báo cáo thực tập tốt nghiệp tại trung tâm điều khiển xa công ty Điện Lực Thái Nguyên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA ĐIỀU KHIỂN &TỰ ĐỘNG HÓA
----------

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
TÌM HIỂU THIẾT BỊ GIÁM SÁT SCADA CỦA TRUNG TÂM ĐIỀU
KHIỂN XA-ĐIỀU ĐỘ TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC THÁI NGUYÊN

Giáo viên hướng dẫn: TS.CHU ĐỨC TOÀN
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Xoan
MSV: 1481410086
Khoa: ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA
Lớp : D9-CNTĐ1
Khóa:2014-2019


Mục Lục

2


LỜI MỞ ĐẦU

“Hơn 40 năm xây dựng và trưởng thành, thực hiện đường lối phát triển Điện lực của
Đảng, được Nhà nước tập trung đầu tư và chỉ đạo ngành điện lực Việt Nam đã từng bước
đi lên và không ngừng phát triển”. Trong nền kinh tế quốc dân, Tổng công ty Điện lực
Việt Nam là một tập đoàn kinh tế mạnh, chịu trách nhiệm quản lý vận hành toàn bộ hệ
thống điện của cả nước. Ngành điện lực đã có những đóng góp to lớn góp phần bảo vệ Tổ
quốc trong những giai đoạn lịch sử trước đây và sự nghiệp xây dựng đất nước ngày nay.
Vai trò của năng lượng vô cùng quan trọng, quyết định đến nhịp độ phát triển của toàn bộ
nền kinh tế.

Trên đà phát triển của đất nước, cùng với xu thế hội nhập kinh tế hiện nay và đặc biệt
Việt Nam đã gia nhập WTO, để tồn tại và phát triển theo kịp xu hướng chung của thời đại
và quốc tế, ngành điện lực Việt Nam nói chung và công ty Điện lực Thái Nguyên nói
riêng đã có những cố gắng không ngừng để thích nghi với điều kiện mới để có thể hoạt
động sản xuất kinh doanh đạt hiệu quả cao nhất, không chỉ đáp ứng nhu cầu sử dụng điện
của nhân dân mà quan trọng hơn là đảm bảo cho các hoạt động kinh tế chính trị, xã hội
và văn hóa của tỉnh.
Với mục đích tiếp cận thực tế hoạt động sản xuất và công tác quản lý tại Công ty, vận
dụng kiến thức học được từ nhà trường và thực tế, sau thời gian thực tập ở Công ty dưới
sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo TS.Chu Đức Toàn, cùng với sự hướng dẫn của các
chú các bác và các anh chị trong phòng Trung tâm điều khiển từ xa - điều độ của công ty
Điện lực tỉnh Thái Nguyên, chúng em đã nghiên cứu khái quát về “HỆ THỐNG GIÁM
SÁT ĐIỀU KHIỂN SCADA CỦA TRUNG TÂM ĐIỀU KHIỂN XA- ĐIỀU ĐỘ” và đã
hoàn thành báo cáo thực tập của mình. Tuy nhiên thời gian thực tập ngắn và kiến thức
của chúng em còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong
nhận được sự góp ý của thầy cô giáo và các cô chú, anh chị Công ty Điện Lực tỉnh Thái
Nguyên để bài viết của chúng em được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

3


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

4


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY ĐIỆN LỰC THÁI NGUYÊN

•
•
•
•
•
•

1.1 Quá trình hình thành và phát triển của Công ty Điện lực Thái Nguyên
Thông tin chung về Công ty Điện lực Thái Nguyên:
Tên công ty: Công ty Điện lực Thái Nguyên
Địa chỉ: Số 31- Hoàng Văn Thụ- Phan Đình Phùng- Tp Thái Nguyên
Điện thoại: (0280) 2210488
Fax: (0280) 3750958
Website : www.pcthainguyen.npc.com.vn
Ngành: Điện Lực
Lĩnh vực hoạt động: Phân phối điện.
1.1.1 Qúa trình hình thành
Công ty điện lực tỉnh Thái Nguyên (31 Hoàng Văn Thụ, Phan Đình Phùng, TP Thái
Nguyên), tiền thân là nhà máy điện Thái Nguyên được thành lập ngày 25 tháng 12 năm
1963. Nhà máy gồm có 3 tổ máy phát điện, công suất thiết kế là 24 MW.
Năm 1989, Bộ Năng lượng quyết định Nhà máy ngừng sản xuất điện. Nhiệm vụ lúc này
là truyền tải, phân phối và kinh doanh điện năng, đồng thời đổi tên là Sở Điện lực Bắc
Thái. Tháng 4 năm 1997 Sở Điện lực Bắc Thái được đổi tên là Điện lực Thái Nguyên,
cho phù hợp với chức năng, nhiệm vụ sau khi chia tách tỉnh. Thực hiện đề án chuyển đổi
mô hình tổ chức thành lập Công ty mẹ - Tổng Công ty Điện lực miền Bắc, ngày

