hại. Để hỗ trợ cho con ngời thực hiện việc giám sát sản xuất
có rất nhiều các hệ thống điều khiển đợc ra đời nh hệ điều khiển phân tán DCS hay
PCS7, SCADA, ... Với việc điều khiển thông qua máy tính hiện đại nên việc theo dõi,
giám sát đa ra các quy trình làm việc mới thay thế các quy trình làm việc cũ đợc thực
hiện dễ dàng, bên cạnh đó hệ thống còn có chức năng dự phòng và dự phòng nóng giúp
cho quá trình sản xuất giảm thiểu đợc rủi ro.
1.2. Khái niệm hệ SCADA
Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu SCADA là một phơng thức
sản xuất tiến tiến để điều khiển hệ thống sản xuất tự động trong công nghiệp, đợc áp

dụng vào nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau đem lại nhiều hiệu quả to lớn cho con

21


ngời. Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng và quy mô sản xuất mà có thể xây dựng một
hệ SCADA hay nhiều hệ SCADA kết nối với nhau.
Hệ SCADA đợc ra đời vào những năm 1980 trên cơ sở ứng dụng những kỹ
thuật tin học, mạng máy tính và truyền thông công nghiệp.
Định nghĩa SCADA
SCADA là tên viết tắt của từ tiếng Anh (Supervisory Control And Data
Acquisition) đợc hiểu theo nghĩa là một hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ
liệu thông qua các thiết bị kỹ thuật và phầm mềm ứng dụng. Nói một cách tổng quát
SCADA là một hệ thống hỗ trợ cho con ngời trong việc quan sát điều khiển từ xa các
quá trình sản xuất. Ơ phạm vi rộng lớn hơn thì SCADA còn hỗ trợ con ngời thông
qua việc dự báo các khả năng có thể xảy ra nh hạn hán, úng lụt và thời tiết
Để làm đợc các chức năng nh vậy thì hệ SCADA cần phải có một hệ thống
truy nhập và truyền tải dữ liệu. Vì con ngời sử dụng thiết bị kỹ thuật để quan sát và
điều khiển nên đơng nhiên cũng phải cần có giao diện giữa ngời và máy (Human
Machine Interface - HMI).
Nh đã phân tích ở trên, thì mỗi hệ thống sản xuất công nghiệp thờng đợc tổ
chức theo nhiều cấp quản lý. Mỗi cấp có nhiệm vụ đo lờng, thu thập và điều khiển
giám sát riêng lên từng đối tợng cụ thể của hệ thống. Chính vì thế SCADA cho một
hệ thống sản xuất công nghiệp cũng đợc phân chia ra từng cấp cụ thể, tùy thuộc vào
quy mô của từng cấp mà có những yêu cầu cụ thể khác nhau; song nói chung mỗi cấp
SCADA phải thực hiện đợc những nhiệm vụ sau:
- Thu thập dữ liệu từ các thiết bị công nghiệp hoặc cảm biến;
- Xử lý và thực hiện các phép tính trên các dữ liệu thu thập đợc;
- Hiển thị các dữ liệu thu thập đợc và kết quả đã xử lý;
- Nhận các lệnh từ ngời điều hành và gửi các lệnh đó đến các thiết bị chấp hành.

Để thực hiện đợc các chức năng trên tất nhiên một hệ SCADA phải có các
thiết bị chuyên dụng. Vậy ta phân tích xem các thiết bị đó là gì? Và chúng đợc đặt ở
đâu? Và thực hiện nhiệm vụ gì?
1.3. Cấu trúc hệ SCADA
1.3.1. Cấu trúc cơ bản hệ SCADA
Kết cấu của một hệ SCADA gồm ba phần:
Một là: Các PC ở phòng điều khiển trung tâm;

22


Hai là: Các RTU ở các trạm cở sở (cấp cơ sở);
Ba là: Các thiết bị truyền tin để kết nối hai phần trên với nhau.
trạm trung tâm
(PC + Nhân viên giám sát)

rtu

truyền thông

đối tợng điều khiển

Hình 1.3.1: Sơ đồ cấu trúc cơ bản hệ SCADA

1.3.2. Cấu trúc của hệ SCADA hiện đại
Hệ thống SCADA hiện đại cũng tơng tự nh một hệ SCADA cơ bản song ở các
cấp có nhiều tính năng hỗ trợ hơn, hay có thể nối nhiều hệ SCADA độc lập với nhau
thành một mạng SCADA. Cụ thể nh sau:

pc

cummunication

pc control and
supecisory

pc date store

ethernet

sacada

sacada

sacada

phân xởng

phân xởng

phân xởng

rs 485

plc

rtu

cơ cấu
chấp hành

transmiter số

sensor

plc

rs 485

plc

transmiter số

rtu

sensor

rs 485

plc

transmiter số

rtu

sensor

Hình 1.3.2: Cấu trúc của một hệ SCADA hiện đại

- Cấp cơ sở: Bao gồm các RTU (Remost Terminal Unit) đợc đặt ở hiện trờng để
thu nhận các dữ liệu từ các cảm biến hiện trờng nh nhiệt độ, áp suất, lu lợng, các

giá trị dòng điện, điện áp, công suất, theo thời gian thực và báo cáo về trung tâm,
cấp cơ sở sẽ thi hành mệnh lệnh của trung tâm chỉ thị. Thông thờng các RTU lu giữ

