Phân tích giá hiện trạng các thiết bị đóng ngắt mạng lưới điện phân phối tp hồ chí minh và triển vọng áp dụng hệ thống scada
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.89 MB, 103 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-----------
NGUYỄN HUỲNH ĐĂNG KHOA
PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÁC THIẾT BỊ
ĐÓNG/NGẮT LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TP HỒ CHÍ MINH
VÀ TRIỂN VỌNG ÁP DỤNG MẠNG SCADA
Chuyên ngành : MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN
Mã số ngành
: 2.06.07
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 12 năm 2005
CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: Tiến só NGUYỄN HOÀNG VIỆT
Cán bộ chấm nhận xét 1:
Cán bộ chấm nhận xét 2:
Luận văn thạc só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày………tháng ………năm 2005
Có thể tham khảo luận văn tại:
Thư viện TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
TP. HCM, ngày . . . . tháng 07 năm 2005.
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: NGUYỄN HUỲNH ĐĂNG KHOA Phái: Nam
Ngày sinh: 02/09/1980
Nơi sinh: Tiền Giang
Chuyên ngành: Thiết bị, mạng và nhà máy điện
MSHV: 01803461
I.
TÊN ĐỀ TÀI:
PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÁC THIẾT BỊ ĐĨNG/NGẮT
LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TP HỒ CHÍ MINH VÀ TRIỂN VỌNG ÁP
DỤNG MẠNG SCADA.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Đánh giá hiện trạng các thiết bị đóng ngắt mạng lưới điện phân
phối TP.HCM về khía cạnh áp dụng các cơng nghệ hiện tại để thu
thập dữ liệu và điều khiển từ xa.
- Tìm hiểu về những nguyên lý chung của mạng SCADA và mạng
SCADA hiện hữu lưới điện TP. Hồ Chí Minh.
- Đánh giá triển vọng để áp dụng hệ thống SCADA cho lưới điện
phân phối TP. Hồ Chí Minh.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : ngày tháng năm 2005
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ngày 07 tháng 12 năm 2005
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN :
TS. NGUYỄN HOÀNG VIỆT
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
CHỦ NHIỆM NGÀNH
TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT
------------------------------------------
Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thơng qua.
Ngày
TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH
-------------------------------------
tháng
năm
TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH
--------------------------------------
LỜI MỞ ĐẦU
Em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy, Cô trường Đại Học Bách
Khoa TP. Hồ Chí Minh, Phòng Đào tạo Sau đại học, Bộ môn Hệ
thống điện. Đặc biệt em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS.
Nguyễn Hoàng Việt đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời
gian học tập cũng như thời gian thực hiện luận án này.
Xin chân thành cảm ơn các Anh (Chị) Văn phòng đại diện
Công ty Nulec, Mỹ Phương (Cooper) đã cung cấp những tài liệu
kỹ thuật và những ý kiến đóng góp quý báu.
Đồng thời em cũng xin cảm ơn các anh (chị) đồng nghiệp
phòng Kỹ thuật Công ty, Trung tâm Điều độ thông tin, Trung tâm
thí nghiệm điện, các Điện lực khu vực - Công ty Điện lực TP Hồ
Chí Minh đã tận tình hỗ trợ, cung cấp các tài liệu chuyên
ngành cần thiết cho luận án; đặc biệt là gia đình, Phòng Tổ
chức Cán bộ-Đào tạo Công ty đã tạo nhiều thuận lợi cho em
hoàn thành luận án này.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 12 năm 2005
Học viên thực hiện
Nguyễn Huỳnh Đăng Khoa
Thầy hướng dẫn: Tiến sĩ Nguyễn Hoàng Việt
Trang 1
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Mục tiêu, nhiệm vụ của luận án
Hiện nay, Tổng Công ty Điện lực Việt Nam đang từng bước nỗ lực
để hình thành thị trường điện. Một trong những yếu tố là đầu tư thiết bị
để vận hành hệ thống điện hiệu quả. Đồng thời đầu tư để nâng cao chất
lượng cung cấp điện. Để thực hiện được điều này; đồng thời công tác
làm giảm số lao động trực tiếp đang được quan tâm thông qua nhiều
công tác chẳng hạn như nghiên cứu áp dụng SCADA lưới phân phối.
Hơn nữa, với sự phát triển của công nghệ, việc ứng dụng các
phương thức “điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu” vào hệ thống điện
ngày càng thể hiện ưu điểm: chính xác, nhanh chóng, thuận tiện lưu trữ
và xử lý thông tin. Hệ thống điện phân phối TP.HCM có đặc điểm là sử
dụng nhiều loại thiết bị đóng cắt của nhiều nhà cung cấp khác nhau:
Nulec, Cooper hay Entec. Để thực hiện SCADA cho mạng lưới điện này
cần phải thu thập, tổng hợp các đặc tính, thơng số của các thiết bị trên.
Bên cạnh đó có các thiết bị chưa phù hợp để áp dụng hệ SCADA như:
LBS hay FCO, vì vậy việc phân tích, đánh giá và nghiên cứu áp dụng
phương thức “điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu” là cần thiết và
mang ý nghĩa thực tiễn cao.
Do đó đề tài “Phân tích đánh giá hiện trạng các thiết bị đóng
ngắt mạng lưới điện phân phối TP.HCM và triển vọng áp dụng hệ
thống SCADA” được chọn để nghiên cứu với những MỤC TIÊU:
- Đánh giá hiện trạng các thiết bị đóng ngắt mạng lưới điện phân
phối TP.HCM về khía cạnh áp dụng các cơng nghệ hiện tại để thu
thập dữ liệu và điều khiển từ xa.
- Tìm hiểu về những nguyên lý chung của mạng SCADA và mạng
SCADA hiện hữu lưới điện TP. Hồ Chí Minh.
- Đánh giá triển vọng để áp dụng hệ thống SCADA cho lưới điện
phân phối TP. Hồ Chí Minh.
