ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN CÔNG VŨ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CHUYỂN ĐỔI TRẠM BIẾN ÁP 110KV HỘI AN THÀNH TRẠM BIẾN ÁP KHÔNG NGƯỜI TRỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN CÔNG VŨ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CHUYỂN ĐỔI TRẠM BIẾN ÁP 110KV HỘI AN THÀNH TRẠM BIẾN ÁP KHÔNG NGƯỜI TRỰC Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60.52.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN HỮU HIẾU Đà Nẵng - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn NGUYỄN CÔNG VŨ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CHUYỂN ĐỔI TRẠM BIẾN ÁP 110KV HỘI AN THÀNH TRẠM BIẾN ÁP KHÔNG NGƯỜI TRỰC Học viên: Nguyễn Công Vũ Chuyên ngành: Điện Kỹ thuật Mã số: 60.52.02.02 Khóa: K31.KTĐ Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Tự động hóa hệ thống điện yêu cầu cấp thiết giai đoạn phát triển Các quốc gia tiên tiến giới khu vực hồn thành cơng việc tiến hành hình thành lưới điện thông minh Tổng công ty điện lực miền Trung đưa kế hoạch triển khai Lưới điện thông minh Trong đó, yêu cầu tiến hành tự động hóa lưới điện 110kV từ đến năm 2020 Trạm biến áp không người trực giải pháp tối ưu cho hệ thống điện quản lý vận hành tự động, nâng cao suất lao động, giảm tối đa nhân lực; giảm thiểu đầu tư cáp, thiết bị trung gian, nâng cao độ tin cậy làm việc xác thiết bị, bảo đảm cung cấp điện an toàn liên tục, giải vấn đề tải; giảm thiểu cố thao tác nhầm người vận hành, nâng cao mức độ an toàn cho người vận hành đáp ứng yêu cầu thị trường điện Xây dựng TBA 110kV Hội An không người trực phù hợp với thực tế vận hành định hướng phát triển trạm khơng người trực Tập đồn Điện lực Việt Nam đến năm 2020 Từ khóa - Công ty Lưới điện cao miền Trung, Giao diện người – máy, Modbus, Tự động hóa, Trạm biến áp 110kV Hội An không người trực Abstract - Automation of electrical systems is an urgent requirement in the present stage of development Advanced countries in the world and in the region have already accomplished this task and are in the process of establishing a smart grid Central Power Corporation plans to deploy the Smart Grid In particular, the requirement to automate the 110kV grid from now to 2020 Unmanaged substation is the optimal solution for the power system because it is managed automatically operation, Labor productivity, minimized manpower; Minimize cable investment, intermediary equipment, improve the reliability of the device's working precision, ensure continuous power supply, solve the problem of overload; Minimizing incidents caused by operator malfunctions, improving safety for operators and meeting the requirements of the electricity market To build a 110kV Hoi An transformerless substation in line with actual operation and orientation of development of the unmanned station of Vietnam Electricity Group till 2020 Key words - Central Grid Company, Human Machine Interface, Modbus, Automation, Hoi An 110kV transformer station is not in person MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đặt tên đề tài Bố cục luận văn CHƯƠNG TỔNG QUÁT VỀ TRẠM BIẾN ÁP 110KV HỘI AN VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BIẾN ÁP 110kV HỘI AN 1.1 TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 110KV HỘI AN 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Vai trò trạm biến áp 110kV Hội An không người trực 1.1.3 Những ưu 1.1.4 Những lợi ích đạt 1.2 HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BIẾN ÁP 110KV HỘI AN 1.2.1 Hệ thống điều khiển giám sát phía 110kV, MBA