Phân tích và tính toán phối hợp rơle bảo vệ quá dòng có hướng bằng bài toán quy hoạch tuyến tính và phần mềm Etap

Bài viết Phân tích và tính toán phối hợp rơle bảo vệ quá dòng có hướng bằng bài toán quy hoạch tuyến tính và phần mềm Etap trình bày các đặc trưng của bài toán quy hoạch tuyến tính, bài báo đã xây dựng được các yếu tố cấu thành trong việc phối hợp chức năng bảo vệ quá dòng có hướng trên lưới điện, bao gồm hàm mục tiêu và các phương trình ràng buộc.

Lê Kim Hùng, Vũ Phan Huấn 18 PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN PHỐI HỢP RƠLE BẢO VỆ Q DỊNG CĨ HƯỚNG BẰNG BÀI TỐN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH VÀ PHẦN MỀM ETAP PERFORMANCE ANALYSIS AND CALCULATION OF DIRECTION OVERCURRENT RELAY COORDINATION USING LINEAR PROGRAMMING AND ETAP SOFTWARE Lê Kim Hùng1, Vũ Phan Huấn2 Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng; lekimhung@dut.udn.vn Công ty TNHH MTV Thí nghiệm điện Miền Trung; vuphanhuan@gmail.com Tóm tắt - Trên sở phân tích đặc trưng tốn quy hoạch tuyến tính, báo xây dựng yếu tố cấu thành việc phối hợp chức bảo vệ q dịng có hướng lưới điện, bao gồm hàm mục tiêu phương trình ràng buộc Với trợ giúp công cụ Linprog phần mềm Matlab, tốn xác định nhanh chóng thời gian TMS tối ưu rơle bảo vệ Bên cạnh đó, báo kiểm chứng hệ thống điện 110kV Tỉnh Đăk Lăk có 12 tính đến năm 2020 với số kịch cố pha điển hình mơ phần mềm ETAP Kết báo sở để cán kỹ thuật, nhà nghiên cứu áp dụng cho lưới điện quản lý nhằm giảm sai sót tính tốn làm rơle tác động chọn lọc vận hành nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Abstract - On the basis of analyzing the characteristics of the linear programming problem, the paper has built up the constituents in optimum time coordination of a variety of directional over-current relays on the grid, including objective function and linear inequality constraints With the help of Linprog tool in Matlab software, the problem can quickly find the optimum TMS coordination of every relay Besides, the paper has tested and evaluated on the 12-bus 110kV Dak Lak grids by the year 2020 with a number of typical 3-phase fault scenarios simulated by ETAP software The results show that the solution of linear programming becomes feasible with high efficiency for the technical staff, researchers to apply to their own grid to reduce the error of manual calculation, causing the relays to lose selection in operation and improve reliable power supply Từ khóa - Quy hoạch tuyến tính; q dịng có hướng; hệ thống mạch vịng; hệ thống điện 110kV Đăk Lăk; phần mềm Etap Key words - Linear programming; directional over-current relay; loop system; 110kV Dak Lak grid; Etap software Đặt vấn đề Ngày nay, việc thực yêu cầu đề tiến độ xây dựng nhà máy điện, đường dây trạm biến áp theo quy hoạch phát triển hệ thống điện