23


thông tin thu thập đợc trong bộ nhớ của nó và đợi khi nào có yêu cầu từ trung tâm
điều khiển mới gửi tin đến trung tâm điều khiển. Ngày nay các RTU hiện đại có các
máy tính và PLC, các nhà tích hợp hệ thống thích dùng các PLC thay vì dùng các
RTU cho việc thiết kế nhiều hệ thống SCADA.
Các RTU và các PLC đợc nối với các I/O tại hiện trờng. Vì vậy nó có thể thực
hiện điều khiển trực tiếp các thiết bị chấp hành và báo cáo kết quả về trung tâm mà
không cần phải chờ đến khi có lệnh điều khiển từ trung tâm, điều này làm cho hệ
SCADA hoạt động linh hoạt hơn và đặc biệt là phân tán đợc rủi ro.
- Cấp điều khiển trung tâm (Master Station): có nhiệm vụ thu thập, lu trữ xử lý số
liệu và đa ra các mệnh lệnh điều khiển xuống các trạm cơ sở (cấp trờng).
Tại cấp điều khiển trung tâm có giao diện ngời máy (sơ đồ công nghệ, đồ thị,
các phím thao tác, ...) thông qua màn hình giám sát hay màn hình cảm ứng để giúp
ngời vận hành có thể can thiệp kịp thời lên từng đối tợng cụ thể trong hệ thống. Hỗ
trợ cho giao diện ngời - máy là các máy tính công nghiệp và phần mềm chuyên
dụng. Tuỳ thuộc vào các hãng sản xuất mà có các phần mềm hỗ trợ khác nhau.
Các SCADA phân xởng chính là các máy Server của hệ thống SCADA ở trung
tâm đợc nối với các RTU hay PLC. Trong cấu trúc phần mềm máy chủ server đó có
chức năng thu thập, chia sẻ dữ liệu với các máy Client thông qua mạng Ethernet và
gửi mệnh lệnh từ các Client trực tiếp đến các bộ điều khiển. Vì vậy các máy Server
thờng đợc dùng để cài đặt các phần mềm phát triển, thiết lập cấu hình truyền thông
để kết nối với thiết bị hiện trờng.
SCADA Client gồm các máy tính công nghiệp đợc nối với máy Server thông qua
mạng Ethernet. Các máy tính này sẽ đợc cài các phần mềm giao diện ngời máy kết
nối với dữ liệu của máy Server để hiện thị hoặc điều khiển. Tức là các máy Client này

sẽ thu thập các trạng thái và điều khiển các bộ Contronller giám tiếp thông qua máy
Server. Mối quan hệ giữa các Client và Server do các kỹ s lập trình thiết lập trên cơ
sở phần mềm công nghiệp đợc sử dụng trong hệ SCADA.
* Mạng lới truyền tin: Đợc xây dựng trên cở sở mạng máy tính và mạng
truyền thông công nghiệp, có chức năng đảm bảo thông tin hai chiều giữa trạm điều
khiển trung tâm với các trạm cơ sở.
Ngoài việc sử dụng các máy tính công nghiệp, các Server, thiết bị mạng ở
phòng theo dõi trung tâm. Một bộ phân không thể thiếu đợc trong hệ thống SCADA

