Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong hệ thống năng lượng hiện đại, sự phát triển của các thiết bị điện tử thông minh (IED - Intelligent Electronic Devices) đã thúc đẩy quá trình chuyển đổi các trạm biến áp trung gian sang mô hình "Trạm không người trực", hướng tới tự động hóa hoàn toàn lưới điện phân phối và truyền tải. Việc áp dụng các hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition) đóng vai trò then chốt trong việc cải thiện độ tin cậy cung cấp điện của hệ thống điện Việt Nam, giảm thiểu thời gian thao tác, đồng thời hạn chế tối đa nguy cơ xảy ra sự cố và hư hỏng thiết bị do lỗi chủ quan của con người.

Đề tài "Tìm hiểu về phần mềm con của Survalent SCADA và thiết kế sơ đồ trạm biến áp hai thanh góp bằng phần mềm SmartVU" được thực hiện tại Bộ môn Hệ thống điện, Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG TP. Hồ Chí Minh với sự hỗ trợ kỹ thuật từ Công ty Mỹ Phương. Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định cụ thể theo 3 nội dung chính:

  1. Nội dung 1: Tìm hiểu tổng quan về hệ thống điều khiển, giám sát trong trạm biến áp, nguyên tắc đánh số chỉ danh thiết bị và quy trình thao tác cô lập – đóng điện các phần tử nhất thứ.
  2. Nội dung 2: Khảo sát kiến trúc phần mềm Survalent SCADA cùng các ứng dụng thành phần (ADMS Manager, STC Explorer, SmartVU).
  3. Nội dung 3: Xây dựng cơ sở dữ liệu và thiết kế giao diện HMI vận hành cho sơ đồ trạm biến áp hai thanh góp cấp điện áp 220/110kV (trọng tâm là xuất tuyến 231) bằng phần mềm SmartVU.
  • Đối tượng nghiên cứu: Cấu trúc trạm biến áp hai hệ thống thanh góp 220/110kV; hệ thống phần mềm SCADA của hãng Survalent (Canada); giao thức truyền thông IEC 60870-5-104 (IEC 104); quy tắc đánh số thiết bị điện và các thuật toán logic khóa liên động (Interlocking/Permission) trong đóng cắt điện.
  • Phạm vi nghiên cứu: Mô phỏng cấu hình cơ sở dữ liệu SCADA và thiết kế giao diện đồ họa HMI trên nền tảng phần mềm Survalent SCADA (STC Explorer và SmartVU), tập trung kiểm chứng logic vận hành của xuất tuyến đường dây 231 thuộc hệ thống hai thanh góp 220/110kV tại thời điểm tháng 12 năm 2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận dựa trên nền tảng lý thuyết phân cấp trạm biến áp tiêu chuẩn, quy chuẩn vận hành hệ thống điện quốc gia và kiến trúc phần mềm SCADA chuyên dụng:

  • Mô hình phân cấp hệ thống điều khiển - giám sát:
    • Cấp trạm (Station Level): Trung tâm giám sát và vận hành cục bộ gồm máy tính chủ, máy tính vận hành HMI, bộ chuyển đổi giao thức kết nối mạng WAN/LAN; đảm nhiệm 5 chức năng cơ bản: Điều khiển, Giám sát và vận hành, Bảo vệ, Đo lường, Tạo báo cáo.
    • Cấp ngăn lộ (Bay Level): Bao gồm các bộ điều khiển mức ngăn (BCU – Bay Controller Unit), rơ-le bảo vệ kỹ thuật số, bộ ghép kênh (Ethernet Switch) kết nối với cấp trạm qua mạng Station Bus (Ethernet, RS-232, RS-485).
    • Cấp quy trình (Process Level): Bao gồm thiết bị sơ cấp (máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa, máy biến dòng TI, máy biến điện áp TU, máy biến áp lực) kết nối với cấp ngăn lộ qua mạng Process Bus theo chuẩn IEC 61850.
  • Quy chuẩn đánh số chỉ danh thiết bị: Thực hiện theo Điều 70 của Quy trình Điều độ Hệ thống điện Quốc gia, mã hóa cấp điện áp, loại thiết bị và vị trí vận hành trên sơ đồ nguyên lý.
  • Nền tảng phần mềm SurvalentONE ADMS: Giải pháp tự động hóa tích hợp gồm 3 phân hệ chính: SCADA (Giám sát và thu thập dữ liệu), OMS (Quản lý mất điện - Outage Management System), DMS (Quản lý lưới phân phối - Distribution Management System).
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp phân tích - tổng hợp: Hệ thống hóa lý thuyết về cấu trúc trạm biến áp, cơ chế dập hồ quang của máy cắt (lò xo, thủy lực, khí nén), phân loại tủ hợp bộ (AIS, GIS), cấu tạo dao cách ly (quay 1 trụ, 2 trụ, 3 trụ) và nguyên tắc an toàn khi đóng/cắt mạch điện có tải và không tải.
    • Phương pháp thiết kế và mô phỏng hệ thống kỹ thuật: Thiết lập cơ sở dữ liệu điểm đo (Point Database) trên STC Explorer; lập trình logic điều kiện đóng/mở (Permission) bằng ngôn ngữ logic tích hợp; xây dựng giao diện đồ họa động HMI trên SmartVU và cấu hình chức năng tô màu đường dây động (Line Section).
  • Nguồn dữ liệu: Tài liệu kỹ thuật phần mềm Survalent SCADA, bản vẽ sơ đồ nhất thứ trạm biến áp 220/110kV, các quy trình thao tác đóng cắt và cô lập thiết bị từ đơn vị thực tế (Công ty Mỹ Phương).