nhằm đáp ứng tăng trưởng nhu cầu phụ tải khu vực với chi phí đầu tư vận hành thấp đặt nhiều vấn đề cần giải Về phương diện bảo vệ rơle theo dòng điện, thay đổi cấu trúc lưới điện đòi hỏi cần phải sử dụng chức bảo vệ dòng rơle cho phù hợp, đặc biệt mạng có nguồn cung cấp từ nhiều phía truyền tải điện F67/67N lấy tín hiệu đo lường từ biến dịng điện (CT) đường dây biến điện áp (VT) thơng qua cổng dịng cổng điện áp để xác định độ lớn hướng dòng điện ngắn mạch sơ đồ Hình [1-2] Sơ đồ logic F67/67N Hình làm việc dựa tín hiệu đo lường dịng điện, điện áp góc lệch pha chúng Khi cố xảy đường dây, rơle tác động thỏa mãn điều kiện [3]: - Dòng cố đo lường IA, IB, IC rơle vượt ngưỡng dòng chỉnh định để rơle phát phân loại dạng cố AG, BG, CG, AB, BC, CA, ABG, BCG, CAG, ABC - Dựa kết phân loại dạng cố, rơle thực sáu khối kiểm tra hướng tác động với giá trị chỉnh định hướng cố làm việc ngược thuận - Thời gian tồn cố vượt ngưỡng chỉnh định (đặc tính thời gian độc lập phụ thuộc) Hình Sơ đồ đấu nối CT, VT đủ F67/67N Rơle bảo vệ (RLBV) q dịng vơ hướng bảo vệ cho đối tượng khỏi bị tải ngắn mạch, có tình mà khả bị hạn chế có thay đổi hướng dịng điện qua bảo vệ mạng điện lớn có nhiều vịng kín, đường dây có nhiều nguồn cung cấp đường dây song song Do vậy, bảo vệ dòng có hướng (F67/67N) thường sử dụng làm bảo vệ lưới điện phân phối làm bảo vệ dự phịng cho lưới Hình Logic bảo vệ F67/67N hãng Schneider Tuy nhiên, việc phối hợp tối ưu thời gian cắt cố bảo vệ bảo vệ dự phòng thách thức hệ thống điện nhằm tránh trường hợp bảo vệ dự phòng tác ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 9, 2019 động nhanh bảo vệ Nhìn chung, vấn đề liên quan đến thông số chỉnh định RLBV số thời gian (TMS), dòng khởi động rơle bậc thời gian Δt rơle bảo vệ rơle bảo vệ dự phịng Hiện có nhiều nghiên cứu liên quan sử dụng mơ máy tính để phối hợp bảo vệ q dịng có hướng phương pháp: phương pháp thử - sai phương pháp tối ưu hóa Phương pháp thử - sai cổ điển dùng [1-4] để tính tốn tìm thời gian phối hợp cho bảo vệ q dịng có hướng mạng kín nhiều vịng nhiều nguồn cung cấp phức tạp tốn nhiều thời gian khối lượng biến điều kiện ràng buộc lớn Phương pháp tối ưu hóa sử dụng cho hệ thống điện chuẩn 3, 4, 6, đề xuất tài liệu [5-10] Tuy nhiên, dòng khởi động rơle (IS) chọn theo kinh nghiệm, lại giá trị TMS xác định thuật toán đàn kiến, ANN, LP, PSO, EP, GA, TLBO… Mỗi thuật tốn có ưu điểm nhược điểm riêng Qua nghiên cứu, nhóm tác giả nhận thấy, tốn quy hoạch tuyến tích (LP) hỗ trợ giải nhiều cơng cụ sẵn có phần mềm Visual Math, Gurobi Optimizer, GAMS, CPLEX, CBC, XA, LINGO, Maple, Matlab, Excel , mà người dùng khơng cần phải lập trình phức tạp so với thuật tốn khác Ngồi ra, LP ứng dụng kiểm nghiệm nhiều lĩnh vực mang lại hiệu cao Cho nên báo đề xuất chọn dùng để phối hợp bảo vệ q dịng có hướng cho hệ thống lưới điện