Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, việc ứng dụng công nghệ thông tin và tự động hóa vào công tác quản lý, vận hành hệ thống điện ngày càng trở nên cấp thiết. Tại Việt Nam, hệ thống lưới điện đang không ngừng mở rộng với sự gia tăng về số lượng đường dây, trạm biến áp (TBA) cũng như việc lắp đặt thêm các máy biến áp (MBA) số hai và các xuất tuyến trung áp nhằm đáp ứng nhu cầu phụ tải ngày càng cao. Mật độ các trạm biến áp tăng cao khiến cấu trúc lưới điện trở nên phức tạp, gây khó khăn cho công tác vận hành thủ công và duy trì độ ổn định của hệ thống.
Hiện nay, phần lớn các trạm biến áp cấp điện áp 110kV, 220kV và 500kV đã được đầu tư đồng bộ hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Các trạm 220kV, 500kV mới và một số trạm 110kV đã trang bị hệ thống điều khiển tích hợp máy tính nhằm phục vụ công tác giám sát, điều hành trực tiếp từ Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Miền và Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia. Tuy nhiên, tại nhiều trạm 110kV, dù các thiết bị đóng cắt như máy cắt, dao cách ly đã sử dụng công nghệ mới có khả năng kết nối điều khiển số, hệ thống điều khiển tại chỗ vẫn phụ thuộc vào phương thức truyền thống thông qua các khóa điều khiển cơ trên tủ bảng điện; đồng thời việc làm chủ công nghệ tự động hóa tích hợp còn gặp nhiều thách thức. Do đó, tác giả Khổng Bảo Đạt đã thực hiện khóa luận tốt nghiệp kỹ sư/cử nhân ngành Điện Tự Động tại Trường Đại học Duy Tân (năm 2022) với đề tài: "Thu thập dữ liệu và điều khiển thông số trạm biến áp thông qua SCADA".
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài:
- Tìm hiểu nguyên lý hoạt động, cấu trúc phần cứng và phần mềm của hệ thống SCADA trong lưới điện phân phối.
- Tìm hiểu các thiết bị đóng cắt, đo lường có khả năng truyền thông kết nối mạng trong trạm biến áp 110kV.
- Tính toán, lựa chọn các thiết bị điện nhất thứ cho trạm biến áp 110kV công suất $2 \times 25\text{ MVA}$.
- Xây dựng chương trình điều khiển trên bộ điều khiển lập trình PLC Siemens S7-1200 để thu thập dữ liệu đo lường từ đồng hồ đa năng Selec MFM 383C qua mạng truyền thông Modbus RTU (RS485).
- Thiết kế giao diện giám sát, thu thập dữ liệu và điều khiển các thiết bị đóng cắt trạm biến áp trên phần mềm SCADA InTouch Wonderware thông qua trình điều khiển trung gian SIDirect DAServer.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Bộ điều khiển lập trình PLC Siemens S7-1200 (CPU 1214C AC/DC/Rly), module truyền thông CM 1241 RS422/485, đồng hồ đo điện năng đa năng Selec MFM 383C, phần mềm lập trình TIA Portal, phần mềm SCADA InTouch Wonderware và phần mềm trung gian SIDirect DAServer; các thiết bị đóng cắt và bảo vệ trạm 110kV (máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, biến dòng điện, biến điện áp, chống sét van).
- Phạm vi nghiên cứu: Mô hình trạm biến áp 110kV gồm 2 máy biến áp 25MVA (cấp điện áp 110/35/10kV hoặc 115/35/22kV), giới hạn trong phạm vi thu thập dữ liệu đo lường công suất, điện áp, dòng điện, tần số và mô phỏng thuật toán đóng/cắt thiết bị mạch lực.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và mô hình hệ thống SCADA
Khóa luận dựa trên lý thuyết điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu tự động hóa trạm điện. Hệ thống SCADA lưới điện phân phối được chia thành 3 bộ phận chính:
- Bộ phận điều khiển mạng lưới (Network Control Level): Làm việc dựa trên giao diện người - máy (HMI/GUI) đặt tại phòng điều khiển trung tâm hoặc thông qua máy tính xách tay từ xa (Remote Terminal Level) kết nối qua modem/mạng viễn thông.
