GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHAN HỮU QUANG SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN THÔNG MINH ĐỂ XÂY DỰNG TRẠM BIẾN ÁP 110KV BA ĐỒN THÀNH TRẠM BIẾN ÁP ĐIỀU KHIỂN XA Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình hoàn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS PHAN VĂN HIỀN Phản biện 1: PGS.TS NGUYỄN HỮU HIẾU Phản biện 2: TS NGUYỄN LƯƠNG MÍNH Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật điện họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 27 tháng 10 năm 2018 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu Truyền thông Trường Đại học Bách khoa Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Ngành điện đứng trước thách thức hội mà cách mạng công nghiệp lần thứ mang lại Phát triển ứng dụng khoa học công nghệ, bước đại hố cơng tác quản lý vận hành đòi hỏi cấp thiết ngành điện Hiện nay, Tổng Công ty điện lực sử dụng hóa đơn điện tử, tốn tiền điện qua ngân hàng, vừa giảm chi phí phát hành hóa đơn giấy truyền thống, vừa tinh giản lực lượng nhân viên thu tiền điện Ngoài ra, Tổng công ty điện lực lắp đặt hàng triệu công tơ điện tử; ứng dụng phần mềm ghi số chấm xóa nợ từ xa thiết bị thông minh smartphone, tablet…; áp dụng công nghệ mã vạch công tác quản lý đo đếm, chấm xóa nợ Những cơng nghệ thực đem lại nhiều lợi ích thiết thực, giúp Cơng ty điện lực sử dụng nguồn nhân lực cách hợp lý Nếu trước đây, nhân viên điện lực ghi số phải cần đến người, người trèo lên cột đọc số công tơ, người ghi chép, cơng tơ điện tủ thơng minh phần mềm RF Spider đảm nhiệm gần 100% công việc thủ công Công tơ điện tử góp phần quản lý số liệu đo đếm xác tự động hóa, đại hóa hệ thống thơng tin phục vụ khách hàng, góp phần minh bạch công tác kinh doanh điện Xây dựng Trung tâm điều khiển xa Trạm biến áp điều khiển xa bước chiến lược lộ trình phát triển lưới điện thơng minh EVN nói chung Tổng Cơng ty Điện lực miền Trung (EVNCPC) nói riêng đầu tư, xây dựng trạm biến áp điều khiển xa Đầu năm 2016, Trung tâm điều khiển PC Thừa Thiên – Huế sau thời gian thí điểm, thức vào vận hành đồng thời thực chuyển 05 TBA 110kV gồm Lăng Cô, Chân Mây, Huế 3, Điền Lộc, Đồng Lâm Chi nhánh Điện cao Thừa Thiên – Huế sang chế độ 01 người trực sau thời gian thí điểm thành cơng chuyển sang vận hành điều khiển xa Tính đến tháng 8/2018 toàn EVNCPC đưa vào vận hành 12/13 trung tâm điều khiển xa (TTĐK) hoàn thành xây dựng 100% TTĐK năm 2018, trạm biến áp (TBA) 110kV Công ty Lưới điện cao miền Trung quản lý hoàn thành chuyển 54/99 TBA sang vận hành chế độ điều khiển xa Dự kiến đến cuối năm 2019 hồn thành lộ trình chuyển tồn TBA 110kV khu vực miền Trung sang vận hành điều khiển xa TBA điều khiển xa giải pháp hợp lý cho hệ thống điện quản lý vận hành cách tự động, nâng cao suất lao động, giảm tối đa nhân lực Việc chuyển đổi trạm biến áp sang vận hành điều khiển từ xa hướng tất yếu, tiến tới thực lộ trình lưới điện thơng minh Tính cấp thiết đề tài Phát triển ứng dụng khoa học công nghệ, bước tự động hố đại hố cơng tác vận hành quản lý hệ thống đòi hỏi cấp thiết ngành điện Với mục tiêu giảm số người trực, nâng cao hiệu vận hành TBA 500kV, 220kV 110kV, Tập đoàn Điện lực Việt Nam ban hành văn số 4725/EVN-KTSX ngày 11/11/2015 để triển khai nội dung tổ chức Trung tâm điều khiển đóng cắt thiết bị từ xa (TTĐK) TBA điều khiển xa với định hướng sau: - Áp dụng giải pháp tự động hóa để giảm số lượng nhân viên vận hành nhà máy điện Trạm điện, nâng cao suất lao