Bài viết này đề cập tới ứng dụng của phần mềm Elipse Power trong điều khiển trạm biến áp tại Linhares-một thị trấn nằm ở phía đông Brazil.

NHU CẦU

Được mở cửa vào 23/12/2010, nhà Máy Nhiệt Điện Linhares toạ lạc tại Linhares (ES), được thiết kế để tạo ra khoảng 75 việc làm, 80% trong số này sẽ làm việc trực tiếp tại nhà máy điện dưới sự quản lý của công ty. Tổng cộng, khoảng 230 triệu đô la đã được đầu tư để xây dựng nhà máy, và đây chính là nhà máy đầu tiên hoạt động bằng khí hóa lỏng (LNG) tại Brazil. Nhà máy nhiệt điện này có thể sản xuất tới 204 MW, đủ để cung cấp điện cho 400.000 hộ gia đình.

Để kiểm soát tốt hơn các hoạt động của trạm biến áp của nhà máy, Elipse Power- giải pháp phần mềm được phát triển bởi Elipse Software đã được phê duyệt trong dự án này. Với Elipse Power, người vận hành có thể giám sát và thực hiện thao tác lệnh cho máy cắt, switchs, máy biến áp, và các thiết bị trạm khác. Để hiện thực giải pháp này, WEG CNS đã cung cấp trạm biến áp tới Linhares Generation. Và để lắp đặt hệ thống giám sát, bảo vệ và điều khiển, WEG đã thuê SEL (SEL-Schweitzer Engineering Laboratories) cho mảng tự động hóa năng lượng.

Hình 1-Trạm biến áp của nhà máy nhiệt điện Linhares

GIẢI PHÁP

Từ tháng 12/2010, Elipse Power đã được chạy nội bộ tại trạm biến áp trên một máy tính chuyên dụng của SEL (SEL-3354 model), tích hợp giao diện HMI cung cấp khả năng vận hành tại chỗ thông qua một màn hình cảm ứng 15-inch. Ngoài ra, trạm biến áp có thể được vận hành bởi hai vị trí được lắp đặt tại phòng điều khiển của nhà máy. Các thông tin trao đổi giữa giao diện HMI với các thiết bị truyền thông của trạm thông qua một máy tính chuyên dụng SEL (cũng là model SEL-3354 ), được gọi là “hub”, thông qua giao thức DNP 3.0.

Hình 2-Kiến trúc hệ thống

Thông qua một loạt các màn hình, người vận hành có thể giám sát bất kỳ các thông tin  trong hệ thống, từ sơ đồ cấu trúc của hệ thống tới các biến khác nhau và các thông số đo lường được thu thập từ các thiết bị trạm. Người vận hành nhấp chuột (click) lên màn hình chính của Elipse Power, sẽ hiện ra giao diện cho phép gõ tên đăng nhập và mật khẩu để truy cập vào ứng dụng.

Trên màn hình này, Nhà máy Nhiệt điện Linhares được minh hoạ bởi một dấu chấm nhỏ màu đen trên bản đồ Brazil. Nếu hệ thống cảnh báo của phần mềm phát hiện bất kỳ sự cố nào ở một trong các thiết bị của trạm biến áp, chấm đen này sẽ nhấp nháy màu đỏ.

Hình 3-Màn hình truy cập vào ứng dụng

Sau khi nhập tên đăng nhập và mật khẩu, người dùng được truy cập vào một màn hình giao diện với ba khu vực khác nhau. Ở bên trái, có các biểu tượng minh họa cho việc truy cập trực tiếp tới màn hình khởi đầu, với các sơ đồ một sợi, tổng hợp cảnh báo và sơ đồ cấu trúc hệ thống. Ở phía dưới cùng của màn hình, người vận hành có thể xem tất cả các chi tiết về các sự kiện xảy ra gần đây nhất được ghi bởi Elipse Power (vấn đề là gì, ở đâu, ngày, thời gian, và tên của người vận hành chịu trách nhiệm xác nhận thông tin đó). Cuối cùng, tại trung tâm màn hình là minh hoạ tổng quan của trạm biến áp.

Hình 4-Màn hình chính của ứng dụng trực tuyến

HỆ THỐNG CẢNH BÁO

Khi click chuột vào biểu tượng cảnh báo, bên trái khung hình, người dùng có quyền truy cập vào màn hình Tổng hợp cảnh báo. Trên đó, nó thể hiện chi tiết các sự kiện  được ghi nhận theo thời gian thực bởi Elipse Power (vấn đề gì xảy ra, ở đâu, ngày, thời gian, và tên của người vận hành chịu trách nhiệm về vấn đề đó)

Hình 5-Cảnh báo theo thời gian thực (Online)

Bằng cách nhấp chuột vào biểu tượng màu vàng nằm ở góc trên bên phải của Tổng quan Cảnh Báo (Alarms Summary), người vận hành có thể truy cập và xem lịch sử các cảnh báo. Trong đó, người dùng có thể xem các thông tin về tất cả các sự kiện đã tác động đến trạm biến áp, cho phép họ đưa ra quyết định về khoảng thời gian, thiết bị, người vận hành, và tình trạng cảnh báo (cảnh báo, không không cảnh báo, hoặc đã được xác nhận) để theo dõi.

