Thiết kế, thi công hoàn thiện hệ thống giám sát từ xa thiết bị Nhà máy Thủy điện Đại Ninh

Bài viết Thiết kế, thi công hoàn thiện hệ thống giám sát từ xa thiết bị Nhà máy Thủy điện Đại Ninh đã triển khai thiết kế, thi công và đưa vào áp dụng một hệ thống giám sát độc lập với hệ thống hiện hữu điều khiển hiện hữu của Nhà máy để giám sát bổ sung các thiết bị cần thiết cho công tác quản lý vận hành nhà máy điện mà hệ thống hiện hữu không có.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế, thi công hoàn thiện hệ thống giám sát từ xa thiết bị Nhà máy Thủy điện Đại Ninh KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 THIẾT KẾ, THI CÔNG HOÀN THIỆN HỆ THỐNG GIÁM SÁT TỪ XA THIẾT BỊ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐẠI NINH 1 2 Tô Văn Trọng , Chúc Thành Hiếu 1 Công ty thủy điện Đại Ninh, 0966399179, ktotrongdaininh@gmail.com 2 Công ty thủy điện Đại Ninh, 0989756548, Hieu.chuc@gmail.com Tóm tắt: Đề tài: “Thiết kế, thi công hoàn thiện hệ thống giám sát từ xa thiết bị nhà máy thủy điện Đại Ninh” đã triển khai thiết kế, thi công và đưa vào áp dụng một hệ thống giám sát độc lập với hệ thống hiện hữu điều khiển hiện hữu của Nhà máy để giám sát bổ sung các thiết bị cần thiết cho công tác quản lý vận hành nhà máy điện mà hệ thống hiện hữu không có. Trong đó, lắp bổ sung các loại cảm biến, các bộ PLC để thu thập, xử lý tín hiệu và truyền dữ liệu về máy tính giám sát đặt tại phòng điều khiển trung tâm thông qua mạng nội bộ có sẵn tại nhà máy. Từ năm 2015 đến nay, giải pháp này đã được triển khai áp dụng trên nhiều Hệ thống thiết bị trong dây chuyền sản xuất của Công ty, từng bước hoàn thiện toàn bộ Hệ thống giám sát nhà máy và mang lại hiệu quả cao cho Công ty. Trong đó, nhiều nội dung đã được Tổng công ty phát điện 1, Công ty thủy điện Đại Ninh công nhận là sáng kiến cải tiến kỹ thuật. Toàn bộ công tác thiết kế bản vẽ, giao diện giám sát, lập trình logic, thi công lắp đặt, thí nghiệm hiệu chỉnh và đưa hướng dẫn vận hành đều do chúng tôi và các cộng sự thực hiện. Giám sát từ xa. 1. GIỚI THIỆU Để đảm bảo cho dây chuyền sản xuất điện luôn vận hành an toàn, tin cậy, mang lại hiệu quả cao đơn vị quản lý vận hành cần nắm được thông tin về thiết bị một cách đầy đủ, kịp thời và chính xác. Theo thiết kế của Dự án thủy điện Đại Ninh, thì hầu hết các thông tin cơ bản của các thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất điện đều được giám sát từ xa bằng các máy tính của Hệ thống điều khiển nhà máy. Tuy nhiên, sau khi dự án hoàn thành đưa vào vận hành vẫn còn nhiều thiết bị có mức độ quan trọng rất cao nhưng chưa được giám sát từ xa liên tục bằng hệ thống tự động, như: Máy phát Diezel cấp nguồn tự dùng dự phòng (phục vụ khởi động đen nhà máy), Hệ thống dầu điều khiển, Máy biến áp kích từ, Hệ thống van điều khiển. Bên cạnh đó, các thiết bị đang được lắp đặt ở những mặt bằng không gian rộng lớn, các cụm thiết bị đặt xa nhau và chỉ được lắp đặt thiết bị giám sát tại chỗ. Hệ thống hiện hữu chưa đưa ra được các cảnh báo sớm một cách toàn diện khi có nguy sự cố hư hỏng xảy ra trên hệ thống