động tăng độ tin cậy cung cấp điện đồng thời đảm bảo vận hành an toàn lưới điện - Mục tiêu đến năm 2020 giảm số lượng người trực TBA 500kV, 220kV, riêng TBA 110kV trạm khơng có người trực vận hành TBA điều khiển xa giải pháp tối ưu cho hệ thống điện xây dựng theo mơ hình 01 TTĐK giám sát, vận hành cụm Trạm điện nhà máy điện khu vực, nâng cao suất lao động, giảm tối đa nhân lực; nâng cao độ tin cậy cung cấp điện; giảm thiểu cố thao tác nhầm, nâng cao mức độ an toàn cho người vận hành đáp ứng yêu cầu thị trường điện cạnh tranh tương lai Thực theo lộ trình đại hóa lưới điện Tổng Cơng ty điện lực miền Trung (EVNCPC) tính đến năm 2020, sỡ đưa vào sử dụng TTĐK Quảng Bình trạng Trạm biến áp 110kV Ba Đồn đề tài luận văn chọn “Sử dụng thiết bị điện thông minh để xây dựng Trạm biến áp 110kV Ba Đồn sang chế độ điều khiển xa” Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật TBA 110kV điều khiển xa, giải pháp kết nối TTĐK - Lựa chọn giải pháp kỹ thuật điều khiển, giải pháp kết nối TTĐK cho TBA 110kV Ba Đồn, phân tích kinh tế tài - Đưa giải pháp cải tạo trạm biến áp 110kV Ba Đồn sang chế độ điều khiển xa Lập phương án cụ thể thiết kế vẽ chi tiết để cải tạo ngăn xuất tuyên 471 TBA 110kV Ba Đồn sang chế độ điều khiển xa Đối tượng phạm vi nghiên cứu - TBA 110kV Ba Đồn - Các TBA 110kV tỉnh Quảng Bình - Trung tâm điều khiển thao tác từ xa tỉnh Quảng Bình - Các quy trình điều độ, quy trình vận hành, giải pháp an ninh PCCC, quy định xây dựng trung tâm điều khiển TBA không người trực hành Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đề tài phân tích đánh giá giải pháp kỹ thuật, phân tích kinh tế tài để cải tạo TBA 110kV Ba Đồn sang chế độ điều khiển xa phù hợp với thực tế vận hành định hướng phát triển lưới điện thơng minh Tập đồn Điện lực Việt Nam Đặt tên đề tài Căn vào mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài đặt tên: “Sử dụng thiết bị điện thông minh để xây dựng Trạm biến áp 110kV Ba Đồn sang chế độ điều khiển xa” Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu, phần kết luận phụ lục, nội dung luận văn biên chế thành chương Chương 1: Nguyên lý Trạm biến áp điều khiển xa Đánh giá hiệu mơ hình điều khiển xa TBA 110kV Quảng Bình Chương 2: Lựa chon, phân tích kinh tế - kỹ thuật giải pháp cải tạo TBA 110kV Ba Đồn sang chế độ điều khiển xa Chương 3: Giải pháp sử dụng thiết bị điện thông minh để xây dựng Trạm biến áp 110kV Ba Đồn thành TBA điều khiển xa CHƯƠNG NGUYÊN LÝ VỀ TRẠM BIẾN ÁP ĐIỀU KHIỂN XA ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN XA CÁC TBA 110KV TẠI QUẢNG BÌNH 1.1 KHÁI NIỆM TBA ĐIỀU KHIỂN TÍCH HỢP Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật việc ứng dụng hệ thống thơng tin, đo lường, điều khiển tự động hóa hệ thống điện lĩnh vực phát triển mạnh trình tự động hóa hệ thống điện giới Việt Nam Xét phạm vi nhà máy điện hệ thống tự động hóa nhà máy (Distributed Control System - DCS), trạm biến áp hệ thống tự động hóa trạm biến áp (Substation Automation System - SAS) Việc ứng dụng hệ thống điều khiển tích hợp hệ thống tự động hóa trạm biến áp - Integrated Substation Automation Control System hay Integrated Control System - viết tắt ICS cơng nghệ tiên tiến nay, hệ thống điều khiển tự động dựa sở hệ thống máy tính lắp đặt trạm biến áp hệ thống điện nhằm điều khiển, giám sát tự động thiết bị trạm tích hợp liệu thu vào chung hệ thống để phục cho công tác quản lý vận hành Dữ liệu thu thập bao gồm thông tin liên lạc, rơ le bảo vệ, điều