Hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) trong nhà máy thủy điện đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc quản lý và điều khiển các quy trình sản xuất. Với sự phát triển của công nghệ, hệ thống SCADA đã trở thành một công cụ không thể thiếu, giúp nâng cao hiệu suất và tối ưu hoá hoạt động của nhà máy. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá những ứng dụng và lợi ích của hệ thống scada trong nhà máy thủy điện, cùng nhau tìm hiểu về cách nó có thể cải thiện hiệu suất sản xuất và quản lý thông minh.

Hệ thống scada trong nhà máy thủy điện là gì

he-thong-scada-trong-nha-may-thuy-dien-1

  Hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) là một công nghệ quan trọng trong ngành công nghiệp thủy điện. Nó là một hệ thống tổng thể giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu từ các thiết bị và quy trình trong nhà máy thủy điện.

Hệ thống điều khiển SCADA kết hợp các thành phần như bộ điều khiển trung tâm, các thiết bị đo lường, cảm biến và giao diện người dùng. Nó cho phép các nhà quản lý và kỹ sư điều khiển và giám sát hoạt động của nhà máy từ xa thông qua các giao diện đồ họa dễ sử dụng.

Hệ thống điều khiển giám sát (SCADA) trong nhà máy thủy điện nhỏ thường được cấu thành từ 3 hoặc 4 cấp khác nhau như sau:

  • Cấp Điều khiển và Giám sát (ĐK&GS) tại chỗ thiết bị: Tại mỗi thiết bị trong nhà máy thủy điện, sẽ có một tủ điều khiển đặt gần bên cạnh. Đây là cấp ĐK&GS cơ bản nhất, nơi các thông số và tín hiệu từ thiết bị được thu thập và điều khiển trực tiếp.
  • Cấp ĐK&GS nhóm: Cấp này liên quan đến việc điều khiển và giám sát nhóm các thiết bị trong nhà máy. Thường có các tủ ĐK&GS nhóm như tủ ĐK&GS tổ máy, tủ ĐK&GS thiết bị dùng chung, tủ ĐK&GS cửa nhận nước, tủ ĐK&GS trạm BA. Tại cấp này, các tủ điều khiển được tập trung quản lý và giám sát các nhóm thiết bị tương tự nhau.
  • Cấp ĐK&GS toàn nhà máy: Đây là cấp ĐK&GS tập trung và quản lý toàn bộ hoạt động của nhà máy thủy điện. Cấp này bao gồm phòng điều khiển trung tâm, trong đó có máy tính SCADA và các thiết bị phụ trợ. Phòng điều khiển trung tâm chịu trách nhiệm thu thập dữ liệu từ các tủ điều khiển nhóm và điều khiển toàn bộ quá trình sản xuất và hoạt động của nhà máy.
  • Cấp ĐK&GS từ xa ngoài nhà máy: Đây là cấp ĐK&GS mà quản lý nhà máy có thể điều khiển và giám sát từ xa, thông qua các trung tâm điều độ hoặc sử dụng thiết bị di động kết nối với hệ thống SCADA của nhà máy thông qua công nghệ Web. Điều này cho phép người quản lý theo dõi và can thiệp vào quá trình hoạt động của nhà máy từ xa, đảm bảo sự linh hoạt và tiện lợi trong quản lý.

=> Góc giải đáp: 104 trong SCADA là gì?

Phân loại các hệ thống scada trong nhà máy thủy điện

he-thong-scada-trong-nha-may-thuy-dien-2

Hệ thống giám sát và điều khiển tổ máy

Hệ thống giám sát và điều khiển (GS&ĐK) tổ máy là một phần quan trọng trong hệ thống SCADA của nhà máy thủy điện. Hệ thống này được thiết kế để điều khiển và giám sát tổ máy cụ thể trong nhà máy, và thường có tên gọi tương ứng với tổ máy mà nó đang điều khiển. Trong trường hợp có nhiều tổ máy trong cùng một nhà máy, mỗi tổ máy thường được trang bị một bộ điều khiển riêng.