14/04/2010 Điện lực Thái Nguyên đổi tên thành Công ty Điện lực Thái Nguyên.
1.1.2 Qúa trình phát triển
Nhiệm vụ hàng đầu của Công ty Điện lực Thái Nguyên trong giai đoạn chuyển đổi đầu
tiên đó là Phát triển lưới điện, tăng sản lượng điện thương phẩm, giảm tổn thất điện năng.
Năm 1963 bắt đầu vào vận hành chỉ có 128 km đường dây các loại với 10 trạm/15 máy
biến áp, tổng dung lượng 68.120 KVA, chủ yếu phục vụ cho khu Gang Thép Thái
Nguyên.
Năm 1989, năm đầu tiên chuyển đổi chức năng, nhiệm vụ, lưới điện trong tỉnh lúc đó mới
chỉ có 834 km đường dây các loại, có 127/151 máy biến áp, tổng dung lượng 206.505
KVA. Năm 2003, tổng chiều dài đường dây các loại là 4.300 km, có 908 trạm/949 máy
biến áp, tổng dung lượng 493.466 KVA. Đến tháng 8 năm 2010: Tổng chiều dài đường
dây trung hạ thế đã lên tới 6.890,84 km, có 1.501 trạm/1.545 máy biến áp, tổng dung
lượng là 634.138,5 KVA.
Công tác kinh doanh điện năng ngày càng phát triển, năm 1963 - 1983 là giai đoạn vừa
sản xuất vừa chiến đấu và khôi phục Nhà máy điện. Ở giai đoạn này sản xuất điện hòa
vào lưới điện quốc gia, điện thương phẩm mới chỉ đạt: 2,2 tỷ KWh, doanh thu bán điện
đạt: 0,33 tỷ đồng. Khách hàng chủ yếu là khu vực thành phố và khu công nghiệp gang
Thép Thái Nguyên.
Sau 35 năm (đến năm 1989), điện thương phẩm đã tăng lên 6 tỷ KWh, doanh thu bán
điện là 2.000 tỷ đồng, số khách hàng sử dụng điện là 30.000 hộ.

5


Sau 40 năm (đến năm 2003), điện thương phẩm lên tới 8,32 tỷ KWh, doanh thu bán điện
là 3.500 tỷ đồng, số khách hàng sử dụng điện là 80.000 hộ, nộp ngân sách cho Nhà Nước
gần 700 tỷ đồng .
Tính đến năm 2010: Điện thương phẩm đạt trên 1,2 tỷ KWh, doanh thu bán điện trên
1.150 tỷ đồng, tổn thất điện năng đạt 6,2%, giá bán điện điện bình quân đạt 951,78
đ/KWh.

Công tác dịch vụ khách hàng được nâng cao về mọi mặt, trụ sở làm việc của Công ty và
của các Điện lực đều có Phòng tiếp khách hàng, có số điện thoại nóng để kịp thời đáp
ứng những thắc mắc của khách hàng, thực hiện sửa chữa nhanh, niềm tin về công tác
phục vụ cấp điện của Công ty Điện lực Thái Nguyên và ngành điện đã được khẳng định
trong các cấp, các ngành và nhân dân các dân tộc trong tỉnh Thái Nguyên.
Thực hiện chương trình "Điện khí hóa nông nghiệp nông thôn" của Đảng và Nhà nước,
từng bước đưa lưới điện quốc gia về các xã vùng sâu, vùng xa, vùng đồng bào dân tộc ít
người. Công ty Điện lực Thái Nguyên đã đạt được những thành tích đáng kể, từ chỗ
không có xã nào trên địa bàn tỉnh có điện lưới quốc gia năm 1983, hai mươi năm sau,
ngày 8/11/2003 xã thứ 145/145 xã của tỉnh có điện lưới quốc gia đạt tỷ lệ 100%, về trước
kế hoạch 52 ngày theo mục tiêu Nghị quyết đại hội tỉnh Đảng bộ Thái Nguyên lần thứ
XVI.
Thực hiện nghị quyết TW 7 khóa 10 “về nông nghiệp, nông dân, nông thôn” tính đến
tháng 9 năm 2009 Công ty Điện lực Thái Nguyên đã tiếp nhận xong lưới điện hạ áp nông
thôn 91 xã (về trước kế hoạch 3 tháng), đến tháng 7 năm 2010 đã hoàn thành công tác cải
tạo tối thiểu cho 100% lưới điện hạ áp nông thôn các xã.
1.2 Chức năng và nhiệm vụ của Công ty Điện lực Thái Nguyên
Công ty Điện lực Thái Nguyên là đơn vụ trực thuộc Tổng công ty Điện lực Miền bắc,
thực hiện các chức năng, nhiệm vụ liên quan đến điện lực trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
Các chức năng, nhiệm vụ cụ thể của Công ty Điện lực Thái Nguyên bao gồm:
Điều độ hệ thống điện , truyền tải ,phân phối,kinh doanh và cung ứng điện cho các hộ sử
dụng điện trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
Tư vấn, thiết kế xây dựng các công trình điện từ cấp điện áp 35kV trở xuống.
Thí nghiệm các vật tư, thiết bị điện, công tơ và các dụng cụ đo đếm điện năng khác.
Quản lý các dự án đầu tư xây dựng, cải tạo, củng cố, phát triển lưới điện do ngành điện
đầu tư trên địa bàn.
Xây lắp, sửa chữa đường dây và trạm biến áp điện từ cấp điện áp 35kV trở xuống.
Tham gia quy hoạch, phát triển lưới điện, nguồn điện nhỏ với chính quyền địa phương.
Hỗ trợ, hướng dẫn công tác quản lý điện và bán điện ở những vùng nông thôn miền núi.
Kinh doanh mạng Viễn thông điện lực (EVN Telecom) trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.