tỉnh Đăk Lăk xét đến năm 2020 phương pháp đơn hình phần mềm Matlab ETAP Phân tích bảo vệ q dịng có hướng 2.1 Ngưỡng dịng khởi động IS IS chọn dựa dòng làm việc lớn dòng cố nhỏ thỏa mãn điều kiện [5-10]: 1,3ILvmax ≤ ISi ≤ 0,5INngmax (1) 2.2 Hướng cố Đối với cố pha – pha, F67 sử dụng điện áp dây hai pha không cố dòng điện cố theo sơ đồ 900 Hình Trong đó, điện áp phân cực (UPOL) lệch pha so với điện áp dây không cố góc nhạy cực đại (MTA) Trung tâm điều độ tính chọn cài đặt rơle RLBV sử dụng tính “bộ nhớ điện áp” để lưu trữ thời gian 1s điện áp phân cực UPOL thời điểm trước điện áp sụp đổ cố, sử dụng để xác định hướng UKđmin = 0,7Uđm IKđmin = 0,05IđmCT ngưỡng điện áp dòng điện nhỏ yêu cầu điện áp pha dòng điện pha đo lường RLBV phải vượt ngưỡng đặt trước phần tử hướng làm việc Ngoài ra, phần tử out of logic Hình 3a ngăn ngừa rơle bảo vệ có hướng pha tác động cố pha chạm đất [3] Bằng đồ thị véc tơ, ta khảo sát vùng làm việc IA UBC Hình 3b để tính tốn góc vùng tác động đặc tính có hướng Đầu tiên, ta cần xác định véc tơ điện áp đặt vào rơle (UBC), lấy véc tơ làm chuẩn Khi chế độ cân pha dịng điện điện áp góc I A trùng với góc đặc tính Ví dụ góc dòng cố φF = -600 (IA chậm pha UA góc 600), ta có góc nhạy lớn MTA = 900 - 600 = 300 Theo tài liệu hãng SIEMENS, φF = -300 đường dây khơng φF = -450 cáp ngầm Ngồi 19 ra, góc nhạy cực đại MTA tính tốn đo lường thực tế theo thông số tổng trở đường dây Z1 Ví dụ [11]: - Đối với lưới có điện áp > 15kV 900, để an tồn chọn MTA = 870 - Đối với lưới có điện áp > 69kV có MTA = 750 - Đối với lưới có điện áp > 34kV có MTA = 600 - Đối với lưới trung áp có MTA = 450 Ví dụ, ta chỉnh định MTA = 300 vùng góc tác động hướng thuận IA so với UA 2150 ≤ φR ≤ 250 Như vậy, véc tơ dòng điện cố (IA) đo lường rơle nằm vùng tác động, cắt MC Hình 3a Sơ đồ phần tử xác định hướng cố pha – pha Hình 3b Vùng làm việc F67 IA pha với UPOL -U0, U2 -850 UA 850 I0, I2 VPO Hướng thuận MTA = 150 IA UB UC Hướng ngược U0, U2 850 -850 Hình Logic phần tử xác định hướng cố chạm đất Lê Kim Hùng, Vũ Phan Huấn 20 Đối với cố chạm đất, hầu hết hãng sản xuất rơle cho phép chọn sử dụng tín hiệu (I0 U0) (I2 U2) để phát phân loại hướng cho dạng cố Lưu ý, chức F67N không sử dụng lưới có trung tính khơng nối đất Sơ đồ véc tơ vẽ vùng bảo vệ bảo vệ F67N (Hình 4) tương tự F67 Góc đặc tính góc điện áp phân cực VPOL hay góc nhạy đường dây MTA nằm hướng thuận Theo tài liệu hãng Siemens, MTA = 00 hệ thống có trung tính nối đất qua điện trở, MTA = -150 trung tính MBA nối đất qua điện trở, MTA = -450 lưới phân phối có trung tính trực tiếp nối đất, MTA = - 650 lưới truyền tải trực tiếp nối đất MTA = -900 dùng cho hệ thống nối đất qua kháng [11] Ví dụ, ta đặt MTA = -150 dòng cố IA chậm so với -3V0 -V2 góc 150 Vùng góc tác động IA so với UA 2600 ≤ ∠IA ≤ 700 2.3 Đặc tính thời gian F67/67N sử dụng đặc tính thời gian độc lập (DT) thời gian phụ thuộc (IDMT) Việc lựa chọn đặc tính thời gian cụ thể phụ thuộc vào đặc điểm đối tượng cần bảo vệ Đặc tính DT sử dụng cho đường dây lưới HV EHV dạng hình tia, đặc tính IDMT dùng làm bảo vệ cho động cơ, MFĐ, MBA đường dây mạch vòng đường dây song song IDMT loại bảo vệ có thời gian tác động tỷ lệ nghịch với dòng điện chạy qua bảo vệ Dòng điện cố lớn, thời gian tác động nhanh Dòng điện cố thấp có thời gian tác động lâu Thời gian tác động thực tế bảo vệ q dịng pha (đất) sử dụng đặc tính đường cong chuẩn IEC (Standard Inverse) tính theo cơng thức [4-7]: t= 0,14  TMS ( I (3P ) / I S )0,02 − f ( x ) =  c j x j → n j =1 n  aij x j = bi j =1 (4) xj ≥ (5) Trong đó: aij phần tử ma trận ràng buộc A, b véc tơ số hạng tự do, x = (x1, x2, xn) phương án tối ưu (3) thỏa mãn điều kiện ràng buộc (4), (5) Khi ứng dụng toán quy hoạch vào phối hợp thời gian tác động F67 sử dụng đặc tính phụ thuộc theo (2), i =1 t jF − tiF  t  K jF TMS j − KiFTMSi  t Điều kiện ràng buộc 2: Hằng số thời gian RLBV: TMSmin_i ≤ TMSi ≤ TMSmax_i Điều kiện ràng buộc 3: Thời gian tác động không nhỏ Tmin_i không lớn Tmax_i rơle i: Tmin_i ≤ Ti ≤ Tmax_i Dựa sở phân tích trên, ta xét tốn đơn giản cho Hình có rơle 1, sử dụng đặc tính thời gian chuẩn IEC Tìm TMS hai rơle, giả sử dịng khởi động dòng cấp rơle 2: IS2 = 155A Dòng khởi động dòng cấp rơle 1: IS1 = 75A Bậc thời gian Δt = 0,3 Bước 1: Xác định cặp rơle bảo vệ dự phòng IF2 = 1500A F2 G RL2 (3) i =1 Trong đó: C tổng thời gian tác động nhỏ tồn rơle bảo vệ hệ thống điện xét, ti gian cắt rơle bảo vệ thứ i gần cố F nhất, TMSi số thời gian rơle thứ i IiF dòng ngắn mạch ba pha rơle thứ i xảy cố F ISi dòng 0,14 khởi động rơle i KiF = hệ số rơle ( IiF / I Si )0,02 − i xảy cố vị trí F Điều kiện ràng buộc 1: sử dụng bậc thời gian phối hợp bảo vệ (TiF) bảo vệ dự phòng (TjF) xảy cố F (3P) Áp dụng quy hoạch tuyến tính để phối hợp F67 Quy hoạch tuyến tính kỹ thuật toán học nhằm xác định giá trị biến định cho hàm mục tiêu tuyến tính cần tìm cực tiểu, thỏa mãn số hữu hạn ràng buộc biểu diễn hệ phương trình bất phương trình tuyến tính Phương trình tổng qt cho toán với số ràng buộc m số biến n mô tả sau [8]: n thực cho: C =  ti =  KiF TMSi (2) Trong đó: I dịng cố pha, IS dòng khởi động số thời gian TMS Nhận xét: Để phối hợp F67/67N mạng mạch vịng tốn cịn lại cần tìm TMS rơle cho hàm mục tiêu tổng thời gian tác động rơle bảo vệ nhỏ xảy cố n IF1 = 1000A F1 RL1 Hình Sơ đồ đường dây hình tia đơn giản Khi có cố F1, hệ số cố rơle bảo vệ (1) bảo vệ dự phòng (2) là: K11 = 0,14 0,14 = = 2,633 ( I11(3P ) / I S1 )0,02 − (1000 / 75)0,02 − K21 = 0,14 0,14 = = 3,685 (3 P ) ( I 21 / I S )0,02 − (1000 /155)0,02 − Khi có cố F2, rơle dùng làm bảo vệ K22 = (I (3 P ) 22 0,14 0,14 = = 3,0145 0,02 / I S ) − (1500 /155)0,02 − Bước 2: Xây dựng