Luận Văn Tìm hiểu tiêu chuẩn IEC 61850 áp dụng trong hệ thống điều khiển và bảo vệ trạm điện

Mục lục
Trang
Chương 1 1
MỞ ĐẦU
I.1. Đặt vấn đề . 1
I.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2
I.3. Nội dung thực hiện . 2
I.4. Phạm vi và giới hạn của đề tài 2
I.5. Phương pháp nghiên cứu . 2
Chương 2 3
TÌM HIỂU SƠ ĐỒ THỰC TẾ ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ CÁC TRẠM
HIỆN NAY
II.1. Khái niệm chung . 3
II.2. Ký hiệu nhận dạng khí cụ 4
II.2.1. Cấu trúc chung của 4 khối ký hiệu 4
II.2.2. Khối ký hiệu “mức ngăn” ( Higher level designation ) 5
II.2.3. Khối ký hiệu chỉ “ vị trí ” ( Location ) . 6
II.2.4. Khối ký hiệu “nhận dạng các hạng mục” ( Identification ( kind, number,
funtion of item ) 9
II.2.5. Khối ký hiệu “đấu nối, đầu cuối” ( Terminal ) . 13
II.3. Điều khiển và bảo vệ 15
II.3.1. Các chỉ danh của rơle đang sử dụng trong hệ thống điện theo ký hiệu
chuẩn của viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ ANSI . 15
II.3.2. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ đường dây và máy biến áp 17
II.3.3. Khoá liên động 18
II.3.4. Các loại hệ thống điều khiển 19
II.3.4.1. Điều khiển tại chỗ . 20
II.3.4.2. Điều khiển trực tiếp . 20
II.3.4.3. Điều khiển chọn lọc . 20
II.3.4.4. Điều khiển từ xa 20
II.3.5. Chỉ thị 21
II.3.6. Đo lường 21
II.4. Các sơ đồ điều khiển bảo vệ hiện nay dùng trong trạm .22
II.5. Điều khiển trạm đóng cắt bằng máy tính .23
II.5.1. Đại cương 23
II.5.2. So sánh hệ thống vi xử lý với hệ thống thứ cấp truyền thống . 23
II.5.3. Cấu trúc của các hệ thống điều khiển bằng máy tính . 25
II.6. Các loại rơle số đang vận hành trên lưới điện Việt Nam 27
II.6.1. ABB 27
II.6.2. Alstom . 28
II.6.3. Siemens . 28

108
II.6.4. SEL . 29
II.6.5. Giao tiếp giữa các rơle vận hành trong trạm . 29
Chương 3 31
TÌM HIỂU TIÊU CHUẨN IEC 61850
III.1. Các kỹ thuật truyền thông .31
III.2. Các điều kiện kỹ thuật dùng cho hệ thống điều khiển xa và các giao diện31
III.2.1. Giao diện đơn vị điều khiển xa / trạm biến áp 31
III.2.2. Các điều kiện chung đối với các trạm đóng cắt 33
III.2.3. Các lệnh 33
III.2.4. Các chỉ dẫn 33
III.2.5. Các trị số đo 34
III.2.6. Đọc dụng cụ đo . 34
III.2.7. Dây nối 34
III.2.8. Nguồn cung cấp, nơi đặt 35
III.3. Mạng máy tính .35
III.3.1. Dịch vụ truyền thông . 35
III.3.2. Tổng quan về mạng . 37
III.3.3. Phân loại mạng máy tính theo phạm vi địa lý . 38
III.3.4. Mạng cục bộ – LAN 39
III.3.5. Các kiểu (Topology) của mạng LAN 41
III.3.5.1. Mạng hình sao (Star Topology) . 41
III.3.5.2. Mạng hình tuyến (Bus Topology) 42
III.3.5.3. Mạng hình vòng (Ring Topology) . 42
III.3.5.4. Mạng kết hợp . 43
III.3.6. Các giao thức (Protocol) 43
III.3.7. Các chuẩn của mạng máy tính 44
III.3.8. Mạng ETHERNET 46
III.3.9. Các thiết bị kết nối chính của LAN . 47
III.3.9.1. Hub 47
III.3.9.2. Liên mạng (internetworking) 48
III.4. IEC 61850 .49
III.4.1. Giới thiệu về IEC 61850 . 49
III.4.2. Thách thức và mục tiêu của IEC 61850 51
III.4.3. Những đặc tính của tiêu chuẩn 55
III.4.4. Các tiêu chuẩn hoá về các nút logic 59
III.4.5. Ngôn ngữ cấu hình của trạm . 64
III.4.6. Những lợi ích của IEC 61850 65
Chương 4 71
THIẾT KẾ ÁP DỤNG CHO TRẠM 220KV CAO LÃNH
IV.1. Tổng quan trạm .71
IV.1.1. Máy biến áp 71
IV.1.2. Phía 220kV 71
IV.1.3. Phía 110kV 73