1.3 Tổ chức bộ máy quản lý của Công ty Điện lực Thái Nguyên hiện nay
Công ty Điện lực Thái Nguyên là một doanh nghiệp Nhà nước trực thuộc Tổng công ty
Điện lực Miền bắc, nên mô hình tổ chức bộ máy quản lý về cơ bản có những nét tương

6


đồng với các Công ty Điện lực thành viên khác trong Tổng công ty Điện lực Miền bắc.
Hiện nay, bộ máy tổ chức, quản lý của Công ty Điện lực Thái Nguyên đều được đặt dưới
sự chỉ huy trực tiếp của Giám đốc Công ty, bao gồm:
- 12 phòng chức năng
- 10 Điện lực ở các thành phố, huyện, thị xã trong tỉnh
- 02 phân xưởng và xí nghiệp dịch vụ Điện lực.
Chức năng của từng bộ phận được tóm tắt một cách khái quát như sau:
- Giám đốc: Là người đứng đầu doanh nghiệp, người đại diện cho doanh nghiệp và
giữ vai trò lãnh đạo chung, chịu trách nhiệm về mọi kết quả hoạt động sản xuất kinh
doanh của doanh nghiệp. Giúp việc cho giám đốc có 03 Phó giám đốc phụ trách từng lĩnh
vực công việc được phân công.
- Phó giám đốc kỹ thuật - vật tư: Phụ trách công tác quản lý, vận hành, kỹ thuật, an
toàn trong quá trình truyền tải, điều độ, phân phối điện năng và quản lý mua bán, cấp
phát, sử dụng vật tư.
- Phó giám đốc kinh doanh - xây dựng cơ bản : Phụ trách công tác kinh doanh điện
năng và công tác quản lý các dự án đầu tư xây dựng, cải tạo và phát triển lưới điện.
- Phó giám đốc (Trưởng Trung tâm viễn thông): Phụ trách công tác quản lý, kinh
doanh dịch vụ viễn thông điện lực (EVN Telecom).
- Văn phòng: Thực hiện công tác hành chính, tổng hợp, văn thư, lưu trữ và công
tác quản trị đời sống của Công ty.
- Phòng Kế hoạch & đầu tư: Thực hiện công tác lập, duyệt và tổ chức triển khai,
điều độ, đôn đốc tiến độ thực hiện kế hoạch sản xuất kinh doanh và kế hoạch đầu tư xây
dựng của Công ty.

- Phòng Quản lý xây dựng: Thực hiện công tác giám sát thi công, đền bù giải
phóng mặt bằng, quản lý các dự án đầu tư xây dựng, củng cố, cải tạo và phát triển lưới
điện.
- Phòng Kinh doanh điện năng và điện nông thôn: Thực hiện công tác quản lý
hoạt động kinh doanh bán điện của toàn Công ty Điện lực. Theo dõi, đôn đốc kế hoạch
thu nộp tiền điện, giá bán điện bình quân, điện thương phẩm, tổn thất điện năng, dư Nợ
tiền điện. Quản lý, phát triển khách hàng và hệ thống đo đếm điện năng.
- Phòng Thanh tra an toàn: Thực hiện công tác quản lý, kiểm tra, hướng dẫn, đôn
đốc công tác an toàn lao động và an toàn sản xuất trong toàn Công ty Điện lực.
- Phòng Công nghệ thông tin: Thực hiện công tác quản lý công nghệ thông tin,
quản trị mạng máy tính của Công ty. Nghiên cứu và triển khai ứng dụng các chương
trình, phần mềm máy tính phục vụ cho hoạt động sản xuất kinh doanh của Công ty Điện
lực.
- TT Điều độ :Thực hiện theo dõi tình hình vận hành, điều độ hệ thống điện, chỉ
huy, theo dõi việc đóng, cắt lưới điện trung và cao thế.

7


- PX Thiết kế: Thực hiện nhiệm vụ tư vấn, lập các thủ tục theo trình tự đầu tư xây
dựng (Báo cáo nghiên cứu khả thi, thiết kế, dự toán, hồ sơ mời thầu,...) cho các dự án cải
tạo, phát triển lưới điện của Công ty Điện lực và khách hàng.
- Trung tâm viễn thông Điện lực: Thực hiện công tác quản lý kinh doanh dịch vụ
viễn thông Điện lực.
- Phân xưởng thí nghiệm đo lường: Thực hiện nhiệm vụ thí nghiệm các vật tư,
thiết bị điện, công tơ và các thiết bị đo lường điện năng khác cho Công ty Điện lực và các
khách hàng trước khi lắp đặt, đưa vào sử dụng cũng như thí nghiệm định kỳ trong quá
trình vận hành, sửa chữa.
- Phân xưởng sửa chữa thiết bị điện: Thực hiện nhiệm vụ sử lý sự cố, sửa chữa
thường xuyên, sửa chữa lớn các trám biến áp và các thiết bị điện.

- Phân xưởng xây lắp điện: Thực hiện nhiệm vụ sửa chữa lớn, xây dựng các công
trình đường dây và các trạm biến áp.
- 10 Điện lực: Quản lý, theo dõi, vận hành, sửa chữa lưới điện, thực hiện kinh
doanh bán điện, theo dõi tổn thất điện năng, quản lý khách hàng và phát triển khách hàng
mới trên địa bàn thuộc khu vực mình phụ trách.
Các Điện lực trực thuộc bao gồm:
1. Điện lực TP Thái Nguyên
6. Điện lực Phú Bình
2. Điện lực Đồng Hỷ
7. Điện lực Đại Từ
3. Điện lực Gang Thép
8. Điện lực Phú Lương
4. Điện lực TX Sông Công
9. Điện lực Định Hóa
5. Điện lực Võ Nhai
10. Điện lực Phổ Yên
1.4 Trung tâm điều khiển xa- Điều độ Công ty Điện lực Thái Nguyên
Trung tâm điều khiển là trung tâm được trang bị cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin, viễn
thông để có thể giám sát, thao tác từ xa các thiết bị trong một nhóm TBA hoặc các thiết bị
đóng cắt trên lưới điện theo lệnh điều độ của cấp điều độ có quyền điều khiển đối với các
thiết bị thuộc TTĐK.
1.4.1 Mô hình tổ chức trung tâm điều khiển xa- Điều độ

8


Hình 1.2: Sơ đồ mô hình tổ chức Trung tâm điều khiển xa – điều độ
1.4.2 Chức năng , nhiệm vụ chính đối với nhân viên bộ phận TTĐK- Điều độ
- Thực hiện điều độ lưới điện của Công ty Điện lực Thái Nguyên.
- Vận hành các TBA không người trực.

