Mục đích của bài báo là làm rõ các ưu điểm và nhược điểm của hệ thống rơle bảo vệ so lệch dọc đường dây (F87L) sử dụng đặc tính hãm khác nhau của các hãng sản xuất rơle kỹ thuật số nổi tiếng như đặc tính một độ dốc của Siemens 7SD522, hai độ dốc của Areva P543, Abb RED670, GE L90 và vòng tròn khuyết của SEL311L. Sau đó, bài báo tiến hành tính toán giá trị chỉnh định cho các đặc tính hãm dựa trên cơ sở thông số đường dây 220kV Buôn Kuôp – Buôn Tua Srah và thực hiện mô phỏng đánh giá mô hình F87L trong các điều kiện sự cố khác nhau bằng phần mềm Matlab Simulink. Kết quả cho thấy mô hình F87L có độ nhạy cao, đáp ứng thời gian tác động nhanh khi xảy ra sự cố trong vùng bảo vệ, làm việc ổn định ở điều kiện vận hành mang tải bình thường và sự cố ngoài vùng bảo vệ
HƯỚNG DẪN Tạp chí Khoa học Cơng nghệ xuất cơng trình nghiên cứu với giá trị khoa học thực tiễn nghiên cứu, chuyển giao công nghệ thực hành sản xuất Công trình mơ tả viết phải khơng cơng bố gửi đến tạp chí khoa học khác Bản thảo viết tiếng Việt tiếng Anh Tạp chí khuyến khích mạnh mẽ thảo tiếng Anh Bản thảo phải dài năm trang, đánh máy khổ A4 chuẩn bị theo mẫu Tạp chí quy định Tất thảo đạt quy cách phản biện kín hai chiều Các tác giả cần đảm bảo thảo họ chuẩn bị theo cách không tiết lộ xuất xứ nội dung Sự đóng góp liên kết tác giả báo cần làm rõ Chỉ tác giả định tác giả chính, người trực tiếp tương tác với Tạp chí thảo Công bố kết từ dự án nghiên cứu phải cho phép quan tài trợ phải có lời cảm ơn phù hợp Các tác giả gửi thảo theo dõi tiến trình phản biện, phê duyệt báo cách sử dụng hệ thống gửi trực tuyến trang web tạp chí Các hướng dẫn chi tiết cho tác giả người phản biện, biên tập viên tham khảo trang web tạp chí Địa liên hệ: Tạp chí Khoa học Công nghệ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Tel: (+8424) 3623.1739 | Fax: (+844) 3869.2006 Email: jst@hust.edu.vn | website: www.jst.vn Giấy phép xuất số: 1741/ GP-BTTTT (18/11/2010) Chỉ số tiêu chuẩn quốc tế: ISSN 2354 - 1083 In Công ty TNHH Đầu tư Sản xuất Đại Việt Nộp lưu chiểu tháng năm 2019 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 137 (2019) MỤC LỤC Nghiên cứu thiết kế phát triển đầu đọc dải tần rộng cho ứng dụng nhận dạng tự động dựa công nghệ RFID không chip Design and Development of Ultra Wide Band Reader for Automatic Identification Applications based on Chipless RFID Nguyễn Thanh Hường*, Nguyễn Cơng Thuần, Nguyễn Thị Lan Hương, Hồng Sĩ Hồng, Đào Trung Kiên, Nguyễn Việt Tùng - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 18-177 Phương pháp điều chế độ rộng xung biến tần ma trận đa bậc nhằm triệt tiêu điện ap điểm nối chung SVPWM for Three-level Indirect Matrix Converter to Eliminate Common Mode Voltage Nguyễn Đình Tuyên - Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia Tp.HCM 18-020 Phân tích đánh giá đặc tính làm việc bảo vệ so lệch dọc đường dây rơle kỹ thuật số Analysis