Để làm như vậy, chỉ cần đặt thời gian bắt đầu, kết thúc sau đó kiểm tra các “check box” tương ứng trên màn hình, Elipse power có thể thu thập và hiển thị tất cả các cảnh báo đã được ghi lại trong thời gian này. Sau khi bộ lọc đã được thiết lập, người dùng có thể xuất một bản báo cáo các cảnh báo ở định dạng PDF.

Hình 6-Lịch sử Cảnh báo

Với hai màn hình này, người dùng có thể nhấp chuột vào biểu tượng tượng trưng cho máy cắt trên màn hình, nó sẽ hiển thị các sự kiện xảy ra trên thiết bị được chọn. Vì vậy, nó có thể tiết kiệm thời gian trong việc kiểm soát trạm biến áp, người sử dụng không cần phải tìm kiếm sự cố trong tất cả các sự kiện được hiển thị trong lịch sử cảnh báo.

Hình 7-Những cảnh báo đã xảy ra trên máy cắt 52.2

MENU TÙY CHỌN

Ngoài việc giám sát các sự cố của thiết bị trong trạm biến áp, Elipse Power cũng có thể theo dõi các thông số đo kiểu số và tương tự, thực hiện các lệnh điều khiển và thể hiện các biểu đồ trực quan và khoá liên động. Để làm được như vậy, chỉ cần nhấp chuột vào biểu tượng tương ứng cho việc mà bạn muốn xử lý, chẳng hạn có thể truy cập các thông số đo lường điện áp và dòng điện, cũng như giải trừ các rơ le chốt (lock-out) và chuyển nhóm bảo vệ, và một số lệnh khác.

Biểu đồ tùy chọn cho phép người dùng giám sát các giá trị analog (dòng điện, điện áp, tần số, công suất hữu công và vô công) của các thiết bị bằng cách hiển thị các giá trị này thông qua hai biểu đồ. Các biểu đồ trực tuyến cho phép người sử dụng xem tất cả các giá trị trong các dòng được chọn của bộ xử lý trong thời gian thực.

Biểu đồ dữ liệu quá khứ, thể hiện các giá trị đã được ghi nhận và chỉ cần xác định điểm bắt đầu và điểm kết thúc của quá trình giám sát và hiển thị chúng trên màn hình dưới dạng đồ họa. Ngoài ra, người dùng có thể xuất các giá trị theo thời gian được giám sát, được thể hiện qua các đường cong trong biểu đồ bằng một bản báo cáo định dạng PDF.

Hình 8-Biểu đồ lịch sử vận hành

Việc vận hành (trực tiếp hoặc quá khứ) cho phép người dùng lựa chọn công cụ bút ảo để giám sát, thay đổi màu sắc của chúng. Bằng cách nhấn chọn các khoá liên động tùy chọn, người dùng có thể theo dõi các điều kiện ngăn chặn lệnh điều khiển tới một trong các thiết bị của trạm biến áp. Việc ngăn chặn này có thể được thực hiện bằng các qui tắc đã được định nghĩa trước cho việc vận hành trạm.

Hình 9-Báo cáo hiển thị thông tin biểu đồ về lịch sử đo đạc được ghi trên máy biến áp TrafoT1

SƠ ĐỒ MỘT SỢI

Khi nhấp chuột vào sơ đồ một sợi (Single-Line Diagram), ở phía trên bên trái của màn hình, người dùng có thể mở một menu truy cập và xem tất cả sơ đồ một sợi của trạm biến áp (gồm 6 sơ đồ). Sơ đồ một sợi là sơ đồ tổng quát đơn giản biểu diễn hệ thống điện, thể hiện mối liên kết giữa các thiết bị liên quan đến việc sản xuất và truyền tải điện.

Ngoài màn hình một sợi tổng quát, còn 5 sơ đồ khác biễu diễn chi tiết các phần của sơ đồ một sợi. Trên từng phần, người dùng có thể zoom (phóng to, thu nhỏ) các phần sơ đồ bất kỳ bằng biểu tượng kính lúp trên màn hình.

Hình 10-Màn hình hiển thị một trong 6 sơ đồ một sợi online

LỢI ÍCH

• Kiểm soát việc truy cập vào ứng dụng thông qua tài khoản đăng nhập trên màn hình chủ của phần mềm Elipse Power.
• Hình ảnh hóa nhanh và chính xác tất cả các thiết bị bao gồm sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển trạm biến áp của nhà máy nhiệt điện Linhares.
• Màn hình đồ họa các biến khác nhau trong sản xuất và truyền tải điện
• Thông tin chi tiết về các sự kiện trong quá khứ và hiện tại theo thời gian thực, được kiểm tra bởi hệ thống cảnh báo của phần mềm cho các trạm biến áp
• Khả năng thực hiện lệnh trên mỗi thiết bị của trạm biến áp (máy cắt, dao cách lý, máy cắt/dao cách ly phân đoạn,.v.v.)
• Giám sát sơ đồ một sợi của trạm biến áp theo thời gian thực.
• Theo dõi (chi tiết) toàn bộ các phần của sơ đồ một sợi, với độ chính xác theo từng cấp độ thu/phóng.

 THÔNG TIN KỸ THUẬT

Khách hàng: Linhares Geração

Nhà tích hợp: Energia Automação

Gói phần mềm Elipse: Elipse Power

Số lượng license: 1

Nền tảng phần mềm: Windows XP and Windows 7

Số lượng thông tin: 374

Giao thức (I/O driver): DNP 3.0

LNG    : Liquefied Natural Gas