T1 MBA T2: 1.2.2 Hệ thống điều khiển giám sát phía 22kV C41, C42: .6 1.2.3 Hệ thống đo lường 1.2.4 Hệ thống AC/DC hệ thống tín hiệu cảnh báo 1.3 PHẦN CỨNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 1.3.1 Sơ đồ thứ trạm Hội An 1.3.2 Phương thức điều khiển - bảo vệ trạm Hội An 1.3.3 Hệ thống máy tính điều khiển - giám sát 1.3.4 Hệ thống mạng kết nối thiết bị 10 1.4 PHẦN MỀM HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA 10 1.4.1 Công cụ MatrikonOPC Server 11 1.4.2 Công cụ Triangle MicroWorks 12 1.4.3 Công cụ WinCC 7.0 13 1.4.4 Phần mềm tự động hóa .13 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG .22 CHƯƠNG PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN CHUYỂN ĐỔI TBA 110KV HỘI AN KHÔNG NGƯỜI TRỰC 23 2.1 CÁC YÊU CẦU CHUNG 23 2.2 THỰC TRẠNG TBA 110KV HỘI AN 25 2.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO TBA 110KV HỘI AN KHÔNG NGƯỜI TRỰC 26 2.4 GIẢI PHÁP CHUNG CHO HAI PHƯƠNG ÁN 26 2.5 GIẢI PHÁP RIÊNG VÀ DỰ TOÁN CỦA HAI PHƯƠNG ÁN 31 2.5.1 Phương án tận dụng lại hệ thống hữu bổ sung thiết bị 31 2.5.2 Phương án thay bổ sung thiết bị 35 2.6 LỰA CHON PHƯƠNG ÁN CHUYỂN ĐỔI TBA 110KV HỘI AN KHÔNG NGƯỜI TRỰC TRONG TƯƠNG LAI 40 2.7 KẾT LUẬN 41 CHƯƠNG PHÂN TÍCH KỸ THUẬT, KINH TẾ TÀI CHÍNH CỦA PHƯƠNG ÁN CHUYỂN ĐỔI TBA 110KV HỘI AN THÀNH TBA KHÔNG NGƯỜI TRỰC 42 3.1 MƠ HÌNH KẾT NỐI PHẦN CỨNG HỆ THỐNG 42 3.2 CÁC THIẾT BỊ CHÍNH LẮP ĐẶT TRONG TRẠM 43 3.2.1 Máy tính thu thập tập trung liệu trạm 43 3.2.2 Các thiết bị I/O bổ sung 44 3.2.3 Thiết bị Switch 45 3.2.4 Các hình (bổ sung) 45 3.3 HỆ THỐNG PHẦN MỀM VÀ SỐ LƯỢNG DỮ LIỆU CÓ THỂ THU THẬP TẠI TRẠM 45 3.3.1 Hệ thống phần mềm bổ sung TBA 110kV Hội An 45 3.3.2 Số lượng tín hiệu danh sách Data list u cầu lấy hệ thống tự động hóa 45 3.4 HỆ THỐNG ROBOT MANG CAMERA VÀ GIÁM SÁT HÌNH ẢNH TỪ XA 46 3.4.1 Giới thiệu 46 3.4.2 Các tiêu chuẩn an toàn việc lắp đặt thiết bị TBA 48 3.4.3 Chi tiết thiết kế 48 3.5 HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG, CẢNH BÁO TỪ XA 49 3.6 DỰ TOÁN THỰC HIỆN 50 3.6.1 Khối lượng công việc 50 3.6.2 Dự toán 51 3.7 PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH 51 3.7.1 Những lợi ích mong muốn 52 3.7.2 Phân tích kinh tế tài 54 3.7.3 Kết phân tích kinh tế – tài 55 3.8 KẾT LUẬN 55 KẾT LUẬN 56 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (Bản sao) PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CÁC KÝ HIỆU: F21 : Bảo vệ khoảng cách F25 : Chức kiểm tra hòa đồng F27 : Bảo vệ điện áp F50/51 F50/51N : Bảo vệ dòng điện pha : Bảo vệ dịng điện trung tính F50BF : Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt F59 : Bảo điện áp F67 F74 : Bảo vệ q dịng có hướng : Chức giám sát mạch cắt máy cắt F79 F87B F87T F90 : Chức đóng lặp lại máy cắt : Bảo vệ so lệch : Bảo vệ so lệch máy biến áp : Chức tự động điều chỉnh nấn phân áp CÁC CHỮ VIẾT TẮT: A3 Trung tâm Điều độ Hệ thống điện miền Trung AC ACSI Dòng điện xoay chiều (Alternating Current) Giao tiếp dịch vụ truyền thông ảo (Abstract Communication Service Interface) ADU ASCII Đơn vị liệu ứng dụng (Application Data Unit) Chuẩn mã trao đổi thông tin Hoa Kỳ(American Standard Code for Information Interchange) Địa đơn vị liệu dịch vụ ứng dụng (Application Service Data Unit) ASDU BCU CGC CID Client CPC CPU DC DCE DCL Bộ điều khiển mức ngăn (Bay Control Unit) Công ty Lưới điện cao miền Trung (Central Grid Company) Mơ tả cấu hình IED (Configured IED Description) Khách Tổng công ty Điện lực miền Trung (Central Power Corporation) Bộ xử lý trung tâm máy tính (Central Processing Unit) Dịng điện chiều(Direct Current) Thiết