Giám sát từ xa trạm biến áp bằng máy tính

Hiện nay, tại đa số các trạm biến áp việc theo dõi các thông số kỹ thuật trong khi vận hành đều thực hiện thủ công, ghi chép sổ sách và lập báo cáo hàng ngày do đó các thông tin đôi khi chưa đáp ứng được các yêu cầu kịp thời, khách quan, chính xác và cần có kỹ thuật viên trực 24/24h. Để giải quyết vấn đề đó, chúng tôi đưa ra một giải pháp cho phép thu thập tự động dữ liệu vận hành và giám sát từ xa sử dụng máy tính và mạng Internet. Giải pháp này đã được Xí nghiệp Truyền tải điện miền Bắc chấp nhận và đồng ý cho áp dụng thử tại trạm biến áp 110Kv Thịnh Đán.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giám sát từ xa trạm biến áp bằng máy tính T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 1(45) Tập 2/N¨m 2008 GIÁM SÁT TỪ XA TRẠM BIẾN ÁP BẰNG MÁY TÍNH Đỗ Văn Toàn - Phạm Đức Long - Dương Chính Cương - Lê Hùng Linh - Bùi Văn Tùng ( Khoa Công nghệ thông tin – ĐH Thái Nguyên) Đỗ Xuân Dương (Trạm biếp áp 110KV Thịnh Đán) 1. Đặt vấn đề Ngày nay với sự phát triển của nền kinh tế, các ngành công nghiệp đặc biệt là công nghiệp nặng đòi hỏi nhu cầu sử dụng điện năng rất lớn và ngày càng tăng, do đó cần truyền tải một lượng điện năng lớn từ các nhà máy điện đến các nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư... Trong truyền tải điện, trạm biến áp đóng vai trò rất quan trọng, nó thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi từ điện áp cao thế xuống điện áp hạ thế để có thể sử dụng được. Hiện nay, tại đa số các trạm biến áp việc theo dõi các thông số kỹ thuật trong khi vận hành đều thực hiện thủ công, ghi chép sổ sách và lập báo cáo hàng ngày do đó các thông tin đôi khi chưa đáp ứng được các yêu cầu kịp thời, khách quan, chính xác và cần có kỹ thuật viên trực 24/24h. Để giải quyết vấn đề đó, chúng tôi đưa ra một giải pháp cho phép thu thập tự động dữ liệu vận hành và giám sát từ xa sử dụng máy tính và mạng Internet. Giải pháp này đã được Xí nghiệp Truyền tải điện miền Bắc chấp nhận và đồng ý cho áp dụng thử tại trạm biến áp 110Kv Thịnh Đán. 2. Giám sát từ xa trạm biến áp bằng máy tính 2.1 Thực trạng Trạm biến áp 110 Kv Thịnh Đán – Thái Nguyên là 1 trạm lớn thuộc Xí nghiệp truyền tải điện miền Bắc, trạm này cung cấp điện năng cho một khu vực rộng của Thành phố Thái nguyên Hiện nay tại trạm biến áp này, các kỹ thuật viên trực trạm mỗi giờ 1 lần thực hiện ghi chép bằng sổ sách và phải theo dõi các thông số từ máy biến áp như: nhiệt độ các cuộn dây, nhiệt độ của dầu, các thông số này được hiển thị trên đồng hồ nằm trên máy biến áp, các thông số khác như điện áp các pha, dòng phụ tải, công suất tiêu thụ, tần số, hệ số, cosφ.. được hiển thị trên đồng hồ trong tủ điều khiển nằm trong phòng điều hành. Các thông số này được ghi chép vào sổ nhật ký và đến cuối ngày sẽ được tổng hợp thành báo cáo. Toàn bộ quy trình được thực hiện thủ công do đó không đảm bảo tính khách quan và độ chính xác phụ thuộc chủ yếu vào nhân viên trực trạm 2.2 Giải pháp Sau khi khảo sát thực trạng tại trạm biến áp, đưa ra giải pháp xây dựng hệ thống cho phép thực hiện việc giám sát tự động thời gian thực hoạt động của trạm bằng máy tính. Ngoài các thông số kỹ thuật đã nêu trên, hệ thống còn cho phép quan sát và lưu hình ảnh thực trạng vào CSDL, thu thập, truyền dữ liệu qua mạng Internet. Các thông số kỹ thuật quan sát trên màn hình máy tính, bảng thông tin điện tử, lưu