Thiết kế và triển khai hệ thống SCADA

Khóa luận triển khai giải pháp SCADA cho trạm biến áp 220/110kV qua hai giai đoạn kỹ thuật chính: xây dựng cơ sở dữ liệu trên SCADAClient (STC Explorer) và thiết kế giao diện HMI trên SmartVU.

Thành phần kỹ thuật Công cụ / Phần mềm Chi tiết cấu hình và tham số triển khai
Quản lý máy chủ ADMS Manager / SCADAServer Khởi tạo Server, quản trị bản quyền tính năng, lưu trữ cơ sở dữ liệu vận hành thời gian thực. Cấu hình địa chỉ IP máy chủ (Host A) cho kết nối Client - Server.
Quản lý trạm và quyền STC Explorer Tạo Station gom nhóm các Point đo lường; phân quyền truy cập thông qua Zone Group và định danh đối tượng qua User Point Types.
Kênh truyền thông Communication Lines Thiết lập giao thức IEC 60870-5-104 (IEC 104); kích hoạt Auto Start cho các Scan Task; thiết lập Timer truy xuất (All Data, Accumulator Freeze, Time Sync Interval); liên kết Status Point giám sát đường truyền (Link Status).
Thiết bị đầu cuối RTU Configuration Khởi tạo đối tượng RTU đại diện cho thiết bị hiện trường/IED; gán địa chỉ Address duy nhất trong kênh truyền; liên kết biến trạng thái kết nối RTU.
Cơ sở dữ liệu điểm Status & Analog Points - Status Point: Thiết lập Command-State (0/1), lớp cảnh báo (Device Class: Momentary, Sustained, Special Breaker, Trip Alarm), định dạng cảnh báo Format01.
- Analog Point: Cấu hình Telemetry, dải đo dòng điện Ia, điện áp, công suất. Sử dụng tính năng Clone để nhân bản nhanh các ngăn lộ.
Xử lý tính toán & Logic Calculations & Templates Xử lý dữ liệu định kỳ chu kỳ 15 giây dựa trên 56 hàm tích hợp sẵn. Xây dựng Template logic hỗ trợ tối đa 8 biến và viết kịch bản Command Sequence cho các điều kiện vận hành.
Khóa liên động điều khiển Permission Code Thiết lập các ràng buộc logic: chặn mở dao cách ly khi máy cắt đang đóng; khóa đóng dao cách ly thanh cái nếu chưa thỏa mãn điều kiện đẳng thế thanh cái.
Giao diện vận hành HMI SmartVU Tạo bản đồ (Map), chèn các Macro phần tử chuẩn (CB_HV_ETC cho máy cắt cao áp, dao cách ly, tiếp địa, máy biến áp, chống sét van); liên kết Point từ Database; kích hoạt Line Section để hiển thị trực quan trạng thái mang điện của đường dây và thanh cái theo màu sắc.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Hệ thống điều khiển và giám sát trong trạm biến áp trung thế