and Evaluation of Line Different Protection Characteristics Employed in Numerical Relay Lê Kim Hùng1, Vũ Phan Huấn2 Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Công ty TNHH MTV Thí nghiệm điện Miền Trung, Đà Nẵng, Việt Nam 14 19-001 Đo độ mịn lót khớp háng toàn phần máy đo chiều Measurement of Wear of Acetabular Liner by 3D Coordinate Measuring Machine Phạm Ngọc Tuấn1,* , Nguyễn Văn Tường2 Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Trường Đại học Nha Trang 22 18-108 Sự biến đổi áp suất khoang bơm bơm bôi trơn động đốt hypôgerôto Pressure Change in the Chambers of the Hypogerotor Pump Applied in Lubrication of the Combustion Engines Nguyễn Hồng Thái1,*, Trương Công Giang1,2 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Vĩnh Phúc 27 18-073 Nghiên cứu đặc tính ma sát tiếp xúc bề mặt theo ASTM số loại dầu bôi trơn Study on the Characteristics of Surface Contacted Friction According to Astm of Different Lubricants Trần Đức Toàn*, Phạm Văn Hùng - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 33 18-122 Nghiên cứu mô chuyển động giọt chất lỏng kênh dẫn micro tác dụng nguồn nhiệt laser Numerical Study of a Liquid Droplet Movement in a Microchannel under Laser Heat Source Huỳnh Kim Thạch1, Lê Thanh Long1,2,*, , Bùi Trọng Hiếu1 Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM PTN Trọng điểm Quốc gia ĐKS KTHT (DCSELAB) 38 18-166 Nghiên cứu giảm phát thải nâng cao hiệu xúc tác khí thải ba thành phần trang bị xe máy sử dụng chế hịa khí phương pháp bổ sung khơng khí đường thải Reseach the Emission Reduction and Improve the Efficiency of Three Way Catalyst Equipped on Motorcycles Using Carburetor by Air Injection on the Exhaust Nguyễn Duy Tiến*, Khổng Vũ Quảng, Phạm Hữu Tuyến, Nguyễn Thế Lương Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 44 19-008 Nghiên cứu xác định áp lực tiện nghi lên thể nữ niên Việt Nam trình mặc quần định hình tạo dáng thể A Study Results of Determining the Comfort Pressure on Vietnamese Young Women in the Process of Wearing Shaping Pants Nguyễn Quốc Toản1,2, Đinh Văn Hải1, Phan Thanh Thảo1,* Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp 50 18-071 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 137 (2019) 10 Công nghệ ủ mềm gang crôm cao để gia công cắt gọt Soft Annealing Technology of High Chromium White Cast Iron for Machinability Nguyễn Ngọc Minh - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 57 18-159 11 Nghiên cứu chế tạo vật liệu VO2 cấu trúc micro/nano phương pháp thuỷ nhiệt Synthesis of Micro/Nano VO2 Structure by Hydrothermal Method Nguyễn Thế Mạnh, Dương Hồng Quân, Cao Xuan Thang, Phạm Hùng Vượng* Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 62 19-003 12 Vận dụng lý thuyết phiếm hàm mật độ nghiên cứu chế phản ứng CH3OH + HS A Density Functional Investigation of the Reaction Mechanism of CH3OH + HS Nguyễn Trọng Nghĩa1*, Nguyễn