Thầy hướng dẫn: Tiến sĩ Nguyễn Hoàng Việt
Trang 2
NỘI DUNG CHÍNH của đề tài được tóm tắt như sau:
1. Tổng quan về tình hình sự cố lưới điện phân phối TP Hồ Chí
Minh
• Số lượng các loại sự cố
• Phân tích các ngun nhân
• Nhiệm vụ cấp điện an tồn, ổn định và liện tục
• Thống kê các loại thiết bị lưới phân phối
• Đánh giá hiện trạng về chủng loại vật tư thiết bị và sự cần thiết
để áp dụng mạng SCADA.
2. Giới thiệu đặc tính các thiết bị bảo vệ lưới phân phối và đánh
giá tính năng hỗ trợ điều khiển
• Các thiết bị bảo vệ tự đóng lại
• Các thiết bị bảo vệ khơng tự đóng lại
3. Kiến thức tổng quan về hệ thống SCADA
Phụ tải của trạm và mỗi đường dây có thể được quản lý và đóng cắt từ
xa, tạo ra sự liên kết chặt chẽ giữa các trạm với nhau đáp ứng yêu cầu
ngày càng cao về chất lượng điện năng như: cung cấp điện liên tục.
• Các khối chức năng chính của hệ thống SCADA.
• Cách truyền dữ liệu: radio, modem.
• Các giao thức truyền thông tin.
4. Kiến thức tổng quan về hệ thống SCADA lưới điện 110kV TP Hồ
Chí Minh
• Mơ hình mạng SCADA
• Các khối chức năng chính
a) Trung tâm điều khiển
Giám sát sự ổn định của hệ thống.
Điều khiển các chức năng của hệ thống SCADA.
b) Truyền thơng tin
Truyền bằng sóng vơ tuyến vơ hướng hay hữu hướng.
Truyền bằng cáp quang.
Truyền qua đường dây điện thoại.
Thầy hướng dẫn: Tiến sĩ Nguyễn Hoàng Việt
Trang 3
c) Thiết bị đầu cuối (RTU).
Thu thập các dữ liệu gửi về trung tâm và nhận các lệnh điều
khiển từ trung tâm gửi xuống để điều khiển thiết bị.
5. Giới thiệu phần mềm WSOS
• Các chế độ vận hành.
• Phương thức truyền/nhận dữ liệu
6. Tổng kết đánh giá triển vọng áp dụng mạng SCADA
• Các thiết bị có thể áp dụng điều khiển mạng SCADA
• Các thiết bị chưa thể áp dụng điều khiển mạng SCADA
7. Đánh giá kết luận:
Với thời gian nghiên cứu có hạn nên đề tài sẽ có những thiếu
sót và chưa thể đi sâu vào chi tiết của tất cả các vấn đề. Hơn nữa,
công tác nghiên cứu, tìm hiểu cịn nhiều trở ngại do kinh nghiệm,
kiến thức của người thực hiện cũng như sự hạn chế về các tài liệu
liên quan. Tuy nhiên, hy vọng rằng những kiến thức cơn bản đã học
và tài liệu thu thập được sẽ đáp ứng phần nào trong công tác
nghiên cứu đề tài. Rất mong được sự hướng dẫn đóng góp và chia
sẻ các kiến thức liên quan từ Quý Thầy (Cô), đồng nghiệp, bạn bè
và các công ty bạn để đề tài thật sự hữu ích cho Cơng ty Điện lực
TP. Hồ Chí Minh và những người quan tâm đến đề tài trong quá
trình hội nhập và phát triển của ngành Điện lực Việt Nam.
Xin chân thành cảm ơn
Thầy hướng dẫn: Tiến sĩ Nguyễn Hoàng Việt
Trang 4
MỤC LỤC
Nội dung
Lời mở đầu
Tóm tắt luận văn
Mục lục
Trang
01
02
05
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TP HỒ CHÍ
MINH
07
I. Đặc điểm tình hình chung
1 Khối lượng lưới truyền tải
2 Khối lượng lưới phân phối
3 Tình hình phân phối điện năng
08
08
08
08
08
II. Đánh giá tình hình mất điện do sự cố và cắt điện đột xuất 9
tháng đầu năm 2005
1 Tình hình mất điện do sự cố
2 Tình hình mất điện do cơng tác đột xuất
3 Đảm bảo cấp điện an tồn, ổn định và liên tục
III. Đánh giá hiện trạng
CHƯƠNG II. ĐẶC TÍNH – CÁC LOẠI BẢO VỆ LƯỚI PHÂN PHỐI
I. Đặc điểm bảo vệ
1 Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch
2 Bảo vệ quá dòng đất
3 Bảo vệ quá dòng
4 Bảo vệ thời gian phụ thuộc
5 Bảo vệ thời gian xác định
6 Bảo vệ quá dòng đất nhạy
7 Bảo vệ mất pha
8 Bảo vệ Thấp/Quá tần số
9 Tự đóng lại
10 Chuỗi tự đóng lại trở về
11 Trạng thái Lockout
12 Chế độ chỉ cắt một lần
13 Chống dịng khởi động
II. Mơ hình
1 Vị trí đặt ACR
2 Các dạng vận hành cơ bản
III. Tính tốn chất lượng cung cấp điện
1 Cách xác định mất điện
2 Tự động hố mạch vịng
3 Các chỉ tiêu độ tin cậy trong hệ thống điện
IV. Hệ thống điều khiển máy cắt chạy trên Window
08
11
12
14
15
16
16
17
17
18
21
21
21
22
22
23
24
25
25
26
26
26
28
28
29
29
20