khiển thiết bị điện, đo lường, tin cố, điều khiển tự động hệ thống phân phối, đưa vào hệ thống lưu trữ liệu điều khiển thống trạm 1.2.1 Giới thiệu số giao thức truyền thông 1.2.1.1 Giao thức truyền thông MODBUS: 1.2.1.2 Tiêu chuẩn IEC60870 (Tiêu chuẩn giao thức truyền thông hỗ trợ cho điều từ xa): 1.2.1.3 IEEE 1525 (Tiêu chuẩn cho bảo vệ, điều khiển truyền liệu trạm biến áp): 1.2.1.4 Tiêu chuẩn IEC 870-5-101/104 (IEC 870): 1.2.2 Tiêu chuẩn IEC61850 1.2.2.1 Nền tảng IEC61850 1.2.2.2 Tiện ích IEC61850 1.2.2.3 Nội dung tiêu chuẩn IEC 61850 - Mơ hình hóa IEDs - Khái niệm Logical node 1.2.2.4 Cấu trúc trạm biến áp tự động hóa theo tiêu chuẩn IEC61850 - Cấu trúc liên kết bus trạm (Station bus) - Ngơn ngữ cấu hình hệ thống IEC61850 định nghĩa ngôn ngữ truyền thông tự động hóa trạm biến áp Vì IEDs gắn liền với hệ thống tự động hóa nên thiết bị phải có số thơng tin giao tiếp với thiết bị khác trạm Một số cấu hình phải thực trước thiết bị làm việc với thiết kế Sau kết nối vào hệ thống, - Khả dự phòng độ tin cậy hệ thống - Đồng hóa thời gian - An ninh mạng 1.2.2.5 Các quy định liên quan - Hiệp hội tiêu chuẩn (IEC) - Viện kỹ thuật điện điện tử (IEEE) - Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ (ANSI) - Hiệp hội công nghiệp điện tử (EIA) - Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO) - Ủy ban kỹ thuật điện tử quốc tế (IEC) - Viện tiêu chuẩn công nghệ (NIST) - Các tiêu chuẩn ngành điện nước - Các qui định ngành điện: 1.3 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN XA CÁC TBA TẠI QUẢNG BÌNH 1.3.1 Đặc điểm hiên trạng TBA 110kV khu vực Quảng Bình Đến nay, sau xây dựng hồn thành dự án Trung tâm điều khiển Hệ thống điện Quảng Bình số TBA nâng cấp, cải tạo để đáp ứng tiêu chí lưới điện thơng minh, số TBA đưa vào vận hành chế độ khơng người trực, điều khiển xa như: Hòn La, Văn Hóa, Đồng Hới Đối với TBA 110 kV Sông Gianh chưa cải tạo, nâng cấp thành TBA điều khiển xa 1.3.2 Đánh giá hiệu mơ hình điều khiển xa TBA 110kV khu vực Quảng Bình Trung tâm điều khiển SCADA tỉnh Quảng Bình thức vào hoạt động từ ngày 20/12/2016 Hệ thống SCADA/DMS chứng minh vai trò cần thiết, thực tế mang lại hiệu công tác QLVH điều độ hệ thống điện Cụ thể: - Điều độ viên điều hành lưới điện sơ đồ trực quan Các thông số vận hành, tình trạng làm việc thiết bị, cảnh báo cố điều khiển thiết bị cập nhật theo thời gian thực Điều độ viên tính tốn, phân tích lưới điện, lập phương thức vận hành, chuyển lưới, kết nối mạch vòng đưa mệnh lệnh điều độ vận hành cách hợp lý Khi chuyển đổi phương thức vận hành cố công tác, Điều độ viên thao tác thiết bị từ Trung tâm Điều khiển làm giảm thời gian phải thao tác thiết bị - Đã tạo hội cho cán kỹ thuật, Điều độ viên tiếp cận với cơng nghệ điều khiển tự động hố lưới điện phân phối Chương trình đào tạo, chuyển giao cơng nghệ ngồi nước dự án thực có chất lượng làm tảng cho cán kỹ thuật làm chủ công nghệ việc vận hành phát triển mở rộng hệ thống SCADA tương lai - Nâng cao chất lượng cung cấp điện độ tin cậy vận hành - Phù hợp với định hướng tảng cho việc phát triển mô hình Lưới điện thơng minh EVNCPC thời gian đến 1.3.3 Kết luận: Sau hoàn thành Trung tâm điều khiển Quảng Bình, Cơng ty Lưới điện cao miền Trung tích cực đầu tư, cải tạo để chuyển TBA vào vận hành khơng người trực Ngồi số TBA từ đầu xây dựng theo tiêu chí khơng người trực, số trạm khác cải tạo từ trạm truyền thống sang trạm không người trực Tuy nhiên để đưa TBA thành trạm điều khiển xa phải lắp