Hồng Dương1, Nguyễn Ngọc Tuệ1, Nguyễn Thị Minh Huệ2 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 69 18-087 13 Nghiên cứu tổng hợp nano bạc đánh giá ảnh hưởng kích thước hạt tới phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt xanh methylene Study of the Synthesis Silver Nanoparticles and the Particle Size Effect on Surface-Enhanced Raman Scattering Spectroscopy of Methylene Blue Hoàng Thị Thu Hoài1, Hoàng Thị Linh1, Nguyễn Hữu Đông1, Giáp Văn Hưng1, Phạm Văn Hải2, Nguyễn Thị Tuyết Mai1,* Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 74 18-145 14 Tính chất phổ tính chất chùm tia laser bán dẫn taper công suất cao buồng cộng hưởng dài phát xạ vùng đỏ hồi tiếp quang cách tử phản xạ Bragg Spectral Properties and Beam Quality of Long Cavity High Power Semiconductor Tapered Lasers Emitting at Red Region using Reflecting Bragg Grating Nguyễn Thanh Phương - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 80 18-160 15 Thiết kế mơ cấu trúc vi đầu dị qt cho ứng dụng khắc đầu dò quét Design and Simulation of Scanning Probe Micro-Cantilever for the Scanning probe lithography Dang Van Hieu1,2, Le Van Tam1, Nguyen Van Duong1, Chu Manh Hoang1,* Hanoi University of Science and Technology Thanh Do University, Hanoi, Viet Nam 84 19-060 16 Cảm biến khí NH3 sở dây nano silic NH3 Gas Detection by Silicon Nanowire – Based Sensors Nguyễn Khắc Tùng, Nguyễn Công Tú, Nguyễn Hữu Lâm* Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 89 18-154 17 Ảnh hưởng khí ethylene ngoại sinh q trình dấm chín đến chất lượng hồng Thạch Thất Effect of Exogenous Ethylene Gas During Ripening Process on “Thach That” Persimmon Quality Nguyễn Thị Hạnh1,*, Vũ Thị Nga2, Nguyễn Văn Hưng1 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Cơ điện Nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch 94 18-140 18 Phân lập xác định hàm lượng tanshinon I, cryptotanshinon, tanshinon IIA dược liệu Đan sâm (Salvia miltiorrhiza B.) sắc ký lỏng siêu hiệu (UPLC-DAD) Isolation and Determination of Tanshinon I, Cryptotanshinone, Tanshinone IIA in Danshen (Salvia miltiorrhiza B.) by Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC-DAD) Đoàn Mạnh Dũng1*, Đặng Thị Ngần2, Nguyễn Thị Huệ2, Lê Quốc Hùng2, Nguyễn Hữu Tùng2, Nguyễn Đình Luyện3, Trần Đình Thắng4 Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế Đại học Quốc gia Hà Nội Đại học Sư phạm, Đại học Huế Đại học Vinh 100 19-002 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 137 (2019) 19 Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân bột gạo lứt đỏ (Oryza punctate) chế phẩm Spezyme alpha Effect of Factors on the Hydrolysis of Red Rice (Oryza Punctate) by Spezyme Alpha Đặng Tiến Thành, Dương Thị Dự, Chu Kỳ Sơn, Vũ Thu Trang* - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 106 17-107 20 Nghiên cứu biến thiên tỷ suất thoát ẩm trình sấy vi sóng thịt bơ Study