Nghiên cứu công nghệ tích hợp để xây dựng hệ thống điều khiển và giám sát vận hành trạm biến áp từ xa

1

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O
Đ I H C ĐÀ N NG
*********

PH M ĐĂNG THANH

NGHIÊN C U CÔNG NGH TÍCH H P Đ
XÂY D NG H TH NG ĐI U KHI N VÀ
GIÁM SÁT V N HÀNH TR M BI N ÁP T XA

2

Cơng trình đư c hồn thành t i
Đ I H C ĐÀ N NG
********

Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS.TS. Ngô Văn Dư ng

Ph n bi n 1: TS. Tr n T n Vinh

Ph n bi n 2: PGS.TS. Nguy n Hoàng Vi t
Chuyên ngành: M NG VÀ H TH NG ĐI N
Mã s : 60.52.50

TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T

Lu n văn s ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn
t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng
vào ngày 06 tháng 08 năm 2001

ĐÀ N NG – 2011

Có th tìm hi u lu n văn t i:
- Trung tâm Thông tin – H c li u, Đ i h c Đà N ng
- Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng


3
M

4

Đ U

110kV T nh Khánh Hịa nói riêng, hi n tr ng v cơng tác đi u đ lư i

1. Lý do ch n ñ tài
H u h t các tr m bi n áp t

- Nghiên c u h th ng đi n Vi t Nam nói chung và h th ng ñi n

c p ñi n áp 110kV, 220kV ñ n

500kV ñ u ñư c thi t k và xây d ng theo phương pháp truy n
th ng, nhân viên v n hành th c hi n thao tác ñi u khi n thi t b b ng
tay t i t b ng trong tr m.
Công tác v n hành t i tr m theo ch đ có ngư i tr c thư ng
xuyên, th i gian thao tác và x lý s c lâu.
Quá trình v n hành đã có nhi u như c đi m như: Quá t i các

mương cáp ngoài tr i, trong nhà. Qúa t i phịng đi u khi n, b o v ,
khơng cịn đ khơng gian v trí đ l p ñ t t ñi u khi n cho vi c b
sung ngăn l . H th ng liên ñ ng thi t k ch ng chéo gi a các t
trung gian làm tăng s lư ng cáp. H n ch trong vi c lưu tr th ng kê
thông s và tình tr ng v n hành lâu dài c a thi t b là c s phân tích,
đánh giá cũng như xác ñ nh k ho ch b o trì, b o dư ng thi t b …
T các lý do nêu trên, ñ tài s t p trung nghiên c u cơng ngh
đi u khi n h th ng đi n, các h th ng tích h p ñi u khi n, t ñ ng,
thông tin c a các hãng ABB, SIEMENS, AREVA, SEL…, nghiên
c u các ph n m m ng d ng, t đó xây d ng h th ng tích h p đi u
khi n, giám sát chuy n các tr m bi n áp 110kV thi t k ki u truy n
th ng thu c Cơng ty CP Đi n l c Khánh Hịa qu n lý thành tr m bi n
áp tích h p và cho phép ñi u khi n, giám sát v n hành t xa.
2. M c tiêu và các n i dung nghiên c u c a ñ tài
Đ tài đ t ra m c tiêu chính là nghiên c u thi t k c i t o và xây
d ng chương trình đi u khi n, giám sát v n hành cho m t s tr m
bi n áp đi n hình c a Cơng ty CP Đi n l c Khánh Hòa. Đ th c hi n
m c tiêu, các n i dung chính c n th c hi n như sau:

đi n, q trình đi u khi n và giám sát v n hành các tr m bi n áp.
- Xây d ng chương trình k t n i, trao ñ i d li u ñ th c hi n q
trình đi u khi n, giám sát v n hành các tr m bi n áp t xa.
- Áp d ng k t qu nghiên c u đ xây d ng chương trình đi u khi n
và giám sát v n hành t xa cho tr m bi n áp 110kV Bán Đ o Cam
Ranh thu c Cơng ty CP Đi n l c Khánh Hịa.
3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u
Đ i tư ng, ph m vi nghiên c u c a ñ tài là các tr m bi n áp
cơng su t nh và các tr m đ n c p ñi n áp 110kV trên h th ng đi n
Vi t Nam nói chung và Cơng ty CP Đi n l c Khánh Hịa nói riêng.
Nghiên c u các h th ng tích h p đi u khi n, t đ ng, thơng tin

c a các hãng ABB, SIEMENS, AREVA, SEL v q trình đi u khi n
và giám sát d li u v n hành.
Nghiên c u các ph n m m ng d ng và các giao th c k t n i,
trao ñ i d li u gi a máy tính và thi t b ngo i vi.
4. Phương pháp nghiên c u
Đ gi i quy t các m c tiêu nêu trên, lu n văn đưa ra phương
pháp nghiên c u như sau:
- Tìm hi u hi n tr ng, thu th p s li u các tr m bi n áp trong h
th ng đi n Vi t Nam, đi n hình là các tr m bi n áp thu c Công ty CP
Đi n l c Khánh Hòa qu n lý.
- Phân tích đánh giá kh năng ng d ng cơng ngh ñi u khi n ñ c i
t o, nâng c p các TBA thi t k ki u truy n th ng thành h th ng ñi u
khi n và giám sát v n hành t xa.


