Thực trạng lĩnh vực ứng dụng công nghệ

Trước năm 2014, thiết bị chỉ thị sự cố lắp đặt lên lưới điện tại Điện lực Khánh Hòa được nhập từ nước ngoài, với tính năng cảnh báo bằng đèn tại chỗ, nên việc tìm kiếm, khoanh vùng sự cố phải thực hiện bằng thủ công, tốn rất nhiều thời gian và nhân lực. Từ năm 2014, việc nghiên cứu, sản xuất thiết bị chỉ thị sự cố đã được Điện lực Khánh Hòa thực hiện và thử nghiệm lên lưới. Quá trình lắp đặt thử nghiệm phiên bản đầu tiên cho thấy thiết bị còn dễ nhiễu khiến cho cảnh báo chưa chính xác; các bo mạch điều khiển còn cồng kềnh, khó nâng cấp; sai số dòng điện qua cuộn dòng lớn.

Từ năm 2017, các nhà nghiên cứu của Điện lực Khánh Hòa đã nghiên cứu cải tiến và hợp tác với CPC EMEC để hoàn thiện bo mạch chính tích hợp, nâng cao chất lượng sản phẩm. Các tính chất vật liệu (dây dẫn, mạch từ,…), công nghệ quấn dây,…được đầu tư nghiên cứu thích hợp đã giúp thiết bị mới đáp ứng được các yếu tố về cơ, điện, nhiệt, hoá,… khắc phục được các khiếm khuyết của những thiết bị phiên bản trước.

Quy trình và phương pháp tổ chức thực hiện

Thiết bị chỉ thị và cảnh báo sự cố trên lưới điện trung thế SRFI (Smart Remote Fault Indicator) vừa chỉ thị sự cố bằng đèn, vừa cảnh báo bằng gửi tin nhắn đến các nhân viên/bộ phận quản lý qua tin nhắn cảnh báo (SMS) đến tổng đài.

Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động

Hình 1. Sơ đồ khối thiết bị SRFI

Tín hiệu dòng điện từ Khối cảm biến dòng điện sẽ chuyển thành tín hiệu điện áp, qua Khối ADC sẽ chuyển tín hiệu analog sang digital và gửi đến Khối điều khiển trung tâm. Tại đây, Khối điều khiển trung tâm sẽ xử lý thông tin nhận được và thông tin cài đặt từ Khối cài đặt trị số bằng nút gạt. Nếu giá trị nhận được vượt quá giá trị đã cài đặt trước (dòng điện và thời gian), Khối điều khiển sẽ kích hoạt Khối cảnh báo để báo hiệu bằng đèn tại chỗ và gửi tin nhắn tới nhân viên quản lý vận hành. Khối nguồn dùng để cấp nguồn cho Khối điều khiển, Khối ADC và Khối cảnh báo hoạt động.

Đặc trưng của thiết bị SRFI

• Lắp trực tiếp vào từng pha của đường dây trên không để thu thập thông số vận hành (giá trị dòng tải, trạng thái sự cố, điện áp,..)
• Lắp đặt trực tiếp trên tuyến dây trung thế nổi (dây pha) nhằm nhận biết và khoanh vùng sự cố pha - pha, hoặc pha - đất.
• Cảnh báo bằng đèn tại thiết bị và cảnh báo từ xa qua tin nhắn SMS. Thích hợp với tất cả các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông tại Việt Nam.
• Cho phép cài đặt thay đổi thông số cơ bản về dòng điện và thời gian để phù hợp với thông số kỹ thuật vận hành trên lưới điện trung áp hiện nay.
• Kích thước nhỏ gọn, dễ lắp đặt, vận hành.

Hình 2: Hình dáng bên ngoài vỏ hộp thiết bị SRFI

Tính năng của thiết bị SRFI

Phát hiện sự cố

- Có tính năng phát hiện và phân biệt dạng sự cố vĩnh cửu (Permanent Fault), sự cố thoáng qua (Temporary Fault) và tình trạng quá dòng do đóng cắt (Transient current) thiết bị, quá trình đóng lặp lại của Recloser. Các dạng sự cố này sẽ được chỉ thị bằng các tín hiệu đèn nháy và tín hiệu SMS gửi về trung tâm khai thác.

- Các dạng sự cố vĩnh cửu, thoáng qua và tình trạng quá dòng do đóng cắt thiết bị (Transient current) được bộ chỉ thị báo sự cố nhận biết bằng thời gian cài đặt.

- Thời gian tác động (Delay response time) có thể cài đặt được từ 50-500ms.

- Phát hiện sự thay đổi dòng điện đột biến nhanh.

- Dòng phát hiện sự cố: từ 100A-1.000A, có thể cài đặt theo nhiều cấp và mở rộng thêm.

- Điều kiện phát hiện mất áp: U < 45%Un.

Chi tiết tín hiệu cảnh báo

- Cảnh báo lỗi:

• Lỗi pha – pha: dòng điện vượt ngưỡng cài đặt từ trước.
• Lỗi pha – đất: độ tăng dòng điện vượt ngưỡng trong một khoảng thời gian (di/dt).

- Phát hiện mất/có điện áp lưới.

- Đo lường đại lượng dòng điện (sai số ≤ 5% đối với dòng > 100A, sai số ≤10% đối với dòng ≤100A).

- Khả năng phát tín hiệu cảnh báo bằng sóng RF (408.925Mhz)

- Thông báo về trung tâm bằng phương pháp: SMS.

- Hiển thị sự cố bằng đèn nháy:

 + Phát hiện được từ khoảng cách tối thiểu > 50m ban ngày và > 300m ban đêm.