- Bộ phận hệ thống thông tin liên lạc (Remote Communication System Level): Hệ thống truyền dẫn đa phương tiện gồm cáp quang (FO), vi ba (MW), tải ba (PLC), sóng siêu cao tần (UHF), mạng PSTN, GPS, GPRS truyền số liệu giữa trung tâm điều khiển và các thiết bị hiện trường.
- Bộ phận tự động hóa trạm và các nút điều khiển (Substation Level and Field Station): Gồm các thiết bị đầu cuối RTU (Remote Terminal Unit) và thiết bị điện tử thông minh IED (Intelligent Electronic Device) đặt tại trạm để thu thập thông tin và thực thi lệnh đóng cắt thiết bị (máy cắt, dao cách ly, recloser).
Dữ liệu trao đổi trong hệ thống SCADA trạm điện bao gồm 3 nhóm:
- Dữ liệu trạng thái (Remote Signalling - RS): Vị trí đóng/mở của máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, khóa điều khiển từ xa/tại chỗ, tín hiệu cảnh báo sự cố rơle.
- Dữ liệu tương tự (Remote Measuring - RM): Công suất tác dụng ($P$), công suất phản kháng ($Q$), điện áp ($U$), dòng điện ($I$), tần số ($F$), vị trí nấc phân áp máy biến áp.
- Dữ liệu tích lũy: Điện năng tác dụng ($\text{kWh}$), điện năng phản kháng ($\text{kVAh}$, $\text{kVArh}$).
Phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu
Tác giả kết hợp phương pháp tính toán kỹ thuật theo quy chuẩn ngành điện và phương pháp thực nghiệm thiết kế hệ thống điều khiển:
- Phương pháp tính toán lựa chọn thiết bị nhất thứ: Dựa trên các điều kiện kỹ thuật tiêu chuẩn của hệ thống điện: điện áp định mức ($U_{đm} \ge U_{mạng}$), dòng điện làm việc cưỡng bức ($I_{đm} \ge I_{lvcb}$), điều kiện ổn định nhiệt ($I_{ôđn}^2 \cdot t \ge B_N$), điều kiện ổn định lực điện động ($i_{lđđ} \ge i_{xk}$), và dòng cắt định mức ($I_{cắt} \ge I''$).
- Phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển và truyền thông số: Thiết lập cấu hình phần cứng PLC Siemens S7-1200, lập trình xử lý giao thức Modbus RTU trên cổng nối tiếp RS485 bằng tập lệnh chuyên dụng trong môi trường TIA Portal V15.
- Phương pháp tích hợp phần mềm SCADA: Xây dựng cơ sở dữ liệu thẻ (Tagname Dictionary) trên InTouch Wonderware, cấu hình liên kết truyền thông công nghiệp thời gian thực qua máy chủ dữ liệu SIDirect DAServer.
Thiết kế và triển khai
Khóa luận tiến hành thiết kế phần cứng mạch lực trạm biến áp 110kV và xây dựng hệ thống điều khiển, giám sát tự động hóa theo kiến trúc PLC - SCADA.