Chương 1 trình bày cấu trúc phân cấp toàn diện của một trạm biến áp tự động hóa gồm 3 cấp: cấp trạm, cấp ngăn lộ và cấp quy trình. Tác giả phân tích đặc tính kỹ thuật của các thiết bị sơ cấp: máy cắt công suất (3 cơ chế truyền động: lò xo, thủy lực, khí nén), thiết bị đóng cắt hợp bộ (so sánh tủ cách điện không khí AIS dễ tháo lắp, bảo trì thường xuyên với tủ cách điện khí GIS chiếm ít diện tích, chi phí cao), dao cách ly (các loại quay 1, 2, 3 trụ dùng để tạo khoảng hở cách điện trông thấy và chỉ đóng cắt dòng không tải) và dao tiếp địa (chống dòng rò, triệt tiêu điện áp cảm ứng). Ở cấp ngăn lộ, chương làm rõ vai trò của bộ điều khiển mức ngăn BCU, mạng Process Bus và Station Bus (Ethernet, RS-232, RS-485), đồng thời xác định 5 nhóm chức năng chính của hệ thống máy tính cấp trạm: điều khiển, giám sát - vận hành, bảo vệ, đo lường và lập báo cáo.

Chương 2: Đánh số chỉ danh của các thiết bị trên sơ đồ

Chương 2 tổng hợp chi tiết các quy tắc mã hóa tên gọi thiết bị điện trên bản vẽ theo Điều 70 Quy trình Điều độ Hệ thống điện. Các quy tắc mã hóa bao gồm:

Loại thiết bị Ký tự quy ước Ý nghĩa và ví dụ cụ thể trong đồ án
Cấp điện áp 5 (500kV), 2 (220kV), 1 (110kV), 7 (66kV), 3 (35kV), 4 (22kV), 8 (15kV), 9 (10kV), 6 (6kV) Chữ số đầu tiên xác định cấp điện áp làm việc (ví dụ: số 2 chỉ cấp 220kV, số 1 chỉ cấp 110kV).
Thanh cái C + Cấp điện áp + Số thứ tự C21, C22: Thanh cái số 1 và số 2 cấp 220kV; số 9 dùng cho thanh cái vòng.
Máy phát / Máy bù S, H, GT, ST, D, B + Số thứ tự S (nhiệt điện hơi), H (thủy điện), GT (tuabin khí), ST (đuôi hơi), D (diesel), B (bù quay).
Máy biến áp T, AT, TD, TE, TT + Số thứ tự AT1, AT2: Máy biến áp tự ngẫu số 1 và 2; TD (tự dùng), TE (kích từ), TT (tạo trung tính).
Máy cắt điện Cấp điện áp + Vị trí + Số thứ tự 275: Máy cắt đường dây 220kV số 5 (vị trí 7, 8 là đường dây).
232: Máy cắt MBA 220kV số 2 (vị trí 3 là MBA).
212: Máy cắt liên lạc giữa thanh cái C21 và C22 (vị trí lấy số thứ tự 2 thanh cái).
Dao cách ly (DCL) Tên thiết bị gắn kèm + "-" + Vị trí 275-1, 275-2: DCL nối MC 275 với thanh cái C21, C22.
275-7: DCL nối MC 275 phía đường dây.
232-3: DCL nối MC 232 phía MBA.
212-2: DCL nối MC liên lạc 212 với thanh cái C22.
Dao tiếp địa Tên DCL liên quan + Số đặc trưng 275-15, 275-75: Tiếp địa của máy cắt (số 5).
275-76: Tiếp địa của đường dây (số 6).
232-38: Tiếp địa của máy biến áp (số 8).
212-24: Tiếp địa của thanh cái (số 4).
Thiết bị đo lường / Khác TU, TI, CS, RT, CC, FCO TU276, TUC22, TU4AT1: Máy biến điện áp.
TI171: Máy biến dòng điện.
CS2AT2, CS4AT2: Chống sét van.
RT1T1: Điện trở trung tính.