24


là hệ thống truyền tin. Nó liên quan đến sự ổn định và sự chính xác của hệ thống. Vì
vậy, một hệ truyền tin đợc trong một SCADA phải thoả mãn các tiêu chuẩn nh: giải
tốc độ truyền, giao thức truyền thông, truyền đồng bộ hay dị bộ, khoảng cách địa lý
Hệ thống truyền thông đợc chọn phải tơng thích với thiết bị trờng và máy chủ
Server và quan trọng nhất là phải bảo đảm tính thời gian thực. Có thể sử dụng mạng
truyền thông Profibus DP, Modbus; hay Ethernet, Với các kỹ thuật truyền dẫn
bằng cổng RS232, RS422, RS485, MBP (IEC 1158). Ơ khoảng cách địa lý xa hơn
có thể sử dụng phơng tiện truyền dẫn là đôi dây xoắn, cáp đồng trục, cáp quang
hay sóng vô tuyến. Nói chung do sự phát triển mang tính toàn cầu nên các nhà
công nghiệp đã phải cùng ngồi lại với nhau và đa ra các chuẩn truyền thông
Quốc tế, điều này mang lại rất nhiều thuận lợi cho những nhà tích hợp hệ thống.
Sóng radio hoạt động ở tần số 400Mhz 900Mhz bán kính phủ sang từ 25
100km. Radio Modem dùng giao tiếp theo chuẩn RS-232, tuy nhiên RS-485 và RS422 cũng đợc sử dụng. Tín hiệu số đa vào đợc điều chế thành sang vô tuyến và
đợc phát đi trong không gian và tất nhiên cần phải có trạm thu để nhận tín hiệu đa
về trung tâm. Luồng thông tin trong hệ thống SCADA đợc chia làm ba mức:
Mức 1:
- Thu thập dữ liệu từ quá trình công nghệ theo thời gian thực;
- Tính toán theo algrimhm và đa ra tín hiệu điều khiển theo quy luật cho trớc;

- Báo hiệu về việc vợt quá ngỡng cho phép của các thông số;
- Ngăn ngừa nguy cơ xảy ra sự cố.
Mức 2:
- Thu thập thông tin từ cấp dới, xử lý, lu trữ;
- Đa ra tín hiệu điều khiển trên cơ sở phân tích thông tin;
- Chuyển thông tin về việc sản xuất ở các phân xởng, xí nghiệp cho cấp cao hơn;
- Tính toán những thông số thứ cấp, chỉ số chất lợng sản phẩm, chỉ số kinh tế kỹ thuật;
- Lu trữ thông tin;
- Đa ra các báo cáo;
Chuẩn đoán về sự h hỏng của các phần tử trong hệ thống;
- Xác định thông số, cấu hình của các thiết bị điều khiển và những bộ điều khiển
cục bộ của mức 1;

25


- Thay đổi cấu hình của hệ thống điều khiển cục bộ, thay đổi trạng thái làm việc
của các thiết bị điều khiển.
Mức 3:
- Tối u các chỉ số kinh tế về sản xuất;
- Điều khiển theo các chỉ số kinh tế, kinh tế kỹ thuật;
- Quản lý nguồn tài nguyên của công ty;
- Lu trữ thông tin;
- Đa ra kế hoạch sản xuất.
1.4. Phần cứng và phần mềm SCADA
Tuỳ thuộc vào từng hãng chế tạo, các hệ SCADA sẽ mang một số đặc điểm khác
nhau, tuy nhiên phần cứng hệ SCADA bao gồm các phần sau:
a) Phần cứng
- Máy tính tính PC với các dịch vụ truyền thông công nghiệp chuẩn và các chơng
trình giao diện đồ hoạ đợc thiết kế sẵn;

- Các bộ điều khiển logic có khả năng lập trình PLC (Programmable Logic
Controller);
- Các Transmitter /RTU số thông minh.
- Cáp mạng và hệ thống cáp nối đi theo phục vụ cho quá trình thu thập số liệu và
điều khiển.
b) Phần mềm
Phầm mềm của hệ SCADA là một chơng trình thực hiện các nhiệm vụ cụ thể của
một hệ SCADA. Phần mềm phải có khả năng thu thập dữ liệu theo thời gian thực và
có khả năng điều khiển đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống. Ngoài ra, phần
mềm SCADA phải có khả năng kết nối mạng, chẳng hạn nh Internet hay Ethernet,
để có thể chuyển các báo cáo dới nhiều hình thức khác nhau nh bảng thống kê,
dạng biểu đồ hay dạng đồ thị..
1.5. Nguyên tắc hoạt động của hệ SCADA
Hệ thống SCADA hoạt động dựa trên nguyên tắc lấy tín hiệu từ các cơ cấu cảm
biến đợc gắn trên các thiết bị công tác hoặc trên dây truyền sản xuất gửi về cho máy
tính (thực hiện phần thu thập dữ liệu). Máy tính xử lý, kiểm tra trạng thái hoạt động
của hệ thống, các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm đã đợc cài sẵn trong bộ nhớ. Đồng
thời, máy tính sẽ hiển thị lại những thông tin kỹ thuật của hệ thống trên màn hình, cho

