Đồ Án Thiết kế hệ thống SCADA cho trạm điện Hà Đông

MỤC LỤC
Mục lục 1
Chương 1 Giới thiệu về trạm biến áp 220 KV Hà Đông 3
1.1 Những chặng đường phát triển, đặc điểm, vai trò trạm biến áp 220 kV Hà Đông 3
1.1.1 Những chặng đường phát triển và đặc điểm của trạm. 3
1.1.2 Vai trò của trạm biến áp Hà Đông 3
1.2 Tìm hiểu chung về các thiết bị điện trong trạm biến áp 3
1.2.1 Máy biến áp 3
1.2.2 Dao cách ly 4
1.2.3 Máy cắt điện 4
1.2.4 Thanh cái 4
1.2.5 Máy biến dòng điện 4
1.2.6 Máy biến điện áp 4
1.2.7 Rơle bảo vệ 4
1.2.8 Các thiết bị chống sét 4
1.3 Cấu trúc trạm biến áp và các giải pháp công nghệ 5
1.3.1 Cấu trúc trạm biến áp 5
1.3.2 Các giải pháp công nghệ chính 5
1.3.2.1 Cấp cao áp 220 kV 5
1.3.2.2 Cấp cao áp 110 kV 6
1.3.2.3 Cấp trung áp 35 kV 7
1.3.2.4 Cấp trung áp 22 kV 7
1.3.2.5 Cấp trung áp 6 kV 8
1.4 Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị 8
1.4.1 Đặc tính kỹ thuật của thiết bị nhất thứ 8
1.4.1.1 Máy biến áp 8
1.4.1.2 Các thiết bị phân phối ngoài trời. 10
1.4.1.2.1 Máy cắt 10
1.4.1.2.2 Máy biến dòng điện, máy biến điện áp 11
1.4.1.2.3 Dao cách ly 13
1.4.1.2.4 Thiết bị chống sét 14
1.4.1.2.5 Rơ le bảo vệ so lệch máy biến áp 15
1.4.1.3 Thiết bị trong nhà 17
1.4.2 Đặc tính kỹ thuật của thiết bị nhị thứ 18
1.4.2.1 Thiết bị điều khiển 18
1.4.2.2 Thiết bị bảo vệ 19
1.5 Quy trình vận hành 20
1.5.1 Các thiết bị thuộc quyền điều khiển 20
1.5.2 Vận hành 20
1.5.3 Vận hành trạm khi có sự cố 21
Chương 2 Tìm hiểu hệ thống SCADA quản lý trạm điện 23
2.1 Khái niệm chung về SCADA/EMS/DM 23
2.1.1 SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) 23
2.1.2 Hệ thống quản lý năng lượng EMS (Energy Managment System) 23
2.1.3 Hệ thống DMS (Distribution Management System) 24
2.2 Điều khiển và giám sát 24
2.3 Thông tin liên lạc cho các hệ thống SCADA 26
2.4 Một số khái niệm về truyền số liệu 28
2.5 Các thành phần chức năng cơ bản 31
2.6 Các thiết bị chủ có chức năng giám sát 31
2.7 Các thiết bị ở xa có chức năng giám sát (RTU) 32
2.8 Nhật ký vận hành với hệ thống SCADA 33
2.9 Cơ chế thu thập tín hiệu đo lường của SCADA 33
Chương 3 Tìm hiểu về thiết bị điều khiển logic khả trình 35
3.1 Khái niệm về thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC) 35
3.2 Các module của PLC S7-300 35
3.3 Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ 37
3.4 Vòng quét chương trình 39
3.5 Cấu trúc chương trình 40
3.6 Tổ chức bộ nhớ CPU 42
3.7 Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng 43
3.8 Cấu trúc lệnh và trạng thái kết quả 44
Chương 4 Thiết kế hệ thống SCADA cho trạm điện 48
4.1 Mục tiêu đề ra đối với thiết kế hệ thống SCADA 48
4.2 Thiết bị phục vụ cho hệ thống SCADA 48
4.3 Tổng hợp tín hiệu cho từng cấp điện áp 50
4.3.1 Tín hiệu phần cao áp 220 kV 50
4.3.2 Tín hiệu phần cao áp 110 kV 51
4.3.3 Tín hiệu phần trung áp 35 kV 51
4.3.4 Tín hiệu phần trung áp 22 kV 52
4.3.5 Tín hiệu phần trung áp 6 kV 53
4.4 Tổng hợp tín hiệu cho từng PLC 53
4.4.1 Tín hiệu vào ra đối với PLC1 53
4.4.2 Tín hiệu vào/ra đối với PLC2 54
4.4.3 Tín hiệu vào/ra với PLC3 54
4.4.4 Tín hiệu vào/ ra đối với PLC4 54
4.5 Chọn cấu hình cứng cho từng PLC 55
4.6 Tạo cấu hình thiết bị HMI và xác đinh vùng truyền thông bằng SIMATIC ProTool 58
4.7 Lập trình cho PLC 59
Chương 5 thiết kế giao diện điều khiển 60
phụ lục 1 danh sách các biến vào ra của plc 73
phụ lục 2 Mã nguồn visual basic 89


CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP 220 KV HÀ ĐÔNG
1.1 Những chặng đường phát triển, đặc điểm, vai trò trạm biến áp 220 kV Hà Đông
1.1.1 Những chặng đường phát triển và đặc điểm của trạm.
- 1965 Trạm được đưa vào vận hành với cấp điện áp 35 kV.
- 1968 Trạm được xây dựng lên cấp điện áp 110 kV.
- 1982 Khởi công xây dựng mở rộng trạm lên cấp điện áp 220 kV và là trạm biến áp 220 kV đầu tiên của lưới điện miền Bắc.
- 1983 Đón nhận điện từ tổ máy số 1 nhà máy nhiệt điện Phả Lại hoà vào lưới điện miền Bắc. Sau đó trạm tiếp tục được mở rộng lắp đặt thiết bị đủ để đón nhận công suất của cả 4 tổ máy nhiệt điện Phả Lại phát lên cho lưới điện miền Bắc, đồng thời cung cấp điện ngược lên phục vụ thi công nhà máy thủy điện Hòa Bình.
- 1988 nhận điện từ tổ máy số 1 nhà máy thuỷ điện Hòa Bình phát lên.
- 1998 Nâng công suất các MBA trạm và tiến hành thay đổi các thiết bị mới theo công nghệ sản xuất mới, theo hướng hiện đại hoá-tự động hoá.
Sản lượng điện truyền qua trạm hàng năm hơn 1,3 tỷ kWh, tổn thất điện năng qua trạm dưới 0,8%. Hiện nay trạm đã đảm đương được các công việc đại tu các thiết bị máy cắt, TU, dao cách ly và các thiết bị khác đến cấp điện áp 35 kV, xử lý sự cố từ xa, đảm nhiệm việc xử lý các hư hỏng mạch điều khiển của các thiết bị trong trạm, cùng các trung tâm điều độ: A0, A1, B1, B10 xử lý nhanh, chính xác an toàn các sự cố trên lưới, đảm bảo việc cung cấp điện ổn định, liên tục, an toàn cho các phụ tải Hà Nội, Hà Tây và trên lưới điện miền Bắc.