of Moisture Ratio Variation During Microwave Drying Process of Avocado Pulp Nguyễn Đức Trung, Phan Minh Thụy* - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 111 18-056 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 137 (2019) 014-021 Phân tích đánh giá đặc tính làm việc bảo vệ so lệch dọc đường dây rơle kỹ thuật số Analysis and Evaluation of Line Different Protection Characteristics Employed in Numerical Relay Lê Kim Hùng1, Vũ Phan Huấn2 Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng - Số 54, Nguyễn Lương Bằng, Đà Nẵng, Việt Nam Cơng ty TNHH MTV Thí nghiệm điện Miền Trung, Đà Nẵng, Việt Nam Đến Tòa soạn: 21-12-2018; chấp nhận đăng: 27-9-2019 Tóm tắt Mục đích báo làm rõ ưu điểm nhược điểm hệ thống rơle bảo vệ so lệch dọc đường dây (F87L) sử dụng đặc tính hãm khác hãng sản xuất rơle kỹ thuật số tiếng đặc tính độ dốc Siemens 7SD522, hai độ dốc Areva P543, Abb RED670, GE L90 vịng trịn khuyết SEL311L Sau đó, báo tiến hành tính tốn giá trị chỉnh định cho đặc tính hãm dựa sở thơng số đường dây 220kV Buôn Kuôp – Buôn Tua Srah thực mơ đánh giá mơ hình F87L điều kiện cố khác phần mềm Matlab Simulink Kết cho thấy mơ hình F87L có độ nhạy cao, đáp ứng thời gian tác động nhanh xảy cố vùng bảo vệ, làm việc ổn định điều kiện vận hành mang tải bình thường cố ngồi vùng bảo vệ Từ khóa: Đường dây truyền tải điện, Rơle bảo vệ so lệch dọc đường dây, Đặc tính độ dốc, Đặc tính độ dốc, Đặc tính vịng trịn khuyết Abstract This paper describes clearly different points including advantages and disadvantages of a line differential protection relay system which uses a single slope characteristic of Siemens 7SD522, a double slope characteristic of Areva P543, Abb RED670, GE L90, and an alpha plane characteristic of SEL311L After that, the paper selected a 220kV Buôn Kuôp – Buôn Tua Srah transmission line as an example for the relay setting calculations of these characteristics We then perform testing the performance of the introduced relay model at various fault conditions by Matlab/Simulink software The result shows that on internal fault the relay model has a high operating sensitivity, and fast time response whilst it remains stable on all external faults and normal condition Keywords: A transmission line, Line differential protection relay, Single slope characteristic, Double slope characteristic, Alpha plane characteristic Đặt vấn đề* động (PUTT, POTT, DTT) dùng kênh truyền tin nhằm giảm thời gian cắt cố Tuy nhiên, rơle tác động khơng xác bị ảnh hưởng yếu tố dòng ngắn mạch, dòng phụ tải, dao động cơng suất, đường dây có lắp tụ bù nối tiếp, đường dây có nguồn cung cấp từ nhiều phía, đường dây song song, đường dây có chiều dài ngắn ≤ 10km [1, 2] Hiện nay, EVN ban hành quy định việc cấu hình hệ thống rơle bảo vệ cho đường dây 500kV, 220kV với trang bị đầu hệ thống bảo vệ gồm: bảo vệ so lệch dọc đường dây (F87L) thường