26


phép tự động giám sát và điều khiển hệ thống đồng thời phát tín hiệu điều khiển đến
các trạm cơ sở tạo nên một vòng tín hiệu kín.
Điều khiển và giám ở đây bao hàm hai ý nghĩa.
- Con ngời theo dõi và điều khiển;
- Máy tính giám sát và điều khiển.
Với các hệ thống sản xuất tự động trớc đây, việc kiểm tra, giám sát hoàn toàn do
con ngời đảm nhiệm. So với máy tính thì tốc độ xử lý tính toán của con ngời rất
chậm và dễ nhầm lẫn vì vậy có những hạn chế nhất định. Việc đa máy tính vào tính

toán và giám sát sẽ tránh đợc các hậu quả trên, những sai sót nhỏ, đơn giản thờng
xuyên gặp phải sẽ đợc các máy tính giám sát và xử lý theo chơng trình đợc đặt
trớc; đối với những sự cố lớn máy tính sẽ báo cho ngời vận hành biết và tạm dừng
chơng trình hoặc cách ly phần bị sự cố nếu có thể để chờ quyết định giải quyết của
con ngời.
Vì vậy, bên cạnh khả năng hoạt động toàn hệ thống theo một chơng trình đặt
trớc, hệ SCADA còn cho phép ngời vận hành quan sát đợc trạng thái làm việc của
từng thiết bị tại các trạm cơ sở, đa ra các cảnh báo, báo động khi hệ thống có sự cố,
sẵn sàng dừng chơng trình hoặc cách ly phần bị sự cố ra khỏi hệ thống. Ngoài ra
SCADA còn thực hiện việc lu trữ thông tin và in báo cáo giúp con ngời giải quyết
đợc việc ghi chép qua hệ thống sổ sách cồng kềnh, khó quản lý và dễ nhầm lẫn, con
ngời có thể xem các kết quả hoạt động của từng thiết bị trong hệ thống tại bất kỳ
thời gian nào trong quá khứ. Đặc biệt hệ SCADA còn có chức năng dự phòng và dự
phòng nóng. Nghĩa là có thể sử dụng hai cấu hình phần cứng chạy song song, một cấu
hình phần cứng làm việc và một cấu hình phần cứng chạy theo dõi, kiểm tra. Nếu kết
quả tính toán giữa hai cấu hình bị sai lệch nghĩa là một cấu hình bị sự cố thì cấu hình
dự phòng sẽ lập tức tranh quyền điều khiển, đồng thời cảnh báo cho ngời vận hành
biết để khắc phục, sửa chữa. Khi cấu hình chính đã đợc kiểm tra sửa chữa xong và lắp
đặt vào hệ thống thì nó lại tranh quyền điều khiển của cấu hình dự phòng và cấu hình
dự phòng lại trở về trạng thái chạy kiểm tra theo dõi. Việc dự phòng và dự phòng nóng
này rất quan trọng, thích hợp cho các quá trình sản xuất liên tục hoặc điều khiển, giám
sát những quá trình công nghệ đặc biệt.
1.6. Chức năng và nhiệm vụ cơ bản của hệ SCADA
a, Giám sát và phân tích hoạt động sản xuất

27


Ngay khi nhận biết đợc những thông tin về hoạt động của hệ thống từ các bộ
phận cảm biến tại các RTU gửi về, máy tính sẽ phân tích những tín hiệu đó và so sánh

với những tín hiệu chuẩn. Với những tín hiệu yêu cầu từ các tệp tin về cấu hình hoạt
động của hệ thống sản xuất, hay các bảng cơ sở dữ liệu về sản phẩm, quy trình sản
xuất, các thông số công nghệ của các máy công tác. Nhờ các bộ phận cảm biến, các
thiết bị đo lờng mà mọi khâu trong quá trình sản xuất luôn thông báo cho ngời
giám sát biết đợc các thông tin tiến trình hoạt động sản xuất, các thông số kỹ thuật,
số lợng sản phẩm,
Việc giám sát bao gồm
+ Máy tính giám sát;
+ Con ngời giám sát.
Việc theo dõi giám sát chủ yếu do máy tính đảm nhận, con ngời chỉ đóng vai trò
phụ, chuyên theo dõi những biến cố lớn, nguy hiểm đến hệ thống sản xuất. Những
trục trặc nhỏ hay những sai lệch thờng xuyên gặp phải sẽ đợc máy tính sửa chữa
theo chơng trình đợc cài đặt sẵn; hoặc máy tính sẽ đa ra các chỉ dẫn giúp ngời
vận hành khắc phục các sự cố lớn hơn ngoài tầm kiểm soát của máy tính.
b, Hoạt động theo chơng trình điều khiển
Ngoài các chức năng truyền thống là xử lý các dữ liệu đầu vào để đa ra các quyết
định điều khiển tới các thiết bị chấp hành, hệ SCADA còn hoạt động theo một chơng
trình đã đợc lập trình và cài đặt trớc. Nhờ có bộ vi xử lý mạnh và những phần mềm
chuyên dụng mà ta còn có thể lập trình cho hệ thống làm việc theo những chu trình từ
đơn giản đến phức tạp, máy tính sẽ đọc chơng trình và xuất tín hiệu điều khiển cho
các cơ cấu chấp hành hoạt động theo một chơng trình nào đó mà con ngời mong
muốn.
Việc thay đổi các quy trình sản xuất lạc hậu hay việc thay đổi mẫu mã sản phẩm
chỉ là việc thay đổi các chơng trình phầm mềm ứng dụng trong máy tính. Kích thớc
mẫu mã sản phẩm hay các quy trình làm việc mới đã đợc thiết kế sẵn trên các phần
mềm chuyên dụng vì vậy máy tính chỉ cần dịch lại theo mã máy để cho các máy điều
khiển số hiểu đợc và thực hiện.
c, Kiểm tra, đánh giá và phân loại sản phẩm
Nhờ các cảm ứng, các cảm biến đợc gắn trên các máy gia công hay trên dây
truyền sản xuất mà ta có thể xác định đợc và loại bỏ đợc các nguyên vật liệu kém