bị truyền thông liệu (Data Communication Equipment) Dao Cách Ly DCS Hệ thống điều khiển phân tán (Distributed control system) DTĐ Dao Tiếp Địa DTE ĐD Ethernet Thiết bị liệu đầu cuối (Data Terminal Equipment) Đường Dây Phương pháp truy cập mạng máy tính cục (LAN) sử dụng phổ biến Engineering Máy tính dành cho cán kỹ thuật sử dụng để làm việc (như Computer chỉnh định rơle, lập báo cáo, ) EPRI Viện nghiên cứu lượng điện tử (Electronic Power Research Institute) EVN FTP Tập đoàn Điện lực Việt Nam (VietNam Electricity) Phương thức truyền file (File Transfer Protocol) Gateway GOOSE GPS GSE HIS Cổng kết nối, trao đổi liệu hệ thống điều khiển tích hợp hệ thống SCADA Trung tâm Điều độ Generic Object Oriented Substation Event Hệ thống định vị toàn cầu(Global Positioning System) Sự kiện chung trạm biến áp (Generic Substation Event) Cơ sở liệu khứ(Historical Information Subsystem) HMI HT HTĐ ICD Giao diện người – máy(Human Machine Interface) Hệ thống Hệ Thống Điện Mô tả chức IED (IED Capability Description) IEC IED Ủy ban Kỹ thuật điện Quốc tế (International Electrotechnical Commission) Viện kỹ sư điện điện tử (The Institute of Electrical and Electronics Engineering) Thiết bị điện tử thông minh (Intelligent Electronic Device) IP I/O LAN LD LN Master MBA MC Giao thức liên mạng (Internet Protocol) Đầu vào/ Đầu (Input/Output) Mạng máy tính cục bộ(Local Area Network) Thiết bị logic (Logical Device) Nút logic (Logical Node) Chủ Máy biến áp Máy Cắt IEEE MMS Thơng tin chi tiết đặc tính kỹ thuật nhà sản xuất (Manufacturing Message Specification) Ngăn NIM Là phận TBA bao gồm thiết bị (như MC, DCL…) làm nhiệm vụ kết nối ĐD, MBA, MF… với TBA Khối giao diện mạng(Network Interface Module) NPT NTP OLTC Tổng công ty Truyền tải điện quốc gia Giao thức đồng thời gian mạng (Network Time Protocol) Điều áp tải (OnLoad Tap Changer) OPC Liên kết nhúng đối tượng cho trình điều khiển (OLE for Process Control) OSI Kết nối hệ thống mở (Open Systems Interconnection) 45 Chức trợ giúp bảo trì: - Các đèn LED cho phép theo dõi trạng thái I/O cổng thông tin - Khối đấu nối dạng plug tiện lợi cho đấu nối sửa chữa - Có cổng kết nối với thiết bị mặt trước thuận lợi cho việc bảo trì Khả tích hợp mềm dẻo: - Hỗ trợ giao thức IEC 61850, Fast Message modbus cổng Ethernet serial, cho phép dễ dàng tích hợp với hệ thống OCC Các Output hỗ trợ khả “Direct” “select – before – operate (SBO)” - Có thể cài đặt thiết bị công cụ Windows Command Dos, Hyper Terminal Chất lượng tiêu chuẩn: - Thiết bị thiết kế test cho môi trường công nghiệp (test theo phần tiêu chuẩn C37.90, IEC60255, IEC60068, IEC61000) 3.2.3 Thiết bị Switch Có khả đáp ứng chuẩn IEEE 802.3 (tương đương với chuẩn ISO/IEC 8802 – 3), đảm bảo tốc độ truyền 10/100 Mb/s Thiết bị switch bổ sung thêm phải thiết kế theo tiêu chuẩn công nghiệp, đảm bảo làm việc liên tục lâu dài mơi trường cơng nghiệp 3.2.4 Các hình (bổ sung) Sử dụng hình LCD có độ phân giải cao (Full HD) giúp hiển thị sắc nét thiết bị trạng thái cần giám sát đáp ứng yêu cầu hiển thị hình ảnh hệ thống camera giám sát 3.3 HỆ THỐNG PHẦN MỀM VÀ SỐ LƯỢNG DỮ LIỆU CÓ THỂ THU THẬP TẠI TRẠM 3.3.1 Hệ thống phần mềm bổ sung TBA 110kV Hội An Tại trạm bổ sung thêm phần mềm thuộc hệ thống khác PCCN, camera quan sát 3.3.2 Số lượng tín hiệu danh sách Data list yêu cầu lấy hệ thống tự động hóa Căn Danh sách Data list yêu cầu, trạng hệ thống điều khiển máy tính trạm 110kV Hội An khơng thể đáp ứng 100% số tín hiệu danh sách Giải pháp đề tận dụng tối đa tất tín hiệu, liệu kết nối hệ thống SCADA, hệ thống điều khiển máy tính