Lựa chọn và tính toán thiết bị trạm biến áp 110kV
Trạm biến áp được thiết kế với 2 máy biến áp $T_1$ và $T_2$ công suất định mức mỗi máy là $25\text{ MVA}$, cấp điện áp 115/35/22kV (hoặc 110/35/10kV), tổ đấu dây $Y_0/\Delta/Y_0$. Phía 110kV nhận nguồn từ đường dây 172E15; phía 35kV có các lộ xuất tuyến 372E15.11, lộ dự phòng và lộ tự dùng 342E15.11 qua máy biến áp tự dùng TD32 ($35\text{kV}/100\text{kW}$); phía hạ áp có các lộ xuất tuyến 972E15.11, lộ dự phòng 974E15.11 và lộ tự dùng 942E15.11 qua TD92 ($11\text{kV}/100\text{kW}$).
| Loại thiết bị |
Mã hiệu / Hãng sản xuất |
Thông số kỹ thuật danh định |
| Máy cắt cao áp 110kV |
3AP1FG (Siemens) |
$U_{đm} = 123\text{ kV}$, $I_{đm} = 2500\text{ A}$, $f = 50\text{ Hz}$, dòng cắt ngắn mạch $I_N = 40\text{ kA}$ ($t_k = 3\text{ s}$), dập hồ quang khí $\text{SF}6$ ở áp suất $P{\text{SF}_6} = 6\text{ bar}$. |
| Máy biến dòng điện (BI/TI) |
ATH-123kV (phía 110kV)
CT35-2C1O1C (phía 35kV)
CT23-2C1O1C (phía 22kV) |
Phía 110kV: $123\text{ kV}$, tỷ số biến $200/1\text{ A}$, cấp chính xác 5P, dòng làm việc $140\text{ A}$, bội số ổn định nhiệt $60/1$.
Phía 35kV: $35\text{ kV}$, tỷ số $400/1\text{ A}$, dòng làm việc $419\text{ A}$.
Phía 22kV: $22\text{ kV}$, tỷ số $600/1\text{ A}$, dòng làm việc $702\text{ A}$. |
| Máy biến điện áp (BU/TU) |
DDB 123 (Arteche) |
Lắp đặt ngoài trời, $U_{đm} = 110\text{ kV}$, điện áp làm việc lớn nhất cho phép $U_{max} = 123\text{ kV}$, tần số $50\text{ Hz}$. |
| Chống sét van (CSV) |
SB96/10.2 (Đức - phía 110kV)
VRISTAR (Mỹ - phía 35kV)
SB30/10-1-3 (Đức - phía 22kV) |
CSV 110kV: $U_{đm} = 110\text{ kV}$, $U_{vận\ hành\ liên\ tục} = 115\text{ kV}$, $U_{hệ\ thống\ max} = 120\text{ kV}$.
CSV 35kV: $U_{đm} = 35\text{ kV}$, $U_{vận\ hành\ max} = 36\text{ kV}$, $U_{hệ\ thống\ max} = 36{,}5\text{ kV}$.
CSV 22kV: $U_{đm} = 22\text{ kV}$, $U_{vận\ hành\ max} = 22{,}5\text{ kV}$, $U_{hệ\ thống\ max} = 23\text{ kV}$. |
| Dao cách ly & Dao tiếp địa |
DS/1ES 123kV 1250A (DCL)
SR 16201 (Dao tiếp địa) |
Dao cách ly 110kV loại 3 cực 1 lưỡi tiếp đất, dòng định mức $1250\text{ A}$, truyền động cơ, mở ngang. |
| Rơle bảo vệ |
MiCOM P142 |
Rơle kỹ thuật số bảo vệ quá dòng và tích hợp giám sát điều khiển. |
Cấu hình phần cứng thu thập và điều khiển
- Bộ điều khiển lập trình: Sử dụng PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C AC/DC/Rly (mã sản phẩm 6ES7214-1BE40-0XB0), cấp bảo vệ IP20, tích hợp 14 ngõ vào số (DI), 10 ngõ ra rơle (DQ), 2 ngõ vào tương tự (AI) dải $0 - 10\text{ V}$, bộ nhớ dữ liệu/chương trình $50\text{ KB}$, tích hợp 1 cổng truyền thông PROFINET (RJ45).