thiết bị của nhà máy; việc chẩn đoán tình trạng vận hành thiết bị hoàn toàn phụ thuộc vào kết quả các lần thử nghiệm, kiểm tra định kỳ theo kế hoạch (tiểu tu hoặc sửa chữa lớn thiết bị tổ máy), mà chu kỳ của các lần kiểm tra này khá dài (tối thiểu 1 năm/1 lần) do đó gây khó khăn trong việc phát hiện kịp thời các hiện tượng bất thường, giúp đưa ra các quyết định bảo dưỡng, sửa chữa kịp thời. Những điều này gây khó khăn rất lớn cho công tác quản lý 232 CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA vận hành nhà máy, chưa đảm bảo cho dây chuyền sản xuất vận hành an toàn, tin cậy. Trên thực tế, đã từng xảy ra sự những sự cố nặng bất ngờ, gây gián đoạn quá trình sản xuất trong thời gian dài mà nguyên nhân chính là do thiết bị không được giám sát liên tục để phát hiện và có biện pháp xử lý kịp thời, cụ thể như:  Không khởi động được máy phát Diezel để cấp nguồn dự dùng khi các tổ máy đột ngột mất tự dùng, gây dừng tổ máy phát điện.  Các thiết bị trên hệ thống dầu bị hư hỏng nhưng không phát hiện kịp thời dẫn đến bị sự cố nặng gây dừng máy,  Nhiều máy biến áp khô đang vận hành trong hệ thống điện, điển hình là một số máy biến áp kích từ đã từng bị sự cố nặng bất ngờ, gây mất khả dụng trong thời gian dài cho tổ máy phát điện, mà nguyên nhân chính là do phát sinh hiện tượng vầng quang (Corona), phóng điện cục bộ, quá nhiệt máy biến áp không được phát hiện kịp thời.  Sự cố gây dừng máy do hỏng các cuộn dây của Van solenoid điều khiển. Mặt khác, Hệ thống điều khiển, giám sát hiện hữu được bảo mật cao bởi nhà sản xuất nước ngoài (Alstom-Pháp) nên việc can thiệp, hiệu chỉnh để bổ sung các tín hiệu giám sát cần thiết vào hệ thống hiện hữu là rất hạn chế và khó khăn. Qua vấn đề thực tế đã nêu trên cho thấy việc giám sát liên tục tình trạng các thiết bị quan trọng khác trong dây chuyền sản xuất điện là điều hết sức cần thiết. Nhằm đáp ứng các yêu cầu thực tế trong công tác quản lý, vận hành Nhà máy thủy điện Đại Ninh, chúng tôi cần phải thiết lập một hệ thống giám sát mới độc lập với hệ thống hiện hữu để giám sát bổ sung các tín hiệu. 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT/PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở lý thuyết  Cấu tạo, nguyên lý làm việc, mạch điều khiển của các thiết bị đang vận hành trong dây chuyền sản xuất điện của nhà máy.  Nguyên lý làm việc của các loại cảm biến cần lắp bổ sung. 2.2. Phương pháp nghiên cứu  Rà soát, xem xét, lựa chọn các thông tin thiết bị cần thu thập bổ sung để phục vụ công tác quản lý vận hành. Từ đó đưa ra giải pháp và lựa chọn thiết bị phù hợp.  Thiết lập mô hình phần cứng.  Lập trình chương trình thu thập, xử lý dữ liệu và thiết kế các giao diện giám sát từ xa. 233 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 2.3. Dự kiến kết quả đạt được Thiết kế, thi công một hệ thống giám sát độc lập với hệ thống hiện hữu để giám sát bổ sung các thiết bị cần thiết cho công tác quản lý vận hành nhà máy điện mà hệ thống hiện hữu không có. Trong đó, lắp bổ sung cảm biến, các bộ PLC để thu thập, xử lý tín hiệu và truyền dữ liệu về máy ...