5
- Nghiên c u cơng ngh đi u khi n và các ph n m m ng d ng, phân

6
Hi n nay, các máy c t s d ng

lư i truy n t i ch y u là lo i

tích l a ch n công ngh và ph n m m ñ s d ng cho ñ tài.

máy c t SF6; các máy c t khơng khí và máy c t d u

- Áp d ng xây d ng h th ng ñi u khi n và giám sát v n hành cho

cũng d n ñư c thay th b ng các lo i m i là máy c t SF6 ho c máy

m t s tr m bi n áp đi m hình thu c Cơng ty CP Đi n l c Khánh

c t chân không c a các hãng như Alstom, Siemens, Abb, Areva…

lư i phân ph i

Các tr m bi n áp m i xây d ng g n ñây h u h t ñư c trang b

Hịa.
- Xây d ng chương trình đi u khi n, giám sát và thu th p d li u v n

các thi t b đóng c t, thi t b b o v , ño lư ng th h m i và có th s

hành cho TBA 110kV Bán Đ o Cam Ranh.

d ng cho vi c ñi u khi n và giám sát v n hành t ñ ng.

5. C u trúc lu n văn

1.3. CÁC H TH NG ĐI U KHI N VÀ GIÁM SÁT V N

Ngoài ph n m ñ u, n i dung c a ñ tài ñư c biên ch thành 4

HÀNH

chương và các ph l c. B c c c a n i dung chính c a lu n văn g m:

Song song v i các thi t b nh t th , các rơle b o v , h th ng

Chương 1: Hi n tr ng các h th ng ñi u khi n và giám sát v n hành

ñi u khi n tr m bi n áp cũng ñã ñư c ng d ng các công ngh m i,

c a h th ng đi n Vi t Nam.

đi u khi n tích h p như h th ng ñi u khi n LSA, SICAM SAS c a

Chương 2: Nghiên c u công ngh h th ng tích h p đi u khi n, t

hãng Siemens; Micro SCADA, SCS/SMS c a hãng ABB; PACIS c a

đ ng, thơng tin và các ph n m m ng d ng.

hãng Areva hay @Station c a hãng SEL thay th cho h th ng ñi u

Chương 3: Xây d ng chương trình đi u khi n và giám sát v n hành

khi n truy n th ng.

cho các tr m bi n áp thu c Công ty CP Đi n l c Khánh Hịa.

1.4. CƠNG TÁC ĐI U Đ

Chương 4: Áp d ng xây d ng h th ng ñi u khi n và giám sát v n

1.5. K T LU N

hành t xa tr m bi n áp 110kV Bán Đ o Cam Ranh.

H TH NG ĐI N VI T NAM

- Đ i v i các tr m bi n áp 110kV trên ñ a bàn t nh Khánh Hòa,

CHƯƠNG 1

h u h t các máy c t 110kV ñ u ñư c trang b máy c t khí SF6, các

HI N TR NG CÁC H TH NG ĐI U KHI N VÀ GIÁM SÁT

dao cách ly ña ph n khi s a ch a thay th đ u có truy n đ ng b ng

V N HÀNH C A H TH NG ĐI N VI T NAM

ñ ng cơ, các thi t b b o v , ño lư ng cũng d n thay th b ng thi t b

1.1. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRI N C A H
TH NG ĐI N VI T NAM

s , hồn tồn có th c i t o, nâng c p ñ chuy n thành tr m bi n áp
tích h p và thao tác xa.

Do y u t l ch s cũng như ñ a lý, h th ng ñi n Vi t Nam ñư c

- H th ng SCADA ki u truy n th ng thu th p d li u và truy n

chia thành ba h th ng ñi n mi n, mi n B c, mi n Trung, mi n Nam.

tin ch y u thông qua RTU là phương pháp k t n i d a trên n n t ng

1.2. HI N TR NG CÁC THI T B ĐÓNG C T TRONG H

đư ng truy n có t c đ th p như qua modem dial-up, t i ba, hay các

TH NG ĐI N VI T NAM

ñư ng truy n d a trên giao ti p serial (kênh âm t n giao di n 4W,


7

8

kênh s li u giao di n V24-RS232) [8] nên r t h n ch v nhu c u d
li u ñi u khi n và giám sát v n hành.

H th ng tích h p tr m trên cơ s m t h th ng máy tính đư c
s d ng ñ t p h p các h th ng ho t ñ ng ñ c l p, ch ng h n như h

- Cơng tác đi u khi n và giám sát v n hành ñ u do nhân viên v n

th ng SCADA, thông tin liên l c, rơle b o v , ñi u khi n thi t b

hành thao tác t i ch nên th i gian thao tác cũng như th i gian khơi

đi n, ño lư ng, báo s c , ñi u khi n t ñ ng h th ng phân ph i,

ph c khi x y ra s c ch m. S lư ng nhân viên v n hành đơng, r t

ñưa vào m t h th ng lưu tr d li u, ñi u khi n và giám sát th ng

lãng phí nhân l c, gi m năng su t lao đ ng. Cơng tác l p báo cáo,

nh t trong tr m.

th ng kê cịn nh l , khơng có đ cơ s d li u đ quy t ñ nh k

2.2. C U TRÚC C A H TH NG TÍCH H P

ho ch b o dư ng thi t b ho c l p quy ho ch.