- Module truyền thông mở rộng: CM 1241 RS422/485 (mã 6ES7-241-1CH32-0XB0) ghép nối trực tiếp bên trái CPU S7-1200, hỗ trợ chuẩn truyền thông Modbus RTU, USS, Freeport; nguồn cấp 24VDC lấy trực tiếp từ rack PLC.
- Đồng hồ đo đa năng: Selec MFM 383C hỗ trợ lưới 3 pha 4 dây, 3 pha 3 dây, 2 pha 3 dây và 1 pha 2 dây; đo các thông số $V$, $A$, $\text{Hz}$, $\text{PF}$, $\text{kW}$, $\text{kVA}$, $\text{kVAr}$, $\text{kWh}$, $\text{kVAh}$, $\text{kVArh}$; độ chính xác cấp 1; hỗ trợ cổng truyền thông nối tiếp Modbus RS485.
Lập trình PLC và thiết kế giao diện SCADA
Chương trình PLC được viết trên phần mềm TIA Portal V15 gồm 3 khối logic chính:
- Khối OB1 (Main): Khối điều hành chính, thực hiện quét vòng và gọi các khối chương trình con.
- Khối FC1 (Read): Thực thi thuật toán đọc dữ liệu Modbus RTU từ đồng hồ Selec MFM 383C.
- Khối FC2 (Đóng cắt): Thực thi lệnh điều khiển đóng/cắt các máy cắt và dao cách ly bằng tay hoặc tự động qua các biến nội và ngõ ra rơle.
Hai khối lệnh chuẩn được sử dụng để điều khiển truyền thông Modbus:
MB_COMM_LOAD: Thiết lập cổng truyền thông CM 1241 (Port ID = 269, tốc độ Baud = 9600, Parity = 0 - None, trỏ đến khối dữ liệu MB_DB là DB2, kích hoạt bằng cờ M0.0).MB_MASTER: Gửi khung truyền yêu cầu đọc dữ liệu xuống Slave (địa chỉ Slave MB_ADDR = 5, chế độ MODE = 0 để đọc, địa chỉ thanh ghi bắt đầu DATA_ADDR = 30002 để ánh xạ thanh ghi dữ liệu của MFM 383C, chiều dài thanh ghi DATA_LEN = 60 words, vùng đệm lưu dữ liệu DATA_PTR đặt tại DB3, kích hoạt bằng xung M1.5).
Hệ thống giao diện người - máy được xây dựng trên phần mềm InTouch Wonderware, kết nối với PLC S7-1200 thông qua máy chủ dữ liệu SIDirect DAServer qua giao thức TCP/IP Ethernet. Giao diện trực quan hóa sơ đồ một sợi của trạm biến áp, hiển thị trạng thái đóng/mở của các máy cắt, dao cách ly, hiển thị các giá trị đo lường thời gian thực ($U, I, P, Q, F$) và bố trí các nút ấn điều khiển đóng cắt từ xa.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống SCADA lưới điện phân phối và ứng dụng thực tế
Chương này trình bày lịch sử hình thành, định nghĩa và nguyên tắc làm việc của hệ thống SCADA trong công nghiệp nói chung và hệ thống điện nói riêng. Tác giả phân tích cấu trúc phân tầng SCADA lưới điện phân phối gồm cấp điều khiển mạng lưới, cấp thông tin liên lạc và cấp trạm/hiện trường. Nội dung chương nêu rõ vai trò của các thiết bị phần cứng (máy tính công nghiệp IPC, RTU, IED, Switch, máy in, đồng hồ chủ GPS) và các phân hệ phần mềm (phần mềm giám sát điều khiển thời gian thực, quản lý cơ sở dữ liệu, quản lý nhu cầu phụ tải DMS, sa thải phụ tải tự động). Bên cạnh đó, chương 1 xác định rõ các mục tiêu và nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể mà đề tài cần giải quyết.