sử dụng làm bảo vệ chính, cịn lại chức bảo vệ khoảng cách, dòng, quá/kém áp chức khác làm bảo vệ dự phịng Bởi chức bảo vệ khoảng cách vùng Z2, Z3, Z4, chức q dịng điện khơng đáp ứng u cầu thời gian tối đa loại trừ cố ≤ 150ms cần phải phối hợp bậc thời gian Δt liên quan đến khái niệm vùng bảo vệ dự phòng cho đường dây Đối với vùng Z1 thỏa mãn thời gian tác động tZ1 ≈ 0s bảo vệ khoảng 80 ÷ 85% chiều dài đường dây Do đó, F21 sử dụng kết hợp với chức tự động đóng lặp lại, sơ đồ cắt liên Đối với F87L có thời gian cắt ≈ 0s nên khắc phục nhược điểm nêu F87L không phụ thuộc vào cấu trúc lưới, thay đổi kết lưới hệ thống điện, tính tốn thơng số chỉnh định đơn giản có độ tin cậy làm việc cao Xét cụ thể hệ thống bảo vệ đặt hai đầu đường dây 220kV Buôn Kuôp – Buôn Tua Srah hình Việc liên lạc hai hệ thống thông qua thiết bị Teleprotection, PCM-30 02 lõi cáp quang số 12 lõi đường dây cáp quang OPGW-12 treo đường dây truyền tải điện để nhận gửi tín hiệu hai đầu đường dây Trong q trình làm việc, rơle có chức * Địa liên hệ: Tel.: (+84) 983.421.980 Email: vuphanhuan@gmail.com 14 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 137 (2019) 014-021 giám sát tín hiệu kênh thơng tin Nếu xuất lỗi việc kiểm tra liệu truyền nhận rơle xuất cảnh báo hư hỏng kênh truyền đồng thời khóa chức F87L Dịng điện so lệch rơle xác định biểu * * thức [3]: I DIFF | I L I R | (1) Ở điều kiện lý tưởng đường dây làm việc bình thường, cố ngồi vùng bảo vệ, IDIFF = Cịn có cố vùng bảo vệ IDIFF ≠ Tuy nhiên, thực tế vận hành CT có từ hóa nên xảy trường hợp IDIFF ≠ điều kiện cố vùng bảo vệ gây bão hịa CT Do đó, hãng sản xuất sử dụng thêm thành phần dòng điện hãm (IBIAS) làm sở để phân biệt dòng cố sai số đo lường CT IBIAS tính theo công thức hãng sản xuất: * * Siemens [3]: I BIAS | I L | | I R | Hình Sơ đồ bảo vệ so lệch dọc đường dây 220kV Buôn Kuôp (273) – Buôn Tua Srah (2) * * Schneider [4]: I BIAS 0.5 (| I L | | I R |) Như vậy, bên cạnh ưu điểm bật, việc ứng dụng F87L làm phát sinh vấn đề mà cần xét đến chi phí lắp đặt hệ thống truyền tin TBA, đòi hỏi nhân viên vận hành cần phải phân biệt rõ điểm tương đồng khác biệt đặc tính làm việc cách cài đặt thông số chỉnh định hãng sản xuất rơle, mối liên hệ độ dốc khác việc hạn chế ảnh hưởng thời gian đồng liệu dòng điện hai đầu, sai số CT, bão hòa CT, dòng dung đường dây, băng thông kênh truyền bị hạn chế, lỗi kênh truyền xảy cố ngắn mạch vùng vùng bảo vệ Đó sở để báo thực kiểm chứng, đánh giá đặc tính làm việc F87L mơ hình đường dây 220kV có chiều dài 46,12km phần mềm Matlab/Simulink * * Abb [6]: I BIAS max(| I L |, | I R |) * (3) (4) * | I L _ ADA | | I R _ ADA | 2 P GE [8]: I BIAS (5) Đối với rơle hãng GE, cơng thức (5) tính giá trị dịng hãm sử dụng thuật tốn dịng điện chỗ thích nghi (IL_ADA), dịng điện từ xa thích nghi (IR_ADA) Ví dụ dịng điện chỗ IL kiểm tra điều kiện [8]: * * * | I L | BP | I L _ ADA | 2( S1) | I