Hệ thống quan trắc an toàn đập thủy điện Sông Bung 4

Trong giai đoạn hiện nay, Thuỷ điện được xác định là nguồn điện năng chủ đạo cho nền kinh tế, nhiều dự án nhà máy thuỷ điện đã và đang được xây dựng tại các địa phương trong cả nước. Do đặc thù của các nhà máy thuỷ điện là những công trình có tính vĩnh cửu với quy mô lớn được xây dựng với trình độ công nghệ cao, nguồn vốn đầu tư lớn. Vì vậy vấn đề đặt ra cho các nhà đầu tư là làm thế nào để xây dựng và vận hành an toàn hiệu quả các nhà máy thuỷ điện.

Đảm bảo đập thủy điện an toàn, sẽ giúp tránh được các rủi do do đập thủy điện gây ra như vỡ đập gây lũ lụt, thiệt hại hoa màu, của cải vật chất cho người dân vùng hạ lưu và có kế hoạch phát điện hợp lý. Hiện nay, đập có nhiều loại với các hình dạng, kích thước khác nhau, từ các loại đập đất, loại nhỏ đến các loại đập lớn bê tông. Tất cả các đập thủy điện đều phải thực hiện giải pháp về giám sát và phần quan trọng nhất trong việc giám sát là phải có giải pháp để đưa lên kế hoạch.

Hệ thống quan trắc dùng cho Đập thuỷ điện Sông Bung 4 có nhiệm vụ theo dõi trạng thái làm việc của công trình từ khi bắt đầu thi công và trong quá trình vận hành. Các dữ liệu quan trắc có tầm quan trọng đặc biệt đối với việc đánh giá trạng thái làm việc thực tế của công trình trong quá trình thi công cũng như vận hành để có biện pháp xử lý các vấn đề phát sinh.Hệ thống quan trắc của chúng tôi hoàn toàn đảm bảo khả năng cung cấp thông tin kịp thời, chính xác và tin cậy cao. Tất cả các thiết kế của các thiết bị hoàn toàn đáng tin cậy, đồng nhất. Các thiết bị này đều là các thiết bị tiêu chuẩn và nhiệt đới hóa, đảm bảo khả năng làm việc bền và tin cậy dưới các điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, độ ẩm cao như điều kiện tại Việt Nam.

Hệ thống quan trắc an toàn đập thủy điện Sông Bung 4

Công ty thiết bị đo lường và điều khiển là nhà tích hợp hệ thống quan trắc an toàn đập cho nhà máy thủy điện Sông Bung 4 do nhà thầu Sino trung quốc làm tổng thầu

Bao gồm các hạng mục sau:

1. Hệ thống thu thập dữ liệu tự động (ADAS) và SCADA

2. Hệ thống rung chấn đo động đất

Hệ thống thu thập dữ liệu tự động (ADAS) và hệ thống truyền dẫn về phần mềm SCADA

ADAS (Automated Data Acquisition System) là một giải pháp mới trong lĩnh vực giám sát an toàn đập, được thiết kế dựa trên nền tảng Windows. Đây là một giải pháp giám sát có độ chính xác cao, cấu trúc hệ thống tin cậy, linh hoạt và hiệu quả hơn nhờ ứng dụng của vi hệ thống và mạng truyền thông. Hệ thống này bao gồm các hệ thống thu thập dữ liệu cho từng hạng mục quan trắc từ các trạm ở xa và kỹ thuật giám sát an toàn đập.