I. Nulec R-MPC
31
32
II. Nulec R27LL
33
CHƯƠNG III. TỰ ĐÓNG LẠI
Thầy hướng dẫn: Tiến sĩ Nguyễn Hoàng Việt
Trang 5
III. Cooper VWVE27
42
IV. Cooper VSO27
44
V. Cooper FXA
45
VI. Cooper F4C
48
CHƯƠNG IV. ĐÁNH GIÁ VỀ TÍNH NĂNG HỖ TRỢ ĐIỀU KHIỂN
49
I. Nulec R27LL
50
II. Nulec Series N
52
III. Cooper FXA và FXB
58
IV. Các loại LBS, FCO
58
CHƯƠNG V. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SCADA
59
I. Giới thiệu tổng quát
1 Khái niệm về hệ thống SCADA
2 Khái niệm về nguyên lý thu thập số liệu
3 Khái niệm về truyền dữ liệu và các giao thực truyền tin
3 Khái niệm RTU
III. Sơ lược về hệ thống SCADA Điện lực TP Hồ Chí Minh
60
62
63
64
69
70
70
71
71
71
71
73
CHƯƠNG VI. PHẦN MỀM WSOS
75
I. Giới thiệu tổng quát
76
II. Các giao diện chính
77
III. Cài đặt Modem
80
CHƯƠNG VII. ĐÁNH GIA TRIỂN VỌNG ÁP DỤNG MẠNG SCADA
84
I. Các loại Recloser
85
II. Các loại LBS
89
III. Các loại FCO, LBFCO, DS
Phụ lục 1: Các từ viết tắt
Phụ lục 2: Tài liệu tham khảo
Phụ lục 3: Bảng thống kê số lượng Recloser, LBS theo loại
Phụ lục 4: Lý lịch trích ngang
90
92
93
95
98
II. Nguyên tắc thiết kế hệ mini SCADA
1 Thiết kế RTU
2 Hệ thống viễn thông
3 Giao thức viễn thông
4 Trung tâm điều khiển
5 Giao thức DNP3
Thầy hướng dẫn: Tiến sĩ Nguyễn Hoàng Việt
Trang 6
1
CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN
PHÂN PHỐI TP HỒ CHÍ MINH
2
I. ĐẶC ĐIỂM TÌNH HÌNH CHUNG :
1. Khối lượng lưới truyền tải:
Lưới truyền tải cung cấp điện cho khu vực TP.HCM bao gồm 7 trạm trung
gian 220kV với tổng dung lượng là 3.500 MVA và 37 trạm trung gian 110kV với
tổng dung lượng MBT lắp đặt là 3.217 MVA, trong đó lưới truyền tải do Cơng ty
Điện lực TP.HCM quản lý là 328,66 km đường dây 110kV và 2x2,1 km cáp ngầm
110kV cung cấp cho 29 trạm trung gian 110kV với tổng dung lượng MBT lắp đặt là
2.232 MVA, bao gồm các trạm: An Khánh, An Nghĩa 2, Bình Triệu, Bà Quẹo, Cần
Giờ, Chợ Lớn, Hùng Vương, Bến Thành, Hỏa Xa, Trường Đua, Phú Định, Củ Chi,
Lưu động 1, Xa Lộ, Chánh Hưng, Thanh Đa, Tân Bình 1, Vĩnh Lộc, Việt Thành 1,
Việt Thành 2, Nam Sài Gòn 1, Nam Sài Gịn 2, Lê Minh Xn, LĐ Bình Tân, Phú
Hịa Đơng, Tân Hiệp, Gị Vấp 1, Linh Trung 2, Thủ Đức Đông và Vikimco (trạm
khách hàng).
2. Khối lượng lưới điện phân phối:
Lưới điện phân phối trên địa bàn TP.HCM bao gồm 4.178,36 km đường dây
trung thế, 8.451,19 km lưới hạ thế, 18.425 trạm biến thế phân phối với tổng dung
lượng là 5.819,96 MVA cung cấp điện cho 1.286.880 khách hàng.
3. Tình hình phân phối điện năng:
- Trong 9 tháng đầu năm 2005, tổng sản lượng điện nhận 7.934,83 triệu kWh
tăng 7,64% so với cùng kỳ năm 2004; Sản lượng điện nhận lưới tối đa thuộc
Công ty Điện lực TP.HCM quản lý đạt 34,29 triệu kWh/ngày, tăng 8,02% so
với cùng kỳ năm 2004; Công suất đỉnh cao nhất đạt 1.691,80 MW, tăng 0,92
% so với cùng kỳ năm 2004.
- Chỉ tiêu tổn thất toàn hệ thống trong 9 tháng đầu năm 2005 thực hiện đạt mức
7,37% thấp hơn chỉ tiêu là 1,43%. Uớc thực hiện cả năm đạt dưới mức kế
hoạch được giao là 8,8%.
II. ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH MẤT ĐIỆN DO SỰ CỐ VÀ CẮT ĐIỆN ĐỘT
XUẤT 9 THÁNG ĐẦU NĂM 2005:
1. Tình hình mất điện do sự cố:
1.1. Lưới và trạm truyền tải:
Trong 9 tháng đầu năm 2005, sự cố lưới và trạm truyền tải thuộc Công ty Điện
lực TP.HCM quản lý là 22,4 vụ tăng 8,2 vụ so với cùng kỳ năm 2004, thời gian
xử lý sự cố trung bình là 12 giờ 45 phút/vụ, trong đó:
a) Đường dây: 15,4 vụ, thời gian xử lý sự cố trung bình là 13 giờ 16 phút/vụ,
trong đó :
• Sự cố thống qua: 11,4 vụ (trong đó có 7 vụ tự đóng lại thành cơng, mỗi
vụ được tính thành 0,2 vụ SCTQ) tăng 6,2 vụ so với cùng kỳ năm 2004,
suất sự cố là 3,5 vụ/100km.9 tháng vượt 35 % so với chỉ tiêu là 2,569
vụ/100km.9 tháng. Các nguyên nhân gây ra SCTQ lưới truyền tải cụ thể
như sau:
3
- Gió lốc cuốn vật lạ vào đường dây: 3 vụ.