2.2.1.

- Công ngh ñi u khi n và giám sát v n hành b ng máy tính m c
d u đư c s d ng khá ph bi n

các nư c trên th gi i nhưng cơng

ngh này chưa đư c áp d ng nhi u

Vi t Nam do có khó khăn v

Giao di n ngư i dùng
Ph n m m hi n th các c a s thông tin mà t ñó các k thu t

viên, nhân viên v n hành có th s d ng đ v n hành h th ng. Các
c a s thơng tin đư c phân thành l p, càng vào sâu thơng tin cung

kinh phí l n công ngh ; h u h t công ngh ñã ñư c áp d ng t i các

c p càng chi ti t ñáp ng nhu c u v n hành t i tr m [7], [10].

tr m bi n áp có xu t x t nư c ngồi do đó giá thành cao và chuy n

2.2.1.1. Các màn hình hi n th sơ đ m t s i tr m

giao cơng ngh cịn g p nhi u khó khăn, khơng làm ch đư c cơng

2.2.1.2. Các màn hình hi n th giá tr đo

ngh d n đ n b ñ ng và lúng túng khi x y ra bi n c nào đó trong

2.2.1.3. Các màn hình c nh báo

v n hành cũng như quá trình m r ng phát tri n ngăn l trong tr m

2.2.2.

bi n áp.

2.2.2.1. Cơ s d li u tr c tuy n

Qua q trình tìm hi u và phân tích trên ñây tác gi nh n th y
r ng c n ph i nghiên c u xây d ng và ñ xu t ng d ng m t cơng
ngh đi u khi n tích h p phù h p nh t v i h th ng ñi n Vi t Nam
và t nh Khánh Hịa nói riêng.

Kho d li u

2.2.2.2. Cơ s d li u quá kh

2.2.3.

Máy tính ch c a tr m
Sau khi nghiên c u c u trúc h th ng tích h p tr m bi n áp,

tác gi có th tóm t t nguyên lý k t n i thành 3 b ph n chính như
hình 2.4.

CHƯƠNG 2
NGHIÊN C U CƠNG NGH H TH NG TÍCH H P
ĐI U KHI N, T

Đ NG, THÔNG TIN

VÀ CÁC PH N M M

NG D NG

2.1. GI I THI U V H TH NG TÍCH H P
Máy tính

X lý d li u

Thi t b ngo i vi

Hình 2.4. Nguyên lý k t n i cơ b n h th ng tích h p


9

10

- Máy tính là m t h th ng các máy tính như: máy tính giao di n

2.3.2.

H th ng thơng tin sóng vi ba

ngư i dùng đ thu th p các giá tr tương t (analog) và các thay ñ i

2.3.3.

H th ng thông tin t i ba

tr ng thái trong t n su t thu th p d li u theo quy trình v n hành bao

2.3.4.

H th ng cáp quang ñi n l c

g m d li u t t t c các ngăn máy c t ñư ng dây, máy bi n áp, t ,

2.3.5.

H th ng leased – line thuê bao riêng.

phân ño n và các rơle b o v , thi t b ño lư ng…, cho phép ngư i

2.3.6.

H th ng Internet ADSL/IP

v n hành truy c p ñi u khi n thi t b và giám sát thông s v n hành;

2.3.7.

H th ng di đ ng GPRS, CDMA

máy tính đ tinh ch nh, c u hình h th ng và l p báo cáo; máy tính

2.4. CÁC GIAO TH C TRUY N D

LI U PH

BI N

lưu tr d li u t i ch g m các d li u quá kh mà có th truy c p

Sau khi nghiên c u các giao th c truy n d li u gi a các thi t b

qua giao di n SQL, ODBC…, có các cơng c đ xu t d li u ra d ng

IED c a các hãng s n xu t thi t b , tác gi nh n th y có các d ng giao

file văn b n theo chu n ASCII, Microsoft Excel ho c các ñ nh d ng

th c truy n d li u như sau [15], [16].

c n thi t khác.

2.4.1.

Giao th c IEC60870-5-101

- X lý d li u là các thi t b ño lư ng, b o v ho c kh i x lý c p

2.4.2.

Giao th c IEC60870-5-104

ngăn BCU (Bay Control Unit), liên k t qua h th ng m ng v i kh i

2.4.3.

Giao th c DNP3.0

x lý c p tr m RTU (Remote Terminal Unit) ho c liên k t tr c ti p

2.4.4.

Giao th c Modbus Serial/TCP

ñ n máy tính ch c a tr m. Kh i x lý d li u k t n i tr c ti p ñ n

2.4.5.

Giao th c ICCP/TASE.2

các thi t b ngo i vi (máy c t, dao cách ly, bi n ñi n áp, bi n dòng

2.4.6.