đặt bổ sung hệ thống phụ trợ hệ thống camera chống đột nhập, hệ thống báo cháy… CHƯƠNG LỰA CHỌN, PHÂN TÍCH KINH TẾ - KỸ THUẬT CÁC GIẢI PHÁP CẢI TẠO TBA 110KV BA ĐỒN SANG CHẾ ĐỘ ĐIỀU KHIỂN XA 2.1 CÁC YÊU CẦU ĐẶT RA Do TBA 110kV Ba Đồn đầu tư xây dựng trước lâu nên phương án cải tạo phải phù hợp để đáp ứng yêu cầu 10 Bảng 2.1 Dự toán phương án tận dụng lại hệ thống hữu Hạng mục Chi phí xây dựng Thành tiền 1.229.725.002 ĐVT đồng đồng Chi phí thiết bị 5.486.152.249 Chi phí QLDA 227.489.644 đồng Chi phí tư vấn ĐTXD 645.714.734 đồng 1.315.630.091 đồng 271.785.523 đồng 9.176.497.242 đồng Chi phí khác Chi phí dự phòng Tổng cộng: * Đánh giá ưu nhược điểm phương án: Ưu điểm: - Tận dụng lại phần hệ thống điều khiển, bảo vệ có - Chi phí vốn đầu tư tương đối thấp Nhược điểm: - Độ tin cậy làm việc hệ thống không đảm bảo ổn định kết nối thiết bị IEDs cũ hệ thống, qua nhiều thiết bị chuyển đổi - Việc thu thập liệu giám sát khơng đảm bảo hồn tồn theo u cầu số rơ le hữu cũ không hỗ trợ tín hiệu như: reset rơ le, led , đặc biệt 100% rơle cũ không hỗ trợ giao thức IEC61850 - Khi thiết bị RTU hữu bị lỗi ảnh hưởng đến kết nối điều khiển từ Gateway - Phương án thi công, thử nghiệm, nghiệm thu phức tạp 11 thực cấu hình, cải tạo lại hệ thống điều khiển hữu, thời gian thực kéo dài ảnh hưởng đến lịch cắt điện thi công 2.2.3 Giải pháp bổ sung thiết bị thu thập tập trung liệu Để tiết kiệm chi phí cải tạo đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, việc kết nối tín hiệu có TBA 110kV TTĐK để theo dõi, giám sát với quy mô đầu tư tối thiểu nhất, đề xuất mơ sau: a Hệ thống điều khiển bảo vệ b Hệ thống HMI: c Giải pháp nâng cấp hệ thống SCADA hữu trạm d Về liệu thu thập (datalist) Tín hiệu thu thập trạm tối thiểu phải tuân thủ theo quy định EVNCPC TBA 110kV cải tạo e Hệ thống nguồn cấp cho hệ thống điều khiển, hệ thống thông tin SCADA Cải tạo, sửa chữa hệ thống nguồn backup để đáp ứng yêu cầu cấp điện ổn định liên tục cho hệ thống công nghệ trạm f Hệ thống camera, hệ thống báo cháy, chiếu sáng Đầu tư đầy đủ phần giải pháp chung Dự toán thực cho phương án Bảng 2.2 Dự toán phương án bổ sung thiết bị thu thập liệu Hạng mục Thành tiền ĐVT Chi phí xây dựng 2.049.541.670 đồng Chi phí thiết bị 9.143.587.081 đồng Chi phí QLDA 227.489.644 đồng Chi phí tư vấn ĐTXD 645.714.734 đồng 12 2.192.716.818 đồng Chi phí dự phòng 452.975.871 đồng Tổng cộng: 14.712.025.818 đồng Chi phí khác * Đánh giá ưu nhược điểm phương án Ưu điểm: - Không phụ thuộc hệ thống điều khiển nhà thầu cũ - Đảm bảo thu thập đầy đủ liệu, đồng với hệ thống Trung tâm điều khiển - Đáp ứng nhu cầu mở rộng thêm ngăn lộ sau Nhược điểm: - Chi phí vốn đầu tư cao - Phương án thi công, thử nghiệm, nghiệm thu phức tạp thực cấu hình, cải tạo lại hệ thống điều khiển hữu ảnh hưởng đến việc vận hành trạm, thường trạm xây dựng lâu phụ tải cao - Thời gian thực kéo dài ảnh hưởng đến lịch cắt điện thi công, khối lượng công việc nhiều - Không tận dụng lại rơ le, thiết bị cũ thu hồi 2.3 ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 2.3.1 So sánh giải pháp đề Theo yêu cầu, quy định cải tạo trạm 110kV không người trực tất trạm phải bổ sung kết nối hệ thống camera an ninh, báo cháy tự động hệ thống thông tin SCADA đảm bảo thu thập đầy đủ liệu phục vụ giám sát, điều khiển từ Trung tâm điều khiển Qua phân tích giải pháp kỹ thuật, kinh tế tài 02 phương án, so sánh lựa chọn giải pháp sau: 13 Bảng 2.3 So sánh giải pháp điều khiển từ xa cho TBA 110kV Ba