Hệ thống GS&ĐK tổ máy được trang bị các chức năng cơ bản sau:

  • Thu thập và giám sát dữ liệu: Hệ thống có khả năng thu thập và giám sát dữ liệu từ các thiết bị và quy trình trong tổ máy, như áp suất, nhiệt độ, lưu lượng, và trạng thái của các thiết bị.
  • Điều khiển tuần tự (Start/Stop): Hệ thống cho phép điều khiển tuần tự hoạt động của tổ máy, bao gồm chức năng khởi động (Start) và dừng (Stop).
  • Cảnh báo, báo động tình trạng máy: Hệ thống cung cấp cảnh báo và báo động khi có tình trạng máy không bình thường hoặc sự cố xảy ra trong tổ máy.
  • Kiểm soát nhiệt độ: Hệ thống có khả năng kiểm soát nhiệt độ trong tổ máy để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn.
  • Kiểm soát các thiết bị đo đạc: Hệ thống GS&ĐK tổ máy kiểm soát các thiết bị đo đạc như cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ để đảm bảo độ chính xác và tin cậy của dữ liệu thu thập được.
  • Ghi và lưu trữ các sự kiện ở quá khứ gần: Hệ thống có khả năng ghi lại và lưu trữ các sự kiện và dữ liệu quan trọng về hoạt động của tổ máy trong quá khứ gần, giúp phân tích và đánh giá hiệu suất và sự cố.
  • Hòa đồng bộ các tổ máy và với lưới: Hệ thống GS&ĐK tổ máy có chức năng hòa đồng bộ hoạt động giữa các tổ máy trong nhà máy và đồng bộ hoạt động giữa tổ máy và lưới điện.
  • Điều khiển công suất thực và công suất phản kháng: Hệ thống có khả năng điều khiển và kiểm soát công suất thực và công suất phản kháng của tổ máy, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.

Ngoài ra, hệ thống điều khiển tổ máy còn có thể được mở rộng với các chức năng bổ sung như tối ưu hoá hoạt động của tuabin và khởi động đen (Black Start).

=> Tài liệu tham khảo thêm: Tài liệu về hệ thống SCADA 

Các thành phần chính trong hệ thống GS&ĐK tổ máy bao gồm:

  • PLC và các modul mở rộng: Đây là các thiết bị điều khiển logic chương trình (PLC) và các modul mở rộng liên quan, có nhiệm vụ điều khiển và thu thập dữ liệu từ các thiết bị trong tổ máy.
  • HMI kiểu cảm ứng: HMI (Human Machine Interface) là giao diện người-máy, thường là màn hình cảm ứng, cho phép người vận hành tương tác với hệ thống GS&ĐK tổ máy và nhận thông tin trực tiếp.
  • Thiết bị hòa đồng bộ: Đây là các thiết bị giúp đồng bộ hoạt động giữa các tổ máy và giữa tổ máy với lưới điện.
  • Thiết bị điều khiển truyền thống: Bao gồm các thiết bị điều khiển và đo đạc truyền thống như công tắc, nút nhấn, cảm biến, van điều khiển, v.v.

Hệ thống GS&ĐK tổ máy đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn của tổ máy trong nhà máy thủy điện.

Hệ thống điều khiển và giám sát cửa nhận nước

he-thong-scada-trong-nha-may-thuy-dien-3

Hệ thống điều khiển và giám sát (GS&ĐK) cửa nhận nước là một phần quan trọng trong hệ thống SCADA của nhà máy thủy điện. Hệ thống này thường được thiết kế để điều khiển và giám sát hoạt động của cửa nhận nước, và có thể được đặt tại phòng vận hành cửa nhận nước hoặc ngoài trời.