Chương 3: Thao tác cô lập – đóng điện

Chương 3 trình bày các bước thao tác vận hành an toàn cho các thiết bị nhất thứ:

  • Thao tác với máy cắt (MC):
    • Cô lập: Kiểm tra dòng cắt, số lần cắt, mạch điều khiển $\rightarrow$ Cắt MC $\rightarrow$ Mở 2 DCL hai phía $\rightarrow$ Đóng tiếp địa. (Ví dụ MC 276: Cắt MC 276 $\rightarrow$ Mở DCL 276-7, 276-1, 276-2 $\rightarrow$ Đóng tiếp địa 276-75).
    • Đóng điện: Mở tiếp địa $\rightarrow$ Đóng 2 DCL $\rightarrow$ Đóng MC $\rightarrow$ Kiểm tra chỉ thị trạng thái.
  • Thao tác với dao cách ly (DCL):
    • Nguyên tắc: Tuyệt đối không thao tác DCL khi đang có dòng tải. Thao tác cô lập: Cắt MC $\rightarrow$ Kiểm tra không còn điện $\rightarrow$ Mở DCL $\rightarrow$ Đóng tiếp địa.
    • Chuyển dao cách ly thanh cái (Ví dụ DCL 276-2): Để cô lập DCL 276-2 đang cấp điện từ C22 sang C21, phải đóng DCL liên lạc 212-1, 212-2 và đóng MC 212 để hai thanh cái C21 và C22 đẳng thế. Sau đó đóng DCL 275-1, mở DCL 275-2 (tương tự với MBA 232), chuyển nguồn sang C21 rồi mới mở MC 276, mở MC 212 và cô lập C22.
  • Thao tác với máy biến áp (Ví dụ MBA AT2):
    • Cô lập: Chuyển tải các xuất tuyến 110kV và nguồn 220kV sang thanh cái C11 và C21 qua MC liên lạc $\rightarrow$ Chuyển nguồn tự dùng $\rightarrow$ Cắt MC các phía theo thứ tự: hạ áp $\rightarrow$ trung áp $\rightarrow$ cao áp (cắt phụ tải trước, cắt nguồn sau) $\rightarrow$ Mở DCL 132-3, 232-3 $\rightarrow$ Kiểm tra không còn điện áp $\rightarrow$ Đóng tiếp địa 132-38, 232-38.
    • Đóng điện: Mở tiếp địa 132-38, 232-38 $\rightarrow$ Đóng DCL các phía $\rightarrow$ Đóng MC liên lạc tạo đẳng thế $\rightarrow$ Chuyển nguồn và đóng MC phía nguồn phóng điện MBA trước, sau đó đóng các MC còn lại.
  • Thao tác với thanh cái: Thực hiện quy trình đóng MC liên lạc 212 để làm đẳng thế thanh cái đang vận hành và thanh cái dự phòng trước khi chuyển đổi điểm đấu nối các ngăn lộ.

Chương 4: Tìm hiểu Survalent và các phần mềm con

Chương 4 giới thiệu lịch sử phát triển của hãng Survalent (thành lập năm 1964 tại Toronto, Canada với hơn 50 năm kinh nghiệm SCADA). Tác giả làm rõ các nhiệm vụ của SCADA trong lưới phân phối: thu thập (Volts, Amps, kW, kVAr), tổng hợp lưu trữ, hiển thị cảnh báo, phân tích xu hướng - dự báo sự cố, điều khiển máy cắt/rơ-le, tự động hóa phục hồi vùng không sự cố và tích hợp hệ thống. Bộ phần mềm SurvalentONE ADMS bao gồm 4 thành phần cài đặt chính:

  • SCADAServer (ADMS Manager): Quản lý hệ thống máy chủ, kiểm soát bản quyền và quản trị cơ sở dữ liệu.
  • SCADAClient (STC Explorer): Môi trường tạo lập, cấu hình thuộc tính, phân quyền và hiệu chỉnh cơ sở dữ liệu SCADA.
  • WorldView: Giao diện đồ họa vận hành thế hệ cũ.
  • SmartVU: Giao diện đồ họa vận hành HMI thế hệ mới, hỗ trợ biểu diễn sơ đồ lưới điện thời gian thực. Chương cũng hướng dẫn cấu hình kết nối Client - Server và Host - Workstation qua tệp cấu hình wvsetup và thiết lập địa chỉ localhost hoặc IP Server trên STC Explorer.