28


chất lợng ngay từ khi nhập nguyên liệu vào dây truyền; hoặc phân loại, đánh giá và
loại bỏ các phế phẩm trong quá trình gia công mà vì một nguyên nhân nào đó sản
phẩm đó bị hỏng. Vì vậy mà chất lợng, mẫu mã sản phẩm luôn đợc đảm bảo, giảm
bớt chi phí sản xuất không cần thiết. Đây là một trong những u điểm vợt trội của hệ
thống điều khiển hiện đại so với các hệ thống điều khiển thông thờng khác.
e, Quản lý quá trình sản xuất
Mọi thông tin về hệ thống sản xuất luôn đợc truyền về cho máy tính điều khiển
trung tâm, máy tính trung tâm sẽ thực hiện việc giám sát và thống kê, tổng kết quá
trình sản xuất: số lợng sản phẩm, số lợng nguyên, vật liệu đầu vào hay còn tồn trữ
trong quá trình sản xuất, hệ thống sẽ tự động dự báo cho các quá trình sản xuất tiếp
theo, giúp ngời quản lý ra các quyết định để điều chỉnh sao cho phù hợp với quy mô
quản lý của công ty. Đặc biệt SCADA còn có khả năng liên kết động (DDE-Dynamic
Data Exchangge). Cho phép các thông tin đợc kết nối, trao đổi với cở sở dữ liệu với
các hệ thống SCADA tơng tự khác trong hệ thống trên một mạng TCP/IP (Transfer
Control Protocol/ Internet Protocol). Điều này cho phép các hệ trạm SCADA cở sở có
thể truy xuất dữ liệu với trạm SCADA trung tâm để xuất ra các tín hiệu điều khiển
lẫn nhau. Việc này thích hợp với quy mô quản lý của các công ty lớn có nhiều chi
nhánh trên các quốc gia khác nhau.
Hệ thống SCADA còn có khả năng liên kết với các hệ thống thơng mại có cấp độ
cao hơn, cho phép đọc/viết theo cơ sở dữ liệu chuẩn ODBC nh Oracle, Access,
Microsft SQL, ...
1.7. Phân loại SCADA
Có nhiều loại hệ thống SCADA khác nhau nhng cơ bản chúng đợc chia ra làm 4
nhóm chính nh sau.
a) Hệ thống SCADA mờ
Là hệ thống thu nhận, sử lý dữ liệu thu đợc bằng hình ảnh hoặc đồ thị. Do không

có bộ phận giám sát nên hệ thống rất đơn giản và giá thành thấp.
b) Hệ thống SCADA sử lý đồ hoạ thông tin thời gian thực
Là hệ thống giám sát và thu nhận dữ liệu có khả năng mô phỏng tiến trình hoạt
động của hệ thống sản xuất; nhờ các tệp tin cấu hình của máy đã đợc khai báo trớc
đó. Tệp tin cấu hình sẽ ghi lại khả năng hoạt động của hệ thống, các giới hạn không
hoạt động, giới hạn về khả năng công suất làm việc của máy. Nhờ biết trớc khả năng