Hệ thống GS&ĐK cửa nhận nước được trang bị các chức năng cơ bản sau:

  • Điều khiển đóng mở cửa nhận nước: Hệ thống cho phép điều khiển việc mở và đóng cửa nhận nước để kiểm soát lưu lượng nước chảy vào nhà máy.
  • Giám sát độ đóng mở cửa nhận nước: Hệ thống có khả năng giám sát và hiển thị trạng thái đóng mở của cửa nhận nước để người vận hành có thể theo dõi và kiểm soát.
  • Giám sát mức nước thượng, hạ lưu: Hệ thống giám sát mức nước ở khu vực thượng và hạ lưu của cửa nhận nước, giúp người vận hành có thông tin chính xác về lượng nước hiện tại.
  • Giám sát lưu lượng nước qua cửa nhận nước: Hệ thống theo dõi và ghi nhận lưu lượng nước chảy qua cửa nhận nước, đảm bảo việc kiểm soát lượng nước vào nhà máy.
  • Thu thập dữ liệu giám sát từ cửa nhận nước: Hệ thống thu thập dữ liệu từ các cảm biến và thiết bị giám sát cửa nhận nước và truyền về máy tính trung tâm để phân tích và quản lý.
  • Cảnh báo báo động mực nước hồ (sông, suối…): Hệ thống có khả năng cảnh báo và báo động khi mực nước hồ (sông, suối…) vượt quá mức quy định, giúp người vận hành đưa ra các biện pháp phòng ngừa và ứng phó kịp thời.
  • Lưu trữ tạm giá trị cần thiết trong khoảng thời gian: Hệ thống có khả năng lưu trữ tạm các giá trị và thông tin quan trọng liên quan đến hoạt động của cửa nhận nước trong một khoảng thời gian nhất định.

Ngoài ra, hệ thống GS&ĐK cửa nhận nước còn có thể được mở rộng với một số chức năng khác như đo mưa và hỗ trợ cảnh báo lũ, tuỳ thuộc vào yêu cầu và điều kiện cụ thể.

Các thành phần chính trong hệ thống GS&ĐK cửa nhận nước bao gồm:

  • PLC và các modul mở rộng: Đây là các thiết bị điều khiển logic chương trình (PLC) và các modul mở rộng liên quan, có nhiệm vụ điều khiển và thu thập dữ liệu từ cửa nhận nước.
  • HMI kiểu cảm ứng: HMI (Human Machine Interface) là giao diện người-máy, thường là màn hình cảm ứng, cho phép người vận hành tương tác với hệ thống GS&ĐK cửa nhận nước và nhận thông tin trực tiếp.
  • Thiết bị truyền thông không dây (3G, GSM): Cung cấp khả năng truyền thông không dây để kết nối hệ thống GS&ĐK cửa nhận nước với các thiết bị và trung tâm điều khiển từ xa.
  • Thiết bị trường quang trọng: Bao gồm các cảm biến mức nước thượng/hạ lưu, máy đóng mở, cảm biết đo độ mở và các thiết bị liên quan khác, giúp đo lường và giám sát các thông số liên quan đến cửa nhận nước.

Hệ thống GS&ĐK cửa nhận nước đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn của cửa nhận nước trong nhà máy thủy điện.

Hệ thống điều khiển và giám sát trung tâm của nhà máy

he-thong-scada-trong-nha-may-thuy-dien-4

Hệ thống điều khiển và giám sát (GS&ĐK) trung tâm của nhà máy là một phần quan trọng trong hệ thống SCADA của nhà máy thủy điện. Hệ thống này được xây dựng dựa trên các cấu trúc phần cứng và phần mềm để điều khiển và giám sát các quá trình làm việc của các nhóm thiết bị sau:

  • Hai tổ tua bin-máy phát, gồm cả máy biến áp chính: Hệ thống GS&ĐK điều khiển và giám sát các hoạt động của hai tổ tua bin-máy phát trong nhà máy, bao gồm cả máy biến áp chính.
  • Các hệ thống thiết bị phụ tại nhà máy: Hệ thống GS&ĐK quản lý và giám sát các thiết bị phụ hỗ trợ trong nhà máy thủy điện.
  • Cửa nhận nước: Hệ thống GS&ĐK điều khiển và giám sát hoạt động của cửa nhận nước, đảm bảo việc điều khiển đóng mở và giám sát lưu lượng nước chính xác.
  • Các thiết bị hệ thống điện tự dùng: Hệ thống GS&ĐK quản lý và giám sát các thiết bị hệ thống điện tự dùng, đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn.
  • Các hệ thống kích từ, điều tốc cho các tổ máy: Hệ thống GS&ĐK điều khiển và giám sát các hệ thống kích từ và điều tốc cho các tổ máy trong nhà máy.
  • Các thiết bị TPP-110kV (tùy từng nhà máy): Hệ thống GS&ĐK quản lý và giám sát các thiết bị TPP-110kV tại nhà máy, đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định.