Chương 5: Xây dựng CSDL bằng phần mềm STC Explorer

Chương 5 cung cấp hướng dẫn từng bước cấu hình cơ sở dữ liệu SCADA trên STC Explorer:

  1. Khởi tạo Station: Tạo vùng quản trị cơ sở dữ liệu, phân nhóm theo Zone Group (giới hạn quyền truy cập theo tài khoản người dùng) và User Point Types.
  2. Thiết lập Communication Line: Tạo kênh truyền thông, chọn giao thức IEC 104, cấu hình chế độ Auto Start của Scan Task, cài đặt các bộ đếm thời gian (All Data timer, Accumulator freeze timer, Time Sync Interval) và gán biến trạng thái Link Status từ Station Healthy.
  3. Cấu hình RTU: Gán tên, chọn đường truyền kết nối, thiết lập địa chỉ RTU Address duy nhất và liên kết biến Link Status theo phương thức kéo - thả (Drag-n-Drop).
  4. Khai báo Status Point: Cấu hình thuộc tính điểm trạng thái 2 vị trí (0/1), phân loại Device Class (Momentary, Sustained, Non-Alarm, Special Breaker, Trip Alarm) và định dạng cảnh báo Format01.
  5. Khai báo Analog Point: Cấu hình điểm đo lường tương tự, thiết lập các trường Telemetry tương ứng với địa chỉ thanh ghi từ thiết bị.
  6. Xử lý Calculations & Templates: Sử dụng thư viện 56 hàm có sẵn (chu kỳ xử lý 15 giây) hoặc lập trình Template logic tùy biến (hỗ trợ tối đa 8 tham số Input/Output/Status/Analog/Constant) và xây dựng các chuỗi lệnh Command Sequence.

Chương 6: Thiết kế HMI bằng phần mềm SmartVU

Chương 6 trình bày các chức năng của phần mềm SmartVU trong việc trực quan hóa hệ thống điện. Tác giả hướng dẫn cách tạo một bản đồ vận hành mới (New Map), sử dụng các công cụ vẽ, thư viện Macro tiêu chuẩn để biểu diễn các phần tử điện lực và thiết lập liên kết thuộc tính động giữa đối tượng hình học trên màn hình với các biến Point trong cơ sở dữ liệu SCADA.

Chương 7: Xây dựng CSDL cho sơ đồ hệ thống 2 thanh góp 220/110kV

Chương 7 đi vào ứng dụng cụ thể: xây dựng toàn bộ cơ sở dữ liệu cho trạm biến áp 220/110kV và chi tiết ngăn lộ xuất tuyến 231.

  • Tạo Station trạm và Station giám sát xuất tuyến 231.
  • Khai báo đầy đủ các biến Status cho máy cắt 231, dao cách ly 231-1, 231-2, 231-7 và các dao tiếp địa liên quan; cấu hình thuộc tính General và Telemetry cho từng thiết bị.
  • Khai báo các biến Analog đo lường dòng điện pha Ia, Ib, Ic và điện áp.
  • Ứng dụng chức năng sao chép cấu hình (Clone) để tối ưu hóa thời gian khởi tạo dữ liệu cho các ngăn lộ có cấu trúc tương đương.
  • Thiết lập bảng phân quyền điều khiển (Permission) cho biến trạng thái của máy cắt và dao cách ly: lập trình logic Permission Close/Open nhằm khóa liên động, ngăn ngừa các thao tác đóng cắt không đúng trình tự quy chuẩn an toàn.

Chương 8: Thiết kế HMI cho xuất tuyến 231 bằng SmartVU

Chương 8 thực hiện vẽ và liên kết giao diện vận hành cho xuất tuyến 231:

  • Tạo Map mới, chèn Macro máy cắt cao áp CB_HV_ETC, các biểu tượng dao cách ly, dao tiếp địa, máy biến áp và chống sét van bằng công cụ Add Line.
  • Tra cứu và liên kết từng đối tượng đồ họa với bảng biến (Point) và Station tương ứng đã tạo trong STC Explorer.
  • Cấu hình bảng thuộc tính Line Section cho từng đoạn dây, thanh cái và thiết bị đóng cắt. Chức năng Line Section cho phép hệ thống tự động đổi màu hiển thị của đường dây trước và sau khi đóng máy cắt 231, giúp người vận hành nhận biết trực quan trạng thái mang điện của từng phân đoạn mạch.