109
IV.1.4. Phía 22kV 74
IV.2. Các yêu cầu kỹ thuật thiết bị điều khiển và bảo vệ relay 74
IV.2.1. Thiết bị điều khiển 74
IV.2.1.1. Khoá liên động 74
IV.2.1.2. Khoá điều khiển và khoá chuyển mạch 75
IV.2.1.3. Báo động và chỉ thị 76
IV.2.2. Yêu cầu chung cho các rơle bảo vệ . 76
IV.2.2.1. Tổng quát . 76
IV.2.2.2. Chỉ thị 77
IV.2.2.3. Các tiếp điểm 77
IV.2.2.4. Nguồn cung cấp . 78
IV.2.2.5. Tự giám sát 78
IV.2.2.6. Ghi sự cố 78
IV.3. Yêu cầu kỹ thuật hệ thống điều khiển bằng máy tính 78
IV.3.1. Tổng quan về hệ thống 78
IV.3.2. Cấu hình và các yêu cầu chung cho hệ thống điều khiển . 80
IV.3.3. Cấu trúc logic hệ thống . 85
IV.3.4. Các yêu cầu về chức năng . 85
IV.3.4.1. Thu thập dữ liệu . 85
IV.3.4.2. Các dữ liệu tương tự . 86
IV.3.4.3. Dữ liệu trạng thái . 87
IV.3.4.4. Thông tin trình tự của các sự kiện (SOE) . 87
IV.3.4.5. Các dữ liệu dạng sóng . 88
IV.3.4.6. Các thông tin sự cố và chất lượng điện năng . 88
IV.3.4.7. Khả năng truy nhập vào các thiết bị IED 89
IV.3.4.8. Xử lý tín hiệu cảnh báo. 89
IV.3.4.9. Xử lý dữ liệu 90
IV.3.5. Cơ sở dữ liệu . 91
IV.3.5.1. Cơ sở dữ liệu trực tuyến . 91
IV.3.5.2. Hệ thống cơ sở dữ liệu quá khứ . 92
IV.3.5.3. Kho dữ liệu chung từ xa . 92
IV.3.6. Giao diện người sử dụng . 93
IV.3.6.1. Các màn hình sơ đồ một sợi trạm 94
IV.3.6.2. Màn hình hiển thị giá trị đo . 94
IV.3.6.3. Các màn hình cảnh báo . 95
IV.3.6.4. Bảng hiệu cảnh báo . 96
IV.3.6.5. Nhật ký trạm 96
IV.3.7. Thủ tục truyền tin và các giao thức truyền tin . 97
IV.3.7.1. Thiết bị IED và các thủ tục truyền tin . 97
IV.3.7.2. Giao diện EMS 97
IV.3.7.3. An ninh truy nhập 98
IV.3.8. Độ tin cậy, mức dự phòng, chuyển đổi khi hư hỏng, dự phòng thiết bị . 99
IV.4. Các yêu cầu bảo vệ .100
IV.4.1. Bảo vệ máy biến áp 220/110/22 KV . 100

110
IV.4.2. Bảo vệ ngăn lộ 220KV DO1, D02, D05, D06, D07 101
IV.4.3. Bảo vệ phân đoạn 220KV (Bus coupler) D3 . 101
IV.4.4. Bảo vệ ngăn lộ 220KV máy biến áp D04, D06 . 102
IV.4.5. Bảo vệ ngăn lộ 110KV EO1, E02, E03, E04, E07, E08, E10, E11 102
IV.4.6. Bảo vệ phân đoạn 110KV (Bus coupler) E05 . 103
IV.4.7. Bảo vệ ngăn lộ 110KV máy biến áp E06, E09 . 103
CHƯƠNG 5 105
KẾT LUẬN VÀ HƯƠNG PHÁT TRIỂN THỰC TIỂN
V.1. Kết luận 105
V.2. Hướng phát triển thực tiển 105