- Gió lốc mạnh đánh võng đường dây đến gần trụ cáp quang gây phóng điện: 1
vụ
- Vi phạm hành lang an tồn lưới điện: 8 vụ, trong đó: đơn vị ngồi thi cơng
chạm đường dây 5 vụ; người dân vi phạm khoảng cách an toàn 3 vụ.
- Diều vướng vào đường dây: 2 vụ.
- Đứt dây điện thoại vướng vào đường dây cao thế: 1 vụ.
- Sứ phóng (do nhiễm bẩn bề mặt sứ): 1 vụ.
- Sét đánh vào khu vực gần đường dây gây quá điện áp: 1 vụ.
• Sự cố vĩnh cửu: 4 vụ, tăng 3 vụ so với cùng kỳ năm 2004, suất sự cố là
1,217 vụ/100km.9 tháng vượt 89,57% so với chỉ tiêu giao là 0,642
vụ/100km.9 tháng, trong đó:
- Tuột đầu cosse ép dây chống sét: 1 vụ.
- Ngã trụ cao thế: 1 vụ (đường dây Nhà Bè – An Nghĩa).
- Đứt dây pha: 1 vụ.
- Gió lốc xốy cuốn mái tole vào đường dây: 1 vụ.
b) Trạm trung gian: 7 vụ, tăng 2 vụ so với cùng kỳ năm 2004, suất sự cố là
0,011 vụ/ngăn lộ.9 tháng chiếm 26,1% so với chỉ tiêu là 0,04 vụ/ngăn lộ.9 tháng,
thời gian xử lý sự cố trung bình là 11 giờ 36 phút/vụ.
-
Sự cố phóng điện: 4 vụ
Vật lạ chạm vào đường dây: 1 vụ
Hư cáp: 1 vụ
Hư hỏng MBT: 1 vụ
Phân tích, đánh giá ngun nhân:
• Nguyên nhân chủ quan: 6 vụ, trong đó 1 vụ là do tuột đầu cosse ép dây
chống sét, 1 vụ là do phóng điện vì sứ nhiễm bẩn, 1 vụ do phóng điện
ngăn đầu cáp, 1 vụ do cáp cấp nguồn cho đèn chiếu sáng ngã vào thanh
cái, 1 vụ đứt dây, 1 vụ phóng điện trong trạm do cách điện của thiết bị
suy giảm.
• Nguyên nhân khách quan: 22 vụ, trong đó: vi phạm hành lang an tồn
điện: 8 vụ, vật lạ rơi vào đường dây: 5 vụ, hư MBT: 1 vụ, hư cáp: 1 vụ,
ngã trụ (do lốc xoáy): 1 vụ, hư thiết bị: 2 vụ, trời mưa lớn kèm lốc xoáy
cuốn mái tole vào đường dây: 2 vụ, sét đánh vào đường dây: 1 vụ, gió
mạnh đánh võng đường dây gây phóng điện: 1 vụ.
c) Sự cố lưới và trạm trung gian ngồi Cơng ty
1.2. Lưới trung thế và trạm biến thế phân phối:
a) Về lưới trung thế:
Trong 9 tháng đầu năm 2005, số vụ sự cố lưới trung thế là 268 vụ, tăng 76 vụ
so với cùng kỳ năm 2004, trong đó:
4
- Sự cố thoáng qua: 140 vụ, tăng 45 vụ so với cùng kỳ năm 2004, suất sự cố là
3,37 vụ/100km.9 tháng, chiếm 36,7% so với chỉ tiêu là 9,2 vụ/100km.9
tháng.
- Sự cố vĩnh cửu: 128 vụ, tăng 31 vụ so với cùng kỳ năm 2004, suất sự cố là
3,06 vụ/100km.9 tháng, vượt 11% so với chỉ tiêu là 2,8 vụ/100km.9 tháng.
Đứt cò đấu
Phóng bể, tụt sứ
Nguyên nhân
Hư, nổ thiết bị
5.22%
10.07%
7.09%
khác
55.60%
Hư cáp, nổ đầu
cáp
4.85%
Nổ chì MBT
Đứt dây
0.75%
16.42%
Phân tích, đánh giá nguyên nhân: phóng sứ 14 vụ (chiếm 5,20%); Đứt dây
44 vụ (chiếm 16,36%), Đứt cò đấu 27 vụ (chiếm 10,04%); Hư, nổ thiết bị 19
vụ (chiếm 7,06%); Nổ chì MBT 2 vụ (chiếm 0,74%); Hư, nổ đầu cáp 13 vụ
(chiếm 4,83%); Nguyên nhân khác 149 vụ (chiếm 55,6%).
b) Sự cố máy và trạm biến thế :
- Sự cố máy biến thế: Trong 9 tháng đầu năm 2005, số máy biến thế bị sự cố là
101 máy/20.175 kVA, suất sự cố là 0,22 máy/100máy.9 tháng và 7,26
kVA/1000 kVA.9 tháng chiếm 49,47% (máy) và 60,37% (kVA) so với chỉ
tiêu là 1,2 máy/100 máy.9 tháng và 12 kVA/1000 kVA.9 tháng.
Phân tích, đánh giá nguyên nhân sự cố: do MBA vận hành lâu năm, cách
điện già cỗi,…68 máy (chiếm 67,33%), do MBT vận hành quá tải 3 máy
(chiếm 2,97%); do chạm chập phía hạ thế 18 máy (chiếm 17,82%), sét đánh
8 máy (chiếm 7,92%); ngun nhân khác 4 máy (chiếm 3,96%).