Giao th c IEC61850

ñi n…) chuy n đ i tín hi u tương t thành tín hi u s , ti p nh n

2.5. B O V VÀ ĐI U KHI N TR M THEO IEC61850

thơng tin và g i tín hi u trao đ i gi a máy tính và thi t b ngo i vi

2.5.1.

T ng quan
V cơ b n các thi t b trong TBA đư c chia thành 2 lo i:

thơng qua c ng giao ti p (RS232, RS485, Ethernet…)
- Thi t b ngo i vi là các thi t b nh t th như các t máy c t h p b

thi t b sơ c p và thi t b th c p. Các thi t b sơ c p bao g m: máy

kèm bi n dịng đi n, bi n ñi n áp trong nhà; máy c t, dao cách ly,

bi n áp, máy c t, dao cách ly. Các thi t b th c p bao g m: thi t b

máy bi n dịng đi n, máy bi n đi n áp ngồi tr i….

b o v , ñi u khi n, ño lư ng và các thi t b thơng tin.

2.3. CÁC KÊNH TRUY N THƠNG
Sau khi nghiên c u, tìm hi u các kênh truy n thơng, đ th c hi n

Theo tiêu chu n IEC 61850, các thi t b th c p c a TBA
ñư c s p x p theo 3 m c: m c tr m (Station Level), m c ngăn l

vi c ño lư ng và ñi u khi n xa ta có th s d ng các h th ng truy n

(Bay Level) và m c quá trình (Process Level).

tin sau đây [5], [15].

2.5.2.

2.3.1.

H th ng thơng tin sóng vô tuy n

Phân b logic c a các ch c năng và giao di n.


11

12

Các ch c năng c a h th ng tr m tích h p bao g m ba m c
khác nhau: M c tr m, m c ngăn l và m c quá trình.
M c quá trình (Process Level) là t t c các tính năng giao di n đ
x lý. Nh ng ch c năng này truy n thông qua giao di n logic 4, 5
ñ n m c ngăn l .
M c ngăn (Bay/Unit Level) là các ch c năng s d ng d li u c a
m t ngăn và tác ñ ng ñ n thi t b nh t th c a ngăn đó. Nh ng

ch c năng này truy n thông qua giao di n logic 3 bên trong m c
ngăn và giao di n logic 4, 5 đ n m c q trình.
M c tr m (Station Level) có hai lo i:
Q trình liên k t các ch c năng m c tr m (Process related
station level functions) là các ch c năng s d ng d li u c a nhi u

Hình 2.7. Mơ hình các giao di n và các ch c năng c a h th ng

ngăn ho c c a tồn tr m, tác đ ng đ n thi t b nh t th c a ngăn đó

tích h p

ho c c a toàn tr m. Các ch c năng này truy n thông ch y u qua giao
di n logic 8.
Giao di n liên k t các ch c năng m c tr m (Interface related
station level functions) là các ch c năng bi u di n giao di n c a h
th ng tích h p t i ngư i v n hành tr m HMI (Human Machine
Interface), trung tâm ñi u khi n xa TCI (TeleControl Interface).
Nh ng ch c năng này truy n thông qua giao di n logic 1, 6 t i m c
ngăn và qua giao di n logic 7 ra bên ngồi.

Hình 2.8. C u hình truy n thơng cơ b n h th ng tr m tích h p v i
giao th c IEC61850


14

13
2.5.3.

Nút logic và liên k t logic

2.5.3.1. Khái ni m

lý, an toàn thi t b và h th ng, các nút logic thi t b nh t th xem
ph l c 3.

Đ i tư ng chính c a tiêu chu n IEC61850 là thi t k h
th ng thông tin có kh năng cung c p s tương đ ng gi a các thi t b
t các nhà s n xu t khác nhau, ñ ph i h p th c hi n cùng m t ch c

2.5.3.2.

ng d ng nút logic

2.6. K T LU N
V i gi i pháp xây d ng tr m tích h p hi n nay theo quy đ nh

năng. Trên cơ s đó, mơ hình d li u đ i tư ng c a tiêu chu n s

IEC61850, có ưu đi m c a chu n truy n thông TCP/IP Enternet, giao

chia các ch c năng c a tr m thành nh ng ch c năng con, nh ng ch c

th c IEC 61850 có hi u năng làm vi c cao, x lý thơng tin đ t t c đ

năng con này đư c ñ nh nghĩa là các nút logic (Logical Nodes –LNs).

100Mbps và ñơn gi n trong vi c th c hi n k t n i trên m ng LAN

Các nút logic ñư c liên k t b i các k t n i logic (Logical
Connections-LCs) ñ trao ñ i riêng d li u gi a các nút.

gi a máy tính, các thi t b đi n t thơng minh và modem truy c p t
xa. Do đó c n thi t ph i xây d ng h th ng tích h p đi u khi n và
giám sát v n hành tr m bi n áp theo công ngh m i và th c hi n thao
tác xa. Có th tóm lư c l i ích c a vi c xây d ng tr m tích h p

hai

m t thi t k và qu n lý v n hành.
CHƯƠNG 3
XÂY D NG CHƯƠNG TRÌNH ĐI U KHI N, GIÁM SÁT
V N HÀNH CHO CÁC TBA THU C CÔNG TY C