+ Có thể quan sát từ mọi hướng (360^o).

- Tùy chọn các chức năng: đồng hồ thời gian thực hoặc cài đặt hẹn giờ định kỳ gửi thông tin tình trạng thiết bị.

- Thiết bị không báo nhầm sự cố trong các trường hợp:

• Khi tải thay đổi đột ngột.
• Khi có dòng lớn nhưng không phải sự cố (dòng xung kích qua máy biến áp).
• Khi mất điện có điện áp xả của các tụ bù.

Cài đặt và reset sau sự cố

Có thể cài đặt bằng một trong 2 phương pháp, sử dụng nút gạt tại chỗ hoặc từ xa thông qua Điều khiển từ xa (Remote Control) sử dụng sóng RF.

-Cài đặt bằng nút gạt tại chỗ

• Thiết lập được các mức ngưỡng dòng cảnh báo khác nhau bằng nút gạt từ 100A-1.000A (bước cài đặt 100A).
• Thiết lập được thời gian tự động reset sau sự cố (4 lựa chọn: 1-2-3-4 giờ).
• Thời gian tác động bằng nút gạt (tối thiểu 4 tùy chọn).

- Sử dụng điều khiển từ xa:

• Thiết lập các ngưỡng dòng cảnh báo từ 50A-1.000A: bước cài đặt 1A.
• Thiết lập thời gian tự động reset sau sự cố từ 1-16 giờ: bước cài đặt 30 phút.
• Thiết lập thời gian tác động 40-300ms: bước cài đặt 20ms.
• Kiểm tra, đọc thông số (dòng điện), đọc thông số cài đặt của thiết bị.

- Reset sau sự cố:

• Tự động reset theo giá trị thời gian cài đặt.
• Tự động reset khi có dòng điện/điện áp vận hành phục hồi.
• Reset thông qua điều khiển từ xa.

Truyền thông

- Hỗ trợ các loại truyền thông không dây sau:

• GSM (tin nhắn SMS).
• Hồng ngoại IR (tùy chọn).
• RF tần số 408.925Mhz.

- Anten: anten truyền thông được tích hợp bên trong thiết bị.

Kết nối SCADA

Sử dụng giao thức IEC60870-5-104 thông qua HES-Server.

Hình 3: Kết nối Smartphone với SRFI thông qua thiết bị HHU-INCEU

Ưu điểm của công nghệ, hiệu quả kinh tế

Ưu điểm

Sản phẩm có thiết kế nhỏ gọn, với tính năng vừa chỉ thị sự cố bằng đèn vừa gửi tin nhắn (SMS) đến các cá nhân/bộ phận quản lý mà không thiết bị trung gian. Xác định chính xác khu vực bị sự cố và cảnh báo tức thời, giúp bộ phận chuyên trách cách ly đoạn tuyến sự cố ra khỏi lưới nhanh nhất; trực ban Điều độ có thông tin sớm để điều hành cấp điện lại, tránh mất điện kéo dài.

Hệ thống phần mềm giám sát đi kèm có thể hiển thị vị trí nơi xảy ra sự cố, cùng công cụ chỉ đường cho nhân viên vận hành tiếp cận nhanh, rút ngắn thời gian xử lý.

Giải pháp có khả năng mở rộng để xây dựng hạ tầng đo đếm tiên tiến AMI, đáp ứng nhu cầu hiện đại hóa hệ thống thông tin theo lộ trình hình thành và phát triển các cấp độ thị trường Điện lực Việt Nam.

Hiệu quả kinh tế

-Ứng dụng công nghệ có thể tiết kiệm ít nhất ½ chi phí so với nhập ngoại: 

• Giá thành của thiết bị chỉ thị và cảnh báo sự cố lưới điện trung áp (SRFI) sản xuất khoảng 3,58 triệu đồng/thiết bị (có thuế). Giá thiết bị ngoại nhập có tính năng cảnh báo từ xa tối thiểu 7,7 triệu đồng. Nếu muốn bổ sung chức năng cảnh báo từ xa cần trang bị thêm các bộ thu thập tín hiệu (01 bộ thu thập chỉ quản lý tối đa 9 thiết bị cảnh báo) với giá thành tối thiểu 55,66 triệu đồng.
• Như vậy, khi ứng dụng thiết bị SRFI sẽ tiết kiệm ít nhất 4,12 triệu đồng/thiết bị và 6,184 triệu đồng/thiết bị cho tính năng cảnh báo từ xa, so với thiết bị ngoại nhập (tiết kiệm được tối đa đến 10,304 triệu đồng/1 thiết bị khi dùng cảnh báo từ xa). Nếu triển khai lắp đặt thiết bị cho toàn bộ PC ở 63 tỉnh thành tại Việt Nam, giá trị làm lợi thu được cả hàng ngàn tỉ đồng.

- Giảm thiệt hại do việc xử lý sự cố kéo dài: tùy theo quy mô khách hàng, đơn giá bán điện và thời gian gián đoạn cung ứng điện do sự cố. Số liệu này tính toán tại PC Khánh Hòa năm 2017 là thiệt hại 274,026 đồng/giờ sự cố/khách hàng sử dụng điện. Khu vực càng đông dân cư, phạm vi ảnh hưởng của sự cố càng rộng thì số tiền tiết kiệm được cho PC càng lớn.

Thông tin chuyên gia, hỗ trợ

ThS. Nguyễn Thanh Lâm, Chủ tịch HĐQT

Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa

Địa chỉ: 11 Lý Thánh Tôn, phường Vạn Thạnh, TP. Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa

ĐTDĐ:  0962.827799.

E-mail: lamnt1@cpc.vn