trữ trong CSDL hoặc có thể in ra trên giấy. Các thông số giám sát bao gồm 2 phần: + Các hình ảnh được cung cấp bởi Camera kỹ thuật số sẽ được chụp và lưu trữ trong máy tính đặt tại phòng điều hành phục vụ cho việc kiểm tra nếu có sự cố xảy ra, đồng thời cho phép giám sát tại chỗ và từ xa thông qua môi trường Internet. + Các thông tin về tình trạng hoạt động của máy biến áp, công suất tiêu thụ.. được số hoá và lưu trữ vào cơ sở dữ liệu trên máy tính một cách tự động, đồng thời phần mềm trên máy tính cho phép lập các báo cáo gửi đi qua môi trường Internet. 144 T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 1(45) Tập 2/N¨m 2008 2.3 Thực hiện * Giám sát hình ảnh: Lắp đặt hệ thống Internet Outdoor camera khu vực bên ngoài phòng điều hành để cung cấp các hình ảnh giám sát bên ngoài. Tín hiệu sẽ được truyền về máy tính thông qua hệ thống cable có khả năng chống nhiễu cao. Trên máy tính sử dụng phần mềm để chụp và lưu trữ các hình ảnh theo khoảng thời gian định trước hoặc do người dùng ra lệnh chụp, các hình ảnh sẽ được lưu trữ trên máy tính theo thời gian thực khi chụp ảnh dùng để phục vụ cho quá trình kiểm tra sau này. Hệ thống camera cho phép lập trình trước 30 vị trí cần chụp và giám sát được cả một khu vực rộng lớn. Camera này có thể truy cập trực tiếp qua mạng và hỗ trợ nhiều chế độ bảo mật, ngoài ra còn có tính năng cảnh báo qua popup hoặc thông qua Email. * Thu thập các thông số khác: Các thông số khác được thu thập bằng cách lấy các tín hiệu điện áp từ tủ điện và trước đồng hồ đo nhiệt độ cuộn dây, nhiệt độ dầu. Mỗi tín hiệu sẽ được số hoá và truyền về máy tính theo chuNn của mạng công nghiệp. Module ghép nối có nhiệm vụ đóng gói các gói tin và truyền về máy tính. Phần mềm trên máy tính có nhiệm vụ thu thập các gói tin, giải mã các gói tin để lấy các thông tin cần thiết, lưu trữ vào cơ sở dữ liệu trên máy phục vụ cho công tác tổng hợp, báo cáo đồng thời hiển thị lên màn hình hoặc bảng thông tin điện tử để theo dõi, giám sát. Phần mềm còn có các chức năng cảnh báo nếu các thông số thu thập được vượt quá ngưỡng cho phép, tổng hợp các thông tin và gửi đến các hòm thư điện tử được đăng ký trước. 2.4 Mô hình tổng thể Máy biến áp UTP Cable Internet Tín hiệu từ máy biến áp Tủ điện RS-485 DSL Modem Module ghép nối Máy tính với phần mềm thu thập DL Phòng điều hành Giám sát từ xa Hình 1: Mô hình tổng thể hệ thống giám sát * Phần mềm trên máy tính: Phần mềm được xây dựng trên nền tảng .NET, giao diện đẹp, dễ sử dụng và hoàn toàn có thể nâng cấp mở rộng để liên kết hoạt động, giám sát giữa các trạm. 145 T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 1(45) Tập 2/N¨m 2008 3. Kết luận Việc áp dụng hệ thống này vào giám sát các trạm biến áp góp phần giảm số lượng nhân viên vận hành, tăng độ tin cậy về hệ thống, tạo điều kiện cho người quản lý vận hành phát hiện kịp thời các sự cố có thể dẫn đến hỏng hóc trạm gây thiệt hại về tài sản. Ngoài ra nó còn là một hướng nghiên cứu góp phần tự động hoá các trạm biến áp đồng thời có thể xây dựng mạng giám sát cho toàn bộ các trạm biến áp thuộc Xí nghiệp truyền tải điện miền Bắc
Tóm tắt Việc ứng dụng Công nghệ thông tin, điện tử viễn thông và công nghệ điều khiển tự động trong việc giám sát, thu thập dữ liệu của các hệ thống điều khiển tích hợp là một mắt xích trong quá trình phát triển hệ thống, hướng đến việc xây dựng hệ thống điều khiển hoàn toàn tự độn ...