L |2 * * * | I L | BP | I L _ ADA | 2(S2)2 (| I L |2 BP2 ) 2(S1)2 BP2 Trong đó: BP điểm gãy đặc tính làm việc, S1 độ dốc 1, S2 độ dốc 2, P giá trị dòng điện tác động Đặc tính làm việc F87L hãng sản xuất rơle kỹ thuật số sử dụng phổ biến Việt Nam F87L loại bảo vệ dùng nguyên tắc so sánh khác giá trị độ lớn chiều (góc pha) dịng điện pha A, B, C, thành phần dòng * * điện TTK, TTN chỗ ( I L ) từ xa ( I R ) Hiện nay, F87L lưới điện Việt Nam có hai loại thuật tốn phổ biến thực hãng sản xuất rơle kỹ thuật số tiếng a Siemens 7SD522 Loại làm việc dựa tỷ số dòng so lệch dịng hãm (IDIFF/IBIAS) sử dụng đặc tính làm việc có độ dốc (Siemens 7SD62), độ dốc (Abb RED670, Schneider P543, GE L90) hình Độ dốc dùng để hạn chế tác động sai số CT rơle Độ dốc dùng để cải thiện ổn định rơle điều kiện vận hành mang tải lớn CT bão hồ làm rơle tác động sai Vùng hãm nằm đường đặc tính, vùng cắt nằm phía đường đặc tính b Schneider P543 c Abb RED670 d GE L90 Hình Đặc tính làm việc rơle so lệch hãm 15 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 137 (2019) 014-021 Loại thứ hai làm việc dựa tỷ số dòng điện từ xa dòng điện chỗ (IR/IL) tạo nên đặc tính vịng trịn khuyết SEL cho hình [10] Giả sử ta có thơng số khác liên quan đến sai số thiết bị bao gồm: Dòng điện mang tải lớn nhất: ILVMAX = 200A Dòng cố lớn nhất: IF_MAX = 4000A Tỷ số biến dòng: CTR = 200/1A Sai số CT lúc làm việc bình thường: eCTn = 3% Sai số CT cố: eCTs = 15% Sai số rơle bảo vệ: eRL = 2% Sai số góc dạng sóng dịng điện gây thời gian trễ kênh truyền Δt = 0,2ms [4]: Hình Đặc tính vịng trịn khuyết SYNC Nhận xét: Cả hai loại thuật toán có điểm chung cài đặt độ dốc lớn hay bán kính 87LR lớn vùng hãm lớn Tuy nhiên đặc tính vịng trịn khuyết khơng sử dụng độ lớn sai số dịng điện CT mà sử dụng góc sai số CT để làm sở chọn giá trị 87LANG cho đặc tính Đặc tính làm việc với độ dốc xử lý giá trị độ lệch dòng điện ΔIDIFF tỷ lệ thuận với dòng hãm xảy sai số CT, bão hồ CT, dịng điện dung, độ lệch đồng tín hiệu dịng điện Do đó, dịng điện cố nhỏ, CT làm việc tuyến tính tín hiệu sai số ΔIDIFF tuyến tính với dòng hãm Nhưng dòng cố lớn, ΔIDIFF tăng phi tuyến với dòng hãm làm tăng IDIFF Điều cho thấy việc áp dụng đặc tính sử dụng độ dốc điểm gãy làm tăng độ tin cậy rơle dòng hãm lớn CT bão hoà cho phép làm việc nhạy dòng cố nhỏ t 3600 0, ms 3600 3, 60 20ms 20ms Do đó, độ lệch dịng I SYNC 3, 60 2 0, 0623 A 3600 Từ thông số trên, ta sử dụng để tính tốn, chỉnh định cho bảo vệ rơle: Siemens 7SD522 [3]: Dòng so lệch cấp 1: IDIFF> ≥ 2,5×IC = 2,5×0,1474 = 0,3685IN (lớn giá trị tối thiểu 0.2IN) nên ta chọn IDIFF> = 0,37IN Với IN dòng điện định mức Dòng so lệch cấp 2: IDIFF>> ≥ 1,2ILoad_Max/CTR = 1,2IN Khi hệ thống làm việc bình thường ILV = 1IN: Độ lệch dịng hãm: ΔIBIAS = IDIFF> + eCT_L×|IL| + eCT_R×|IR| + ΔISYNC Tính chọn thơng số chỉnh định rơle ΔIBIAS = 0,3685 + 3%×1 + 3%×1 + 0,0623 = 0,4908A Để giải