Đồn TT Giải pháp tận dụng lại Giải pháp bổ sung thiết bị hệ thống hữu thu thập tập trung liệu Ưu điểm: Ưu điểm: - Tận dụng lại hệ thống - Không phụ thuộc hệ thống có điều khiển nhà thầu cũ - Chi phí vốn đầu tư tương - Đảm bảo thu thập đầy đủ đối thấp, khoảng tỷ đồng liệu, đồng với hệ thống Trung tâm điều khiển - Đáp ứng nhu cầu chuyển Trạm sang chế độ điều khiễn xa, có dự phòng cho mở rộng ngăn lộ tương lai Nhược điểm: Nhược điểm: - Độ tin cậy làm việc hệ - Chi phí vốn đầu tư cao thống không đảm bảo ổn khoảng 14 tỷ đồng định kết nối thiết bị IEDs - Phương án thi công, thử cũ hệ thống, qua nghiệm, nghiệm thu phức nhiều thiết bị chuyển đổi tạp thực cấu hình, cải - Việc thu thập liệu giám tạo lại hệ thống điều khiển sát khơng đảm bảo hồn tồn hữu ảnh hưởng đến việc theo yêu cầu số rơ le vận hành trạm, thường hữu cũ không hỗ trợ trạm xây dựng tín hiệu như: reset rơ le, lâu phụ tải cao led - Thời gian thực - Khi thiết bị RTU hữu kéo dài ảnh hưởng đến lịch 14 TT Giải pháp tận dụng lại Giải pháp bổ sung thiết bị hệ thống hữu thu thập tập trung liệu bị lỗi ảnh hưởng đến kết nối cắt điện thi công, khối lượng điều khiển từ Gateway công việc nhiều - Phương án thi công, thử - Không tận dụng lại rơ nghiệm, nghiệm thu phức le, thiết bị cũ thu hồi tạp thực cấu hình, cải tạo lại hệ thống điều khiển hữu 2.3.2 Xem xét trạng TBA 110kV Ba Đồn a Phần điện thứ: b Phần điện nhị thứ: c Các tủ RTU, tủ SIC hệ thống SCADA d Các tủ tự dùng AC/DC 2.3.3 Kết luận Qua phân tích giải pháp cải tạo trạng TBA 110kV Ba Đồn, tác giả đề xuất giải pháp cải tạo TBA 110kV Ba Đồn sang chế điều khiển xa giải pháp bổ sung thiết bị thu thập tập trung liệu với lý sau: - Mặc dù phương án cải tạo tận dụng lại hệ thống hữu có vốn đầu tư thấp có nhược điểm là: Độ tin cậy làm việc hệ thống không đảm bảo ổn định kết nối thiết bị IEDs cũ hệ thống, qua nhiều thiết bị chuyển đổi Việc thu thập liệu giám sát khơng đảm bảo hồn toàn theo yêu cầu số rơ le hữu cũ khơng hỗ trợ tín hiệu như: reset rơ le, led Khi thiết bị RTU hữu bị lỗi ảnh hưởng đến kết nối điều khiển từ Gateway 15 - TBA 110kV Ba Đồn thiết kế với công suất 2x25MVA, trạm nguồn quan trọng cấp điện chủ yếu cho khu vực trung tâm Thị xã Ba Đồn phần huyện Quảng Trạch TBA đóng điện đưa vào vận hành từ 2000 Với thời gian sử dụng 18 năm, trạm lại qua nhiều lần nâng cấp, cải tạo nên hệ thống điều khiển bảo vệ trạm không đảm bảo cho việc kết nối với TTĐK để chuyển sang vận hành không người trực - Giải pháp bổ sung thiết bị thu thập tập trung liệu có vốn đầu tư cao nhiên không phụ thuộc hệ thống điều khiển cũ, đồng thời thu thập đầy đủ liệu, đồng với hệ thống Trung tâm điều khiển đáp ứng nhu cầu đưa vào trạm không người trực 16 CHƯƠNG SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN THÔNG MINH ĐỂ XÂY DỰNG TRẠM BIẾN ÁP 110KV BA ĐỒN THÀNH TBA ĐIỀU KHIỂN XA 3.1 HIỆN TRẠNG TRAM BIẾN ÁP 110KV BA ĐỒN 3.1.1 Đặc điểm cần thiết : TBA 110kV Ba Đồn vận hành với qui mô 02 MBA: MBA T1: 110/35/22kV - công suất 25MVA MBA T2: 110/35/22kV – cơng suất 25MVA 3.1.2 Sơ đồ nối điện chính: Sơ đồ thứ kèm theo (Phục lục 5) 3.1.3 Các thiết bị điện chính: 3.1.4 Điện tự dùng: 3.1.5 Hệ thống rơle bảo vệ, điều khiển đo lường: 3.1.6 Cách điện bảo vệ nối đất: 3.1.7 Kết cấu xây dựng: 3.1.8 Thơng tin liên lạc-SCADA 3.1.9 Phòng cháy chữa cháy: 3.1.10 Phương thức vận hành Trạm: 3.2 CÁC GIẢI PHÁP CƠNG NGHỆ CHÍNH 3.2.1 Quy mơ: 3.2.1.1 Phần điện thứ: Giữ nguyên trạng 3.2.1.2 Phần điện nhị thứ: 17 Bổ sung khối