- Giám sát, kiểm tra tình hình vận hành của thiết bị thông qua hệ thống SCADA tại trung
tâm và hệ thống camera giám sát trực tuyến.
- Theo dõi điện áp, điều chỉnh điện áp thanh cái theo đúng quy định về trị số.
- Khai thác thông số của Rơ le khi có sự cố, giải trừ rơ le sau sự cố.
- Xác nhận giải trừ các tín hiệu còi, đèn sau sự cố.
- Viết PPT và thực hiện các phiếu thao tác ( đóng, cắt) đối với các thiết bị trạm biến áp
thuộc TTĐK, thực hiện PTT từ Điều độ miền.
- Kỹ sư SCADA/DMS: chức năng cơ bản là vận hành hệ thống SCADA/DMS, mạng
LAN,WAN; các hệ thống và thiết bị thông tin của trung tâm, các chuẩn truyền số liệu và
giao thức truyền thông tin; nắm rõ các nguyên lý đo lường và điều khiển. Nắm được hệ
thống thiết bị đầu cuối RTU/Gateway, hệ thống điều khiển, cấu trúc các phần tử cơ bản
và nguyên lý hoạt động; các bước chính trong quá trình lắp đặt, kiểm tra và đưa vào vận
hành hệ thống SCADA/DMS.
- Quản lý vận hành toàn bộ thiết bị thuộc hệ thống thông tn, hệ thống SCADA/DMS bao
gồm các thiết bị ghép nối (Switch layer 3 tại trạm, Switch tại các nút trung gian, router..)

9


hệ thống máy đảm bảo hệ thống SCADA hoặt động liên tục, ổn định, phục vụ công tác
điều độ HTĐ.
- Phối hợp với các đơn vị cung cấp dịc vụ viễn thông đảm bảo kênh viễn thông kết nối từ
TTĐK B6 về A1, từ TTĐK B6 về TBA KNT hoạt động liên tục, ổn định.
- Phối hợp với các đơn vị cung cấp dịch vụ viễn thông phát hiện và xử lý lỗi kênh viễn
thông từ TTĐK B6 về A1, từ TTĐK B6 về TBA.
- Thực hiện bảo dưỡng, sửa chữa định kỳ hệ thống SCADA thuộc phạm vi quản lý theo
đúng kế hoạch đã được phê duyệt.

10

CHƯƠNG II: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU
KHIỂN SCADA
2.1 Khái quát chung về hệ thống giám sát điều khiển SCADA
2.1.1 Giới thiệu chung
SCADA (supervisory Control And Data Acquisition) là hệ thống điều khiển giám sát và
thu thập dữ liệu. Đây là một công cụ tự động hóa trong nhiều lĩnh vực dùng kỹ thuật vi
xử lý- PLC/RTU để trợ giúp trong việc điều hành kỹ thuật các hệ thống tự động công
nghiệp cũng như hệ thống điện. Hệ thống này cung cấp cho người vận hành những thông
tin quan trọng của đối tượng cần quan tâm và cho phép thực hiện các lệnh điều khiển cần
thiết, đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn và hiệu quả.
SCADA được hình thành và phát triển cùng với sự phát triển chung của các ngành công
nghiệp khác như công nghiệp vi xử lý, viễn thông, tin học. Bên cạnh đó ngành công nghệ
thông tin, đặc biệt là sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực tin học- công nghệ phần mềm,
các hệ thống tự động hóa được điều khiển bằng chương trình từ đó cũng ra đời. Với đặc
điểm là một công cụ tự động hóa,SCADA được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực
từ việc quản lý điều khiển trong sản xuất công nghiệp đến quản lý truyền tải và phân phối
điện năng trong điện lực.
2.1.2 Hệ thống SCADA trong hệ thống điện
SCADA là hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu/ quản lý hệ thống điện, xây
dựng trên cơ sở hệ thống đo lường từ xa.
Trong việc quản lý và điều hành hệ thống điện, hệ thống SCADA đóng vai trò rất quan
trọng, giúp cho Kỹ sư điều hành HTĐ nắm bắt và xử lý chính xác, theo sát mọi diễn biến
trong hệ thống điện.

Hình 2.1: Mô hình hệ thống SCADA thu thập dữ liệu trạm
2.1.3 Thành phần chính của hệ thống SCADA
Mọi hệ thống SCADA đều có 4 thành phần chính sau:

11

•

•

•

•

•
-

•

•
-

Giao diện quá trình: bao gồm các cảm biến, thiết bị đo, thiết bị chuyển đổi và cơ các cơ
cấu chấp hành.
Trạm thu thập dữ liệu trung gian: là các khối thiết bị đầu cuối từ xa RTU (Remote
Terminal Units) hoặc các khối điều khiển logic khả trình PLC có chức năng giao tiếp với
các thiết bị chấp hành.
Hệ thống truyền thông: bao gồm các mạng truyền thông công nghiệp, các thiết bị viễn
thông và các thiết bị chuyển đổi dồn kênh có chức năng truyền dữ liệu cấp trường đến
các khối điều khiển và máy chủ.
Hệ thống điều khiển giám sát: gồm các phần mềm và giao diện người- máy HMI
( Human Machine Interface)..
Trong hệ thống SCADA, thiết bị đầu cuối RTU, Gateway là phần tử rất quan trọng có
nhiệm vụ thu thập và phản ánh tình trạng của các thiết bị đang tham gia hoạt động trong