Chương 2: Tổng quan về trạm biến áp 110kV
Chương 2 đi sâu vào cấu trúc và hiện trạng vận hành của trạm biến áp 110kV trong hệ thống điện Việt Nam. Tác giả trình bày sơ đồ cung cấp điện từ lưới truyền tải 220kV xuống trạm 110kV và hạ áp xuống các cấp điện áp phân phối 35kV, 22kV và 10kV. Chương này phân tích chi tiết cấu tạo, nguyên lý làm việc và phương pháp tính toán lựa chọn các thiết bị điện nhất thứ bao gồm: máy biến áp lực $25\text{ MVA}$, máy cắt cao áp $\text{SF}_6$ 3AP1FG của Siemens, máy biến dòng điện ATH-123kV và dòng CT, máy biến điện áp DDB 123 của Arteche, hệ thống chống sét van phân cấp (110kV, 35kV, 22kV), dao cách ly DS/1ES 123kV 1250A, dao tiếp địa SR 16201 và rơle bảo vệ kỹ thuật số MiCOM P142. Sơ đồ nối điện một sợi của trạm biến áp 110kV được thiết lập hoàn chỉnh kèm theo phân bố các lộ xuất tuyến và tự dùng.
Chương 3: Thiết kế giao diện SCADA và chương trình điều khiển và xây dựng mô hình
Nội dung trọng tâm của chương 3 là quá trình thiết kế, tích hợp và lập trình hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển. Tác giả trình bày các thông số kỹ thuật của PLC Siemens S7-1200 (CPU 1214C), module CM 1241 và đồng hồ Selec MFM 383C; hướng dẫn từng bước cấu hình phần cứng trong TIA Portal V15 từ việc đặt địa chỉ IP, cấu hình baudrate/parity đến gán biến bộ nhớ. Chi tiết lập trình Modbus RTU được giải thích thông qua 2 khối hàm MB_COMM_LOAD và MB_MASTER kèm theo bảng phân bổ vùng nhớ, danh mục tagname điều khiển đóng cắt bằng tay và tagname đọc thông số đo lường. Chương này cũng trình bày quy trình thiết lập máy chủ truyền thông SIDirect DAServer để liên kết dữ liệu giữa PLC S7-1200 và phần mềm InTouch Wonderware, hoàn thiện các màn hình giao diện giám sát vận hành trạm.
Chương 4: Đánh giá kết quả và hướng phát triển đề tài
Chương cuối cùng tổng kết các kết quả kỹ thuật đã đạt được của đề tài đối chiếu với các mục tiêu ban đầu trong phiếu giao nhiệm vụ. Tác giả chỉ ra các điểm hạn chế về mặt phần cứng thực nghiệm và môi trường mô phỏng trong phòng thí nghiệm, đồng thời đề xuất các định hướng nâng cấp hệ thống trong tương lai.
Kết quả và đóng góp
Kết quả kỹ thuật đạt được
- Thiết kế kỹ thuật trạm 110kV: Hoàn thành tính toán và lựa chọn đồng bộ các thiết bị mạch lực chính cho trạm biến áp 110kV công suất $2 \times 25\text{ MVA}$, đáp ứng các tiêu chuẩn ổn định nhiệt, ổn định động và khả năng cắt ngắn mạch $40\text{ kA}$.
- Giao tiếp truyền thông Modbus RTU: Cấu hình và lập trình thành công module CM 1241 trên PLC S7-1200 kết nối với đồng hồ đa năng Selec MFM 383C qua mạng RS485; đọc chính xác 60 words dữ liệu chứa toàn bộ thông số $U, I, F, P, Q, S, \text{PF}$ và lưu trữ vào Data Block (DB3) của PLC.
- Chương trình điều khiển logic: Xây dựng hoàn chỉnh chương trình điều khiển trên TIA Portal V15 với cấu trúc phân khối (OB1, FC1, FC2), cho phép xử lý tín hiệu đóng/cắt các máy cắt và dao cách ly tin cậy.
