PC Thừa Thiên Huế hoàn thành nâng cấp hệ thống bảo vệ điều khiển trạm 110kV Phú Bài theo công nghệ kỹ thuật số

Ngày 15/4/2022, tại Trạm biến áp (TBA) 110kV Phú Bài (thị xã Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế), Đoàn thành niên PC Thừa Thiên Huế đã tổ chức gắn biển Công trình Thanh niên dự án “Nâng cấp hệ thống bảo vệ điều khiển TBA 110kV Phú Bài theo công nghệ kỹ thuật số”.

Lễ gắn biển công trình thanh niên “Dự án nâng cấp hệ thống bảo vệ điều khiển trạm 110kV Phú Bài theo công nghệ kỹ thuật số”

Dự lễ gắn biển, có ông Hoàng Ngọc Hoài Quang - Phó Giám đốc PC Thừa Thiên Huế, đại diện lãnh đạo các đơn vị phối hợp: Công ty TNHH Thí nghiệm điện miền Trung (EVNCPC ETC), Công ty tư vấn điện miền Trung (EVNCPC PEC); các đối tác tham gia dự án gồm Công ty ETSA, Hitachi Power Grid Việt Nam, cùng lực lượng Đoàn viên thanh niên Công ty tham gia thực hiện dự án.

TBA Phú Bài (110/22kV-2x40MVA) được đưa vào vận hành từ năm 2003, đây là trạm nguồn cấp điện chính cho phụ tải Khu công nghiệp Phú Bài và các địa bàn của thị xã Hương Thủy. Trạm Phú Bài đang vận hành ở chế độ mang tải cao, công suất cực đại qua 2 MBA lên đến 72MW (90% công suất định mức). Với tầm quan trọng trong việc đảm bảo vận hành ổn định, tin cậy của TBA 110kV Phú Bài, TTHPC đã lập dự án đầu tư nâng cấp hệ thống bảo vệ điều khiển trạm, các hạng mục công việc chính được triển khai với hình thức tự thực hiện do lực lượng cán bộ kỹ thuật mà nòng cốt là lực lượng Đoàn viên thanh niên Công ty đảm trách.

Mô hình trạm kỹ thuật số 110kV Phú Bài

Các thiết bị của TBA Phú Bài được đưa vào vận hành qua nhiều dự án nâng cấp mở rộng, từ nhiều hãng sản xuất và nhà cung cấp khác nhau. Hệ thống điều khiển bảo vệ không đồng bộ, các rơle thế hệ cũ không hỗ trợ các giao thức truyền thông tiêu chuẩn.

Đến năm 2016 trạm được cải tạo thành TBA 110kV không người trực trên cơ sở sử dụng lại toàn bộ thiết bị điều khiển bảo vệ cũ, chỉ bổ sung các thiết bị ghép nối với hệ thống RTU/Gateway hiện hữu. Sau một thời gian vận hành, các thiết bị điều khiển bảo vệ của TBA xuống cấp, hoạt động không tin cậy, do đó cần có phương án thay thế nâng cấp để đảm bảo hệ thống BVĐK trạm Phú Bài vận hành ổn định tin cậy.

Thực hiện định hướng ứng dụng nền tảng Cách mạng Công nghiệp 4.0 và chuyển đổi số trong công tác quản lý vận hành của EVN và EVNCPC, Đoàn Thanh niên PC Thừa Thiên Huế đã đề xuất áp dụng công nghệ kỹ thuật số trong dự án nâng cấp hệ thống điều khiển bảo vệ trạm 110kV Phú Bài.

Hệ thống tủ thiết bị lắp đặt mới trong nhà điều khiển

TBA kỹ thuật số là một công nghệ tiên tiến, mới được triển khai áp dụng tại một số nước trên thế giới trong thời gian gần đây. Hiện nay một số đơn vị trực thuộc EVN cũng đang triển khai một số dự án thí điểm nhằm đánh giá và làm chủ công nghệ này. Để thực hiện thiết kế hệ thống và xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật vật tư thiết bị đáp ứng yêu cầu công nghệ của dự án, Đoàn Thanh niên PC Thừa Thiên Huế đã chủ động liên hệ và tổ chức các hội thảo về TBA kỹ thuật số với các đối tác công nghệ hàng đầu trên thế giới như Siemens, Hitachi ABB, GE, qua đó các kỹ sư của Công ty đã nắm bắt được giải pháp công nghệ để chủ động đưa ra giải pháp nâng cấp hệ thống điều khiển bảo vệ trạm theo công nghệ kỹ thuật số, thực hiện công tác thiết kế hệ và xây dựng cấu hình thiết bị.