HTĐ. Nó là công đoạn đầu tiên trong toàn bộ quá trình xử lý thông tin của hệ thống
SCADA.
Chất lượng của hệ thống SCADA phụ thuộc vào rất nhiều khả năng hoạt động liên tục, ổn
định và tính chính xác của thiết bị đầu cuối RTU.
Nguyên tắc làm việc của hệ thống SCADA như sau:
Thu thập dữ liệu
Dữ liệu từ các trạm biến áp và các nhà máy điện được chia làm 3 loại chính:
Dữ liệu trạng thái: trạng thái các máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, trạng thái vị trí các
khóa điều khiển từ xa/ tại chỗ... Cảnh báo của các bảo vệ.
Dữ liệu tích lũy theo thời gian: điện năng kWh, kVArh ...
Các dữ liệu trạng thái (Digital) từ các rơ le trung gian được đưa vào các đầu vào số
của RTU.Các dữ liệu tương tự (analog) từ cuộn thứ cấp của máy biến dòng điện và
điện áp được đưa vào các bộ biến đổi (transducer).Đầu ra của bộ biến đổi được đưa
vào các vỉ đầu vào tương tự của RTU.Tại RTU dữ liệu được số hóa và thông qua kênh
truyền (giao thức) gửi về trung tâm điều độ.
Điều khiển
Lệnh điều khiển từ hệ thống SCADA của trung tâm điều độ thông qua kênh truyền gửi
đến RTU (hoặc SAS), các lệnh điều khiển có thể là:
Lệnh đóng cắt máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa (open/close)
Lệnh điều khiển tăng giảm (raise/lower)
Lệnh điều khiển thay đổi giá trị đặt (setpoint)
Giám sát
Dữ liệu thu thập từ các trạm về trung tâm điều khiển sẽ được máy tính xử lý:
Hiển thị trên các sơ đồ, bảng biểu và các dạng đồ thị xu hướng.
Đối với dữ liệu trạng thái (máy cắt, dao cách lý, cảnh báo...) khi phát hiện ra có sự thay
đổi trạng thái hệ thống SCADA sẽ phát cảnh báo bằng âm thanh và dòng thông báo để lôi
kéo sự chú ý của người vận hành.

12

-

Đối với dữ liệu giá trị đo xa, dữ liệu nhận được sẽ được kiểm tra so sánh với các ngưỡng
dưới và ngưỡng trên (đã được định trước), nếu giá trị đo được bị vi phạm thì hệ thống sẽ
phát cảnh báo cho người vận hành.
2.1.4 Chức năng của hệ thống giám sát điều khiển SCADA
Hệ thống SCADA giám sát điều khiển trong ngành điện có các chức năng chính sau:
Chức năng thu thập số liệu ( Data acquisition Function) : thu thập gần như tức thời các
thông tin về lưới điện như sau: thông tin về kết dây lưới điện( chỉ thị trạng thái của các
thiết bị của hệ thống điện), thông số vận hành( tín hiệu đo lường của hệ thống điện),
thông tin về dữ liệu sự cố( trình tự diễn biến của sự kiện, thông số vận hành trước và sau
khi có sự thay đổi về trạng thái lưới điện).
Chức năng kiểm soát (Monitoring Function) : tự động thường xuyên kiểm soát sự thay
đổi kết dây hệ thống điện, kiểm tra phát hiện tình hình vận hành bất thường của lưới,
giám sát báo động khi có các thông số vận hành vượt giới giạn qui định để điều hành và
xử lý kịp thời..
Chức năng điều khiển (Control Function): giúp điều hành viên từ Trung tâm Điều hành
thao tác đóng cắt các máy cắt, dao cách ly… tăng giảm nấc máy biến thế..
Chức năng thống kê, báo cáo ( Statistic Report Function) : toàn bộ những dữ liệu đề cập
trên dây được lưu trữ, thống kê và có thể in báo cáo ra theo yêu cầu hoặc tự động theo
chu kỳ.
Chức năng tự kiểm soát của hệ thống : hệ thống SCADA có các phần cứng và phần mềm
có thể kiểm tra tình trạng hoạt động của mình ( từ thiết bị hoặc toàn bộ hệ thống
SCADA).

13


2.2 Hệ thống SCADA trung tâm điều khiển trạm điện B6 (Trung tâm Điều khiển

trạm điện đặt tại Phòng điều độ Công ty Điện lực tỉnh Thái Nguyên)
2.2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống SCADA TTĐK B6:

14


2.2.2 Các thiết bị trong hệ thống SCADA tại TTĐK B6:
Hệ thống SCADA bao gồm 2 phần : trung tâm điều khiển và các bộ thu thập dữ liệu đặt
tại các TBA. Một trung tâm điều khiển có thể điều khiển, giám sát nhiều TBA. Tại các
TBA, lắp đặt bộ thu thập dữ liệu, thiết bị này được gọi là RTU. RTU có chức năng thu
thập dữ liệu cần thiết trong TBA rồi gửi về trung tâm điều khiển, và nhận lệnh điều khiển
từ trung tâm điều khiển sau đó thực thi lệnh đến thiết bị trong TBA.
a, Các RTU/Gateway
Các thiết bị RTU có cấu trúc mô-đun khá linh hoạt, thuận lợi cho mở rộng trạm, tăng số
lượng tín hiệu nối đến RTU, mỗi mô-đun có khối xử lý và các khối tín hiệu vào/ra, mỗi
khối xử lý có hệ điều hành đa nhiệm thời gian thực cho phép có thể làm việc độc lập, nên
các mô-đun có thể bố trí phân tán tại các tủ thiết bị trong trạm hoặc nhiều mô-đun có thể
được liên kết với nhau để tích hợp thành 1 RTU tập trung. Việc cài đặt cấu hình của RTU
có thể thực hiện bằng công cụ chạy trên môi trường Windows.
RTU có cấu tạo dạng module như sau:
Module CPU và truyền thông
Module đầu vào số ( Digital Input Module): thu thấp tín hiệu trạng thái
Module đầu vào tương tự ( Analog Input module): Thu thập tín hiệu đo lường
Module đầu ra số ( Digital Output Module): Thực hiện lệnh điều khiển xa dạng số
Module đầu ra tương tự (Analog Output Module): Thực hiện lệnh điều khiển xa
dạng tương tự.
Các module khác: modem,Ethernet, fiber optic, đồng hồ GPS, đo lường.
Mounting rack.
b, Hệ thống truyền dẫn thông tin:
Đường truyền cáp quang SCADA có kêt nối mạch vòng, vận hành độc lập, có tính bảo