trạm hệ thống miniSCADA tỉnh Quảng Nam đủ đảm bảo cho hoạt động Trung tâm điều khiển xa Kết hợp với cài đặt, cấu hình bổ sung số Role, BCU để lấy thêm số tín hiệu lấy nhằm tăng mức tín hiệu lấy đến mức cao (Cụ thể Phụ lục 5): 46 3.4 HỆ THỐNG ROBOT MANG CAMERA VÀ GIÁM SÁT HÌNH ẢNH TỪ XA 3.4.1 Giới thiệu Camera IP ngồi trời Camera IP trời Camera IP nhà Camera IP nhà Máy tính giám sát Camera trạm lưu trữ liệu hình ảnh SWITCH Hình 3.2 Tổ chức kết nối camera TBA 110kV Hội An Hệ thống camera giám sát TBA 110kV thực chức giám sát vận hành thiết bị, giám sát khu vực quan trọng khuôn viên TBA Các camera sử dụng công nghệ IP camera chia làm 02 loại: lắp đặt nhà lắp đặt trời Cả 02 loại camera có chức điều chỉnh xoay chuyển góc nhìn, điều chỉnh (Zoom) cự ly quan sát gần/ xa Các vị trí lắp đặt camera khu vực quan sát trời: - Khu vực quan sát hướng cổng vào trạm; - Khu vực quan sát máy biến áp; - Khu vực quan sát MBA dao cách ly; Các vị trí lắp đặt camera khu vực quan sát nhà: - Khu vực quan sát phòng vận hành trạm - Khu vực quan sát gian phân phối (mặt trước mặt sau dãy tủ phân phối); 47 Hình 3.3 Mặt bố trí camera TBA 110kV Hội An Máy tính giám sát thực chức giám sát hình ảnh camera trạm tổng quan chi tiết đồng thời thực chức lưu trữ liệu hình ảnh camera liên tục 24h/ ngày 07 ngày liên tục Để tiết kiệm chi phí mua chủ động cơng tác giám sát, tác giả nghiên cứu để suất sử dụng robot mang camera để giám sát toàn trạm biến áp Việc giám sát dựa phương pháp xử lý ảnh từ liệu ảnh thu từ camera Với nhiều vị trí giám sát nêu trên, việc lắp đặt camera vị trí làm tăng chi phí trang bị thiết bị Phương án đưa dùng camera lắp đặt robot, robot di chuyển đến vị trí cần giám sát thu thập liệu cần thiết cho trình xử lý ảnh Với địa hình trạm biến áp 110 kV Hội An xung quanh trạm đường bê tông, vùng trống rải sỏi nên phương án robot dị đường địa phức tạp, tốn có tính khả thi, khơng đủ điều kiện an tồn theo qui định an tồn trạm biến áp Nhóm thiết kế chọn phương án thiết kế robot di chuyển ray cố định Các cảm biến lắp đặt vị trí cần thiết để robot nhận biết Camera gắn robot phải điều chỉnh độ cao để lấy góc chụp cần thiết cho việc thu thập ảnh Để đến vị trí cần thiết cho việc thu thập liệu ảnh từ camera, robot điều khiển chương trình vi điều khiển Khi đến vị trí cảm biến đặt, vi xử lý gửi lệnh vào máy tính thơng qua chuẩn giao tiếp RS_232, từ máy tính 48 nhận biết gửi tín hiệu yêu cầu camera thu thập liệu xử lý Kết xử lý liệu ảnh gửi máy chủ thông qua giao tiếp Wifi 3.4.2 Các tiêu chuẩn an toàn việc lắp đặt thiết bị TBA Căn vào tiêu chuẩn đảm bảo an tồn TBA có cấp điện áp 110kV thiết bị lắp đặt trạm Hệ thống đường ray dẫn hướng cho robot robot chuyển động ray dẫn hướng phải đảm bảo yêu cầu sau:  Việc bố trí ray dẫn hướng phải tuân theo tiêu chuẩn trạm Cụ thể vị trí lắp đặt ray dẫn hướng khơng chiếm vị trí đường giao thông nội TBA để tuân thủ tiêu chuẩn phịng cháy chữa cháy Đường giao thơng nội TBA thiết kế để có cố cháy nổ xảy xe chữa cháy vận hành khơng bị cản trở  Tiêu chuẩn hành lang tuyến an tồn: Độ cao robot khơng vượt q độ cao cho phép Cụ thể tính từ độ cao lắp đặt thiết bị TBA khoảng cách từ thiết bị thấp đến robot không vượt 1,5 mét  Robot hệ thống dẫn hướng phải có cấu tạo gọn nhẹ, vững Đã thử nghiệm an toàn trước đưa vào vận hành 3.4.3 Chi tiết thiết kế Giới thiệu tổng quan thiết kế  Hệ thống dẫn hướng robot : Gồm có phần ray dẫn hướng có tổng chiều dài 14 mét, rộng 0,4 mét chân đế đỡ ray dẫn hướng  Robot hệ thống truyền động cho chuyển động robot: Thiết kế robot chuyển động bánh xe đặt ray