Truy xuất và cài đặt rơle từ xa

T
óm tắt: Báo cáo trình bày về hiện trạng hệ thống Rơle 
bảo vệ tại Tổng Công ty Điện lực miền Nam, các khó 
khăn trong quá trình thực hiện công tác cài !ặt, truy xuất 
Rơle khi có nhu cầu thay !ổi trị số hoặc chiết xuất dữ liệu 
phục vụ công tác !iều tra, phân tích sự cố. Từ !ó giới 
thiệu giải pháp khắc phục bằng việc triển khai hệ thống truy xuất 
và cài !ặt Rơle từ xa trên cơ sở tận dụng hạ tầng của hệ thống SCA-
DA, thông tin liên lạc hiện hữu, góp phần chung vào chủ trương 
vận hành không người trực các trạm biến áp 110/22kV của Tập 
!oàn Điện lực Việt Nam và Tổng Công ty Điện lực miền Nam.
1. HIỆN TRẠNG:
Để !áp ứng nhu cầu phát triển của nền kinh tế, hệ thống !iện 
tại khu vực miền Nam nói riêng và cả nước nói chung hàng năm 
phải !ầu tư xây dựng thêm các trạm biến áp và !ường dây 110kV. 
Hiện nay, phạm vi quản lý của Tổng Công ty Điện lực miền Nam 
!ang quản lý khoảng 198 trạm biến áp 110/22 kV (Công ty Lưới 
!iện Cao thế miền Nam quản lý 172 trạm, Công ty Điện lực Đồng 
Nai quản lý 26 trạm), hàng năm !ưa vào vận hành thêm trung bình 
07-10 trạm. Trong quá trình vận hành, !ơn vị quản lý phải luôn 
theo sát các thiết bị, báo cáo, 
phân tích nhanh khi xảy ra sự 
cố trên lưới !iện !ể tìm nguyên 
nhân xử lý và khôi phục lại hệ 
thống. 
Theo thống kê của Công ty 
Lưới !iện Cao thế miền Nam 
!ến tháng 07/2017, số lượng 
và chủng loại Rơle bảo vệ hiện 
!ang sử dụng tại các trạm biến 
áp trên 3300 Rơle các loại [1]; 
thuộc các hãng sản xuất Sie-
mens, ABB, Toshiba, SEL và 
Areva/ Alstom/ Schneider (se-
ries Pxxx); !ối với các hãng sản 
xuất Cooper, Merlin, Gec Alst-
hom, AEG,... hiện nay không 
còn nhiều và !ang !ược thay 
thế dần do không hỗ trợ kết nối 
SCADA.
TRUY XUẤT VÀ CÀI ĐẶT 
RƠLE TỪ XA
ThS. PHẠM HỮU NHÂN
PGĐ Cty Thí nghiệm điện miền Nam
Bảng 1: Thống kê số lượng và chủng loại Rơle bảo vệ trên lưới SGC tính đến tháng 07/2017 [1]
Hãng sản xuất Số lượng vận hành (cái)
Tỉ lệ/ tổng số vận 
hành (%) Ghi chú
1 Siemens 618 18,7
2 ABB 292 8,9
3 Toshiba 919 27,9
4 SEL 343 10,4
5 Alstom/Areva/ Schneider chủng loại Micom Pxxx 1030 31,2
Đối với mỗi hãng sản xuất Rơle, tùy thuộc vào từng chủng loại sẽ sử dụng phần mềm, 
dây giao tiếp và cổng kết nối khác nhau.
Bảng 2: Thống kê phần mềm, cổng giao tiếp Rơle đang vận hành [3]
STT Hãng sản xuất Phần mềm giao tiếp Cổng giao tiếp Ghi chú
1 Siemens
DIGNI IV
DIGSI V
RS232
 USB
RJ45
BẢN TIN HỘI MIỀN NAM - THÁNG 11 / 2017 15 
2 ABB PCM 600 RJ45
3 Toshiba
RSM 100
GR - TIEMS
RS232
USB
4 SEL QuickSet RS232
5 Alstom/Areva/ Schneider chủng loại Micom Pxxx Micom S1 Studio RS232