ma trận Hàm mục tiêu: C = K11×TMS1 + K22×TMS2 (6) Các điều kiện ràng buộc: K21×TMS2– K11×TMS1≥ 0,3 (7) TMS1 ≥ 0,1 (8) TMS2 ≥ 0,1 (9) Biến đổi toán dạng chuẩn tắc cách đưa vào biến phụ P, S1, S2, S3 ≥ làm cho ràng buộc bất đẳng thức thành đẳng thức Ta được: 2,633×TMS1+ 3,0145×TMS2 + P = (10) 3,685×TMS2–2,633×TMS1– S1 = 0,3 (11) ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 9, 2019 TMS1 – S2 = 0,1 (12) TMS2 – S3 = 0,1 (13) Từ công thức (10) đến (13), ta lập bảng xác định ma trận A, B C Bảng Bảng đơn hình xuất phát TMS1 TMS2 S1 S2 S3 P b -2,633 3,685 -1 0 0,3 -1 0 0,1 2,633 0 -1 0,1 3,0145 0 Ta có C = [2,633 3,01450 0]; B = [0,3 0,1 0,1]; −2, 633 3, 685 −1 0 A= 0 −1 ; 0 −1 Bước 3: Tìm giá trị TMS tối ưu cơng cụ Linprog phần mềm Matlab sau: options = optimset('LargeScale','off','Simplex','on'); [TMS,FVAL,EXITFLAG,OUTPUT]=linprog(C,[],[], A,B,zeros(size(C)),[],[],options) t1 = 2,633.*TMS(1) t2 = 3,685.*TMS(2) Δt = t2 - t1 Kết chạy Matlab: TMS = [0,1 0,1529] t1 = 0,2633 t2 = 0,5633 Δt = 0,3 Nhận xét: kiểm tra kết đưa với ràng buộc (11), (12) (13) tốn với u cầu đề Tính toán cho lưới điện 110kV Đăk Lăk Theo sơ đồ quy hoạch lưới điện địa bàn tỉnh Đăk Lăk tính đến năm 2020, tổng chiều dài đường dây 110kV 21 khoảng 231,4km; 19 trạm biến áp 110kV, tổng công suất đặt 880MVA; nhận từ nguồn: trạm biến áp 220kV Krông Buk, trạm 220kV Buôn Kuốp, trạm 220kV Krông Ana NMTĐ Krông H’Năng Các tuyến đường dây truyền tải điện sử dụng chủ yếu loại dây ACSR185 có dịng điện định mức 510A Ngoại trừ, đoạn Krơng Pak - Krơng Ana dùng dây ACSR240 có dịng định mức 605A Krông Ana – TBA 220kV Krông Ana dùng dây ACSR300 có dịng định mức 680A Các tuyến dây 110kV tạo thành mạch vòng liên kết TBA 110kV với vừa đảm bảo khả tải điện, vừa tăng khả liên kết trình vận hành chế độ cố bảo dưỡng… [12] Hiện nay, Trung tâm điều độ hệ thống điện thường sử dụng đặc tuyến DT để phối hợp bảo vệ nên khơng đảm bảo điều kiện kỹ thuật tính chọn lọc, ổn định hệ thống nhiều thời gian tính tốn chỉnh định rơle RLBV gần nguồn có thời gian cắt lớn Cho nên, nhóm tác giả đề xuất áp dụng đặc tuyến IDMT làm giải pháp thay nhằm khắc phục nhược điểm Hình 8, trình bày sơ đồ rút gọn lưới điện 110kV Đăk Lăk mơ phần mềm Etap Để giải tốn, tiến hành theo lưu đồ Hình gồm có bước sau: Bắt đầu Xác định cặp RLBV dự phịng Phân tích phụ tải Mơ cố pha ETAP Chọn ngưỡng dòng điện khởi động Chọn TMS phương pháp đơn hình Đánh giá kết ETAP Kết thúc Hình Sơ đồ phương pháp đề xuất Hình Sơ đồ lưới điện 110kV Đăk Lăk mô phân bố công suất ETAP Lê Kim Hùng, Vũ Phan Huấn 22 Hình Sơ đồ lưới điện 110kV Đăk Lăk mơ ngắn mạch ETAP Bảng Cặp bảo vệ bảo vệ dự phịng STT Vị trí cố Hịa Thuận Krơng Buk Buôn Hồ Buôn Ma Thuột Krông Năng EaKar ĐMT Buôn Ma Thuột Krông Păk TBA220 Krông Ana 10 Krông Ana 11 Ea Tam 12 TBA 220 Buon Kuop BV BV dự phịng Rơle Rơle Rơle