dẫn hướng, động truyền động gắn với bánh xe để điều khiển robot  Do đường robot di chuyển qua đường cong để chuyển hướng nên kết cấu bánh xe truyền động phải đảm bảo di chuyển qua đoạn đường cong Cụ thể bánh xe phải tự lựa (xoay) theo ray dẫn hướng  Vận tốc chuyển động robor ray dẫn hướng : 1,5 m/s  Động truyền động : Loại DC Motor , Pđm = 50W, Uđm = 24VDC Động có cấu hãm phanh điện từ  Hộp giảm tốc truyền động động bánh xe có tỷ số truyền 10:1  Nguồn điện : Sử dụng 02 bình ắc quy 12VDC , 20Ah Bản vẽ 3D thiết robot: 49 Hình 3.4 Thiết kế 3D tổng quan đường dẫn Hình 3.5 Thiết kế 3D tổng quan robot Bản vẽ chi tiết Bản vẽ chi tiết bao gồm 14 vẽ khai triển chi tiết kết cấu robot để gia công lắp đặt (xem phần phụ lục) 3.5 HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG, CẢNH BÁO TỪ XA Hình 3.6 Sơ đồ kết nối hệ thống báo cháy, camera giám sát an ninh TBA 110kV Hội An 50 3.6 DỰ TOÁN THỰC HIỆN 3.6.1 Khối lượng công việc Bảng 3.1 Khối lượng công việc thực Mô tả thiết bị TT I Đơn vị Số lượng THIẾT BỊ PHẦN CỨNG Tủ để thiết bị giám sát tín hiệu PCCC, thiết bị thu thập Tủ Vỏ tủ Rack Vỏ Áptomát cực 6A Lô Rơle trung gian lặp tiếp điểm báo Zone PCCC Lô Hàng kẹp đấu nối Lô Cáp mạng LAN, cáp RS232/485 Lô Phụ kiện khác Lô Hệ thống Máy tính trạm làm việc Bộ Màn hình LCD 21.5' Bộ Thiết bị thu thập xử lý liệu trạm Bộ Thiết bị biến đổi cổng Serial (Terminal Server) Bộ 10 Switch thiết lập mạng LAN Bộ Thiết bị chuyển đổi nguồn 220Vdc/24Vdc (Mini Power) Bộ Hệ thống Robot giám sát Hệ thống Hệ thống cảnh báo cháy Hệ thống 1 xử lý liệu trạm Mỗi tủ bao gồm: Máy tính trạm làm việc kèm 02 hình LCD 21.5' Chi tiết: 8.1 Đầu dò nhiệt Bộ 8.1 Đầu dị khói Bộ 8.1 Nút nhấn khẩn cấp Bộ 8.1 Còi báo cháy Bộ 8.1 Đèn cảnh báo cháy Bộ 8.1 Bảng điều khiển cảnh báo cháy Bộ Thiết bị bố sung cho hệ thống chiếu sáng tự động Lot 9.1 Rơle thời gian Cái 9.2 Contactor Cái 10 Cáp điều khiển Lô 51 Mô tả thiết bị TT Đơn vị Số lượng 11 Vật tư phụ kiện đấu nối Lô 12 Bộ chuyển đổi Bộ II HỆ THỐNG PHẦN MỀM TÍCH HỢP Phần mềm giao diện HMI Gói Phần mềm thu thập liệu trạm theo tiêu chuẩn IEC 61850/ IEC 60870 – – 104 Gói Phần mềm kết nối cơng tơ (Meter Head–Ends) Gói II DỊCH VỤ Lắp đặt, cài đặt, cấu hình, nghiệm thu đưa hệ thống vào vận hành Gói 3.6.2 Dự tốn Bảng 3.2 Dự tốn cơng việc thực Chi phí xây dựng 576.727.895 đồng Chi phí thiết bị 2.377.975.061 đồng Chi phí QLDA 72.803.881 đồng Chi phí tư vấn ĐTXD 329.130.677 đồng Chi phí khác 21.873.307 đồng Chi phí dự phịng 337851082 đồng 3.716.361.903 đồng Tổng cộng: 3.7 PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH Trước định đầu tư, yếu tố đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cần phải xem xét đến hiệu tài chính, kinh tế mà dự án mang lại Phân tích kinh tế tài gồm phần: - Phân tích tài chính: Đứng quan điểm nhà đầu tư Mục tiêu nhà đầu tư lợi nhuận, đồng vốn bỏ mang lại nhiều lợi nhuận - Phân tích kinh tế: Đứng quan điểm toàn xã hội, phạm vi vùng, quốc gia Một dự án không mang lại lợi nhuận cho nhà đầu tư, có lợi cho xã hội, cho vùng cho quốc gia Việc phân tích kinh tế – tài dựa so sánh lợi ích dự án chi phí khoảng thời gian tuổi thọ hệ thống điều khiển 10 năm (từ năm 2017 – 2027) Tính tốn dùng phương pháp: 52 • Thời gian hồn vốn (Payback period), • Phương pháp giá trị (NPV - Net Present Value), • Tỉ suất sinh lợi nội (IRR – Internal Rate of Return), Thông thường cơng ty phân phối điện lợi ích chủ yếu mang lại từ việc giảm tổn thất kỹ thuật điện không bán Nhưng số lợi ích khác quan tâm lại ảnh hưởng lớn đến hiệu dự án đào tạo đội ngũ, quản lý thông tin tổ chức máy Trước hết mơ tả lợi ích khác nhau, sau đưa sở sử dụng cho việc tính tốn kết phân tích kinh tế – tài 3.7.1 Những lợi ích mong muốn Thơng thường, lợi ích mong muốn hệ thống điều khiển thơng tin gồm: • Giảm nhân sự, • Giảm điện, • Bảo trì tốt hơn, • Giảm tổn thất kỹ thuật, • Giảm điện khơng cung cấp (nhờ việc khôi phục lại hệ thống nhanh trường hợp điện), • Huấn luyện nhân tốt (chức mơ phỏng); • Hạn chế tai nạn lao động điện • Cải thiện kế hoạch củng cố lưới điện, quản lý thông tin tốt hơn, hồn thiện tổ chức Những lợi ích chủ yếu đến từ việc xây dựng trung tâm điều khiển, cho phép kỹ sư vận hành xác định vị trí nguyên nhân cố hệ thống lưới điện, từ người vận hành có nhiều phương án để điều khiển từ xa thiết bị Hơn nữa, tự động hóa trạm biến áp thơng qua hệ thống thông tin SCADA, miniSCADA thu thập lượng lớn thông tin vận hành ngày hệ thống, qua ngăn ngừa số, có kế hoạch tăng cường cải tiến hệ thống lưới điện bảo dưỡng tốt Giảm nhân Việc tự động hóa trạm biến áp theo mơ hình trạm không người trực dẫn đến giảm đội ngũ vận hành trạm biến áp Đối với trạm này, theo biên chế trực vận hành trạm gồm 11 người (1 trưởng trạm, 10 vận hành viên làm việc ca kíp), tổng số nhân trạm là: 11 người Khi hoàn thành cải tạo trạm trước, giảm 11 nhân viên vận hành TBA Như vậy, trạm cải tạo xong đưa vào vận hành giảm 11 người Chi phí xếp lại cơng việc cho người khơng sử dụng lại tổ chức vận hành sau cho mức lương cao cho nhân viên cho tổ chức vận hành 53 sau này, dự kiến mức lương tăng 1,2 lần Giảm điện Trong trường hợp điện, cần thiết: • Dị tìm cố, • Hạn chế tác động điện, • Nhanh chóng tái lập điện để đưa trạng thái bình thường Hệ thống tự động hóa trạm, điều khiển giám sát từ xa giúp cho người vận hành xác định vị trí loại cố Sau khơi phục từ xa cung cấp điện cho vùng không bị cố khoanh vùng để đội ngũ sửa chữa, bảo trì xác định vị trí thực khắc phục nhanh cố (giảm thời gian sửa chữa) Nói chung, giảm thời gian giải cố hạng mục lưới điện giảm lượng điện khơng bán Bảo trì Bất hệ thống khí cũ trở nên dễ bị cố, việc vận hành nhiều hay ảnh hưởng đến hoạt động thiết bị Do vậy, việc xác định tần suất sử dụng thiết bị số quan trọng để xem xét bảo trì, bảo dưỡng Thực tế thiết bị vận hành cách ly lập tức, gây hư hỏng khí, ơxy hóa tiếp điểm trạng thái tác động liên quan khác Đồng thời, rung động trình hoạt động thiết bị thường thao tác (máy cắt, dao cách ly ) gây vấn đề dây dẫn tín hiệu, đặc biệt đầu nối dẫn đến kết nối thông tin Hệ thống liên tục thu thập liệu thành phần lưới điện, liệu thống kê liên quan đến thiết bị đóng cắt giúp có kế hoạch bảo trì thiết bị ngăn ngừa cố Giảm tổn thất kỹ thuật điện không cung cấp được: Hành động phối hợp lĩnh vực tối ưu hóa kế hoạch vận hành lưới điện cấu tổ chức bảo trì hiệu góp phần giảm tổn thất kỹ thuật điện không cung cấp Cải thiện huấn luyện điều hành viên: Việc sử dụng công cụ mô cung cấp chức huấn luyện sử dụng ngày cho điều hành viên Các thao tác đóng/mở máy cắt, điều chỉnh nấc phân áp, v.v mơ mà khơng ảnh hưởng đến trạng thái/tính an tồn hệ thống điện thực Việc đào tạo phân tích mạng lưới điện bảo đảm cho việc hiểu biết sâu đặc điểm lưới điện Thông qua hoạt động đào tạo mô phỏng, vận hành viên tự tin để thực dứt khoát xác tình khẩn cấp thực tế 54 Quản lý thông tin tốt hơn: Tự động hóa trạm biến áp điều khiển, vận hành từ xa có khả thu thập liệu, khôi phục liệu cho việc chuẩn bị báo cáo ghi nhận trình tự kiện, phân tích liệu cố… Những báo cáo liệu nguồn liệu thời gian thực cần thiết hệ thống điện chúng góp phần cải thiện vấn đề sau: • Tạo số tin cậy