Hình 1: Cổng và dây giao tiếp Rơle Toshiba GRE-140
Hình 2: Giao diện phần mềm DIGSI V của Siemens
Do !ó, với số lượng và chủng loại 
Rơle bảo vệ !ang vận hành trên lưới 
nhiều và !a dạng, phạm vi !ịa lý rộng 
lớn, trải dài 21 tỉnh thành phía Nam, 
!ơn vị Quản lý vận hành gặp nhiều 
khó khăn khi có yêu cầu cần thực hiện 
nhanh chóng công tác truy xuất và 
phân tích dữ liệu sự cố; cũng như công 
tác quản lý, truy cập, cài !ặt thay !ổi 
trị số Rơle bảo vệ.
2. GIẢI PHÁP TRUY XUẤT RƠLE TỪ 
XA:
Năm 2017 Tổng Công ty Điện lực 
miền Nam !ã triển khai hoàn chỉnh 
hệ thống SCADA, kết nối ổn !ịnh 170 
trạm biến áp (TBA)110/22kV trực 
thuộc Công ty Lưới !iện Cao thế miền 
Nam và tiến tới sẵn sàng kết nối các 
TBA thuộc phạm vi quản lý của Công 
ty Điện lực Đồng Nai; !ồng thời !ã 
xây dựng 20 Trung tâm !iều khiển 
xa (TTĐKX) !ặt tại trụ sở của 20 Chi 
nhánh !iện Cao thế các tỉnh phía Nam. 
Với hạ tầng hiện có, công tác triển khai 
hệ thống truy xuất và cài !ặt Rơle từ xa 
gặp nhiều thuận lợi. 
Hệ thống truy xuất và cài !ặt Rơle từ xa !ược thết kế 
cung cấp khả năng truy cập và cài !ặt Rơle từ TTĐKX về các 
trạm biến áp 110/22kV trong phạm vi quản lý:
Tại Trung tâm Điều khiển xa: Trang bị 01 máy tính chuyên 
biệt cho công tác truy xuất và cài !ặt Rơle từ xa; !ược cài 
!ặt !ầy !ủ các phần mềm Rơle chuyên dụng. Để !ảm bảo 
tính bảo mật, máy tính chỉ !ược kết nối với hệ thống mạng 
sử dụng riêng cho truy xuất xa và cách ly với mạng Internet 
dân dụng; !ồng thời nhằm ngăn chặn trường hợp kết nối 
vào mạng nội bộ của hệ thống !ể truy cập Rơle, hệ thống 
truy xuất xa còn sử dụng Router !ể !ịnh tuyến (01 !ặt tại 
TTĐKX và 01 !ặt tại các TBA), chỉ cho phép duy nhất máy 
tính chuyên biệt truy cập vào Rơle.
Tại các trạm biến áp: Kết nối các Rơle bảo vệ và tận dụng 
!ường truyền cáp quang của hệ thống HMI sử dụng cho 
TTĐKX !ể truyền dữ liệu về TTĐKX.
Hình 3: Sơ đồ kết nối tổng thể trong phạm vi TTĐKX
Với !ặc !iểm hệ thống Rơle bảo vệ hiện tại, bao gồm các 
Rơle mới hỗ trợ giao thức IEC 61850 có kết nối giao tiếp 
qua cổng mạng RJ45 và các Rơle chỉ hỗ trợ giao thức IEC 
60870-5-103 có kết nối giao tiếp qua cổng USB hoặc cổng 
số (Serial RS232). Việc kết nối Rơle bảo vệ vào hệ thống truy 
xuất và cài !ặt từ xa sẽ !ược thực hiện theo 02 phương án:
Phương án 1: Kết nối Rơle hỗ trợ giao thức IEC 61850 
trực tiếp qua cổng mạng RJ45.
Phương án 2: Kết nối Rơle chỉ hỗ trợ giao thức IEC 60870-
5-103 qua bộ chuyển (Converter) USB/RJ45 hoặc RS232/
RJ45.
16 BẢN TIN HỘI MIỀN NAM - THÁNG 11 / 2017
Hình 4: Thiết kế bố trí lắp đặt thiết bị USB/RJ45 Converter [2]
- Thiết bị !ịnh tuyến (Router):
ê
 5IJŌU
 CŘ
 IPĮU
 ¾ŦOH
 Ŭ
 MŨQ
 