29


hoạt động của hệ thống sản xuất mà khi có tín hiệu vợt quá ngỡng đặt trớc hay có
vấn đề đột ngột phát sinh, hệ thống sẽ báo cho ngời giám sát biết trớc để họ can
thiệp vào hoặc tín hiệu vợt quá ngỡng cho phép thì hệ thống sẽ lập tức cho máy
công tác ngừng hoạt động.
c) Hệ thống SCADA độc lập
Là hệ thống giám sát và thu nhận dữ liệu với một bộ vi xử lý, thông thờng loại hệ
thống SCADA này chỉ điều khiển đợc một hay hai máy công tác hay còn gọi là
workcell. Do khả năng điều khiển ít máy công tác nên hệ thống sản xuất chỉ đáp ứng
đợc cho việc sản xuất chi tiết, không tạo nên đợc dây truyền sản xuất lớn.
d) Hệ thống SCADA mạng
Là hệ thống giám sát và thu nhận dữ liệu với nhiều bộ vi xử lý có nhiều bộ phận
giám sát đợc kết nối với nhau thông qua mạng. Hệ thống này cho phép điều khiển
phối hợp đợc nhiều máy công tác hoặc nhiều nhóm workcell tạo nên một dây truyền
sản xuất tự động, đồng thời hệ thống có thể kết nối tới nơi quản lý nơi ra quyết định
sản xuất hay có thể trực tiếp sản xuất theo yêu cầu của khách hàng từ nơi bán hàng
hay phòng thiết kế. Do đợc kết nối mạng nên con ngời có thể điều khiển từ xa các
thiết bị công tác ở những nơi công tác có tính nguy hiểm, độc hại (nh hầm lò, nơi có
chất phóng xạ, chất độc, nơi có từ trờng mạnh, ...).
1.8. Phân quyền quản lý trong hệ SCADA
Nhằm bảo mật thông tin hay đảm bảo an toàn cho cả quá trình sản xuất thì khi thiết

kế một hệ SCADA các kỹ s lập trình có thể đặt các Password cho từng cấp điều hành
trong một công ty hay trong một hệ thống. Với các trạm cở sở thì giám sát viên mặc dù
vẫn có thể truy xuất đợc thông tin từ trạm chủ hay các trạm SCADA cơ sở khác nhng
chỉ có thể điều khiển đợc các đối tợng trong phạm vi mình quản lý. Cứ tơng tự nh
vậy cho tới cấp cao nhất (ngời chỉ huy trởng) mới có thể truy xuất đợc thông tin và
điều khiển trong toàn bộ hệ thống. Điều này cho phép mọi thông tin về công ty đợc bảo
mật. Đây là vấn đề rất cần thiết giúp cho các công ty lớn giữ đợc bí mật về công nghệ
trong thời kỳ cạnh tranh khốc liệt nh hiện nay.
1.9. Tiêu chuẩn đánh giá và xây dựng một hệ SCADA
Mục đích trong công việc đánh giá và lựa chọn của một nhà thiết kế hệ thống
không phải là tìm ra giải pháp tốt nhất, mà là tìm ra một giải pháp đủ thoả mãn các
nhu cầu về mặt kỹ thuật với giá thành hợp lý, trong phạm vi vốn đầu t cho phép, sao

30


cho một hệ thống SCADA đựợc ứng dụng trong một nghành nghề cụ thể nào đó thì
phát huy đợc hết những mặt tích cực của hệ thống, đồng thời những mặt hạn chế
không làm ảnh hởng nhiều đến con ngời và thiết bị trong hệ thống. Để đánh giá
một giải pháp SCADA ta cần đặc biệt chú ý đến những yếu tố sau:
Một là: Khả năng hỗ trợ của công cụ phần mềm đối với việc thực hiện các màn
hình giao diện, chất lợng của các thành phần đồ hoạ có sẵn.
Hai là: Khả năng truy cập và cách thức kết nối dữ liệu từ các quá trình kỹ thuật
(trực tiếp từ các thiết bị chấp hành, cảm biến, các modul vào/ra qua các thiết bị điều
khiển khả trình PLC hay các hệ thống bus trờng).
Ba là: Tính năng mở rộng của hệ thống.
Bốn là: Khả năng hỗ trợ xây dựng các chức năng trao đổi tin tức (Messaging)
xử lý sự kiện và sự cố (Event and Alarm), lu trữ thông tin (Archive and History) và
lập báo cáo (Reporting).
Năm là: Tính thời gian thực và hiệu suất trao đổi thông tin.

Sáu là: Giá thành hệ thống phần mềm bao gồm công cụ phát triển
(Development Tool, chơng trình chạy (Runtime Engine), tài liệu sử dụng, công đào
tạo và dịch vụ hỗ trợ, bảo trì.