Phương án nâng cấp hệ thống BVĐK trạm 110kV Phú Bài theo công nghệ kỹ thuật số với các nội dung chính gốm: Thay thế toàn bộ thiết bị hệ thống BVĐK các ngăn 110kV, ngăn MBA, ngăn lộ tổng 22kV bằng các thiết bị Relay/BCU hỗ trợ giao tiếp đồng thời trên Station Bus và Process Bus theo tiêu chuẩn IEC61850-8-1, IEC61850-9-2; thay thế các tủ đấu dây ngoài trời (tủ MK) bằng tủ MUC (Merging Unit Cabinet) với các thiết bị MU hỗ trợ tiêu chuẩn IEC61850-9-2 thu thập và số hoá tín hiệu đo lường, trạng thái của các thiết bị nhất thứ; thiết lập hệ thống mạng LAN theo chế độ dự phòng cao theo mô hình PRP với 04 switch cho mạng Process Bus và 02 Switch cho Station Bus; thực hiện giải pháp đồng bộ thời gian chính xác theo giao thức IEEE1588v2 trên mạng Process Bus và Station Bus với 02 GPS Grand Master Clock hoạt động theo theo chế độ dự phòng; thiết lập hệ thống điều khiển tập trung với RTU/Gateway và HMI, kết nối về TTĐK theo giao thức IEC60870-5-104.

Tủ MUC thay thế cho tủ MK ngoài trời của trạm truyền thống

Dự án được triển khai với giải pháp công nghệ và thiết bị do hãng Hitachi ABB cung cấp: Merging Unit (MU): SAM600 (SAM600-CT, SAM600-VT, SAM600-TS, SAM600-IO); Relay/BCU: Relion 670 Serial (RED670, RET670, REC670); Switchs: AFS670, AFS677 hỗ trợ IEEE1588v2; GPS Grand Master Clock: Hepta 8030 (Holf); RTU: 560CMR02; Các công cụ thực hiện thiết kế, cấu hình thiết bị, cấu hình hệ thống và thử nghiệm đáp ứng: PCM600 ver2.9, IET600 ver5.3, ITT600 ver2.0, RTUtil500 ver 12.6.

So sánh với công nghệ điều khiển tích hợp đang triển khai trong các hệ thống tự động hóa TBA hiện nay, công nghệ TBA kỹ thuật số đã được chứng minh các ưu điểm như việc giảm số lượng dây dẫn đấu nối (ước tính giảm trên 80% số lượng cáp đồng), thay thế bằng mạng cáp quang, giảm số lượng thiết bị lắp đặt sẽ nâng cao độ tin cậy làm việc của hệ thống, giảm nhân lực thực hiện việc quản lý bảo dưỡng TBA; phương thức giao tiếp bằng tín hiệu số giữa các thiết bị trên môi trường mạng sẽ cải thiện độ chính xác của của các phép đo, giúp mở rộng số lượng tín hiệu thu thập và cho phép ghi lại thông tin hoạt động của hệ thống đầy đủ, cải thiện các điều kiện tương thích điện trường (EMC) giữa các thiết bị, giúp các thiết bị vận hành an toàn ổn định hơn.

Bên cạnh đó, hệ thống điều khiển số giúp thiết lập và quản lý các quá trình tự động hoá và hoạt động của hệ thống bảo vệ điều khiển trong TBA tường minh và chính xác hơn. Thiết lập các chế độ làm việc của thiết bị, xây dựng nguyên tắc liên động, phối hợp giữa các thiết bị được thực hiện và giám sát một cách dễ dàng và chặt chẽ trên phần mềm máy tính, không phải can thiệp vào đấu nối mạch cứng tín hiệu giữa các thiết bị; công nghệ TBA điều khiển số trên nền tảng giao thức IEC61850 cho phép nâng cao khả năng tương tác (Interoperability) giữa các thiết bị do các nhà sản xuất khác nhau, giúp dễ dàng trong việc thay thế nâng cấp hoặc mở rộng hệ thống; đối với các TBA đang vận hành, việc nâng cấp hệ thống điều khiển bảo vệ theo giải pháp điều khiển số sẽ giúp tiết kiệm thời gian thi công, hạn chế phạm vi cô lập thiết bị giảm thiểu thời gian mất điện, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho các TBA cho phụ tải.

Nhân viên vận hành thực hiện thao tác trên rơ le kỹ thuật số

Việc triển khai thành công dự án nâng cấp hệ thống bảo vệ điều khiển TBA 110kV theo công nghệ kỹ thuật số đã góp phần đảm bảo ổn định cung cấp điện trên địa bàn Tỉnh Thừa Thiên Huế, đồng thời đã khẳng định được năng lực và định hướng đúng đắn trong việc nghiên cứu làm chủ khoa học công nghệ ứng dụng vào sản xuất của lực lượng Đoàn viên thanh niên PC Thừa Thiên Huế.