- Tích hợp giao diện SCADA: Thiết kế giao diện điều khiển giám sát HMI/SCADA trực quan trên InTouch Wonderware, kết nối ổn định với PLC S7-1200 qua máy chủ SIDirect DAServer, hiển thị thời gian thực các thông số vận hành và trạng thái thiết bị đóng cắt trạm 110kV.
Đóng góp của đề tài
- Cung cấp giải pháp mẫu hoàn chỉnh về mặt kỹ thuật cho việc chuyển đổi, nâng cấp mô hình điều khiển giám sát trạm biến áp truyền thống sang hệ thống SCADA sử dụng các thiết bị điều khiển khả trình (PLC) phổ biến và phần mềm công nghiệp chuẩn mực.
- Hệ thống hóa các bước thiết lập truyền thông công nghiệp Modbus RTU giữa PLC Siemens S7-1200 và đồng hồ đo điện đa chức năng, làm tài liệu kỹ thuật tham khảo cho việc tích hợp thiết bị đo lường vào mạng SCADA.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế
- Khóa luận mới dừng lại ở mức độ xây dựng mô hình thực nghiệm và mô phỏng điều khiển thu thập dữ liệu trong phòng thí nghiệm; chưa được triển khai thử nghiệm trên lưới điện thực tế với các điều kiện nhiễu công nghiệp và sự cố lưới thực.
- Hệ thống chưa tích hợp liên kết trực tiếp với các rơle bảo vệ kỹ thuật số chuyên dụng (như MiCOM P142) qua các giao thức truyền thông tiêu chuẩn trạm biến áp chuyên sâu mà chủ yếu thu thập số liệu qua cổng Modbus của đồng hồ đo lường.
- Các tính năng nâng cao của SCADA/DMS như tính toán phân bố trào lưu công suất, tự động hóa sa thải phụ tải theo tần số/điện áp và quản lý sự cố tự động chưa được lập trình hoàn thiện trên phần mềm InTouch.
Hướng phát triển
- Nâng cấp giao thức truyền thông của hệ thống theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 61850 phục vụ cho trạm biến áp kỹ thuật số và tự động hóa trạm không người trực (Unmanned Substation).
- Tích hợp thêm các bộ rơle kỹ thuật số bảo vệ so lệch, quá dòng vào mạng truyền thông để giám sát toàn diện bản ghi sự cố (fault recorder) và cảnh báo tác động bảo vệ.
- Xây dựng hệ thống lưu trữ dữ liệu lịch sử (Historian Server), phát triển chức năng xuất báo cáo định kỳ tự động và cảnh báo qua tin nhắn/email cho kỹ sư vận hành.
Giá trị tham khảo
Khóa luận là tài liệu tham khảo phù hợp cho sinh viên, giảng viên và kỹ sư thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật Điện, Hệ thống Điện, Điện Tự Động Hóa và Điều khiển - Tự động hóa công nghiệp.
Các nội dung có giá trị ứng dụng cao bao gồm:
- Quy trình tính toán lựa chọn thiết bị nhất thứ cho trạm biến áp 110kV ($25\text{ MVA}$).
- Phương pháp cấu hình và lập trình khối hàm
MB_COMM_LOAD, MB_MASTER trên TIA Portal để đọc dữ liệu qua cổng RS485.
- Hướng dẫn cấu hình kết nối giữa phần mềm SCADA InTouch Wonderware và PLC S7-1200 thông qua máy chủ dữ liệu SIDirect DAServer.