Rơle 12 Rơle 12 Rơle Rơle Rơle 22 Rơle Rơle Rơle Rơle 13 Rơle 13 Rơle 14 Rơle 15 Rơle 11 Rơle 24 Rơle Rơle Rơle 21 Rơle Rơle 20 Rơle Rơle 19 Rơle Rơle 18 Rơle Rơle 17 Rơle 10 Rơle 16 Rơle 16 Rơle 23 Rơle 23 Rơle 23 Rơle 26 Rơle 25 Rơle 15 Rơle 11 Rơle 24 Rơle Rơle 22 Rơle Rơle Rơle 21 Rơle 11 Rơle 14 Rơle 24 Rơle Rơle 22 Rơle 12 Rơle 13 Rơle 10 Rơle 26 Rơle Rơle Rơle 20 Rơle Rơle 19 Rơle Rơle 18 Rơle Rơle 17 Rơle Rơle 16 Rơle Rơle 14 Rơle 15 Rơle 14 Rơle 15 Rơle 11 / Rơle 23 Dịng cố (A) BV BV dự phòng 7162 539 7162 4034 7162 2593 2411 539 2411 518 2181 2181 1865 1865 1473 1473 2853 2187 2853 828 2853 1494 4613 828 4613 819 1729 1729 1478 1478 6299 6299 3993 3993 4539 1056 4539 903 1895 1192 2060 2060 2562 2454 2902 1729 2861 2861 2252 2185 4112 546 1296 1296 4045 4045 9399 540 5190 1198 5190 1024 5376 978 5376 836 5376 3563 5883 / 4144 4144 Thời gian tác động (s) BV BV dự phịng 1,0675 1,4679 1,0675 1,7582 1,0675 1,3679 0,7271 1,7348 0,7271 1,2304 0,6637 2,2106 0,6339 0,9337 0,4839 0,7883 0,6484 2,6617 0,6484 1,0274 0,6484 2,7276 0,4375 1,2305 0,4375 0,7358 0,6235 0,9250 0,6096 0,9072 1,4069 1,7046 1,2918 1,5368 0,7129 1,0145 0,7129 1,0106 0,6376 0,9345 0,9456 1,2446 0,5067 0,8046 0,7813 1,0810 0,7158 1,0197 0,6781 0,9789 0,8079 1,1051 0,7761 1,0774 0,2928 0,5921 1,4219 1,7209 0,4745 0,7761 0,4745 0,7757 0,5554 0,8968 0,5554 0,9122 0,5554 1,8889 1,2521 / 0,3240 0,6254 ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 9, 2019 Bước 1: Xác định cặp bảo vệ dự phịng cho kết Bảng Bước 2: Phân tích phụ tải phần mềm Etap cho kết Hình Bên cạnh đó, phần mềm đưa trường hợpvận hành cần lưu ý Trường hợp 1, MC hai đường dây TBA 220 Krông Buk – Buôn Hồ TBA 220 Krơng Buk – Hịa Thuận cắt dịng điện tải đoạn đường dây Krông Ana – TBA 220 Krông Ana tăng lên 761,6A làm tải dây dẫn Trường hợp 2, MC đường dây (TBA 220 Krông Buk – Buôn Hồ TBA 220 Krông Buk – Hòa Thuận) cắt MC đường dây Krơng Ana – TBA 220 Krơng Ana cắt dịng điện tải đường dây TBA220 Buôn Kuop – Ea Tam tăng lên 664,4A làm tải dây dẫn Do đó, hai ngăn lộ có khả tải cần phải cải tạo thay dây dẫn có tiết diện lớn đầu tư thêm ngăn lộ đường dây để vận hành song song Bước 3: Mô cố pha 12 (TC) Etap để làm liệu đầu vào tính tốn cho kết Hình Bảng Bước 4: Chọn ngưỡng dòng khởi động dựa số liệu thu từ bước cho 26 rơle sau: IS1 = 700A IS8=500A IS15=260A IS22=260A IS2=700A IS9=260A IS16=700A IS23=500A IS3=260A IS10=800A IS17=260A IS24=650A IS4=260A IS11=650A IS18=700A IS25 = 500A IS5=700A IS12=500A IS19 = 700A IS26 = 700A IS6=500A IS13 = 500A IS20 = 500A IS7 = 700A IS14 = 260A IS21 = 500A Bước 5: Tìm thời gian phối hợp tối ưu TMS quy hoạch tuyến tính Hàm mục tiêu C = t11 + t23 +t32 + t42 + t55 + t66 + t77 + t88 +t99 + t1010 + t114 + t121 + t133 + t144 + t154+ t1610+ t179 + t188 + t197 + t206+ t215 + t222+ t2311 + t244 + t2512 + t2611 Điều kiện ràng buộc: Sự cố TC Hòa Thuận: Sự cố TC EaKar: t151 – t11 ≥ 0,3 t56 – t66 ≥ 0,3 t111 – t11 ≥ 0,3 t196 – t206 ≥ 0,3 t41 – t121 ≥ 0,3 Sự cố TC ĐMT BMT: t221 – t121 ≥ 0,3 t67 – t77 ≥ 0,3 t241 – t11 ≥ 0,3 t187– t197 ≥ 0,3 Sự cố TC Krông Buk: Sự cố TC Krông Păk: t12 – t32 ≥ 0,3 t78 – t88 ≥ 0,3 t22 – t42 ≥ 0,3 t178 – t188 ≥ 0,3 t212 – t222 ≥ 0,3 Sự cố TC TBA 220 Krông Ana: Sự cố TC Buôn Hồ: t89 – t99 ≥ 0,3 t13 – t23 ≥ 0,3 t169 – t179 ≥ 0,3 t143 – t23 ≥ 0,3 Sự cố TC Krông Ana: t243 – t23 ≥ 0,3 t 910 – t1010 ≥ 0,3 t33 – t133 ≥ 0,3 t1410 – t1610 ≥ 0,3 t223 – t133 ≥ 0,3 t1510 – t1610 ≥ 0,3 Sự cố TCBMT: t124 – t144 ≥ 0,3 t134 – t154 ≥ 0,3 t104 – t114 ≥ 0,3 t264 – t244 ≥ 0,3 Sự cố TC Krông Năng: t35 – t55 ≥ 0,3 t45 – t55 ≥ 0,3 t205 – t215 ≥ 0,3 23 Sự cố TC EaTam: t1411 – t2311 ≥ 0,3 t1511 – t2311 ≥ 0,3 t1111 – t2311 ≥ 0,3 Sự cố TC TBA 220 Buôn Koup: T2312 – t2512 ≥ 0,3 Hằng số thời gian TMSi ≥ 0,1, i = ÷ 24 Sau đưa tốn dạng chuẩn tắc sử dụng cơng cụ Linprog Matlab, ta có kết quả: TMS1 = 0,363 TMS10 = 0,513 TMS19 = 0,146 TMS2 = 0,132 TMS11 = 0,467 TMS20 = 0,117 TMS3 = 0,206 TMS12 = 0,166 TMS21 = 0,123 TMS4 = 0,182 TMS13 = 0,142 TMS22 = 0,122 TMS5 = 0,194 TMS14 = 0,172 TMS23 = 0,193 TMS6 = 0,194 TMS15 = 0,154 TMS24 = 0,327 TMS7 = 0,161 TMS16 = 0,151 TMS25 = 0,1 TMS8 = 0,148 TMS17 = 0,118 TMS26 = 0,389 TMS9 = 0,181 TMS18 = 0,208 Bước 6: Sử dụng phần mềm ETAP để kiểm tra thời gian tác động rơle thứ tự làm việc bảo vệ – bảo vệ dự phịng Ví dụ, cố ĐMT BMT rơle bảo vệ tác động (Rơle 0,781s, Rơle 19 0,716s) Nếu trường hợp hai rơle không cắt MC rơle dự phịng tác động (Rơle 1,081s, Rơle 18 1,02s) (Hình 10) Tương tự thử nghiệm cho lại cho kết Bảng Hình 10 Mơ cố ĐMT BMT Nhận xét: toán có hai mạch vịng kín với nguồn cung cấp đáp ứng điều kiện ràng buộc đề thỏa mãn yêu cầu độ chọn lọc tương đối RLBV q dịng với bảo vệ có thời gian tác động khoảng (0,2928÷ 1,4219)s, bảo vệ dự phịng khoảng (0,5921÷ 2,7276)s Kết luận F67/67N sử dụng hướng làm việc thuận ngược cho mạch vịng kín đơn giản minh chứng phối hợp hiệu bảo vệ theo chiều kim đồng hồ ngược chiều kim đồng hồ Kết cải thiện nhược điểm bảo vệ q dịng vơ hướng Tuy nhiên, việc phối hợp rơle hệ thống phức tạp có nhiều vịng kín cần q trình tính tốn lặp lặp lại nhiều lần để tìm kiếm chiều làm việc tất vòng tập hợp rơle hệ thống Do đó, báo trình bày cách xây dựng ma trận hệ thống rơle bảo vệ dự phịng, sử dụng phương pháp đơn hình Matlab dùng cho tốn phối hợp rơle bảo vệ q dịng có hướng lưới điện Ngoài Lê Kim Hùng, Vũ Phan Huấn 24 ra, báo sử dụng phần mềm Etap để mơ dịng điện cố, phụ tải sơ đồ hai mạch vòng với 12 lưới điện 110kV Tỉnh Đăk Lăk, nhằm kiểm tra liệu đầu vào để giải vấn đề tính chọn thời gian TMS 26 rơle Kết báo làm sở để nhà kỹ thuật tham khảo, nghiên cứu phân tích lưới điện quản lý nhằm hạn chế rơle tác động