Chạm chập phía
Quá tải
Sét đánh
17.82%
7.92%
Nguyên nhân
khác
3.96%
hạ thế
2.97%
Nội bộ MBT
67.33%
5
- Sự cố trạm biến thế: Trong 9 tháng đầu năm 2005, trạm biến thế bị sự cố là
951 vụ, trong đó: sự cố MBA 101 vụ (chiếm 10,62%), hư cị đấu trung thế 44
vụ (chiếm 4,63%), nổ chì trung-hạ thế 622 vụ (chiếm 65,40%), hư hỏng cáp
xuất hạ thế 85 vụ (chiếm 8,94%), hư hỏng tủ, bảng điện hạ thế 64 vụ (chiếm
6,73%), nguyên nhân khác 35 vụ (chiếm 3,68%).
1.3. Sự cố lưới hạ thế:
Trong 9 tháng đầu năm 2005, tổng số sự cố là 3718 vụ tăng 1756 vụ so với
cùng kỳ năm 2004, suất sự cố là 45 vụ/100km.9 tháng chiếm 48,5% so với chỉ tiêu
là 92 vụ/100km.9 tháng.
Đánh giá nguyên nhân sự cố: Hư cầu dao, CB 855 vụ (chiếm 23%); Đứt dâycáp hạ thế 250 vụ (chiếm 6,72%); Cháy, chạm dây-cáp hạ thế 312 vụ (chiếm
8,39%); Hỏng tiếp xúc, mối nối, cò đấu 770 vụ (chiếm 20,71%); Cháy kẹp IPC 887
vụ (chiếm 23,86%); Hỏng xà, sứ 2 vụ (chiếm 0,05%); Đổ cột 4 vụ (chiếm 0,11%);
Ngun nhân khác 638 vụ (chiếm 17,16%).
Đổ cột
0.11%
Nguyên nhân
khác
17.16%
Hỏng xà, sứ
Hư cầu dao, CB
23.00%
0.05%
Đứt dây
6.72%
Cháy kẹp IPC
23.86%
Hỏng tiếp xúc
Cháy dây
20.71%
8.39%
2. Tình hình mất điện do cơng tác đột xuất:
2.1 Lưới truyền tải :
Trong 9 tháng 2005, tổng số lần cắt đột xuất lưới, trạm truyền tải thuộc Công
ty Điện lực TP.HCM quản lý là 21 vụ, trong đó:
a) Đường dây: 13 vụ, suất cắt đột xuất là 3,955 vụ/100km.9 tháng, chiếm
322,46% so với chỉ tiêu là 1,227 vụ/100km.9tháng.
b) Trạm trung gian: 8 vụ, suất cắt đột xuất thực hiện là 0,013 vụ/ngăn lộ.9
tháng chiếm 83,84% so với chỉ tiêu là 0,015 vụ/ngăn lộ.9 tháng.
Phân tích, đánh giá nguyên nhân:
- Nguyên nhân chủ quan: quá nhiệt dây lèo, đầu cosse CD, lưỡi CD: 7 vụ; xử
lý lỗ trống trong ngăn đầu cáp: 2 vụ, cháy công tơ tại trạm: 1 vụ, cháy đầu
cáp lực: 1 vụ; thay, vệ sinh sứ và phụ kiện bị nhiễm bẩn gây phóng điện: 3 vụ
6
- Nguyên nhân khách quan: 3 vụ do cháy nhà nằm dưới đường dây; 4 vụ do vật
lạ vướng vào đường dây.
2.2 Lưới phân phối:
Trong 9 tháng 2005, tổng số lần cắt đột xuất lưới trung thế là 671 vụ, suất cắt
đột xuất là 6,19 vụ/100km.9 tháng, chiếm 77,33% so với chỉ tiêu là 8 vụ/100km.9
tháng.
Phân tích, đánh giá nguyên nhân:
- Nguyên nhân chủ quan: 107 vụ (chiếm 15,95%), trong đó: phóng sứ 12 vụ
(chiếm 1,79%); Nổ chì bảo vệ 7 vụ (chiếm 1,04%); Đứt dây 18 vụ (chiếm
2,68%); Đứt cò đấu, mối nối 59 vụ (chiếm 8,79%); Cây rơi, cây chạm 11 vụ
(chiếm 1,64%); Nguyên nhân khác 93 vụ (chiếm 13,86%).
- Nguyên nhân khách quan: 564 vụ (chiếm 84,05%) , trong đó: Chuyển tải
cơng tác 212 vụ (chiếm 31,59%) ; Chuyển tải sự cố 36 vụ (chiếm 5,37%) ;
Hư nổ, thiết bị: 35 vụ (chiếm 5,22%) ; Nguyên nhân khác 281 vụ (chiếm
41,88%).
3. Đảm bảo cấp điện an toàn, ổn định và liên tục:
- Đảm bảo công suất nguồn điện nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện của
Thành phố. Khắc phục triệt để tình trạng mất điện do quá tải lưới truyền tải,
lưới phân phối. Nâng cao khả năng tiếp nhận và liên kết, chuyển tải linh hoạt
của lưới phân phối, đảm bảo công suất tiếp nhận và đáp ứng đạt sản lượng
điện tối đa vượt chỉ tiêu được giao.
- Không để xảy ra tai nạn lao động và đảm bảo an toàn trong khâu cung cấp và
sử dụng điện.