trong mô hình OSI, hiểu !ược 
các lớp !ịa chỉ IP và có khả năng 
!ịnh tuyến chỉ !ường !ến !úng 
các Rơle cần truy xuất tại các 
trạm khác nhau.
ê
/IJŔN
WŲ
MŚD
¾ŘB
DIŖ
*1
W›
DIŖ

!ường các tín hiệu truy xuất từ 
Rơle gửi về TTĐKX.
- Các Rơle bảo vệ tại trạm:
ê
4ź
EŲOH
 DŢOH
LŌU
 OŞJ
 3+


cổng USB hoặc số (RS232/
RS485), có hoặc không có hỗ 
trợ giao thức IEC 61850.
ê
½ÑŰD
RVZ
IPĮDI
¾ŘB
DIŖ
*1
DIP

từng Rơle, từng trạm !ể thuận 
tiện trong công tác vận hành.
- USB Server: 
ê
 /IJŔN
 WŲ
 DIVZŐO
 ¾ŢJ
 DŢOH

USB sang RJ45, !ể kết nối các 
Rơle có cổng giao tiếp dạng 
USB.
- Serial Server: 
ê
 /IJŔN
 WŲ
 DIVZŐO
 ¾ŢJ
 DŢOH

Serial (RS232 hoặc RS485) sang 
RJ45, !ể kết nối các Rơle có 
cổng giao tiếp dạng Serial.
2.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA 
HỆ THỐNG:
Hệ thống truy xuất và cài !ặt 
Rơle từ xa !ược xây dựng dựa 
trên các yêu cầu kỹ thuật !ặt ra:
- Từ TTĐKX truy xuất !ược tất 
cả các Rơle của các TBA trong 
phạm vi quản lý của TTĐKX.
- Tất cả các thiết bị Rơle bên 
trong trạm chỉ !ược truy xuất 
tại TTĐKX, từ các trạm không 
thể truy xuất lẫn nhau.
- Chặn những hoạt !ộng !ặt 
!ịa chỉ IP trùng lớp với !ịa chỉ 
của TTĐKX !ể truy xuất, cài !ặt 
Rơle ngoài TTĐKX.
2.2 THIẾT BỊ SỬ DỤNG CHO 
HỆ THỐNG:
Tại Trung tâm Điều khiển xa:
- Máy tính phục vụ truy xuất xa:
ê
#İP
NĺU

D®
QIĴO
NŎN
EJŔU

virus, hệ !iều hành phù hợp với 
các chương trình phần mềm 
Rơle. Tách biệt với mạng Inter-
net dân dụng !ể bảo mật.
ê
 ½ÑŰD
 D›J
 ¾ńU
 ¾ĴZ
 ¾Ŵ
 DœD

chương trình, phần mềm kết nối 
và truy xuất dữ liệu Rơle trong 
phạm vi quản lý của TTĐKX.
- Thiết bị chuyển mạch (Switch 
Công nghiệp):
ê
/IJŔN
WŲ
DI¨OI
M›
UĺQ
USVOH

các kết nối của các trạm biến áp 
110kV về TTĐKX !ể xử lý.
ê
5IJŌU
CŘ
¾ŘOI
UVZŌO
	3PVUFS

ê
 5IJŌU
 CŘ
 IPĮU
 ¾ŦOH
 Ŭ
 MŨQ
 

trong mô hình OSI, hiểu !ược 
các lớp !ịa chỉ IP và có khả năng 
!ịnh tuyến chỉ !ường !ến !úng 
các Rơle cần truy xuất tại các 
trạm khác nhau.
Nhiệm vụ lọc !ịa chỉ IP và chỉ 
!ường các tín hiệu truy xuất từ 
Rơle gửi về TTĐKX.
Tại trạm biến áp 110kV:
- Thiết bị kết nối Rơle (Ethernet 
Switch):
ê
5IJŌU
CŘ
DIVZŐO
NĮDI
¾ŦD
MĺQ