Nguyên lý vận hành của hệ thống

Thông số đo lường của các cảm biến sẽ được đưa về bộ xử lý dữ liệu Datalogger thông qua các bộ dồn kênh Multiplexer và bộ chuyển đổi tín hiệu dây rung (đối với cảm biến dây rung). Tại đây dữ liệu được xử lý và truyền về phòng điều khiển trung tâm thông qua tín hiệu cáp quang hoặc đường truyền RS485 như sơ đồ dưới đây:

Hệ thống gồm các thiết bị cấu thành như sau:

• Bộ điều khiển Datalogger CR1000
• Bộ thu đa mạch Multiplexer.
• Bộ chuyển đổi tín hiệu RS-232 sang RS-485
• Vibrating Wire Analyzer Module
• Cảm biến đo

1.Bộ trung tâm thu thập và xử lý dữ liệu CR1000 datalogger

Bộ xử lý dữ liệu CR1000 Datalogger thu thập các dữ liệu từ các trạm quang điện tự động (Mutiplexer) là những tín hiệu dạng analog và chuyển đổi những tín hiệu analog  thành dạng digital và xử lý những dữ liệu này. Những dữ liệu được lưu vào bộ nhớ và có thể truyền thông qua cổng RS232 hoặc cổng Ethernet.

Dữ liệu sau khi được datalogger xử lý được truyền về máy tính trung tâm có cài đặt phần mềm loggernet, cán bộ vận hành sử dụng phần mềm được cài đặt trên máy tính để truy xuất dữ liệu từ datalogger.

2. AVW200: 2-Channel Vibrating Wire Analyzer Module

Với mô-đun phân tích dây rung AVW200, CR1000 Datalogger có thể đo các máy đo ứng suất dây rung, bộ chuyển đổi áp suất, máy đo áp suất, máy đo độ nghiêng, máy đo độ nứt và cảm biến lực. Các cảm biến sẽ được kết nối đến AVW200, và sau đó dữ liệu sẽ được gửi đến Datalogger.

3. Bộ chuyển đổi RS-232 sang RS-485 MD485

Do CR1000 Datalogger chỉ hỗ trợ cổng RS-232, trong khi đó các Datalogger được lắp đặt ở các vị trí cách xa nhau, dần đến việc kết nối lên PC gặp khó khăn. 

MD485 là bộ chuyển đổi RS-232 sang RS-485 thông minh cho phép PC định địa chỉ và giao tiếp với một hoặc nhiều Datalogger trong khoảng cách lên đến 1200 m.

4. Bộ ghép kênh AM16/32

Bộ ghép kênh AM16/32 làm tăng đáng kể số lượng cảm biến mà bạn có thể đo bằng Datalogger.

5. Phần mềm quản lý dữ liệu Datalogger

Phần mềm LoggerNet là một trong những phần mềm hỗ trợ cho các dòng Datalogger của Geokon. Phần mềm cung cấp cho người dùng những công cụ và tiện ích để tính toán, thu thập, xử lý và báo cáo dữ liệu trên Dataloger.

6. Cảm biến đo áp suất, đo mực nước, đo biến dạng ngang,...

Hệ thống rung chấn đo động đất

Rung chấn là một hình thức rung động tự nhiên của lớp vỏ Trái Đất, xuất hiện ở những khu vực vừa xảy ra động đất.

Sau khi trận động đất kết thúc, những rung động có tầng số nhỏ sẽ tiếp tục diễn ra kéo dài trong khoảng thời gian từ vài phút đến vài ngày sau (đối với các trận đông đất có cường độ mạnh). Những rung chấn này thường không gây nguy hiểm và thiệt hại nghiêm trọng trực tiếp, nó chỉ tác động phụ thêm và khả năng gây hại đối với các công trình đang trong giai đoạn rạn nứt, sạt lở, sụp đổ.Rung chấn nguy hiểm thường là các rung chấn trong khu vực có tuyết phủ dày đặc, cồn cát, đồi núi đang sạt lở.

Tại Việt Nam , những khu vực thường xảy ra động đất là những khu vực có địa hình đồi núi hiểm trở, độ dốc cao, những nơi này lại là những nơi các thủy điện được xây dựng.

Vì vậy, yêu cầu lắp đặt một hệ thống đo Rung Chấn với chức năng cảnh báo kịp thời cho nhà máy thủy điện là một yêu cầu hết sức cấp thiết .