31


Chơng II
Hệ thống cấp điện công trình trọng điểm
và các yêu cầu đặc thù

2.1. Giới thiệu chung
Công trình đặc biệt là một công trình trọng điểmquốc gia, không những có ý nghĩa
về lịch sử, văn hoá mà còn có ý nghĩa chính trị đặc biệt.
Là công trình đặc biệt nên yêu cầu về cấp điện cho công trình cũng đợc u
tiên đặc biệt, không những đảm bảo yêu cầu cấp điện thờng xuyên, liên tục mà chất
lợng điện áp cũng phải bảo đảm ở mức tốt nhất.
Hệ thống cấp điện cho công trình đợc phân cấp theo tính chất đặc biệt của
phụ tải. Cụ thể nh sau:
a, Khu vực I các phụ tải quan trong nhất (trạm I)
Bao gồm các phụ tải đặc biệt đợc u tiên cấp ba nguồn điện 22kV từ lới điện
Quốc gia qua 03 máy biến áp, mỗi máy có công suất 1000kVA đảm bảo cho các phụ
tải trong công trình luôn hoạt động liên tục nhằm duy trì các thông số nhiệt, ẩm và
ánh sáng trong công trình luôn ở mức cho phép.
b, Khu vực II công trìnhi vệ tinh (trạm II)
Bao gồm các phụ tải nh: Bơm thoát, chiếu sáng truyền thanh, sinh hoạt,
Các phụ tải này không đặt ở mức đặc biệt nh các phụ tải trong công trình nên đợc
cấp 02 nguồn điện 22kV từ lới điện Quốc gia qua 2 máy biến áp mỗi máy có công
suất 560kVA.
c, Khu vực II công trình vệ tinh (trạm III)

Bao gồm các phụ tải nh bơm chìm, bơm cấp nớc, quạt gió, sinh hoạt,
đợc cấp 02 nguồn điện 22kV từ lới điện Quốc gia qua 02 máy biến áp mỗi máy có
công suất 560kVA.
d, Máy phát điện dự phòng
Ngoài các nguồn điện lới Quốc gia thì công trình còn có một trạm phát điện
Diêzien dự phòng, công suất 1500kVA. Khi hai trong ba nguồn điện lới bị mất thì
trạm Diêzien sẽ tự động phát điện và sẵn sàng làm việc khi có yêu cầu.
2.2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện công trình

32


a, Sơ đồ nguyên lý trạm I
* Các ký hiệu trên sơ đồ
- Nguồn T1, nguồn T2, nguồn T3: Nguồn điện lới Quốc gia 22kV
- Diezen: Nguồn điện máy phát dự phòng 50Hz, 0,4kV 1500kVA
- TA-1, TA-2, TA-3: Máy biến áp khô của Italia, công suất 1000kVA/ máy
- Q1-Q7: Máy cắt hạ thế ACB của hãng Siemes có dòng định mức 1600A
- Hệ thống thanh cái C1, C2, C3 có dòng định mức 1600A
- A1 A15: Hệ thống tủ phân phối hạ thế bao gồm 15 Ap tô mát của hãng
Sienmes, dòng định mức 600A/cái.

trạm I
nguồn T1

nguồn T2

nguồn T3

diezen

diezen

TA-1

q6

y

q4

q1

TA-3

y

q5

q2

c1

a1

y

TA-2

y

a3

a4

a5

a6

a7

y

q3

c2

a2

y

q7

c3

a8

a9

a10

a11

a12

a13

a14

a15

Hình 2.2.1: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm I
Trạm I đợc thiết kế dự phòng 400% công suất nguồn điện. Trạm đợc đặt ở chế
độ làm việc bằng tay và tự động qua công tắc chọn chế độ đợc lắp trên cánh tủ. Cụ thể nh
sau:

33


* Chế độ làm việc tự động
- Vận hành bình thờng: có đủ ba nguồn điện từ lới điện Quốc gia, các máy
cắt Q1, Q2, Q3 sẽ tự động đóng điện cấp nguồn điện hạ thế T1, T2, T3 xuống hệ
thống ba thanh cái C1, C2, C3 (T1 cấp C1, T2 cấp C2, T3 cấp C3). Hệ thống 3 thanh
cái C1, C2, C3 làm việc độc lập và cách ly với nhau.
- Vận hành sự cố
+ Mất nguồn T1: trờng hợp xảy ra mất nguồn T1 thì máy cắt Q1 ở trạng thái
cắt để cách ly thanh cái T1 với nguồn T1, máy cắt Q4 lập tức ở vị trí đóng cấp nguồn
từ thanh cái C2 sang thanh cái C1 để cấp nguồn cho các phụ tải thuộc thanh cái C1.
Khi nguồn T1 có trở lại thì máy cắt Q4 lập tức ở vị trí mở để cách ly thanh cái C1 và
C2, máy cắt Q1 đóng lại cấp nguồn T1 cho thanh cái C1, hệ thống trở về trạng thái