Chương 9: Kết quả thực hiện

Chương 9 tổng hợp toàn bộ kết quả mô phỏng vận hành sơ đồ hệ thống hai thanh góp cấp 220/110kV trên giao diện SmartVU:

  • Hoàn thiện sơ đồ tổng thể ở trạng thái vận hành bình thường.
  • Kiểm tra tính năng an toàn của hệ thống: kiểm chứng thành công tính năng chặn mở dao cách ly khi máy cắt đang đóng (Interlocking logic hoạt động chính xác).
  • Kiểm tra chức năng Line Section: đường dây và các đoạn thanh cái đổi màu chính xác theo sự thay đổi trạng thái đóng/cắt của máy cắt 231 và các dao cách ly liên quan.

Kết quả và đóng góp

  • Kết quả kỹ thuật đạt được:
    • Thiết lập hoàn chỉnh cơ sở dữ liệu SCADA trên phần mềm STC Explorer cho trạm biến áp hai hệ thống thanh góp 220/110kV, bao gồm cấu hình giao thức truyền thông IEC 60870-5-104, khai báo hệ thống RTU, các biến Status Point và biến Analog Point (dòng điện Ia, Ib, Ic).
    • Thiết kế thành công giao diện vận hành HMI chuyên nghiệp trên phần mềm SmartVU cho trạm biến áp và xuất tuyến đường dây 231, tích hợp đầy đủ các Macro phần tử đóng cắt tiêu chuẩn.
    • Xây dựng và kiểm chứng thành công thuật toán logic khóa liên động (Permission): hệ thống tự động khóa và ngăn chặn thao tác mở dao cách ly khi máy cắt tương ứng đang ở trạng thái đóng.
    • Triển khai chức năng Line Section mô phỏng đổi màu đường dây và thanh cái theo thời gian thực tương ứng với trạng thái cấp nguồn của thiết bị.
  • Đóng góp của đề tài:
    • Hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý thuyết về phân cấp trạm, quy chuẩn đánh số chỉ danh thiết bị theo Điều 70 Quy trình Điều độ Quốc gia và quy trình cô lập - đóng điện các phần tử chính trong trạm 2 thanh góp.
    • Xây dựng tài liệu hướng dẫn kỹ thuật chi tiết về quy trình cấu hình từ CSDL (STC Explorer) đến giao diện đồ họa (SmartVU) trên bộ phần mềm Survalent SCADA, phục vụ công tác đào tạo và nghiên cứu chuyên ngành Hệ thống điện.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đồ án:
    • Mô hình dừng lại ở mức độ mô phỏng phần mềm trên máy tính cục bộ/phòng thí nghiệm; chưa kết nối truyền thông thực tế với các thiết bị phần cứng RTU hoặc rơ-le bảo vệ IED ngoài hiện trường.
    • Kiến thức và phạm vi khảo sát về các giao thức SCADA mở rộng cũng như các cấu hình mạng truyền thông phức tạp còn hạn chế do điều kiện trang thiết bị thí nghiệm.
  • Hướng phát triển đề xuất:
    • Mở rộng xây dựng CSDL và thiết kế giao diện HMI hoàn chỉnh cho toàn bộ các xuất tuyến còn lại của cấp điện áp 220kV và 110kV trong trạm biến áp hai thanh góp.
    • Kết nối hệ thống phần mềm Survalent SCADA với thiết bị phần cứng thực tế (RTU/IED) thông qua mạng LAN nội bộ sử dụng giao thức IEC 60870-5-104 và tiêu chuẩn IEC 61850.
    • Nghiên cứu và triển khai tích hợp các phân hệ nâng cao trong bộ giải pháp SurvalentONE ADMS như Hệ thống quản lý mất điện (OMS) và Hệ thống quản lý lưới phân phối (DMS).

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Hệ thống điện, Kỹ thuật Điện, Tự động hóa tại các trường đại học kỹ thuật làm đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp liên quan đến tự động hóa trạm biến áp, thiết kế HMI và SCADA.
  • Kỹ sư vận hành, cán bộ kỹ thuật tại các công ty điện lực, đơn vị tư vấn thiết kế trạm biến áp cần tài liệu thực hành cấu hình cơ sở dữ liệu và xây dựng giao diện điều khiển trên nền tảng phần mềm Survalent SCADA.
  • Các nội dung đáng tham khảo nhất: Quy tắc đánh số thiết bị theo Điều 70 (Chương 2), trình tự thao tác chuyển đổi thanh cái đẳng thế (Chương 3), hướng dẫn từng bước tạo Station/Point trên STC Explorer (Chương 5) và phương pháp cấu hình logic Permission kết hợp chức năng Line Section trên SmartVU (Chương 7, 8, Phụ lục).

