Đặt vấn đề Việc xây dựng các trạm biến áp (110 kV, 220 kV, 500 kV) không người trực là yêu cầu cần thiết trong quá trình hiện đại hóa, tăng cường khả năng truyền tải và độ an toàn, tin cậy cho hệ thống điện Quốc gia. Tập đoàn Điện lực Việt Nam và một số đơn vị thành viên như Tổng Công ty Điện lực miền Nam (EVNSPC), Tổng Công ty Điện lực TP Hồ Chí Minh (EVNHCMC), Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia (NPT) nghiên cứu xây dựng các trạm biến áp truyền tải, trạm biến áp phân phối không người trực là yêu cầu cần thiết trong quá trình hiện đại hóa. Hiện nay, để đáp ứng yêu cầu hiện đại hóa, nâng cao độ tin cậy trong vận hành lưới điện thuộc Tổng Công ty Điện lực TP Hồ Chí Minh quản lý, EVNHCMC đã và đang triển khai thí điểm cải tạo một số trạm biến áp 110kV vận hành có người trực thành trạm biến áp vận hành ít người trực hoặc không người trực như: Trạm biến áp 110kV Láng Cát; Trạm biến áp 110kV Bình Trị Đông; Trạm biến áp 110kV Tân Bình 3; Trạm biến áp 110kV Tân Sơn Nhất; Trạm biến áp 110kV Tân Quy; Trạm biến áp 110kV Phú Mỹ Hưng A; Trạm biến áp 110kV Đa Kao. Tính cấp thiết của đề tài Để đưa vào vận hành các trạm biến áp ở chế độ không người trực vận hành cần xây dựng bộ tiêu chí trạm biến áp 110kV không người trực vận hành cho các trạm xây dựng mới, cũng như phương án cải tạo các trạm hiện hữu để tiến tới thực hiện trạm không người trực vận hành.
Với quy mô lưới điện 110kV, 220kV ngày càng phát triển, việc quản lý vận hành lưới điện theo phương pháp hiện nay sẽ cần rất nhiều nhân lực để vận hành lưới điện. Để giảm chi phí vận hành và để tăng cường độ ổn định lưới điện, cần thiết phải thực hiện từng bước tự động hóa trong công tác vận hành các trạm biến áp 110kV trên địa bàn Tổng Công ty Điện lực TPHCM (EVNHCMC) quản lý nói riêng và trên cả nước nói chung. Nhiệm vụ của luận văn Nghiên cứu đề xuất giải pháp xây dựng mới trạm biến áp không người trực vận hành, cải tạo nâng cấp trạm 110kV hiện hữu đáp ứng được yêu cầu vận hành không người trực. Qua đó từng bước tiến đến trạm không người trực đúng theo tiêu chí của Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam (EVN) và chiến lược phát triển lưới điện của Tổng Công Ty Điện Lực Thành phố Hồ Chí Minh (EVNHCMC) trong giai đoạn hiện nay.
Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu cần bám sát và nhằm đạt được các mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu các thiết bị trong trạm biến áp. Nghiên cứu về hệ thống thông tin liên lạc, SCADA. Nghiên cứu về hệ thống thu thập dự liệu trung tâm. Nghiên cứu hệ thống an ninh bảo vệ, camera.
Nghiên cứu về hệ thống PCCC tự động. Phƣơng pháp nghiên cứu Để giải quyết những vấn đề được đề cập đến trong đề tài, tác giả luận văn đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây: Nghiên cứu tổng quan về lưới điện TP Hồ Chí Minh, hiện trạng các trạm biến áp 110kV đang vận hành, hệ thống SCADA trung tâm, … trên lưới điện khu vực TPHCM. Đề xuất giải pháp và việc ứng dụng công nghệ để xây dựng tiêu chí trạm biến áp không người trực vận hành, đáp ứng bài toán tối ưu hóa cho hệ thống điện. Phân tích tính kinh tế - tài chính, đánh giá các phương án, đề xuất giải pháp tối ưu khi áp dụng tiêu chí trạm biến áp ít người trực hoặc không người trực vận hành.
Ứng dụng thiết kế mới trạm biến áp 110kV Tham Lương không người trực vận hành. Đề xuất giải pháp cải tạo các trạm biến áp hiện hữu đáp ứng yêu cầu trạm biến áp không người trực vận hành. 3 CHƢƠNG 2 - LƢỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ HÔ CH1 MINH 2. Tổng quan về lƣới điện khu vực Thành phố Hồ Chí Minh 2.