Hệ thống GS&ĐK trung tâm của nhà máy đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển, giám sát và quản lý các hoạt động của các nhóm thiết bị để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn của nhà máy thủy điện.

=> Xem thêm: Hệ thống scada nhà máy nước

Công dụng và lợi ích của hệ thống SCADA trong ngành thủy điện

he-thong-scada-trong-nha-may-thuy-dien-5

Hệ thống SCADA đem lại nhiều công dụng và lợi ích quan trọng cho ngành thủy điện. Dưới đây là một số trong số chúng:

  • Giám sát toàn diện: Hệ thống SCADA cho phép giám sát và theo dõi các thông số hoạt động quan trọng trong nhà máy thủy điện như áp suất, nhiệt độ, mức nước, lưu lượng dòng chảy, và trạng thái của các thiết bị. Điều này giúp nhà quản lý nắm bắt thông tin thời gian thực về hoạt động của nhà máy và có khả năng phát hiện sự cố ngay lập tức.
  • Tối ưu hoá hiệu suất: Hệ thống SCADA cung cấp dữ liệu chi tiết về quá trình sản xuất và hoạt động của các thiết bị. Điều này cho phép kỹ sư và nhà quản lý xác định các vấn đề tiềm ẩn, tối ưu hoá quy trình và nâng cao hiệu suất của nhà máy thủy điện.
  • Tự động hóa và điều khiển: Hệ thống SCADA cho phép điều khiển tự động các thiết bị và quy trình trong nhà máy thủy điện. Điều này giảm thiểu sự can thiệp của con người và đảm bảo hoạt động ổn định và nhất quán của hệ thống.
  • Quản lý từ xa: Với hệ thống SCADA, nhà quản lý và kỹ sư có thể giám sát và điều khiển hoạt động của nhà máy thủy điện từ xa. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và công sức cho việc kiểm soát và giám sát, đồng thời tăng cường khả năng phản ứng nhanh chóng đối với các sự cố.
  • Nâng cao an toàn: Hệ thống SCADA giúp giảm thiểu rủi ro về an toàn bằng cách giám sát các điều kiện môi trường, như áp suất, nhiệt độ và mức nước. Nếu có sự cố xảy ra, hệ thống có khả năng cảnh báo và ngắt kết nối tự động để đảm bảo an toàn cho nhân viên và cơ sở vật chất.

Kết bài

Trên hết, hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) trong nhà máy thủy điện đã chứng tỏ vai trò không thể thiếu trong việc điều khiển và giám sát quá trình sản xuất năng lượng điện. Nhờ sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm tiên tiến, hệ thống SCADA cho phép nhà máy thủy điện kiểm soát tổng thể các thiết bị và quá trình hoạt động một cách hiệu quả. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, hệ thống SCADA trong nhà máy thủy điện sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự ổn định và hiệu quả của ngành điện.

Chi tiết vui lòng liên hệ Công Ty TNHH Max Electric Việt Nam Công Nghệ Và Dịch Vụ Kỹ Thuật Max Electric Việt Nam

  • VPDD: Số 19, ngõ 219 Trung Kính, Cầu Giấy, Hà Nội
  • CN HCM: P. Bình Hưng Hòa, Q Bình Tân, TP. Hồ Chí Minh
  • Xưởng sản xuất: Khu công nghệ cao Hòa Lạc, Thạch Thất, Hà Nội.
  • Telephone: 0862 663 229
  • Hotline: 0862 663 229
  • E-mail: maxelectricvn@gmail.com