thích rõ thơng số đặc tính nêu trên, báo thực tính chọn giá trị chỉnh định rơle, áp dụng cho đường dây 220kV Buôn Kuôp – Buôn Tua Srah, tần số f = 50 Hz, có chiều dài đường dây L = 46,12 km dựa thông số đường dây cụ thể sau: Độ lệch dòng so lệch: ΔIDIFF = IC + ΔISYNC = 0,2079A Khi hệ thống có cố ngồi vùng với IF = 20IN: Độ lệch dịng hãm: ΔIBIAS = 0,3685 + 15%×20 + 15%×20 + 0,0623 = 1,6308A Tổng trở thứ tự không: Z L 40, 7381, Độ lệch dòng so lệch: ΔIDIFF = IDIFF> + 0,25×ΔIBIAS Tổng trở thứ tự thuận: Z1L 11,81790 ΔIDIFF = 0,3685 + 0,25×1,6308 = 0,7762A Do vậy, nhà sản xuất đưa độ dốc đặc tính Slope = 0,45 dùng để đảm bảo rơle làm việc ổn định với sai số CT, ta có điểm gãy IBIAS_CAL = IDIFF>/Slope = 0,37/0,45 = 0,822 Rơle 7SD522 tác động thoả mãn điều kiện: Điện dung thứ tự thuận: C1 = 0,016μF/km Dòng điện dung thứ tự thuận [3]: I C1 f C1 L U LL CTR IC1 50 0,016 106 46,12 (6) IBIAS ≤ IBIAS_CAL IDIFF > IDIFF> 220000 200 (7) IBIAS > IBIAS_CAL IDIFF > (IBIAS - IBIAS_CAL)×Slope + IDIFF> (8) IC1 0,1474 A IDIFF > IDIFF>> Schneider P543 [4, 5]: 16 (9) Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 137 (2019) 014-021 (IDIFF/IBIAS)2 > Dòng so lệch cấp 1: IS1 = 2,5×IC = 2,5×0,1474 = 0,3685 IN (lớn giá trị tối thiểu 0.2IN) nên ta chọn IS1 = 0,37 IN SEL311L [10, 11]: Dòng so lệch pha: 87LPP = 1,2×(ILvmax + IC)/ CTR = 1,2×(1 + 0,1474) = 1,377 (lớn giá trị tối thiểu 1IN) nên ta chọn IDIFF> = 1,377IN Theo đề nghị nhà sản xuất, ta chọn mặc định thông số chỉnh định: Độ dốc 1: k1 = 30%, Độ dốc 2: k2 = 150%, Dòng hãm: Is2 = 2A Dòng so lệch TTN: 87L2P = 0,1A CT có cổng dịng 1A, 0,5A cổng dòng 5A P543 tác động thoả mãn điều kiện: IBIAS ≤ IS2 |IDIFF| > k1×|IBIAS| + IS1 (15) (10) Dịng so lệch TTK: 87LGP = 5%ILV_MAX = 0,05 ×200/CTR = 0,05 (nhỏ giá trị bé 0,5A) nên ta chọn 87LGP = 0,5 IBIAS >IS2 |IDIFF| >k2×|IBIAS| - (k2 - k1)×IS2 + IS1 (11) ABB RED670 [6, 7]: Theo đề nghị nhà sản xuất giá trị mặc định đặt cho đặc tính vịng trịn khuyết: Bán kính đặc tính 87LR = 6, Góc đặc tính 87LANG = 1950 Dịng so lệch cấp 1: IdMin ≥ 2,5×IC = 2,5×0,1474 = 0,3685IN (lớn giá trị tối thiểu 0.2IN) nên ta chọn Idmin = 0,37IN Rơle tác động tỷ lệ vectơ IR/IL nằm ngồi vùng hãm dịng so lệch vượt ngưỡng: Dòng điện IdMinHigh = 1IN dùng thay cho IdMin đóng điện IDIFF > LGP (|IR/IL| > 87LR) (16) Dòng so lệch cấp 2: IDIFF > LGP (|IR/IL| LGP góc (IR/IL) nằm vùng cắt (277,50 ÷ 82,50) (18) Theo đề nghị nhà chế tạo ta chọn giá trị mặc định cho thông số chỉnh định: Endsection1 = 1.25IN, Endsection2 = 3IN, SlopeSection2 = 40%, SlopeSection3 = 80% Nhận xét: Cả hai loại thuật toán thực tính tốn trường hợp cố pha, lúc mang tải bình thường dựa dịng điện pha A, B, C riêng biệt Đối với cố pha, hai pha, pha chạm đất hãng Schneider sử dụng dịng điện pha, GE Siemens sử dụng thành phần dòng điện TTK, ABB sử dụng thành phần dòng điện TTN, SEL sử dụng hai Xác định cố ngồi vùng sử