PH N

ĐI N L C KHÁNH HỊA
Hình 2.9. Nút logic và liên k t
M t nút logic ñư c xác ñ nh b i ch c năng (Function-F) và
thi t b v t lý (Physical Device-PD). Các nút logic ñư c liên k t v i
nhau b i các k t n i logic (LC). Liên k t gi a các thi t b v i nhau
b ng các liên k t v t lý (Physical Connections-PC).
Thi t b v t lý PDs có th bao g m m t s thi t b logic khác
nhau, kèm theo đó thi t b v t lý s ñư c xác ñ nh b ng m t ñ a ch
m ng (IP address) c th .
T p h p các nút logic trong IEC61850 bao g m: các nút
logic ch c năng b o v , các nút logic ñi u khi n, nút logic thi t b v t

3.1. NGUYÊN T C CHUNG XÂY D NG CÁC TR M BI N

ÁP TRUY N TH NG THÀNH TBA ĐI U KHI N TÍCH
H P
- Gi nguyên các thi t b nh t th như Máy bi n áp, máy c t, dao
cách ly, máy bi n ñi n áp, máy bi n dịng đi n, các t máy c t h p
b . Ngo i tr m t s TBA có dao cách ly khơng có đ ng cơ truy n
đ ng thì ph i thay m i ho c b sung có đ ng cơ truy n đ ng cho
m c ñích ñi u khi n xa.
- Gi nguyên các thi t b đo lư ng b o v có c ng truy n thông v i
các giao th c tương thích UCA2, Modbus TCP, DNP TCP, IEC 870-


15

16

5-103, IEC 870-5-104, IEC 61850. Các giao th c khác riêng theo
Nhà s n xu t, n u có s h tr chuy n ñ i giao th c c a Nhà s n xu t
B tđ u

cũng có th s d ng l i.
- B sung các RTU m c ngăn và thi t k ñi dây liên k t gi a RTU
m c ngăn và các thi t b đo lư ng b o v có các giao th c nói trên.

Sơ đ giao di n ngư i dùng (HMI)

- B sung RTU m c tr m và liên k t v i các RTU m c ngăn.
- Thi t l p c u hình các thi t b ño lư ng b o v , RTU m c ngăn,
RTU m c tr m và l p trình k t n i.

OPC Server nh n giá tr t IEDs

- B sung các thi t b chuy n ñ i dịng, áp, cơng su t n u c n thi t.
- Xây d ng chương trình HMI đ giám sát và ñi u khi n thi t b t i

OPC Client nh n giá tr t OPC Server

t ng tr m.
- Thi t l p cơ s d li u quá kh ñ lưu các d li u v n hành và các

Gán giá tr cho bi n
tr ng thái

s ki n.

Lưu d li u quá
kh

- Kh o sát sơ đ m ng WAN hi n có c a Cơng ty CP Đi n l c
Khánh Hịa (ph c v vi n thơng ngành đi n) và b sung m t s thi t

Hi n th giá tr và tr ng thái lên giao di n ngư i
dùng HMI

b c n thi t (cáp quang ADSS, modem quang…) ñ xây d ng thành
m ng WAN hoàn ch nh và liên k t d li u v n hành các TBA 110kV
nói trên v Cơng ty CP Đi n l c Khánh Hòa.
3.2. M T S

ĐI U KI N RÀNG BU C KHI THAO TÁC

THI T B
3.3. XÂY D NG THU T TOÁN THU TH P D

Ti p t c
Đúng

LI U VÀ

Sai
C nh báo và k t
thúc

GIÁM SÁT V N HÀNH TR M BI N ÁP

Hình 3.2. Sơ đ thu t toán giám sát v n hành TBA
3.4. XÂY D NG THU T TOÁN ĐI U KHI N THAO TÁC
THI T B ĐĨNG C T
3.4.1. Sơ đ thu t tốn chung


17

18
3.4.2.2. Sơ ñ ñi u khi n t ñ ng thao tác ñ s a ch a thi t b
3.4.2.3. Sơ ñ ñi u khi n t ñ ng thao tác ñ ph c h i thi t b

B tñ u

3.4.3. Sơ đ logic kh ng ch q trình thao tác và t ñ ng ñi u
khi n thao tác s a ch a thi t b tr m bi n áp 110kV Bán

Đ o Cam Ranh; TBA 110kV Diên Khánh.

L nh thao tác đóng c t (HMI)

3.5. XÂY D NG CHƯƠNG TRÌNH ĐI U KHI N VÀ GIÁM
SÁT V N HÀNH CÁC TR M BI N ÁP 110KV ĐI N

Quét các bi n Tag tr ng thái

L C KHÁNH HỊA.
Trên cơ s các sơ đ logic, các u c u v giám sát d li u v n

Ki m tra sơ ñ thi t b

hành

trên, tác gi xây d ng ph n m m ñi u khi n và giám sát v n

hành cho các tr m bi n áp 110kV thu c Công ty CP Đi n l c Khánh
Sai
Đi u ki n logic ràng

bu c

Hòa qu n lý như hình 3.6. Ph n m m đã xây d ng cho TBA 110kV
C nh báo&hư ng
d n thao tác

Su i D u, Diên Khánh và TBA 110kV Bán Đ o Cam Ranh.
Đ i v i TBA 110kV Su i D u, Diên Khánh đư c mơ ph ng

b ng d li u ñư c t o ra trên máy tính và khơng có k t n i v i thi t

Xác nh n thao tác (Yes/No)

b bên ngoài. Đ i v i TBA 110kV Bán Đ o Cam Ranh ñư c thi t k
k t n i ñi u khi n và giám sát trên thi t b th c t t i tr m.