!ể phục vụ tập trung kết nối 
tất cả các Rơle bảo vệ vận hành 
trong trạm.
- Thiết bị chuyển mạch (Switch 
Công nghiệp):
ê
5IJŌU
CŘ
DIVZŐO
NĮDI
¾ŦD
MĺQ

!ể phục vụ kết nối từ trạm về 
TTĐKX hoặc làm trung gian cho 
các trạm khác kết nối về TTĐKX 
phục vụ cho công tác truy suất 
Rơle từ xa.
BẢN TIN HỘI MIỀN NAM - THÁNG 11 / 2017 17 
Hình 5: Sơ đồ kết nối chi tiết
2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 
CỦA HỆ THỐNG:
Tại trạm biến áp:
- Các Rơle không hỗ trợ IEC 
61850 kết nối !ến bộ chuyển 
!ổi USB/Serial Server bằng cổng 
USB, và từ bộ chuyển !ổi USB/
Serial Server kết nối về Ethernet 
Switch bằng cổng RJ45.
- Các Rơle hỗ trợ IEC 61850 kết 
nối trực tiếp về Ethernet Switch.
- Từ Ethernet Switch kết nối vào 
cổng LAN của Router công ng-
hiệp.
- Từ cổng WAN của Router công 
nghiệp kết nối vào cổng !iện 
(RJ45) của Switch công nghiệp.
- Từ cổng quang (FO) của 
Switch công nghiệp kết nối 
vào !ường cáp quang cho truy 
xuất xa.
- Có thể mở rộng, kết nối thêm 
các trạm liền kề về về TTĐKX 
bằng cách kết nối !ường cáp 
quang của các trạm !ó về cổng 
quang của Switch công nghiệp 
của trạm hiện tại. 
Hình 6: Kết nối Rơle bảo vệ về Ethernet Switch
Tại Trung tâm Điều khiển xa:
- Cáp quang cho truy xuất xa từ trạm biến áp kết nối vào cổng 
quang của Switch công nghiệp.
- Từ cổng !iện (RJ45) của Switch công nghiệp kết nối vào cổng LAN 
của Router công nghiệp.
- Máy tính truy xuất xa kết nối vào cổng LAN của Router công ng-
hiệp.
2.4 HIỆU QUẢ:
Kết quả của việc triển khai hệ thống truy xuất và cài !ặt Rơle từ xa:
- Một máy tính từ TTĐKX kết nối !ến từng Rơle bảo vệ tại các trạm 
biến áp 110/22 kV thuộc phạm vi quản lý, !ược bảo mật bằng thiết 
bị !ịnh tuyến (Router), chỉ kết nối với hệ thống truy xuất xa, cách ly 
hoàn toàn với mạng Internet dân dụng.
18 BẢN TIN HỘI MIỀN NAM - THÁNG 11 / 2017
- Máy tính truy xuất xa !ược 
trang bị !ầy !ủ phần mềm sử 
dụng truy cập tất cả Rơle !ang 
vận hành trong phạm vi quản lý 
của TTĐKX.
- Cán bộ kỹ thuật phụ trách Rơle 
!ược !ào tạo tập trung, có khả 
năng sử dụng, truy xuất thông 
tin cũng như cài !ặt thông số 
Rơle nhằm phục vụ công tác 
vận hành và !iều tra sự cố, hỗ 
trợ !ơn vị Quản lý vận hành 
phân tích và báo cáo nhanh khi 
có sự cố xảy ra trên lưới !iện 
110kV
- Nâng cao công tác quản lý hệ 
thống Rơle bảo vệ trong các 
trạm biến áp 110/22 kV.
3. KẾT LUẬN:
Hệ thống truy xuất và cài !ặt 
Rơle là một công cụ hữu hiệu 
giúp ích cho Đơn vị Quản lý vận 
hành quản lý hiệu quả hệ thống 
Rơle bảo vệ. Việc triển khai hệ 
thống không yêu cầu chi phí 
!ầu tư cao, có khả năng tận 