Về nguồn điện Nhà máy điện trên địa bàn TPHCM: Nhiệt điện Thủ Đức, thuộc EVN công suất đặt 157MW (2x62+lx33)MW, công suất khả dụng 153MW, sử dụng dầu FO. Tua bin khí Thủ Đức, thuộc EVN, công suất đặt 104.5)MW, công suất khả dụng 94MW, sử dụng dầu DO, nhà máy phát lên thanh cái 110kV trạm 220kV Thủ Đức, trong các chế độ vận hành bình thường của hệ thống các nhà máy này không được huy động do giá thành cao. Nhà máy điện Hiệp Phước, thuộc Công ty Điện lực Hiệp Phước với công suất 375MW (3x125)MW - 15/110kV, sử dụng dầu FO. Hiện tại NMĐ phát điện phần lớn bán cho EVN, phần còn lại bán điện trực tiếp cho KCX.Tân Thuận, KCN.Hiệp Phước và khu đô thị mới Phú Mỹ Hưng.
Danh mục các nguồn điện cấp cho địa bàn TP. Hồ Chí Minh được trình bày cụ thể trong bảng sau: Bảng 2. Danh sách các nhà máy điện cung cấp cho khu vực TPHCM STT Nhà máy điện Công suất đặt (MW) Nhiên liệu 1 Nhiệt điện dầu Thủ Đức 157.00 FO 2 Gasturbin Thủ Đức 104.50 DO 3 Hiệp Phước 375.00 Khí 4 Thủy điện Trị An 400.00 Nước 5 Phú Mỹ 4,166.20 Khí 6 Nhơn Trạch 1 450.00 Khí 7 Nhơn Trạch 2 750. Về lƣới điện Lưới điện truyền tải cấp điện cho khu vực TPHCM bao gồm các trạm biến áp và đường dây ở cấp điện áp 500 kV, 220 kV, 110kV, hệ thống lưới trung thế 22kV.
Lƣới điện 500kV Các ĐD 500kV cấp điện cho TPHCM được bố trí liên kết mạch vòng xung quang thành phố từ Phú Mỹ - Sông Mây – Tân Định – Cầu Bông – Phú Lâm – Nhà Bè – 4 Phú Mỹ. Đây là mạch vòng ngoài cấp điện quan trọng cho TPHCM và khu vực phụ cận, các đường dây này thuộc quản lý của Công ty Truyền tải Điện 4. Khối lượng đường dây 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM vào khoảng 1582km đường dây (quy về 1 mạch) cụ thể như sau: Bảng 2. Khối lượng đường dây 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM Dây dẫn Số mạch x chiều dài TT Tên ĐD 500kV tƣơng đƣơng (km) 1 ĐăkNông - Cầu Bông 4xACSR330 1 x 178 2 Phú Lâm – Cầu Bông 4xACSR330 1 x 49.1 3 Tân Định - Sông Mâ y 4xACSR330 2 x 41 4 Sông Mây - Phú Mỹ 4xACSR330 2 x 65.9 5 Nhà Bè – Phú Mỹ 4xACSR330 2 x 42.6 6 Nhà Bè - Phú Lâm 4xACSR330 1 x 16.4 7 Nhà Bè-Mỹ Tho 4x ACSR 666MCM 1 x 152.8 8 Vĩnh Tân-Sông Mây 4xACSR 795MCM 2 x 162,2 9 Phú Lâm- Mỹ Tho 4x ACSR 666MCM 1 x 52.4 10 Pleiku- C ầu Bông 4xACSR330 2 x 417 - Các trạm 500kV cấp điện chính cho khu vực TPHCM bao gồm 6 trạm 500kV do Công ty Truyền tải Điện 4 quản lý như sau: Bảng 2.