sai trình vận hành TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Kim Hùng, Đoàn Ngọc Minh Tú, Bảo vệ rơle tự động hóa hệ thống điện, Nhà xuất Giáo dục Năm 1998 [2] Nguyễn Hoàng Việt, Rơle bảo vệ tự động hóa hệ thống điện Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM, 2005 [3] Alstom Network Protection & Automation Guide First edition July 2000 [4] A Akhikpemelo, M J E Evbogbai and M S Okundamiya, Overcurrent relays coordination using MATLAB model, Journal of Engineering and Manufacture Technology JEMT (2018) 8-15 [5] Angel Labrador, Coordination of distance and overcurrent relays using a mathematical optimization technique, Center for Technology and Urbanism Department of Electrical Engineering, 2018 [6] Yaser Damchi, Javad Sadeh, and Habib Rajabi Mashhadi, Preprocessing of distance and directional overcurrent relays [7] [8] [9] [10] [11] [12] coordination problem considering changes in network topology, International Transactions On Electrical Energy Systems, 2015 S Karupiah, M.H Hussain, I Musirin, S.R.A Rahim, Prediction of overcurrent relay miscoordination time using artificial neural network, Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, Vol.14, No.1, April 2019, pp.319~326 Sarang V Khond and Gunwant A Dhomane, Optimum coordination of directional overcurrent relays for combined overhead/ cable distribution system with linear programming technique, Protection and Control of Modern Power Systems, 2019 Javadi, Mohammad Sadegh, Esmaeel Nezhad Ali, AnvariMoghaddam Amjad, Guerrero Josep M, Hybrid Mixed-Integer NonLinear Programming Approach for Directional Over-Current Relay Coordination, In Proceedings of the 7th International Conference on Renewable Power Generation (pp 1-6) IET Conference Proceeding, 2018 Chhaya V Chakor, Vivek R Aranke, Impact of Dg on Relay Coordination Using Genetic Algorithm, International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET), Volume Issue IX, September 2017 SIPROTEC Protection Technology, The Basis for Highest Availability of Supply Siemens AG 2016 Công ty TNHH Tư vấn xây dựng 78, Sơ đồ nguyên lý lưới điện 220 – 110kV tính đến năm 2020, 03/2019 (BBT nhận bài: 07/8/2019, hoàn tất thủ tục phản biện: 19/9/2019) ... Rơle Rơle Rơle Rơle 12 Rơle 12 Rơle Rơle Rơle 22 Rơle Rơle Rơle Rơle 13 Rơle 13 Rơle 14 Rơle 15 Rơle 11 Rơle 24 Rơle Rơle Rơle 21 Rơle Rơle 20 Rơle Rơle 19 Rơle Rơle 18 Rơle Rơle 17 Rơle 10 Rơle. .. Rơle 16 Rơle 23 Rơle 23 Rơle 23 Rơle 26 Rơle 25 Rơle 15 Rơle 11 Rơle 24 Rơle Rơle 22 Rơle Rơle Rơle 21 Rơle 11 Rơle 14 Rơle 24 Rơle Rơle 22 Rơle 12 Rơle 13 Rơle 10 Rơle 26 Rơle Rơle Rơle 20 Rơle. .. buộc 1: sử dụng bậc thời gian phối hợp bảo vệ (TiF) bảo vệ dự phòng (TjF) xảy cố F (3P) Áp dụng quy hoạch tuyến tính để phối hợp F67 Quy hoạch tuyến tính kỹ thuật toán học nhằm xác định giá trị