để quản lý điện lực, • Kế hoạch đầu tư củng cố lưới điện thông qua kiểm tra điều kiện ràng buộc xác định dấu hiệu lão hóa thiết bị, • Củng cố nghiên cứu quy hoạch trung – dài hạn, • Cơng bố chất lượng điện với khách hàng, • Quản lý lực lượng lao động, • Duy trì việc ghi lại bất thường, giúp nhân viên vận hành việc xác nhận thiết bị bảo vệ tác động với cố, • Bảo dưỡng phịng ngừa, • v.v Cải thiện tổ chức: Việc thành lập trung tâm điều khiển thao tác xa thực toàn hoạt động vận hành, lên kế hoạch giám sát xem xét kỹ lưỡng Điều thường dẫn đến cấu lại hoàn chỉnh toàn tổ chức cho lâu dài mang lại hiệu vận hành hệ thống điện Chuyển giao công nghệ hổ trợ cho ngành điện tương lai nổ lực hợp lý hóa cải thiện vận hành việ sử dụng cơng nghệ máy tính Chuyển giao cơng nghệ kinh nghiệm hồn tất dự án trung tâm điều khiển, nâng cao lực để tiếp nhận cơng nghệ 3.7.2 Phân tích kinh tế tài a Các chi phí dự án - Chi phí đầu tư - Chi phí vận hành : giả định có chi phí vận hành sau: + Chi phí vận hành hệ thống bảo dưỡng hệ thống dự kiến: 1% chi phí vốn năm + Chi phí đào tạo lại cho nhân công dôi dư (11 người): nhân công đào tạo lại cho cơng việc khác, chi phí chi phí lần, dự kiến chi phí tháng lương b Các lợi ích/ doanh thu dự án Các lợi ích giả định cho dự án: 55 • Lợi ích giảm nhân cơng: Khi hồn thành đưa vào vận hành khơng người trực giảm 11 người • Giảm lượng điện khơng phục vụ được, • Giảm tổn thất kỹ thuật Theo số liệu ADB thống kê dự án thực tương tự Việt Nam tỉ lệ giảm tổn thất kỹ thuật điện khơng cung cấp có dự án tương ứng 3%/kWh 5%/kWh Số liệu WB thống áp dụng để phân tích kinh tế – tài cho dự án tự động hóa, SCADA EVN NPC EVN SPC 3.7.3 Kết phân tích kinh tế – tài Với liệu giả thiết trên, kết phân tích sau: • Thời gian hồn vốn = năm tháng • B/C = 3,24 3.8 KẾT LUẬN Việc sử dụng giải pháp bổ sung thiết bị thu thập tập trung liệu để kết nối liệu cho TBA 110kV Hội An vận hành không người trực đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, giá thành khơng q cao, lắp đặt thi cơng nhanh chóng, khơng ảnh hưởng đến trình vận hành hệ thống hữu Trên sở kết phân tích trên, tiêu tài – kinh tế đạt yêu cầu, đầu tư cải tạo trạm không người trực mang lại hiệu cho chủ đầu tư cho xã hội, lợi ích tài khơng cao lâu dài triển khai thực vận hành trạm khơng người trực cho tồn trạm hiệu tài cao Việc ứng dụng thực tế trạm 110kV Hội An, đánh giá tiêu kinh tế, kỹ thuật sau hoàn thành đưa vào vận hành không người trực 56 KẾT LUẬN 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 thành không người trực đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đơn vị quản lý vận hành, phù hợp với nguồn vốn huy động cho giai đoạn, nhóm trạm khác Đề tài "Nghiên cứu đề xuất chuyển đổi TBA 110kV Hội An thành TBA không người trực" với mục đích chuyển đổi TBA 110kV Hội An thành TBA không người trực để thực lộ trình trạm khơng người trực ngành điện, đáp ứng tốn tối ưu hóa vận hành lưới điện 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 thống 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 cho trạm có hệ thống điều khiển tích hợp, 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 trạm điều khiển tích hợp, đảm bảo yêu cầu vận hành từ xa, kết nối liệu đến Trung tâm điều khiển Kết phân tích cho nhóm trạm với giải pháp cho thấy đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, nhiên giải pháp có mức đầu tư khác nhau, đáp ứng nhu cầu khác cho đơn vị quản lý vận hành Tùy theo tình hình thực tế nguồn vốn đầu tư, yêu cầu khai thác liệu đơn vị quản lý mà lựa chọn giải pháp phù hợp với điều kiện thực