Giám sát từ xa trạm biến áp bằng máy tính

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 1(45) Tập 2/N¨m 2008

GIÁM SÁT TỪ XA TRẠM BIẾN ÁP BẰNG MÁY TÍNH
Đỗ Văn Toàn - Phạm Đức Long - Dương Chính Cương - Lê Hùng Linh - Bùi Văn Tùng
( Khoa Công nghệ thông tin – ĐH Thái Nguyên)
Đỗ Xuân Dương (Trạm biếp áp 110KV Thịnh Đán)

1. Đặt vấn đề
Ngày nay với sự phát triển của nền kinh tế, các ngành công nghiệp đặc biệt là công
nghiệp nặng đòi hỏi nhu cầu sử dụng điện năng rất lớn và ngày càng tăng, do đó cần truyền tải
một lượng điện năng lớn từ các nhà máy điện đến các nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư... Trong
truyền tải điện, trạm biến áp đóng vai trò rất quan trọng, nó thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi từ
điện áp cao thế xuống điện áp hạ thế để có thể sử dụng được. Hiện nay, tại đa số các trạm biến
áp việc theo dõi các thông số kỹ thuật trong khi vận hành đều thực hiện thủ công, ghi chép sổ
sách và lập báo cáo hàng ngày do đó các thông tin đôi khi chưa đáp ứng được các yêu cầu kịp
thời, khách quan, chính xác và cần có kỹ thuật viên trực 24/24h. Để giải quyết vấn đề đó, chúng
tôi đưa ra một giải pháp cho phép thu thập tự động dữ liệu vận hành và giám sát từ xa sử dụng
máy tính và mạng Internet. Giải pháp này đã được Xí nghiệp Truyền tải điện miền Bắc chấp
nhận và đồng ý cho áp dụng thử tại trạm biến áp 110Kv Thịnh Đán.
2. Giám sát từ xa trạm biến áp bằng máy tính
2.1 Thực trạng
Trạm biến áp 110 Kv Thịnh Đán – Thái Nguyên là 1 trạm lớn thuộc Xí nghiệp truyền tải
điện miền Bắc, trạm này cung cấp điện năng cho một khu vực rộng của Thành phố Thái nguyên
Hiện nay tại trạm biến áp này, các kỹ thuật viên trực trạm mỗi giờ 1 lần thực hiện ghi chép bằng
sổ sách và phải theo dõi các thông số từ máy biến áp như: nhiệt độ các cuộn dây, nhiệt độ của
dầu, các thông số này được hiển thị trên đồng hồ nằm trên máy biến áp, các thông số khác như
điện áp các pha, dòng phụ tải, công suất tiêu thụ, tần số, hệ số, cosφ.. được hiển thị trên đồng hồ
trong tủ điều khiển nằm trong phòng điều hành. Các thông số này được ghi chép vào sổ nhật ký
và đến cuối ngày sẽ được tổng hợp thành báo cáo. Toàn bộ quy trình được thực hiện thủ công do
đó không đảm bảo tính khách quan và độ chính xác phụ thuộc chủ yếu vào nhân viên trực trạm
2.2 Giải pháp

Sau khi khảo sát thực trạng tại trạm biến áp, đưa ra giải pháp xây dựng hệ thống cho phép thực
hiện việc giám sát tự động thời gian thực hoạt động của trạm bằng máy tính. Ngoài các thông số kỹ
thuật đã nêu trên, hệ thống còn cho phép quan sát và lưu hình ảnh thực trạng vào CSDL, thu thập,
truyền dữ liệu qua mạng Internet. Các thông số kỹ thuật quan sát trên màn hình máy tính, bảng thông
tin điện tử, lưu trữ trong CSDL hoặc có thể in ra trên giấy. Các thông số giám sát bao gồm 2 phần:
+ Các hình ảnh được cung cấp bởi Camera kỹ thuật số sẽ được chụp và lưu trữ trong máy
tính đặt tại phòng điều hành phục vụ cho việc kiểm tra nếu có sự cố xảy ra, đồng thời cho phép
giám sát tại chỗ và từ xa thông qua môi trường Internet.
+ Các thông tin về tình trạng hoạt động của máy biến áp, công suất tiêu thụ.. được số hoá
và lưu trữ vào cơ sở dữ liệu trên máy tính một cách tự động, đồng thời phần mềm trên máy tính
cho phép lập các báo cáo gửi đi qua môi trường Internet.
144