Câu hỏi thường gặp
1. Khối lệnh MB_COMM_LOAD và MB_MASTER trong PLC S7-1200 được cấu hình với các tham số kỹ thuật cụ thể nào?
Trong TIA Portal, khối MB_COMM_LOAD được gán cổng PORT = 269 (ID của module CM 1241), tốc độ truyền BAUD = 9600 bps, kiểm tra chẵn lẻ PARITY = 0 (None), và con trỏ MB_DB trỏ tới DB2. Khối MB_MASTER được cấu hình với địa chỉ Slave MB_ADDR = 5, chế độ MODE = 0 (chế độ đọc), địa chỉ thanh ghi bắt đầu DATA_ADDR = 30002, số lượng thanh ghi cần đọc DATA_LEN = 60 words, và vùng nhớ đệm lưu dữ liệu DATA_PTR trỏ về DB3.
2. Vì sao địa chỉ thanh ghi bắt đầu (DATA_ADDR) trên khối MB_MASTER được gán giá trị 30002?
Địa chỉ dữ liệu đo lường ban đầu của đồng hồ Selec MFM 383C bắt đầu từ vùng nhớ 30000. Trong khi đó, chuẩn định dạng địa chỉ Modbus Input Register của tập lệnh Siemens bắt đầu từ 30001. Do đó, tác giả thiết lập giá trị DATA_ADDR là 30002 để khớp offset và trích xuất chính xác các thanh ghi dữ liệu cần thiết từ đồng hồ.
3. Máy cắt cao áp 110kV được lựa chọn trong đề tài có mã hiệu và thông số kỹ thuật định mức như thế nào?
Máy cắt cao áp 110kV được lựa chọn là loại 3AP1FG do hãng Siemens sản xuất. Thiết bị có dòng điện định mức $I_{đm} = 2500\text{ A}$, điện áp định mức $U_{đm} = 123\text{ kV}$, tần số $f = 50\text{ Hz}$, khả năng chịu dòng ngắn mạch $I_N = 40\text{ kA}$ trong thời gian $t_k = 3\text{ s}$, và sử dụng môi trường khí $\text{SF}6$ để dập hồ quang với áp suất làm việc $P{\text{SF}_6} = 6\text{ bar}$.
4. Phần mềm SCADA InTouch Wonderware kết nối với PLC Siemens S7-1200 thông qua công cụ trung gian nào?
Hệ thống sử dụng phần mềm máy chủ dữ liệu SIDirect DAServer (Data Access Server). SIDirect đóng vai trò làm cầu nối giao tiếp chuyển đổi giao thức mạng Ethernet TCP/IP từ PLC S7-1200 sang chuẩn dữ liệu mà InTouch Wonderware có thể đọc/ghi trực tiếp vào Tagname Dictionary.
5. Trạm biến áp 110kV trong đề tài được thiết kế với quy mô công suất và cấu trúc xuất tuyến ra sao?
Trạm được trang bị 2 máy biến áp $T_1$ và $T_2$ công suất $25\text{ MVA}$ mỗi máy (tổng công suất $50\text{ MVA}$). Phía 110kV nhận nguồn từ đường dây 172E15; phía 35kV có 3 xuất tuyến (bao gồm lộ công tác 372E15.11, lộ dự phòng và lộ tự dùng 342E15.11 qua máy biến áp tự dùng TD32 $35\text{kV}/100\text{kW}$); phía 10kV gồm 3 lộ xuất tuyến (lộ 972E15.11, lộ dự phòng 974E15.11 và lộ tự dùng 942E15.11 qua TD92 $11\text{kV}/100\text{kW}$).
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Khổng Bảo Đạt đã nghiên cứu và giải quyết thành công bài toán thu thập dữ liệu đo lường và điều khiển thiết bị đóng cắt trạm biến áp 110kV thông qua hệ thống SCADA. Bằng việc kết hợp bộ điều khiển lập trình PLC Siemens S7-1200, module CM 1241 truyền thông Modbus RTU với đồng hồ Selec MFM 383C và phần mềm InTouch Wonderware, đề tài đã xây dựng được mô hình tự động hóa giám sát thời gian thực ổn định và trực quan. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho việc học tập, nghiên cứu và ứng dụng tự động hóa trong quản lý vận hành lưới điện phân phối.