điều khiển mức ngăn BCU cho tủ điều khiển để phục vụ kết nối với TTĐK điều khiển xa thiết bị TBA, bao gồm: Thay 13 rơ le bảo vệ ngăn 22-35kV chất lượng rơle hệ mới, có giao thức IEC61850, kết hợp BCU để phục vụ kết nối với TTĐK điều khiển xa thiết bị: 371, 373, 432, 472, 474, 476, 478, 412, 431, 471, 473, 475, 477 Bổ sung 01 BCU cho tủ AC tủ DC để giám sát, điều khiển thiết bị tủ Thay 04 tủ đấu dây trời MK ngăn lộ 112, 172, 173, 174 Thay hệ thống cáp nhị thứ 3.2.1.3 Phần SCADA: Thay tủ RTU, tủ SIC tin cậy hệ thống SCADA hữu vận hành không tin cậy 01 RTU/Gateway để phù hợp với giải pháp thu thập liệu đo lường, trạng thái, điều khiển hệ thống rơle bảo vệ hệ thay phục vụ kết nối A3 Trung tâm điều khiển sau 3.2.1.4 Phần xây dựng: 3.2.2 Sơ đồ nối điện chính: Giữ nguyên sơ đồ hữu 3.2.3 Lựa chọn thiết bị điện chính: 3.2.3.1 Các giải pháp kỹ thuật chung a Giải pháp hệ thống ĐKBV Bảo vệ điều khiển cho ngăn lộ ĐD 110kV: Bảo vệ điều khiển cho ngăn lộ MBA 110kV: Bảo vệ so lệch 110kV Bảo vệ điều khiển cho ngăn lộ tổng xuất tuyến trung áp: 18 Giải pháp RTU/Gateway kết nối với IED: 3.2.3.2 Các yêu cầu kỹ thuật chi tiết thiết bị a Yêu cầu hệ thống RTU/Gateway: 3.2.3.3 Bảo vệ chống sét nối đất Sử dụng hệ thống nối đất có trạm 3.3 GIẢI PHÁP THƠNG TIN-SCADA/EMS 3.3.1 Hiện trạng hệ thống thông tin-SCADA/EMS Tại trạm 110kV Ba Đồn trang bị thiết bị SCADA gồm tủ RTU, SIC để phục vụ cho công tác thu thập số liệu trạm điều độ vận hành từ Trung tâm điều độ hệ thống điện Miền Trung 3.3.2 Giải pháp công nghệ phần thông tin-SCADA 3.3.3 Giải pháp tổng mặt bằng: Sử dụng mặt có Trạm biến áp 110kV Ba Đồn 3.3.4 Các giải pháp kết cấu: 3.3.5 Các giải pháp phụ trợ khác: Các giải pháp khác cấp nước, phòng cháy chữa cháy sử dụng lại hệ thống có trạm 3.4 LIỆT KÊ VẬT TƯ-THIẾT BỊ CHÍNH 3.4.1 Liệt kê vật tư-thiết bị phần điện 3.4.2 Liệt kê thiết bị-vật tư phần xây dựng 3.5 THIẾT KẾ CHI THIẾT, TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỂ CẢI TẠO NGĂN LỘ 471 TBA 110KV BA ĐỒN SANG CHẾ ĐỘ ĐIỀU KHIỂN XA 3.5.1 Lựa chọn thiết bị, thiết kế vẽ chi tiết: a Lựa chon thiết bị: Trên sở quy định EVN, EVNCPC quy định chỉnh định Hệ thống rơle, Danh mục Datalist , yêu cầu kỹ thuật rơle BCU ngăn lộ 22kV tác giả lựa chọn thiết bị sau: 19 - Phần nhị thứ: iến hành thay rơle bảo vệ hữu loại Micom P123/Alstom rơle tích hợp BCU loại P139/Schneider - Phần thứ: Sử dụng lại tủ hợp 22kV ngăn 471, thiết bị thứ sử dụng lại không thay đổi dự án b Thiết kế vẽ chi tiết cho ngăn lộ 471: - Trên sở thông số kỹ thuật, yêu cầu điều khiển, bảo vệ, Datalist tác giả lập phương án chi tiết để cải tạo ngăn 471 Trạm biến áp 110kV Ba Đồn với phương thức bảo vệ sau: (Hình 3.1) - Tiếp theo thiết kế đường truyền thơng kết nối rơle tích hợp BCU ngăn 471 với Gateway: Ở đây, xuất tuyến 22kV Trạm biến áp 110kV Ba Đồn ghép nối với Gateway thông qua Main Switch Main Switch Bay Switch Phân đoạn C41 kèm ngăn 412 ghép nối lên Bay Switch BS22-1, phân đoạn C41 ghép nối lên Bay Switch BS22-2 Cả 02 Bay Switch lắp đặt tủ chuyển nối 22kV để tận dụng không gian Các BCU 431, 471, 473, 475, 477, 412 ghép nối lên BS22-1 thông qua cáp đồng RJ45 Các BCU ngăn 432, 472, 474, 476, 478 ghép nối lên Bay Switch BS22-2 cáp đồng RJ45 Cả 02 Bay Switch BS22-1 BS22-2 ghép nối với Gateway thông qua Main Switch cáp đồng RJ45 cáp quang Mơ hình ghép nối truyền thông ngăn 471 lên BS22-1 ghép nối lên Main Switch hình: (Hình 3.2) - Sau thiết kế phương thức bảo vệ điều khiển, ghép nối