mật cao, không phụ thuộc vào dịch vụ của các nhà cung cấp đường truyền khác.
Các thiết bị truyền dẫn quang trong mạch vòng có khả năng chuyển hướng tự động khi
bị đử cáp, đảm bảo hệ thống SCADA không bi gián đoạn.
Có độ tin cậy cao, có kết nối mạch vòng cáp quang về mặt vật lý.
PCTN thực hiện quy hoạch và thiết lập mạng truyền thông IP theo giao thức IEC 60870
mạng truyền dẫn mới đảm bảo an ning, bảo mật cho việc vận hành hệ thống
SCADA/DMS ổn định và dự phòng cao về đường truyền.

15


c, Hệ thống Điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu:

•
•

•
•

•
•
•
•

•

Hình 2.2 Hệ thống giám sát, điều khiển,thu thập, báo cháy tại Trạm biến áp
TTĐK B6 được trang bị hệ thống SCADA giám sát, thu thập và điều khiển lưới điện
phân phối bao gồm các thiết bị như sau:
Máy chủ SCADA có chức năng thu thập, lưu trữ các dữ liệu thời gian thực bao gồm các

sự kiện, tín hiệu trạng thái, tín hiệu đo lường và chạy các ứng dụng SCADA.
Máy chủ cơ sở dữ liệu quá khứ có chức năng lưu trữ các dữ liệu sự kiện theo thứ tự , các
dữ liệu trạng thái và đo lường theo chu kỳ thời gian. Cơ sở dữ liệu quá khứ được sử dụng
để tính toán, mô phỏng và phân tích hệ thống điện.
Máy chủ ứng dụng có chức năng chạy các ứng dụng trong hệ thống EMS hoặc DMS.
Máy chủ truyền thông có chức năng kết nối các hệ thống SCADA trung tâm với nhau, hệ
thống SCADA trung tâm với trung tâm điều khiển và các thiết bị đầu cuối RTU/Gateway
tại nhà máy điện hoặc trạm điện.
Màn hình hiển thị sơ đồ và các thông số vận hành của hệ thống điện.
Máy tính giao diện người-máy HMI có chức năng giám sát, điều khiển thời gian thực.
Thiết bị định vị GPS có chức năng hỗ trợ đồng bộ thời gian các thiết bị trong hệ thống
SCADA trung tâm.
Thiết bị hỗ trợ về công nghệ thông tin, truyền thông và thiết bị phụ trợ khác.
d, Hệ thống thông tin liên lạc điều độ:
Tổng đài nội bộ, điện thoại, bộ đàm, máy ghi âm, fax…
Tổng đài chuyên dụng có khả năng thiết lập nhiều bàn console thoại, kênh hotline cho
điều độ viên B6.
e, Hệ thống camera
Căn cứ vào cơ sở hạ tầng tại TTĐK B6 và trạm, trang bị camera định hướng theo tiêu chí
cung cấp thông tin hình ảnh đầy đủ , rõ nét nhất cho điều độ viên qua màn hình:
Camera an ninh ( khuôn viên trạm, cổng trạm, hành làng trạm…)

16


•
•

•

•

•

-

•
•
•
•
•
•

Camera phục vụ công tác vận hàh (TTĐK B6 , phòng điều khiển, phòng phân phối, vị trí
nấc máy biến áp, thanh cái, ngăn lộ…..)
Hệ thống Camera an ninh và hệ thống camera tích hợp giám sát cho mục đích tự động
hóa đo lường điều khiển trong trạm biến áp phục vụ điều độ lưới điện có một vị trí quan
trọng nhằm đảm bảo công tác chỉ huy điều độ chính xác, an toàn và kịp thời.
Hệ thống Camera tại TTĐK B6 được kết nối với hệ thống Camera của chi nhánh cao thế
B6 để chia sẻ thông tin giám sát hình ảnh dưới trạm.
f , Hệ thống nguồn ( Điện lưới, Diezeel, ắc quy và UPS)
Đảm bảo cung cấp nguồn liên tục, ổn định cho các thiết bị trong hệ thống SCADA.
2.2.3 Các điều khiển, giám sát và đo lường thông số xa có thể thực hiện được từ
TTĐK B6.
2.2.3.1 Đối tượng điều khiển (B6):
Lệnh điều khiển từ hệ thống SCADA của trung tâm điều độ thông qua kênh truyền gửi
đến RTU (hoặc SAS), các lệnh điều khiển có thể là:
Lệnh đóng cắt máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa (open/close)
Lệnh điều khiển tăng giảm (raise/lower)
Lệnh điều khiển thay đổi giá trị đặt (setpoint)

Đối tượng được điều khiển từ TTĐK B6 là:
Thao tác toàn bộ các thiết bị nhất thứ từ xa như:
+ Điều khiển máy cắt.
+ Điều kiển dao cách ly.
+ Điều khiển chuyển nấc MBA, bật/tắt các nhóm quạt.
Thao tác các thiết bị nhị thứ bên trong trạm như :
+ Tái lập (Reset) rơ le từ xa.
+ Điều khiển bật/ tắt các chức năng bảo vệ từ xa.
+ Điều khiển chuyển nhóm bảo vệ.
2.2.3.2 Đối tượng giám sát:
Dữ liệu thu thập từ các trạm về trung tâm điều khiển sẽ được máy tính xử lý:
Hiển thị trên các sơ đồ, bảng biểu và các dạng đồ thị xu hướng.
Đối với dữ liệu trạng thái (máy cắt, dao cách lý, cảnh báo...) khi phát hiện ra có sự thay
đổi trạng thái hệ thống SCADA sẽ phát cảnh báo bằng âm thanh và dòng thông báo để lôi
kéo sự chú ý của người vận hành.
Đối với máy cắt thu thập dữ liệu các dữ liệu trạng thái như:
Vị trí máy cắt ( 2bits)
Cảnh báo khí SF6 thấp.
SF6 không đủ áp lực làm việc
Trạng thái tại chỗ/từ xa của máy cắt.
Giám sát cuộn cắt của máy cắt.
Lò xo máy cắt đang căng.