Đúng
Ti p t c
Sai
K t thúc

Hình 3.3: Sơ đ thu t tốn kh ng ch ñi u khi n thao tác
3.4.2. Sơ ñ logic kh ng ch q trình thao tác và t đ ng ñi u
khi n thao tác s a ch a thi t b tr m bi n áp 110kV Su i
D u
3.4.2.1. Sơ đ logic kh ng ch q trình thao tác tránh thao tác nh m

Hình 3.6. Màn hình t ng qt chương trình đi u khi n


19
3.5.1.

20

Tr m bi n áp 110kV Su i D u

Trên cơ s tài li u thi t b [13, 16, 17] và kh o sát t i tr m, tác

3.5.1.1. Giám sát v n hành và kh ng ch quá trình thao tác

gi thi t k c i t o TBA 110kV Bán Đ o Cam Ranh thành TBA ñi u

3.5.1.2. T ñ ng ñi u khi n thao tác và ph c h i thi t b

khi n tích h p như sau:

3.5.1.3. Cơ s d li u c nh báo v n hành

- B sung thi t b ñi u khi n t ñ ng phân tán m c ngăn lo i Micom

3.5.1.4. An ninh h th ng

C264 ñ k t n i và thu th p d li u t các rơle b o v .

3.5.2.

- B sung thi t b RTU Micom C264 làm nhi m v x lý tín hi u

Tr m bi n áp 110kV Diên Khánh

chung, giám sát và ñi u khi n v n hành t xa.

3.6. K T LU N
Tác gi ñã xây d ng ñư c các sơ ñ thu t toán giám sát v n

- Thi t k và n i dây liên k t các IED thành h th ng.

hành, sơ đ thu t tốn kh ng ch tránh thao tác nh m, sơ ñ thu t

- Xây d ng chương trình đi u khi n và giám sát v n hành trên h

tốn t đ ng đi u khi n quá trình thao tác khi c n ki m tra s a ch a

th ng máy tính.

thi t b và các sơ ñ logic th c hi n trình t thao tác ph c h i thi t b ,

- Thi t k b sung h th ng IP CAMERA th c hi n ch c năng quan

t đó xây d ng đư c ph n m m ñi u khi n và giám sát v n hành cho

sát t xa TBA.

các tr m bi n áp 110kV c a Công ty CP Đi n l c Khánh Hòa.

- Xây d ng h th ng b o m t, đ m b o khơng b xâm nh p t m ng

V i công ngh hi n nay, các thi t b ño lư ng, ñi u khi n, b o

Internet bên ngoài.

v t i các tr m bi n áp ñ u h tr các giao th c truy n thông khác

4.2.1.

Thi t b Micom C264

nhau theo m i hãng như UCA2, Modbus TCP, DNP TCP, IEC 870-

4.2.2.

Sơ ñ nguyên lý k t n i h th ng

5-103, IEC 870-5-104, IEC 61850 r t thu n l i cho vi c c i t o b

H th ng cho phép th c hi n hai ch c năng: Giám sát d li u

sung các BCU, RTU k t n i thi t b và xây d ng chương trình đi u

v n hành, tr ng thái thi t b và ñi u khi n thao tác các thi t b trong

khi n, giám sát v n hành theo quy ñ nh IEC và ng d ng th c ti n

tr m bi n áp.

cho các tr m bi n áp.

4.2.3.

D li u v n hành

CHƯƠNG 4

4.2.3.1. Ngăn ñư ng dây 171 Bán ñ o Cam Ranh ñi Su i D u

ÁP D NG XÂY D NG H TH NG ĐI U KHI N VÀ

4.2.3.2. Ngăn ñư ng dây 172 Bán ñ o Cam Ranh ñi Cam Ranh

GIÁM SÁT V N HÀNH T

XA TBA 110KV

BÁN Đ O CAM RANH
4.1. TÌNH TR NG THI T B C A TBA 110KV BÁN Đ O
CAM RANH
4.2. XÂY D NG H TH NG ĐI U KHI N TÍCH H P

4.2.3.3. Ngăn MBA 110/22kV-25MVA
4.2.4.

Ph n m m ñi u khi n
Ph n m m ñi u khi n và giám sát v n hành cho tr m bi n áp

110kV Bán Đ o Cam Ranh v i cơ s d li u k t n i tr c ti p ñ n
thi t b đang v n hành. Các thơng s v n hành ñư c l y theo giá tr


21
th i gian th c và ñư c lưu tr

trên máy tính t i tr m trong cơ s d

li u quá kh c a ph n m m.