tế trạm Một số kiến nghị: Để đẩy mạnh q trình đại hóa hệ thống điện, chuyển đổi hồn tồn trạm 110kV thành khơng người trực, cần quan tâm tiếp tục vấn đề sau: - Chuẩn hóa thiết kế xây dựng trạm không người trực phù hợp quy định, tiêu chuẩn hành - Có kế hoạch chi tiết thực chuyển trạm thành không người trực hạn chế ảnh hưởng đến vận hành hệ thống hữu, đảm bảo hiệu kinh tế cao - Kết nối đồng với hệ thống SCADA Trung tâm điều độ hệ thống điện theo hướng TBA 110kV không người trực - Trung tâm điều khiển - Trung tâm điều độ 57 - Hồn chỉnh quy trình vận hành, quy trình phối hợp xử lý TBA 110kV không người trực thống áp dụng cho hệ thống Do điều kiện khả thời gian có hạn, tài liệu tham khảo cịn hạn chế nên luận văn nêu giải số vấn đề liên quan đến việc cải tạo thu thập liệu TBA 110kV thành không người trực Khi giải pháp đề xuất lựa chọn áp dụng cho TBA 110kV Hội An tỉnh Quảng Nam, sau thực tiến hành đánh giá thực tế vận hành từ làm sở tiếp tục thực cho trạm khác DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt: [1] Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế (2015), Báo cáo kinh tế kỹ thuật đầu tư xây dựng cơng trình Thiết lập TTĐK Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế cải tạo TBA 110kV kết nối với TTĐK [2] Công ty TNHH MTV Điện lực Đà Nẵng (2015), Báo cáo kinh tế kỹ thuật đầu tư xây [3] dựng cơng trình Xây dựng trung tâm điều khiển hệ thống điện Đà Nẵng Trương Thế Nhân (2013), Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải tạo TBA 110kV [4] tỉnh Bình Định thành TBA tự động hóa, Luận văn thạc sỹ Tập đoàn Điện lực Việt Nam (2015), Định hướng phát triển Trung tâm điều khiển [5] xa TBA không người trực ban hành kèm theo văn số 4725/EVN-KTSX ngày 11/11/2015 Tập đoàn điện lực Việt Nam (2016), Quy định hệ thống điều khiển trạm biến áp [6] [7] [8] 500kV, 220kV, 110kV Tập đoàn Điện lực Quốc gia Việt Nam Tổng công ty Điện lực miền Trung (2014), Thiết kế kỹ thuật cơng trình Trung tâm điều khiển xa TBA 110kV thuộc dự án Tự động hố TBA 110kV Tổng cơng ty Điện lực miền Trung (2015), Quy định tiêu chí kỹ thuật xây dựng Trung tâm điều khiển TBA 110kV không người trực kèm định số 5231/QĐ-EVNCPC ngày 31/7/2015 Hồ Hy Vinh (2014), Tích hợp giao thức truyền thống với IEC 61850 tự động hóa trạm biến áp truyền tải điện, Luận văn thạc sỹ Tiếng Anh: [9] A.Leonardi, K.Mathioudakis, A.Wiesmaier, and F.Zeiger, Research Article "Towards the Smart Grid Substation Automation Architecture and Technologies" [10] Bruno Tiago Pires Morais (2013), Emerging Technologies and Future Trends in Substation Automation Systems for the Protection, Monitoring and Control of Electrical Substations Website: [11] http://icon.com.vn/vn-s83-123765-645/Xay-dung-tram-bien-ap-khong-nguoitruc-Con-nhieu-thach-thuc.aspx [12] http://www.dhd.com.vn/d4/news/Huong-toi-tram-bien-ap-khong-nguoi-trucdau-tien-cua-Viet-Nam-Kho-nhung-khong-nan 8-180.aspx [13] http://khpc.com.vn/131/6818/default.aspx ... TBA 110kV không người trực đến năm 2020, đề tài luận văn chọn "Nghiên cứu đề xuất chuyển đổi TBA 110kV Hội An thành TBA không người trực " Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu đề xuất chuyển đổi. .. hóa TBA 110kV Hội an Chương 2: Phân tích giải pháp, đề xuất chuyển đổi TBA 110kv Hội An không người trực tương lai Chương 3: Thực chuyển đổi TBA 110kV Hội An thành TBA không người trực 3 CHƯƠNG... lưới điện, số trạm biến áp 110kV Hội An trang bị hệ thống điều khiển bảo vệ tích hợp máy tính, bước chuyển đổi TBA 110kV Hội An thành TBA không người trực Trạm biến áp không người trực thuộc lĩnh