THỐNG KÊ THIẾT BỊ CHÍNH TRÊN LƯỚI
STT
LOẠI THIẾT BỊ
ĐƠN
VỊ
TÀI SẢN
ĐIỆN LỰC
TÀI SẢN
KHÁCH
HÀNG
TỔNG
Trạm
10,683
7,742
18,425
Máy
MVA
km
km
km
km
km
km
km
17,753
2,777.03
12.56
11.64
0.92
3,353.76
2,580.76
773.00
8,325.10
14,676
3,043
1.94
1.60
0.34
810.10
675.42
134.68
126.09
32,429
5,819.96
14.50
13.24
1.26
4,163.86
3,256.18
907.69
8,451.19
A. LƯỚI PHÂN PHỐI
1
2
3
4
5
Trạm biến thế phân phối
Máy biến thế phân phối
+ Số máy
+ Công suất
Đường dây 22kV
- Nổi
- Ngầm
Đường dây 15kV
- Nổi
- Ngầm
Đường dây hạ thế
7
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1
2
3
- Nổi
- Ngầm
Tụ bù trên đường dây trung thế
- Số bộ
- Dung lượng
Tụ bù trên thanh cái trung thế
- Số bộ
- Dung lượng
Tụ bù trên đường dây hạ thế
- Số bộ
- Dung lượng
Máy cắt
Recloser
Oil switch
LBS
RMU
DS
LTD
LBFCO
FCO
- Đường dây
+ Loại 100A
+ Loại 200A
- Trạm biến thế
+ Loại 100A
+ Loại 200A
- Tụ bù
+ Loại 100A
+ Loại 200A
LA trung thế
TU trung thế
- Đường dây
- Trạm biến thế
TI trung thế
- Đường dây
- Trạm biến thế
B. LƯỚI TRUYỀN TẢI
Đường dây nổi 110KV
Cáp ngầm 110kV
Trạm truyền tải
km
km
8,220.93
104.17
Bộ
kVAr
562
314,200
562
314,200
Bộ
kVAr
14
7,800
14
7,800
Bộ
kVAr
Cái
Cái
Bộ
Bộ
Bộ
Bộ
Bộ
Bộ
Bộ
Bộ
Bộ
Bộ
Bộ
Bộ
8,687
199,191
238
301
15
385
107
1,289
641
2,184
24,049
3,372
2,961
411
18,881
18,374
507
1,796
1,351
445
25,501
5,403
733
4,670
5,286
772
4,514
8,687
199,191
324
306
15
408
112
1,643
648
4,003
48,212
7,826
7,307
519
38,590
37,668
922
1,796
1,351
445
50,711
9,323
733
8,590
9,164
772
8,392
km
km
Trạm
328.67
2.1
29
Bộ
Bộ
Bộ
Bộ
Cái
Bộ
Bộ
65.98
60.11
86
5
23
5
354
7
1,819
24,163
4,454
4,346
108
19,709
19,294
415
25,210
3,920
3,920
3,878
3,878
8,286.91
164.27
328.67
2.1
29
8
4
7
8
9
10
III.
Máy biến thế trạm truyền tải
+ Số máy
+ Công suất
Máy biến thế tự dùng
+ Số máy
+ Công suất
Tụ bù 15kV tại trạm truyền tải
+ Số hộc
+ Dung lượng
Máy cắt 110 KV
Máy cắt trung thế
Máy
MVA
46
2232
46
2232
Máy
kVA
50
7795
50
7795
Hộc
MVAr
Máy
Máy
696
163.46
81
388
696
163.46
81
388
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG
Hiện với 1.286.880 khách hàng, Cơng ty Điện lực TP Hồ Chí Minh ln
phấn đấu để cung cấp điện đủ về số lượng, đảm bảo chất lượng. Tuy nhiên với số
lượng vật tư thiết bị rất lớn và chưa đồng bộ nên công tác vận hành chưa đạt kết quả
cao. Một trong những yêu cầu nâng cao chất lượng là cung cấp điện liên tục cho
khách hàng. Có nhiều nguyên nhân khách quan lẫn chủ quan.
- Nguyên nhân chủ quan là chưa chuyển nguồn nhanh chóng khi lưới gặp sự
cố. (thiết kế được mạng SCADA trung thế để có thể chuyển nguồn).
- Nguyên nhân khách quan có 02 loại chính: sự cố vĩnh cửu và thống qua. Sự
cố vĩnh cửu như: phóng điện DS; cháy FCO; phóng nổ LBFCO; phóng LBS;
đơn vị thi cơng đào trúng cáp ngầm; xe tải đụng gây đức dây. Sự cố thoáng
qua như: diều; vật lạ vướng vào đường dây; chim, sóc bị vào trạm biến thế;
cây rơi; cây chạm; xe tải vướng vào đường dây.
Thiết bị bảo vệ lưới trung thế có nhiều chủng loại từ nhiều nhà cung cấp
khác nhau nên để nghiện cứu áp dụng mạng SCADA cần phải đánh giá các chủng
loại, đặc tình của thiết bị:
- Các loại Recloser được cung cấp bởi: Nulec ( Nulec R27LL, N24); Cooper
(Cooper VWVE27, FXA, FXB;F4C;F6); ABB (ABBVR3S); Joslyn 327-10;
Entec (Entec VR1, EVR2A, Tavrida (Tavrida OSM15).
- Các loại LBS được cung cấp bởi: Joslyn (A5N/VB3); Cooper (Cooper
G&W, HO, M1H11); Shin sung; Joongwon; Iljin; Vei, Altom, Efacec; E&C
Corp; Jinwang; ABB.
- Các loại DS, LBFCO, FCO.
Mặc dù cùng một nhà sản xuất thiết bị nhưng các thế hệ sản phẩm khác nhau
có những khác nhau. Hơn nữa các nhà sản xuất chưa có sự thống nhất về các chuẩn
thiết bị. Do đó để có thể nghiên cứu áp dụng SCADA cần phải tìm hiểu và đánh giá
từng loại thiết bị trên lưới hiện có.
9
10
CHƯƠNG II:
ĐẶC TÍNH – CÁC LOẠI BẢO VỆ
LƯỚI PHÂN PHỐI
11
A. ĐẶC ĐIỂM BẢO VỆ
Các chức năng bảo vệ của tự đóng lại:
Khi có một sự cố trên đường dây máy cắt sẽ được cắt ra. Các phần tử bảo vệ
có thể được khởi động bao gồm:
• Q dịng đất (E/F).
• Q dịng đất nhạy (SEF).
• Q dịng pha.
• Bảo vệ mất pha (LOP).
• Bảo vệ thấp và quá tần số.
• Bảo vệ q dịng thứ tự nghịch (NPS).