22
l c ho c ñ u tư riêng bi t.

ñây ñ gi m chi phí đ u tư, tác gi ch n

gi i pháp ñư ng truy n dùng chung h th ng WAN (m ng cáp
quang) kinh doanh vi n thông ñi n l c và ñ ñ m b o tính b o m t
tác gi l a ch n thi t b m ng có kh năng phân lu ng tín hi u riêng
cho v n hành h th ng đi n đ m b o truy n thơng nhanh và tin c y.

Hình 4.11. Màn hình chương trình ñi u khi n và giám sát v n hành
tr m bi n áp 110kV Bán Đ o Cam Ranh

Hình 4.15. Sơ đ ngun lý k t n i thơng tin tr m bi n áp 110kV Bán
Đ o Cam Ranh v i m ng vi n thông Đi n l c Khánh Hịa.
4.4. K T LU N
Chương trình đư c xây d ng ñáp ng ñư c các tiêu chu n, phù
Hình 4.12. Đi u khi n và giám sát thông s v n hành ngăn l 171
4.3. ĐI U KHI N XA TR M BI N ÁP 110KV BÁN Đ O CAM
RANH

h p v i yêu c u qu n lý v n hành th c ti n và có kh năng ch y trên
các h đi u hành thơng d ng đư c ch p nh n r ng rãi trong cơng
nghi p như h đi u hành c a Microsoft Windows t XP tr ñi cho
các máy tr m và Windows Server 2003 tr ñi cho các máy ch .

H th ng ñư ng truy n cho m c đích giám sát, đi u khi n, thu

Tác gi ñã thi t k và xây d ng h th ng đi u khi n tích h p

th p d li u v n hành tr m bi n áp 110kV Bán Đ o Cam Ranh dùng

cho tr m bi n áp 110kV Bán Đ o Cam Ranh trên cơ s t n d ng ñ i

chung h th ng m ng WAN dùng cho kinh doanh vi n thơng đi n

đa các thi t b đo lư ng, b o v hi n có, đ m b o tuân th các tiêu


23

24

chu n chính th c và th c ti n ñư c ch p nh n r ng rãi trong cơng

Đ tài lu n văn đã t p trung nghiên c u c u trúc c a các h th ng

nghi p. Cho phép ngư i qu n lý v n hành có th t m r ng chương

đi u khi n tích h p, các kênh thơng tin, các giao th c k t n i và trao

trình khi b sung các ngăn ho c k t c u tr m thay ñ i theo nhu c u

ñ i d li u gi a máy tính v i thi t b ngo i vi, nghiên c u các ph n

phát tri n c a h th ng.

m m ñi u khi n ñang ñư c s d ng. T ñó ñ xu t ñư c gi i pháp

K T LU N VÀ KI N NGH
Qua tìm hi u th c tr ng thi t b t i các tr m bi n áp có c p đi n
áp đ n 110kV thu c h th ng ñi n Vi t Nam nói chung và Cơng ty
CP Đi n l c Khánh Hịa nói riêng cho th y:

- Các thi t b trong tr m thi u tính đ ng b và t n t i nhi u
ch ng lo i khác nhau, v n còn m t s dao cách ly truy n đ ng đóng
c t b ng tay.
- Hi n t i, cơng tác đi u khi n và giám sát v n hành ñ u do nhân

c i t o nâng c p các tr m bi n áp ñang qu n lý v n hành thao tác
b ng tay thành tr m bi n áp ñi u khi n tích h p, c th như sau:
- Gi ngun các thi t b đóng c t có th đi u khi n xa và các
thi t b b o v đo lư ng có c ng truy n thông v i giao th c k t n i
IEC 60870-5-103, giao th c Modbus phù h p thi t k tr m tích h p.
- Thay th m t s dao cách ly đóng c t b ng tay b ng các dao
cách ly truy n ñ ng đóng c t b ng đ ng cơ đi n.
- B sung các BCU m c ngăn và thi t k ñi dây liên k t gi a

viên v n hành thao tác t i ch theo l nh t các Trung tâm ñi u ñ

BCU m c ngăn v i các thi t b ño lư ng, b o v thu c ngăn l đó.

theo phân c p thi t b , do đó th i gian thao tác x lý s c ch m và

B sung RTU m c tr m và liên k t v i các BCU m c ngăn. Thi t l p

s lư ng nhân viên v n hành đơng.

c u hình các thi t b ño lư ng b o v , c u hình BCU m c ngăn, RTU

Hi n nay trên th gi i cơng ngh đi u khi n và giám sát v n hành

m c tr m và l p trình k t n i.

h th ng đi n b ng máy tính (Computer guide) đã đư c s d ng r ng

- Kh o sát th c t sơ ñ tr m ñ xây d ng ph n m m ñi u khi n

Vi t Nam cũng ñang ñư c s d ng t i các tr m bi n áp và nhà

và giám sát v n hành. Cài ñ t ph n m m này cho máy tính tr m và

máy đi n cơng su t l n, tuy nhiên do tồn b cơng ngh và thi t b

máy tính t i các Trung tâm đi u ñ ñ qu n lý v n hành tr m bi n áp

ph i mua t nư c ngoài nên v n đ u tư l n, do đó không th tri n

t xa.

khai th c hi n cho tồn b h th ng đi n.