Câu hỏi thường gặp

  1. Bộ phần mềm SurvalentONE ADMS trong đồ án gồm những phân hệ và gói cài đặt chính nào?
    Nền tảng SurvalentONE ADMS gồm 3 hệ thống chính: SCADA (Giám sát và điều khiển), OMS (Quản lý mất điện) và DMS (Quản lý lưới phân phối). Bộ cài đặt gồm 4 phần mềm: ADMS Manager/SCADAServer (quản lý server và CSDL), STC Explorer/SCADAClient (xây dựng, hiệu chỉnh CSDL), WorldView (giao diện đồ họa cũ) và SmartVU (giao diện HMI thế hệ mới).

  2. Theo quy định trong đồ án, tên gọi máy cắt 212, dao cách ly 275-2 và dao tiếp địa 275-76 có ý nghĩa gì?

    • Máy cắt 212: Máy cắt cấp điện áp 220kV (số 2), có chức năng liên lạc giữa thanh cái số 1 và thanh cái số 2 (hai số tiếp theo là 1 và 2).
    • Dao cách ly 275-2: Dao cách ly liên kết trực tiếp với máy cắt 275 và đấu nối vào thanh cái C22 (số 2).
    • Dao tiếp địa 275-76: Dao tiếp địa liên quan đến dao cách ly 275-7, trong đó số 6 biểu thị tiếp địa của đường dây.

  3. Nguyên tắc an toàn bắt buộc khi thực hiện thao tác chuyển dao cách ly giữa hai thanh cái trong trạm hai hệ thống thanh góp là gì?
    Để chuyển dao cách ly thanh cái mà không gây ra hồ quang điện nguy hiểm, bắt buộc phải đóng dao cách ly liên lạc và đóng máy cắt liên lạc (ví dụ MC 212) để làm cho hai thanh cái (C21 và C22) hoàn toàn đẳng thế. Khi hai thanh cái đã đẳng thế, người vận hành mới được phép đóng dao cách ly sang thanh cái mới và mở dao cách ly ở thanh cái cũ.

  4. Chức năng Calculation trong phần mềm STC Explorer hoạt động như thế nào?
    Calculation trong STC Explorer sử dụng 56 hàm toán học/logic được xây dựng sẵn hoặc các Template do người dùng lập trình để thực hiện tính toán dữ liệu. Thời gian chu kỳ để hệ thống xử lý tất cả calculation là 15 giây, đảm bảo đủ thời gian để dữ liệu đo lường từ hiện trường được cập nhật đầy đủ vào cơ sở dữ liệu.

  5. Chức năng Line Section trong phần mềm SmartVU có vai trò gì trong đồ án?
    Line Section là tính năng đồ họa động cho phép liên kết trạng thái logic của các thiết bị đóng cắt (máy cắt, dao cách ly) với các đoạn dây dẫn và thanh cái. Khi trạng thái đóng cắt thay đổi (ví dụ đóng máy cắt 231), Line Section sẽ tự động thay đổi màu sắc của đường dây trên màn hình HMI để phản ánh trực quan đoạn mạch đó đang có điện hay mất điện.

Kết luận

Đồ án đã nghiên cứu hệ thống điều khiển - giám sát trạm biến áp, quy tắc chỉ danh thiết bị và quy trình thao tác cô lập - đóng điện trong lưới điện. Tác giả đã triển khai thành công việc xây dựng cơ sở dữ liệu trên phần mềm STC Explorer và thiết kế giao diện HMI vận hành trên SmartVU cho sơ đồ trạm hai thanh góp 220/110kV. Kết quả mô phỏng đã kiểm chứng chính xác chức năng khóa liên động an toàn (Permission) và hiển thị trực quan trạng thái mang điện (Line Section), tạo tiền đề ứng dụng trong tự động hóa trạm biến áp không người trực.