dụng hạ tầng sẵn có của SCA-
DA, góp phần chung vào chủ 
trương vận hành không người 
trực trạm biến áp 110/22kV 
của Tập !oàn Điện lực Việt Nam 
và Tổng Công ty Điện lực miền 
Nam.
Từ kết quả !ã !ạt !ược, Tổng 
Công ty Điện lực miền Nam !ã 
và !ang triển khai áp dụng hệ 
thống truy xuất và cài !ặt từ 
xa cho tất cả các trạm biến áp 
110/22kV hiện hữu, !ồng thời 
áp dụng cho các trạm biến áp 
sẽ xây dựng trong thời gian 
sắp tới.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Công ty Lưới !iện Cao 
thế miền Nam, Báo cáo (ánh 
giá tình trạng vận hành của các 
Rơle bảo vệ 07/2017.
[2] Công ty Cổ phần Tư 
vấn Xây dựng !iện 3, Sơ (ồ 
lắp (ặt thiết bị tại tủ 22kV, 
409019G-NT-TT-02.
[3] Tài liệu kỹ thuật Rơle các 
hãng Siemens, ABB, Toshiba, 
SEL, Alstom, Alstom/Areva/ 
Schneider.
Hiện nay trên thế giới, !ể giảm thiểu ảnh hưởng xấu (dao 
!ộng tần số, !iện áp) !ến lưới !iện do tính không ổn !ịnh của 
các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió và năng 
lượng mặt trời. Giải pháp tối ưu là kết hợp chúng với các nguồn 
năng lượng khác !ủ lớn !ể có thể !iều tần trong trường hợp 
năng lượng gió, năng lượng mặt trời có biến !ộng, cụ thể là: 
tích hợp Diesel – Gió – năng lượng mặt trời với các dạng năng 
lượng khác như :
- Thủy !iện tích năng: `là nhà máy`thủy !iện`kiểu bơm tích lũy, 
sử dụng !iện năng của các nhà máy !iện phát non tải trong hệ 
thống !iện vào những giờ thấp !iểm (ban !êm) !ể bơm nước 
từ bể nước thấp lên bể cao. Vào thời !iểm nhu cầu tiêu thụ !iện 
năng lớn, nước sẽ !ược xả từ hồ chứa cao xuống hồ chứa thấp 
hơn thông qua các`tua bin`!ể phát !iện lên l`ưới;
- Dump load: tải giả !ược sử dụng !ể tải công suất thừa của hệ 
thống, giúp cân bằng năng lượng và ổn !ịnh hệ thống;
- Diesel tải thấp: là loại máy phát !iện diesel có khả năng phát 
!iện liên tục với phụ tải chỉ bằng 30% công suất tối !a của máy;
- Thiết bị lưu trữ !iện năng như : Ắc quy, Pin sạc, Flywhee (hệ 
thống bánh xe dự trữ năng lượng), Flue cell (Pin nhiên liệu), 
Supper capacitor (Siêu tụ).
Một số mô hình tích hợp các nguồn năng lượng vào hệ thống 
!iện không nối lưới !iện quốc gia hiện nay !ã vận hành :
- Mô hình thực tế 1: Mô hình !ã triển khai tại !ảo El Hierro, Tây 
Ban Nha, với thông số chính như sau:
ê(J®


.8
(J®
5IŴZ
¾JŔO
U¨DI
O¼OH

.8
%JFTFM
.8

ê1NBY


.8
	TŞ
MJŔV
O¼N


- Mô hình thực tế 2: Mô hình !ã triển khai tại !ảo Bonaire (vùng 
Caribbean), Hà Lan, với thông số chính như sau:
TÍcH HỢP cÁc nGUỒn 
Điện và Tự ĐỘnG HÓa 
lƯỚi Điện HUYện ĐẢO 
PHÚ QUÝ
KS. NGUYỄN ĐỨC TRUNG
Công ty Tư vấn điện miền Nam
BẢN TIN HỘI MIỀN NAM - THÁNG 11 / 2017 19