Mỗi phần tử bảo vệ đều có thể được cài đặt để ra lệnh cắt dựa trên trị số đặt
của chúng. Theo sau một tác động cắt bảo vệ sẽ có một khoảng thời gian chờ và sau
đó là một tác động tự đóng lại.
Chuỗi cắt/đóng này có thể được lặp lại một số lần với các phần tử bảo vệ
được lập trình để thay đổi giữa mỗi lần cắt trong chuỗi.
Nếu sự cố khơng thể bị loại trừ thì mạch điều khiển sẽ cắt hẳn (Lockout) và
chờ cho một vận hành viên đến đóng lại. Có nhiều cách cho mạch điều khiển cắt
hẳn mà khơng cần phải hồn tất tồn bộ chuỗi tự đóng lại được đặt trước.
Mạch điều khiển lưu trữ đến mười nhóm thơng số bảo vệ cho người vận hành
chọn sử dụng, các nhóm thơng số bảo vệ này được gọc là “Các bộ thơng số bảo vệ”
có tên từ A đến J. Các thông số bảo vệ rất ít khi phải thay đổi một khi đã được cài
đặt.
Ngồi những thơng số bảo vệ cịn có “Các thơng số vận hành”. Nhóm các
thơng số này hoạt động độc lập với các thông số bảo vệ và sẽ làm thay đổi các chức
năng chính của recloser.
1. Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (Negative phase Sequence – NPS).
a. Chức năng.
Bảo vệ NPS là một tính năng bảo vệ cho phép phát hiện:
• Các sự cố Pha-Pha nhỏ với sự có mặt của dịng tải.
• Các dây dẫn chạm đất ở khu vực có điện trở đất cao.
• Sự cố đứt dây dẫn.
Bảo vệ NPS có thể được cấu hình để ra lệnh cắt recloser hay chỉ phát tín hiệu
cảnh báo thông qua mạch IOEX hay truyền lên hệ thống SCADA qua một giao thức
truyền thông.
Bảo vệ NPS như một phần tử bảo vệ quá dòng hoạt động song song với các
phần tử Bảo vệ quá dòng pha, quá dòng đất và SEF.
Bảo vệ NPS dùng chung một số thông số bảo vệ với các phần tử bảo vệ quá
dòng pha, đất và SEF.
b. Hoạt động bảo vệ của NPS.
12
Dịng pha thứ tự nghịch (NPS) được tính tốn từ dịng tr6n ba pha. Dịng
NPS có giá trị zero khi các dịng pha cân bằng. Khi các dịng pha khơng cân bằng
(do tải mất cân bằng, hay do một dây dẫn bị hở mạch (đứt), hay do một sự cố PhaPha) dòng NPS sẽ xuất hiện.
Trong thực tế, trên một hệ thống điện bình thường ln tồn tại một lượng
dịng NPS vì tải khơng tuyệt đối cân bằng. Bảo vệ NPS phân biệt dịng NPS ở tình
trạng bình thường với tình trạng sự cố bằng cách so sánh độ lớn của dịng và thời
gian tồn tại của nó. Như vậy, bảo vệ NPS cũng có các thơng số đặt dịng khởi động
và thời gian cắt giống như các thông số bảo vệ q dịng pha đất.
Dịng NPS được tính tốn trong thời gian thực bằng công thức
i2 = (ia + ib + ic)/3.
Dịng NPS tính tốn được sẽ được cấp cho thuật toán bảo vệ theo cách tương
tự như các dịng điện cho bảo vệ pha, đất và SEF.
Thuật tốn của NPS giả định thứ tự pha xoay ngược chiều kim đồng hồ. Nếu
hệ thống điện có thứ tự pha theo chiều kim đồng hồ thì cần thay đổi giá trị của
thông số “định danh đầu cực máy cắt” (Switchgear Terminal Designation) để phù
hợp với thứ tự pha hệ thống.
Khi bảo vệ NPS tác động cắt recloser, tác động cắt và dòng NPS lớn nhất sẽ
được ghi lại trong Event Log.
2. Điều khiển bảo vệ quá dòng đất
3. Bảo vệ quá dòng
Mạch điều khiển và bảo vệ (CAPM) liên tục lấy mẫu dòng điện chảy qua thứ
cấp máy biến dòng. Mạch CAPM xử lý các mẫu này để theo dõi dịng điện trên các
pha cho mục đích bảo vệ q dịng. Các tín hiệu dịng pha này sẽ được lấy tổng đại
số để cho ra dòng đất dùng cho bảo vệ q dịng đất. Các thuật tốn lọc kỹ thuật số
được ứng dụng cho việc đo lường các dòng pha để giảm thiểu q tầm q độ.
Ngồi ra, các tín hiệu tương tự từ 3 biến dòng cũng được cộng với nhau để
được dịng đất. Dịng đất này sau đó được lấy mẫu và xử lý số dùng cho bảo vệ quá
dòng đất nhạy (SEF). Mạch sử dụng một bộ lọc thơng thấp cho dịng đất để giảm
ảnh hưởng của các hài trên 60 Hz, từ đó làm giảm độ nhạy của bảo vệ SEF đối với
dòng nhảy vọt máy biến áp và các nhiễu hài khác.
Nếu một trong các tín hiệu này (Dịng pha, đất, NPS hay SEF) vượt qua
ngưỡng dòng đặt tương ứng (Pha, Đất, NPS hay SEF) thì rờle sẽ khởi động
(Pickup). Sau khi khởi động các đặt tính bảo vệ thời gian xác định, thời gian phụ
thuộc, cắt tức thời sẽ được dùng để tác độg cắt máy cắt:
- Bảo vệ thời gian xác định (Definite Time) là một chức năng bảo vệ có
thể được cài đặt để để gây ra tác động cắt sau một thời gian cố định sau
khi rờle khởi động. Khi ở chế độ Bảo vệ thời gian xác định việc đếm thời
gian bắt đầu ngay sau khi khởi động.