17


•
•
•
•

•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Trạng thái nguồn AC,DC cung cấp cho máy cắt…
Trạng thái trạm đất các phía
Đối với cầu dao:

Giám sát trạng thái cầu dao (2 bits)
Cảnh báo cầu dao không bình thường.
Các tín hiệu giám sát VT/CT , mạch nguồn:
Aptomat nguồn VT.
Aptomat nguồn CT
Aptomat nguồn AC cho tủ
Aptomat nguồn DC cho tủ
Đối với giám sát máy biến áp :
Cảnh báo nhiệt độ cuộn dây
Cảnh báo nhiệt độ dầu.
Mức dầu bình dầu chính
Mức dầu bình dầu phụ
Bảo vệ dòng tác động/ cảnh báo
Bảo vệ hơi tác động cảnh báo
Quạt hỏng
Điều khiển quạt ở vị trí tại chỗ/ từ xa
Bộ chuyển nấc hư hỏng
Bộ chuyển nấc ở chế độ tại chỗ/ từ xa
Bộ chuyển nấc đang làm việc
Aptomat nguồn CT/VT
Aptomat nguồn AC cho tủ
Aptomat nguồn DC cho tủ
Đối với hệ thống bảo vệ:
Trạng thái của các chức năng bảo vệ
Đối với hệ thống nguồn AC/DC của trạm.
Trạng thái của toàn bộ các aptomat AC/DC.
Trạng thái của hệ thống chuyển nguồn.
Đối với hệ thống máy tính mạng LAN:
Giám sát tình trạng của thiết bị trên mạng LAN,
Giám sát hoạt động của thiết bị mạng như Switch, Router..

Giám sát hoạt động của hệ thống máy tính.
Giám sát và thu thập dữ liệu tín hiệu đo lường:
Dòng điện 3 pha, dòng trung tính.
Điện áp 3 pha, điện áp dây.

18


•
•
•
•
•
•

•

•

Công suất tác dụng 3 pha, công suất tổng.
Công suất phản kháng 3 pha, công suất tổng.
Công suất biểu kiến 3 pha, công suất tổng
cos 3 pha, tổng
Nhiệt độ dầu máy biến áp
Nhiệt độ cuộn dây máy biến áp.
2.2.3.4 Đo lường xa các thông số trong hệ thống điện
Các giá trị đo lường trong HTĐ bao gồm các đại lượng vật lý như điện áp, dòng điên,
công suất hữu công, vô công, điện năng tiêu thụ, nấc MBA...
Tín hiệu trạng thái trong HTĐ cho biết trạng thái đóng hoặc mở của các thiết bị như máy
cắt, dao cách ly và các cảnh báo.

Tín hiệu trạng thái đơn và tín hiệu trạng thái kép.
Các thiết bị như máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa,... có ít nhất 3 trạng thái làm việc:
- Trạng thái đóng
- Trạng thái mở
- Trạng thái không xác định – Invalid
Có 2 cách mã hóa trạng thái: 1 bít và 2 bít
Cách mã hóa 1 bít dùng 2 trạng thái:
1 trạng thái đóng
2 trạng thái mở
Cách mã hóa 2 bít dùng 4 trạng thái:
00
Invalid
01
Trạng thái đóng
10 Trạng thái mở
11 Invalid
Cách mã hóa 1 bít không thể hiện được hết trạng thái làm việc của thiết bị.
Việc sử dụng 1 hoặc 2 bit mã hóa tùy thuộc vào tầm quan trọng của thiết bị.
Máy cắt và dao cách ly thường sử dụng mã hóa 2 bit
Dao cách tiếp địa và cảnh báo thường sử dụng mã hóa 1 bit
Thông thường cách mã hóa cần thống nhất từ phía thiết bị đến hệ thống đo lường.
Trường hợp đo lường sử dụng mã hóa 2 bit và thiết bị sử dụng mã hóa 1 bít, cần chuyển
đổi (bằng rơ le trung gian 2 tiếp điểm) để tương thích 2 hệ thống.
Tuy nhiên cách làm này không phản ánh đúng thực tế khi sử dụng (ví dụ trường hợp mất
nguồn nuôi rơ le trung gian...)

19


2.2.4 Quy trình vận hành hệ thống SCADA tại TTĐK B6

Hình 2.3: Nguyên tắc điều khiển
2.2.2.1 Qúa trình thu thập dữ liệu trạng thái
RTU luôn quét hỏi các trạng thái theo chu kỳ đã định.
Mỗi khi có một relay trung gian ứng với tiếp điểm phụ của một thiết bị điện ( dao tiếp
địa, dao cách ly hay máy cắt của trạm điện chuyển trạng thái, tín hiệu lập tức được nhận
biết và một tin báo “ Change of state “ kèm theo địa chỉ thiết bị , trạng thái hiện tại và
thời điểm xảy ra được gửi đến trung tâm điều khiển.