Áp d ng k t qu nghiên c u ñ tài lu n văn ñã xây d ng ñư c ph n

rãi.

Trên cơ s nghiên c u cơng ngh đi u khi n tích h p và các thi t
b hi n có c a các tr m bi n áp có c p ñi n áp ñ n 110kV cho th y,

m m ñi u khi n và giám sát v n hành cho tr m bi n áp 110kV Bán
ñ o Cam Ranh. Ph n m m có các ch c năng chính như sau:

hồn tồn có th c i t o nâng c p thành các tr m bi n áp tích h p v i

- Kh ng ch q trình ñi u khi n thao tác ñóng c t thi t b tránh

chi phí th p và phù h p v i ñi u ki n th c t c a các công ty phân

thao tác nh m. Khi nh n ñư c l nh thao tác, ph n m m s ki m tra

ph i ñi n năng.

các ñi u ki n ràng bu c an toàn, n u đ m b o thì s truy n tín hi u


25

26

th c hi n l nh thao tác, n u khơng đ m b o s hi n th c nh báo và

chu n b o m t và phân quy n qu n lý ñ m b o ñi u ki n an ninh, cho

hư ng d n cách x lý.

phép ngư i v n hành giám sát, ñi u khi n thao tác t xa.

- Quan sát tr ng thái h th ng, n u ph n m m đư c cài đ c trên
máy tính có k t n i v i các thi t b trong tr m thì s liên t c c p nh t

V i k t qu như trên, tác gi ki n ngh :
- Đ gi m chi phí đ u tư phù h p v i các tr m bi n áp đ n c p

thơng tin tr ng thái thi t b và thông s v n hành c a h th ng ñ

ñi n áp 500kV trong h th ng ñi n Vi t Nam nên ng d ng cơng

hi n th lên màn hình máy tính theo th i gian th c (online), giúp cho

ngh tích h p ñ xây d ng h th ng ñi u khi n và giám sát v n hành,

nhân viên v n hành có th giám sát tr ng thái h th ng ñang v n hành

các h th ng này ñư c thi t k l p ñ t trong nư c ñ s d ng phù h p

th c t .

v i ñi u ki n kinh t và kh năng làm ch công ngh cũng như x lý

- T ñ ng th c hi n tu n t thao tác cơ l p thi t b đ b o dư ng,
s a ch a ho c đóng đi n l i thi t b . Khi nh n ñư c l nh c n cô l p

k p th i các t n t i công ngh trong quá trình v n hành.
- Đ th c hi n giám sát, ñi u khi n v n hành t xa t i các Trung

ñ s a ch a m t thi t b , ph n m m s ki m tra tr ng thái th c t

tâm Đi u ñ h th ng ñi n Mi n và t i các Cơng ty Đi n l c ngồi

đang v n hành thông qua kênh thông tin thu th p tr c tuy n c a thi t

vi c xây d ng h th ng cáp quang riêng (dây cáp quang treo trên dây

b k t n i, ph n m m s t ñ ng ñi u khi n trình t thao tác c t các

ch ng sét lo i OPGW) thư ng chi phí đ u tư l n nh hư ng đ n tính

thi t b theo phi u thao tác phù h p trong th c t (ñã ñư c c p nh t

kinh t c a d án khi th c hi n ñ u tư, hi n nay t t c các ñơn v

trong cơ s d li u c a ph n m m).

trong ngành ñi n ñ u ñã ñư c k t n i v i nhau trong m t h th ng

- Các d li u v n hành (tr ng thái, thông s v n hành, các c nh

m ng cáp quang (m ng WAN chung c a EVN ph c v vi n thông

báo, tr ng thái ñăng nh p ngư i v n hành....) ñư c lưu tr cơ s d

công c ng, truy n d li u kinh doanh gi a các Đi n l c, Internet, h i

li u quá kh , có th truy v n khi c n thi t.

ngh truy n hình,..) hồn tồn có th s d ng đ v n hành h th ng

S d ng các gi i pháp ñã ñ xu t và ph n m m ñi u khi n giám

ñi n. Giao th c k t n i là IEC60870-5-101 ho c IEC60870-5-104

sát v n hành tr m bi n áp, ñ tài ñã xây d ng h th ng ñi u khi n và

ñúng theo quy ñ nh ngành ñi n. Tuy nhiên cũng c n xem xét ñ n vi c

giám sát v n hành t xa cho tr m bi n áp 110kV Bán ñ o Cam Ranh

xây d ng các chu n b o m t ñ v n hành an tồn h th ng đi n.

thu c Cơng ty CP Đi n l c Khánh Hòa. H th ng sau khi ñư c thi t
l p cho phép ngư i v n hành có th giám sát v n hành tr m bi n áp
tr c ti p trên máy tính t i tr m ho c t i Phịng ñi u ñ Công ty CP
Đi n l c Khánh Hịa, đ ng th i cũng có th giám sát tr c ti p trên
b t kỳ máy tính nào có k t n i m ng Internet. N u xây d ng các