truyền thông tác giả lập phương án cải tạo vẽ nhị thứ ngăn 471 để tương thích với BCU Bản vẽ cải tạo gồm: Bản vẽ mạch đầu vào tương tự (Mạch dòng điện, mạch điện áp) cho rơle tích hợp BCU ngăn 471 (Hình 3.3) 20 Bản vẽ cải tạo mạch điều khiển (đóng/cắt) MIMIC, từ xa, cắt bảo vệ, giám sát mạch cắt, mạch cấp nguồn ni BCU… (Hình 3.4) Bản vẽ lắp mạch đầu vào số (Binary Input) cho BCU ngăn 471 Bao gồm mạch giám sát trạng thái, liên động, giám sát 3.5.2 Cấu hình rơle phần mềm Survalent ADMS Manager ngăn 471: a Cấu hình rơle+BCU ngăn 471: - Như nói tác giả lựa chon thiết bị bảo kèm BCU cho ngăn 471 TBA 110kV Ba Đồn Micom P139 hãng Schneider Vì việc cấu hình cho rơle sử dụng phần mềm chuyên dụng MICOM S1 Studio hãng Schneider - Sử dụng phần mềm Micom S1 Studio để cấu hình thơng số cài đặt theo phiếu chỉnh định rơle bảo vệ ngăn 471 B32 ban hành Phiếu chỉnh định rơle 471 phụ lục kèm theo Phụ lục 4.Cấu hình hiệu lực chức bảo vệ: Theo phiếu chỉnh định rơle ban hành cho ngăn 471 TBA 110kV Ba Đồn hiệu lực chức bảo vệ sau F50/50N, F51/51N, F79, F74, 50BF; FR, BCU Các chức hiệu lực thông qua phần mềm Micom S1 sau - Cài đặt tỷ số biến dòng điện, tỷ số biến điện áp đưa vào rơle tích hợp BCU: Theo phiếu chỉnh đinh rơle B32 ban hành TU TI có tỷ số biến sau VT ratio: 22000/110V; CT ratio: 300/1A Các thông số chỉnh định thông qua phần mềm Micom S1 sau: - Cài đặt giá trị bảo vệ (ngưỡng dòng tác động) theo phiếu chỉnh định rơle Phiếu chỉnh định rơle ngăn 471 Ba Đồn đặt giá trị dòng pha cấp 1, 2, sau: 21 - I>=0.9In; tI>=1,4s - I>>=7,25In; tI>>=0,4s - I>>>=10,5In; tI>>>=0s - Cả 03 ngưỡng dòng tác động mà khơng có so sánh hướng Các thông số phần mềm Micom S1 Studio hỗ trợ cài đặt sau: - Cài đặt logic I/O cho role tích hợp BCU để tương thích với vẽ nhị thứ Trên sở vẽ nhị thứ phần điều khiển (Close/Open CB), phần bảo vệ (Trip/Reclose ) tác giả sử dụng phần mềm Micom S1 Studio đế cấu hình đầu vào, đầu sau: Output 901 (K901): Tác động General Trip Output 603 (K603): Tác động Reclose Output 903 (K903): Tác động CBF Trip Output 601 (K601): Tác động Remote Close Output 602 (K602): Tác động Remote Open… Các yêu cầu đáp ứng thông qua phần mềm cửa sổ setting sau: - K601 dùng để Close CB HMI BCU Close CB từ TTĐK Quảng Bình thơng qua biến trung gian từ phần mềm Survalent Song song với Output dùng để Close CB từ xa đồng thời phải có Output dùng để Open CB từ xa: b Cấu hình phần mềm Survalent ADMS Manager ngăn 471: Đi đơi với việc cấu hình rơle/BCU phần mềm Micom S1 Studio phải cấu hình phần mềm Survalent ADMS Manager máy tính Gateway để thu thập thơng tin tín hiệu trạng thái, cảnh báo, tín hiệu đo lường, lệnh điều khiển cho ngăn máy cắt 471 Phần mềm Survalent ADMS Manager 22 Sau sử dụng phần mềm Survalent ADMS Manager để thu thập tín hiệu, cấu hình biến điều khiển sử dụng công cụ khác Survalent để vẽ sơ đồ lưới điện, cài đặt khóa mềm sử dụng vận hành điều khiển xa, ngăn máy cắt 471 ghép nối hiển thị phần mềm SMARTVU sau: Trên tác giả trình bày phương án chi tiết để lựa chọ thiết bị bảo vệ, thiết lập vẽ cải tạo, lắp đặt cấu hình rơle/BCU, cấu hình phần mềm Survalent ADMS Manager số phần mềm hỗ trợ hãng Survalent để cải tạo ngăn lộ 471 Trạm biến áp 110kV Ba Đồn sang chế độ điều khiển xa Thiết bị điện thông minh mà tác giả đề cập tới hạng mục cải tạo rơle tích hợp BCU loại P139 hãng Schneider Các ngăn lộ lại, tùy theo khối lượng công việc, mức độ phức tạp việc thiết kế vẽ, cấu hình rơle phần mềm Survalent ADMS