Hình2.4 : Nguyên lý tín hiệu SI,DI

20


Hình 2.5 : Nguyên lý đồng bộ thời gian
2.2.4.2 Qúa trình thu thập dữ liệu đo lường.
RTU luôn quét hỏi các giá trị đo theo chu kỳ đã định
Ứng với các giá trị đầu vào dòng/áp của Transducer giá trị này được biến đổi qua mạch
ADC:
-Nếu Transducer kết nối Modbus: giá trị được truyền qua Modbus vào RTU.
-Nếu kết nối tương tự: giá trị này được đưa vào card AI của RTU.
RTU sẽ gửi giá trị này cùng địa chỉ IOA về trung tâm.

21


Hình 2.6 :Nguyên lý hoạt động AI
2.2.4.3 Qúa trình điều khiển xa trạng thái đóng/ mở:
Trung tâm điều khiển xa sẽ phát lệnh điều khiển xa, gửi tới RTU => Digital Output
Module sẽ có xung điều khiển gửi tới relay ( mở relay hoặc đóng relay) => Thiết bị thực

hiện lệnh.
Khi nhận được tín hiệu phản hồi OPEN hoặc CLOSE từ RTU về trung tâm điều khiển
mới khẳng định quá trình điều khiển xa đã được thực hiện thành công.
Muốn thực hiện được quá trình điều khiển xa cần thỏa mãn các điều kiện sau:
+ Trạng thái của thiết bị không được là INVALID mà phải là OPEN ( nếu muốn điều
khiển CLOSE) hoặc phải là CLOSE (nếu muốn điều khiển OPEN).
+ Trạng thái LOCAL/REMOTE ( của khóa RTU) phải ở vị trí REMOTE.
+ Trong hệ thống không được xuất hiện cảnh báo nghiệm trọng nào dạng UNCERTAIN
STATE hoặc 48 VDC FAULT.

22


Hình 2.7: Nguyên lý điều khiển
2.2.4.4 Nguyên lý kết nối giao thức
Ngoài khả năng kết nối trực tiếp qua cá module I/O,RTU còn có khả năng kết nối các
thiết bị IED khác như transducer, rơ le số, đồng hồ… qua các giao thức truyền tin như
IEC 60870-5-101/103/104, Modbus

23


CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BIẾN ÁP


•
•
•

•


•

3.1 Tổng quan về Trạm biến áp
3.1.1 Giới thiệu chung
Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Công
suất của máy biến áp, vị trí , số lượng và phương thức vận hành của trạm biến áp có ảnh
hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện.
Hiện nay nước ta đang sử dụng các cấp điện áp sau đây:
Cấp cao áp:
500 kV dùng cho hệ thống điện quốc gia nối 3 miền Bắc, Trung ,Nam.
220 kV dùng cho mạng điện khu vực.
110 kV dùng cho mạng phân phối, cung cấp cho các phụ tải lớn.
Cấp trung áp:
35kV,22kV,10kV,6Kv dùng cho mạng điện địa phương, cung cấp cho các nhà máy vừa và
nhỏ, cung cấp cho các khu dân cư.
Cấp hạ áp:
380/220V dùng trong mạng hạ áp. Trung tính trực tiếp nối đất.
3.1.2 Phân loại trạm biến áp:
Phân loại trạm biến áp phụ thuộc vào mục đích có thể phân loại theo các cách sau:
- Theo nhiệm vụ của trạm biến áp ta có thể chia thành trạm biến áp tăng áp và trạm biến
áp giảm áp.
- Theo chức năng có thể chia thành trạm biến áp trung gian và trạm biến áp phân phối.
- Theo hình thức và cấu trúc của trạm thì người ta chia thành trạm ngoài trời và trong
nhà.
3.2 Tự động hóa Trạm biến áp
3.2.1 Giới thiệu chung
Trung tâm Điều độ HTĐ miền Bắc đang quản lý vận hành và giám sát một số lượng lớn
trạm biến 110 kV. Hiện nay NPC đang quản lý 226 trạm biến áp 110kV trên địa bàn 24
tỉnh, thành phố và 2 trạm biến áp 220kV trong đó chưa tính đến các trạm biến áp 110kV

thuộc 3 công ty TNHH MTV điện lực Hải Phòng, Hải Dương, Ninh Bình. Trong số các
trạm kể trên có 194 trạm biến áp 110kV theo kiểu điều khiển truyền thống và các trạm
còn lại trang bị hệ thống điều khiển máy tính.

24


Hình 3.1: Phòng điều khiển trạm 110kV kiểu truyền thống
Các trạm tự động hóa mới chỉ được đầu tư từ năm 2013 trở lại đây. Các trạm này được
trang bị Server cùng phần mềm đi kèm để thu thập toàn bộ dữ liệu thiết bị trong trạm
biến áp và điều khiển từ hệ thống máy tính của trạm.
Tự động hóa trạm được sử dụng để điều khiển, bảo vệ và giám sát TBA. TĐH trạm bao
gồm ba mức: Mức trạm với máy tính chủ, máy tính vận hành và cổng kết nối với trung
tâm điều khiển, mức ngăn gồm các rơle bảo vệ và các bộ điều khiển ngăn lộ, mức trường
là phần giao diện với các thiết bị sơ cấp và thứ cấp.
Toàn bộ rơ le các trạm tự động hóa là rơ le kỹ thuật số được trang bị IEC61850 theo đúng
quy định của EVN và NPC.
Hệ thống thông tin vận hành được đề cập đến ở đây bao hồm các hệ thống thu thập thông
tin từ mức trạm, đường dây cho đến hệ thống xử lý hỗ trợ quyết định tại một số Trạm
trung tâm- trạm không người trực để thực hiện công tác đóng cắt và quản lý kỹ thuật thiết
bị cũng được xem cét trên cơ sở trang bị các hệ thống điều khiển tích hợp tại trạm đủ
điều kiện để thao tác từ xa.

25