- Bảo vệ thời gian phụ thuộc (Inverse Time Protection) là một chức năng
bảo vệ trong đó đường cong bảo vệ có đặc tính thời gian tỉ lệ nghịch với
dịng điện.
13
- Bảo vệ Cắt tức thời là một phần tử bảo vệ song song. Nó sẽ cắt recloser
nếu dịng điện vượt quá dòng đặt một số lần, gọi là bội số đặt cắt tức
thời. S
Đối với Bảo vệ thời gian phụ thuộc và Bảo vệ Cắt tức thời rờle sẽ bắt đầu
đếm thời gian khi tín hiệu bảo vệ vượt quá dòng ngưỡng (Threshole Current). Dòng
ngưỡng được xác định bằng tích số dịng đặt và bội số ngưỡng (Threshole
Multiplier). Nếu dòng điện giảm xuống hơn trị số dòng ngưỡng, thời gian cắt sẽ
dừng lại. Thời gian cắt sẽ tiếp tục đếm trở lại nếu dòng điện lại tăng vượt dòng
ngưỡng. Nếu dòng điện giảm xuống 90% giá trị dòng cắt và duy trì lâu hơn Thời
gian trở về (Fault reset Time) thì phần tử bảo vệ đó sẽ được trở về trạng thái ban
đầu (Reset).
Các giá trị dòng đặt được cài đặt một lần và dùng chung cho tất cả các lần cắt
cịn các htơng số bảo vệ khác (Ví dụ: loại đường cong, các bội số và các thời gian
chờ đóng lại) thì cần phải cài đặt riêng cho từng lần cắt. Điều này cho phép, chẳng
hạn, Bảo vệ Cắt tức thời cho phép cắt lần đầu tiên và Bảo vệ thời gian phụ thuộc
cho các lần cắt sau trong một chuỗi tác động bảo vệ.
4. Bảo vệ thời gian phụ thuộc (Inverse Time Protection)
Có nhiều đường cong bảo vệ phụ thuộc khác nhau tác động cắt máy cắt khi
dòng sự cố càng cao. Các đường cong này được dùng cho bảo vế quá dòng pha,
NPS hay bảo vệ quá dòng đất theo các giá trị dòng đặt riêng.
Các đường cong thời gian phụ thuộc được thực hiện trong phần mềm theo
phương thức như sau:
- Dòng điện qua máy ln ln dõi.
- Nếu dịng này vượt qua dịng ngưỡng thì thời gian cắt sẽ được tính tốn
và bắt đầu đếm. Việc tính tốn này sẽ được lặp lại sau vài mili giây để
đáp ứng với sự thay đổi của dòng điện.
Khi thời gian cắt còn lại đếm tới zero thì lệnh cắt sẽ được phát ra. Nếu dịng
điện giảm xuống dưới trị số dịng ngưỡng thì việc đếm thời gian cắt sẽ dừng lại
nhưng rờle bảo vệ vẫn chưa trở về (Reset). Điều này có nghĩa là rờle sẽ khơng cắt
khi dịng điện thấp hơn dịng ngưỡng trong thời gian bảo vệ phụ thuộc.
Các thông số được dùng để điều khiển Bảo vệ thời gian phụ thuộc là:
- Loại đường cong phụ thuộc.
- Giá trị dòng đặt.
- Time Multiplier (Hệ số nhân thời gian).
- Additional Time (Thời gian cộng thêm).
- Phần tử cắt tức thời.
- Minimum Time (Thời gian cắt tối thiểu).
- Maximum Time (Thời gian cắt tối đa).
- Threshold Multiplier (Bội số ngưỡng).
14
15
16
5. Bảo vệ thời gian xác định
Bảo vệ này có thể sử dụng cho bảo vệ Quá dòng pha và quá dòng đất để thay
thế cho bảo vệ thời gian phụ thuộc. bảo vệ này cắt máy cắt với một thời gian cắt cố
định sau khi rờle khởi động. Các bội số ngưỡng (của bảo vệ quá dòng pha, đất, hệ
số khởi động (Inrush) và bù tải nguội (Cold Load)), cũng như các thời gian
Minimum Time, Additional Time, Maximum Time sẽ khơng cịn tác dụng cho bảo
vệ này.
6. Bảo vệ Quá dòng đất nhạy (SEF)
Bảo vệ SEF sẽ cắt recloser khi dòng đất vượt qua giá trị dòng đặt SEF và tồn
tại trong khoảng thời gian lâu hơn thời gian cắt xác định của bảo vệ SEF. Thời gian
cắt xác định của bảo vệ SEF có thể được cài đặt khác nhau cho từng lần cắt trong
chuỗi tự đóng lại.
7. Bảo vệ Mất pha
Bảo vệ Mất pha (LOP) sẽ ngay lặp tức cắt máy cắt và chuyển sang trang thái
Lockout nếu điện áp pha của một hoặc hai pha giảm xuống dưới một ngưỡng gọi là
điện áp mất pha được chỉ định trước và duy trì trong khoảng thời gian lâu hơn Thời
gian mất pha được chọn.
Bảo vệ Mất pha có thể được chọn sử dụng như sau:
- LOP Off - Sẽ khơng tác động cắt khi xảy ra tình trạng mất pha.
- LOP On - Bảo vệ mất pha được kích hoạt và máy cắt sẽ cắt ra nếu phát
hiện tình trạng mất pha.
- LOP Alarm - Bảo vệ mất pha được kích hoạt, nhưng tác động cắt sẽ
khơng xảy ra ở tình trạng mất pha. Thay vào đó sẽ có một cảnh báo được
ghi lại trong Event Log, hay gửi đi qua một giao thức SCADA hay qua
một mạch IOEX.
Ngồi ra, Bảo vệ Mất pha cịn tác động cắt và chuyển sang trạng thái
Lockout cho máy cắt trên một nhánh mất điện sau thời gian mất pha nếu nhánh đó
chỉ được cấp nguồn trên một hoặc hai pha.