Manager mà có phương án chi tiết để thực với cách làm tương tự phương án vừa trình bày Từ trạng TBA 110 kV Ba Đồn vai trò, tầm quan trọng TBA Hệ thống điện tỉnh Quảng Bình, việc chuyển TBA Ba Đồn sang chế độ điều khiển xa hoàn toàn cần thiết, đặc biệt giai đoạn theo lộ trình Lưới điện thông minh EVN đầu tư xây dựng nhằm mục đích đích năm 2020 tất TBA 110 kV khu vực miền Trung kết nối TTĐK vận hành chế độ không người trực 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Với phát triển khoa học công nghệ, ngành điện bước đại hóa lưới điện nhằm hồn thiện sở hạ tầng cho vận hành thị trường điện cạnh tranh Kết nghiên cứu luận văn ứng dụng để lựa chọn giải pháp cải tạo TBA 110kV Ba Đồn thành TBA điều khiển xa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đơn vị quản lý vận hành Đề tài "Sử dụng thiết bị điện thông minh để xây dựng TBA 110kV Ba Đồn thành TBA điều khiển xa" với mục đích nghiên cứu, lựa chọn giải pháp kỹ thuật, kết nối trạm để chuyển TBA 110kV Ba Đồn sang chế độ điều khiển xa Giải pháp nêu đáp ứng yêu cầu giao thức truyền thông, thu thập liệu kết nối Trung tâm điều khiển, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Đề tài có nghiên cứu, tìm hiểu đóng góp việc đề xuất xem xét lựa chọn giải pháp cải tạo hợp lý thông qua nội dung: - Nghiên cứu tiêu chí kỹ thuật, giao thức truyền thông kết nối quy định hành xây dựng TBA 110kV không người trực đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu vận hành Từ tổng hợp đặt yêu cầu chung, yêu cầu cụ thể để triển khai tìm hiểu giải pháp cải tạo trạm thành không người trực đảm bảo mặt kỹ thuật - Nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật, phân tích kinh tế cho giải pháp đảm bảo yêu cầu vận hành từ xa, kết nối liệu đến Trung tâm điều khiển Kết phân tích cho 02 giải pháp cho thấy giải pháp đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, nhiên giải pháp có mức đầu tư khác nhau, đáp ứng nhu cầu khác Căn 24 trạng TBA 110kV Ba Đồn, đề tài lựa chọn giải pháp phù hợp, tối ưu để đưa phương án cải tạo Một số kiến nghị: - Để đảm bảo vận hành an toàn TBA Ba Đồn chuyển sang chế độ điều khiển xa, lâu dài cần thay số thiết bị thứ, cụ thể DCL chưa có động cơ, DCL kèm tiếp địa có cấu khí vận hành tin cậy - Xem xét áp dụng ứng dụng công nghệ để vận hành hệ thống điều hòa, hút ẩm, chiếu sáng từ xa thông qua thiết bị điện thơng minh - Hồn chỉnh quy trình vận hành, quy trình phối hợp xử lý TBA 110kV khơng người trực - Trung tâm điều khiển - Trung tâm điều độ thống áp dụng cho hệ thống Do điều kiện khả thời gian có hạn, tài liệu tham khảo hạn chế nên luận văn nêu giải số vấn đề liên quan đến việc cải tạo thu thập liệu để cải tạo TBA 110kV Ba Đồn sang chế độ điều khiển xa Khi giải pháp đề xuất thực tiến hành đánh giá thực tế vận hành từ làm sở tiếp tục thực cho trạm khác ... cầu đưa vào trạm không người trực 16 CHƯƠNG SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN THÔNG MINH ĐỂ XÂY DỰNG TRẠM BIẾN ÁP 110KV BA ĐỒN THÀNH TBA ĐIỀU KHIỂN XA 3.1 HIỆN TRẠNG TRAM BIẾN ÁP 110KV BA ĐỒN 3.1.1 Đặc... trạng Trạm biến áp 110kV Ba Đồn đề tài luận văn chọn Sử dụng thiết bị điện thông minh để xây dựng Trạm biến áp 110kV Ba Đồn sang chế độ điều khiển xa Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu giải pháp... bị điện thông minh để xây dựng TBA 110kV Ba Đồn thành TBA điều khiển xa" với mục đích nghiên cứu, lựa chọn giải pháp kỹ thuật, kết nối trạm để chuyển TBA 110kV Ba Đồn sang chế độ điều khiển xa