T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 1(45) Tập 2/N¨m 2008

2.3 Thực hiện
* Giám sát hình ảnh: Lắp đặt hệ thống Internet Outdoor camera khu vực bên ngoài
phòng điều hành để cung cấp các hình ảnh giám sát bên ngoài. Tín hiệu sẽ được truyền về máy
tính thông qua hệ thống cable có khả năng chống nhiễu cao. Trên máy tính sử dụng phần mềm
để chụp và lưu trữ các hình ảnh theo khoảng thời gian định trước hoặc do người dùng ra lệnh
chụp, các hình ảnh sẽ được lưu trữ trên máy tính theo thời gian thực khi chụp ảnh dùng để phục
vụ cho quá trình kiểm tra sau này. Hệ thống camera cho phép lập trình trước 30 vị trí cần chụp
và giám sát được cả một khu vực rộng lớn. Camera này có thể truy cập trực tiếp qua mạng và hỗ
trợ nhiều chế độ bảo mật, ngoài ra còn có tính năng cảnh báo qua popup hoặc thông qua Email.
* Thu thập các thông số khác: Các thông số khác được thu thập bằng cách lấy các tín hiệu
điện áp từ tủ điện và trước đồng hồ đo nhiệt độ cuộn dây, nhiệt độ dầu. Mỗi tín hiệu sẽ được số hoá
và truyền về máy tính theo chuNn của mạng công nghiệp. Module ghép nối có nhiệm vụ đóng gói
các gói tin và truyền về máy tính. Phần mềm trên máy tính có nhiệm vụ thu thập các gói tin, giải mã
các gói tin để lấy các thông tin cần thiết, lưu trữ vào cơ sở dữ liệu trên máy phục vụ cho công tác

tổng hợp, báo cáo đồng thời hiển thị lên màn hình hoặc bảng thông tin điện tử để theo dõi, giám sát.
Phần mềm còn có các chức năng cảnh báo nếu các thông số thu thập được vượt quá ngưỡng cho
phép, tổng hợp các thông tin và gửi đến các hòm thư điện tử được đăng ký trước.
2.4 Mô hình tổng thể
Máy biến
áp
UTP Cable

Internet

Tín hiệu từ máy biến áp

Tủ điện

RS-485

DSL Modem
Module ghép nối
Máy tính với phần
mềm thu thập DL

Phòng điều hành

Giám sát từ xa

Hình 1: Mô hình tổng thể hệ thống giám sát
* Phần mềm trên máy tính: Phần mềm được xây dựng trên nền tảng .NET, giao diện đẹp,
dễ sử dụng và hoàn toàn có thể nâng cấp mở rộng để liên kết hoạt động, giám sát giữa các trạm.
145

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 1(45) Tập 2/N¨m 2008

3. Kết luận
Việc áp dụng hệ thống này vào giám sát các trạm biến áp góp phần giảm số lượng nhân
viên vận hành, tăng độ tin cậy về hệ thống, tạo điều kiện cho người quản lý vận hành phát hiện
kịp thời các sự cố có thể dẫn đến hỏng hóc trạm gây thiệt hại về tài sản. Ngoài ra nó còn là một
hướng nghiên cứu góp phần tự động hoá các trạm biến áp đồng thời có thể xây dựng mạng giám
sát cho toàn bộ các trạm biến áp thuộc Xí nghiệp truyền tải điện miền Bắc
Tóm tắt
Việc ứng dụng Công nghệ thông tin, điện tử viễn thông và công nghệ điều khiển tự động
trong việc giám sát, thu thập dữ liệu của các hệ thống điều khiển tích hợp là một mắt xích trong
quá trình phát triển hệ thống, hướng đến việc xây dựng hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động,
đáp ứng được các yêu cầu tối ưu hóa hệ thống truyền tải điện. Bài báo này nêu lên một giải pháp
giám sát và thu thập các thông số hoạt động của các trạm biến áp khu vực miền Bắc qua môi
trường mạng Internet.
Summary
The application of IT, Electronics & Telecommunication, and Automatic Controlling
Technology in supervision, data collection of integrated controlling systems is an important link
in the system development process, aiming at the builiding up of total automatic controlling
system in order to meet the demands of the optimization of the electric transforation. This paper
focuses on a solution for supervising & collecting operation data of transformer satations in the
Northern area through the Internet
KEYWORD: Trạm biến áp, truyền tải điện, giám sát
Tài liệu tham khảo
[1]

ABB, "S.P.I.D.E.P MicroSCADA. User’s Manual 8.2", 2000.
[2]
Võ Đức Hoàng, "Nghiên cứu thiết kế lắp đặt hệ thống điều khiển thu thập dữ liệu các trạm biến

áp truyền tải khu vực miền Trung", Luận văn Thạc sĩ, Đại học Đà Nẵng, 2006.
[3]
Các hồ sơ hoàn công của trạm biến áp 110Kv Đán.
[4]
www.planet.com

146