vận hành bình thờng.
+ Mất nguồn T2: trờng hợp xảy ra mất nguồn T2 thì máy cắt Q2 ở trạng thái
mở cách ly thanh cái C2 với nguồn T2, máy cắt Q5 lập tức ở trạng thái đóng cấp
nguồn từ thanh cái C3 sang C2 để cấp nguồn cho các phụ tải thuộc thanh cái C2. Khi
nguồn T2 có trở lại máy cắt Q5 lập tức ở vị trí mở để cách ly thanh cái C2 với C3,
máy cắt Q2 đóng trở lại cấp nguồn T2 cho thanh cái C2, hệ thống trở về trạng thái vận
hành bình thờng.
+ Mất nguồn T3: trờng hợp xảy ra mất nguồn T3, máy cắt Q3 ở trạng thái mở
để cách lý thanh cái C3 với nguồn T3, máy cắt Q5 lập tức ở vị trí đóng cấp nguồn từ
thanh cái C2 sang thanh cái C3 để cấp nguồn cho các phụ tải thuộc thanh cái C3. Khi
nguồn T3 có trở lại máy cắt Q5 lập tức ở trạng thái mở để cách ly thanh cái C2 và C3,
máy cắt Q3 đóng trở lại để cấp nguồn T3 cho thanh cái C3, hệ thống trở về trạng thái
vận hành bình thờng.
+ Mất nguồn T1 và T2: Trờng hợp xảy ra mất hai nguồn T1, T2: Trạm phát
điện Điezen tự động phát điện, nguồn máy phát đợc cấp đến cực trên của máy cắt Q6
và Q7. Máy cắt Q1 mở để cách ly C1 với T1, máy cắt Q2 mở để cách ly C2 với T2.
Máy cắt Q5 đóng trớc cấp nguồn từ thanh cái C3 sang C2, máy cắt Q4 đóng sau để
cấp nguồn từ thanh cái C2 sang C1; trờng hợp Q4 không đóng thì Q6 đóng cấp
nguồn máy phát Điezen cho thanh cái C1. Khi nguồn T1, T2 có trở lại hệ thống trở về
trạng thái vận hành bình thờng. Trạm phát Điezen tự động dừng phát điện.

34


+ Mất nguồn T1, T3: Trờng hợp xảy ra mất nguồn T1 và nguồn T3: Trạm phát
điện Điezen tự động phát điện, nguồn máy phát đợc cấp tới cực trên của máy cắt Q6,
Q7. Máy cắt Q1 mở để cách ly C1 với T1, máy cắt Q3 mở để cáh lý C3 với T3. Máy cắt
Q4 đóng trớc cấp nguồn từ C2 sang C1 (nếu Q4 không đóng thì Q6 đóng cấp nguồn
máy phát cho C1), sau đó Q5 đóng cấp nguồn từ C2 sang C3 (nếu Q5 không đóng thì Q7
đóng cấp nguồn máy phát cho C3). Khi T1 và T3 có trở lại hệ thống lại trở về trạng thái

vận hành bình thờng. Trạm phát Điezen tự động dừng làm việc.
+ Mất nguồn T2, T3: Trạm phát Điezen tự động phát điện, máy cắt Q2 mở cách ly
C2 với T2, máy cắt Q3 mở cách ly C3 với T3. Máy cắt Q4 đóng trớc cấp nguồn từ C1
sang C2, sau đó máy cắt Q5 đóng để cấp nguồn từ C2 sang C3 (nếu Q5 không đóng thì
Q7 đóng cấp nguồn máy phát cho C3). Khi T2, T3 có điện trở lại hệ thống lại trở về trạng
thái vận hành bình thờng. Trạm phát Điezen tự động dừng làm việc.
* Chế độ làm vệc bằng tay
Tại mỗi tủ chứa máy cắt đều có nút ấn Đóng, Cắt trên cánh tủ để điều
khiển Đóng; Cắt các máy cắt bằng tay.
* Đặc điểm của hệ thống
Việc điều khiển các máy cắt ở chế độ bằng tay hay tự động thì hệ thống cũng
chỉ cho phép một nguồn điện duy nhất cấp vào một thanh cái.
b, Sơ đồ nguyên lý trạm K03

35


trạm ii
nguồn k03-1

dezen

TA-1

nguồn k03-2

y

TA-2

y
y

y

mccb1

c1

mccb2
mcmf
mccb3
ats1

ats2

c3

c4

a1

a2

c2

a3

a4

a5

a6

a7

a8

a9

a10

Hình 2.2.2: Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm II

* Ký hiệu trên sơ đồ
- Nguồn 1, nguồn 2: hai nguồn điện lới Quốc gia
- TA-1, TA-2: Máy biến áp 630kVA
- MCCB1: Ap to mát đầu vào nguồn K03-1 có dòng định mức1000A
- MCCB2: Aptomát đầu vào nguồn K03-2 có dòng định mức 1000A
- AD3: Máy cắt hạ thế ACB 1000A
- MCCB 4: Aptomát 1000A
- ATS1, ATS2: Máy cắt liên lạc - 1000A
- C1, C2, C3, C4 : thanh cái Cu/1000A
- A1-A10: Aptomát phụ tải.
* Nguyên lý làm việc: Trạm II đợc thiết dự phòng 300% công suất nguồn
điện. Trạm đợc đặt làm việc ở chế độ tự động.

36