Khối lượng TBA 500kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM STT Số máy x công suất Tổng công suất Tên TBA 500kV đặt (MVA) đặt 1 Phú Lâm 2 x 900 1,800 2 Nhà Bè 2 x 600 1,200 3 Tân Định 2 x 450 900 1 x 600 600 4 Sông Mây 2 x 600 1,200 5 Cầu Bông 1 x 900 900 6 Phú Mỹ 1 x 450 450 Tổng 7,050 2. Lƣới điện 220kV 5 Nguồn 220kV khu vực TPHCM nhận điện từ 05 trạm 500/220kV Phú Lâm, trạm 500/220kV Nhà Bè, trạm 500/220kV Tân Định, Trạm 500/220kV Cầu Bông, trạm 500/220kV Sông Mây và trực tiếp từ các nhà máy điện Phú Mỹ và Nhơn Trạch qua các đường dây 220kV Phú Mỹ – Cát Lái , Nhơn Trạch – Cát Lái, Phú Mỹ – Long Thành – Long Bình. Các đường dây 220kV có tổng công suất truyền tải ước khoảng 10.500MVA, đáp ứng đủ và dự phòng cho phụ tải khu vực TPHCM (10.500MVA so với 3. Đường dây 220kV do Tổng công ty Điện lực TPHCM quản lý gồm 6,33 km đường dây trên không và 0,59 km cáp ngầm.
Khối lượng đường dây 220kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM Số mạch x TT Tên đƣờng dây 220kV Dây dẫn tƣơng đƣơng chiều dài (km) 1 Bình Hòa-Hóc Môn ACKP400 1 x 17.9 2 Thuận An-Hóc Môn ACKP400 1 x 10.8 3 Phú Lâm -Bình Tân ACSR411.758 4 Bình Tân-Hóc Môn ACSR411.542 ACKP300 1 x 13 5 Phú Lâm -Vĩnh Lộc ACKP300 1 x 6 6 Thủ Đức-Hóc Môn TACSR411.6 7 Thủ Đức-Hiệp Bình Phước TACSR411.5 8 Hiệp Bình Phước-Hóc Môn TACSR411.1 9 Thủ Đức-Cát Lái 2xACSR330 2 x 8.9 10 Phú Lâm -Long An( Mạch 1) ACSR795MCM 1 x 28.033 11 Phú Lâm -Long An( Mạch 2) ACSR795MCM 1 x 28.345 12 Phú Lâm -Bình Chánh 2xACSR666.071 13 Nhà Bè-Tao Đàn 2xACSR795 2 x 3.3 14 Nhơn Trạch – Nhà Bè 2xACSR 666.84 15 Nhơn Trạch-Cát Lái 2xACSR 666.5 16 Nhà Bè-Bình Chánh 2xACSR 666.546 Hiện tại TPHCM được nhận điện từ 13 TBA 220kV trong khu vực, trong đó Tổng Công ty Điện lực TPHCM quản lý 5 trạm và Công ty Truyền tải Điện 4 quản lý 8 trạm với tổng dung lượng 7000MVA. Các TBA 220kV khu vực TPHCM đóng vai 6 trò cung cấp trực tiếp cho phụ tải 110kV, là các điểm nút tiếp nhận công suất trực tiếp từ lưới điện truyền tải cấp điện cho thành phố. Khối lượng TBA 220kV hiện hữu cấp điện cho TPHCM Số máy x công suất Tổng STT Tên TBA 220kV Ghi chú đặt (MVA) công suất đặt 1 Phú Lâm 3 x 250 750 2 Bình Tân 2 x 250 500 EVNHCM 3 Nhà Bè 2 x 250 500 4 Tao Đàn 2 x 250 500 5 Cát Lái 2 x 250 500 6 Thủ Đức 3 x 250 750 7 Hiệp Bình Phước 2 x 250 500 EVNHCM 8 Hóc Môn 3 x 250 750 9 Vĩnh Lộc 1 x 250 250 EVNHCM 10 Bình Chánh (Nam Sài 2 x 250 500 Gòn) 11 Cầu Bông 2 x 250 500 12 Củ Chi 2 x 250 500 EVNHCM 13 Công nghệ cao 2 x 250 500 EVNHCM Tổng 7000 2. Lƣới điện 110kV Tổng quy mô đường dây 110kV hiện hữu khu vực TPHCM khoảng 480km (quy về 1 mạch), trong đó phần lớn được sử dụng dây dẫn từ 240mm2 trở lên, một số đường dây có tiết diện lớn tương đương 400mm2, cáp ngầm 1200mm2.
Tuy nhiên vẫn còn tồn tại một số đường dây sử dụng dây có tiết diện nhỏ từ 185mm2 trở xuống, tồn tại nhiều điểm rẽ T không linh hoạt trong quản lý vận hành. Các đường dây 110kV do EVNHCMC quản lý bao gồm 80 đường dây/nhánh rẽ, có tổng chiều dài là 634,43 km; trong đó có 33,51 km cáp ngầm 110kV. Tổng công suất truyền tải của các đường dây 110kV ước khoảng 7.400MVA (tương đương 7.