dụng thành phần thứ tự nghịch: Góc đặc tính NegSeqROA = 600 Dịng TTN tối thiểu IminNegSeq = 0,04IN cịn IBIAS > 1,5IN ngưỡng đặt IminNegSeq + 0,1IBIAS Rơle RED670 tác động thoả mãn điều kiện: IBIAS ≤ EndSection1 IDIFF > Idmin (12) EndSection1 ≤ IBIAS ≤ EndSection2 IDIFF > [Idmin + {SlopeSection2/100×(IBIAS - EndSection1)}] (13) IBIAS ≥ EndSection2 IDIFF > [Idmin + {Slope Section2/100×(Endsection2 - EndSection1)} + { SlopeSection3/100×(IBIAS - EndSection2)}] (14) GE L90 [8, 9]: Dịng điện khởi động: IPickup ≥ 2,5×IC = 2,5×0,1474 = 0,3685IN (lớn giá trị tối thiểu 0.2IN) nên ta chọn IPickup = 0,37 IN Theo đề nghị nhà sản xuất giá trị mặc định đặt đặc tính: Độ dốc 1: S1 = 30% Độ dốc 2: S2 = 60% Điểm gãy: BP = 1,5 87L Curent diff Gnd Pickup = 0,37 IN 87L Curent diff Gnd Restraint = 25% 87L Curent diff Gnd Delay = 0,1s Hình Modun rơle Schneider P543 Mô cố Matlab/Simulink Bài báo sử dụng phần mềm Matlab/Simulink để mô hệ thống đường dây truyền tải 220kV có hai nguồn cung cấp (Buôn Kuốp 280MW), Buôn Tua L90 tác động thoả điều kiện: 17 Tạp chí Khoa học Công nghệ 137 (2019) 014-021 Srah (86MW) thể hình Chi tiết thiết kế mơ hình F87L hãng sản xuất gồm có khối Fourier dùng để lấy dòng điện 50Hz pha A, B, C chỗ từ xa, kết hợp với giá trị chỉnh định rơle tính tốn chi tiết mục làm đầu vào cho khối Sfunction nhằm đưa định xuất lệnh cắt (Trip = 1) hay khơng cắt (Trip = 0) Ví dụ xem mơ hình rơle Schneider P543 trình bày hình Tiến hành đánh giá quỹ đạo điểm làm việc cố vùng bảo vệ F2 vùng bảo vệ F1 đến F87L Đồng thời có xem đến ảnh hưởng bão hịa CT Hình Mơ hình đường dây 220kV Hình Quỹ đạo điểm làm việc rơle mang tải bình thường 18 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 137 (2019) 014-021 Hình Quỹ đạo điểm làm việc rơle cố vùng bảo vệ Hình Quỹ đạo điểm làm việc rơle cố ngồi vùng bảo vệ 19 Tạp chí Khoa học Công nghệ 137 (2019) 014-021 Trường hợp 1: mô đường dây mang tải bình thường với dịng điện gấp lần dòng định mức, |IL| = |IR| = 400A, sai số CT ≈ 0%, IDIFF = 0,16A Kết quỹ đạo điểm làm việc nằm vùng hãm đặc tính nên tất rơle khơng xuất lệnh cắt Trip = (xem hình 6) Giả sử CT hai đầu đường dây bị bão hồ khơng giống xảy cố pha AG nằm ngồi vùng bảo vệ, ví dụ xét điểm làm việc nằm điểm gãy đặc tính 7SD522 hình 2a có IL = 0,596∠00A, IR = 0,225∠1800A Đối với hãng Siemens 7SD522, ta sử dụng công thức (1) (2) tính IDIFF = 0,371, IBIAS = 0,821 Sau kiểm tra rơle tác động cắt thỏa mãn theo điều kiện (7) IBIAS ≤ 0,822 IDIFF > 0,37 Trường hợp 2: mô cố AB nằm vùng bảo vệ F1 thời điểm t = 0,1s, |IL| = 1,44kA, |IR| = 1kA, sai số CT ≈ 0,4%, dòng điện so lệch tăng lớn IDIFF = 11A (vượt ngưỡng đặt) Do đó, quỹ đạo điểm làm việc từ vùng hãm vào vùng cắt đặc tính, sau cố phát rơle xuất lệnh cắt Trip = thời điểm gần giống Cụ thể 7SD522 (1,1136s), P543 (1,1125s), RED670 (1,1116s), L90 (1,1128s), SEL311L (1,111s) Xem hình Đối với hãng Schneider P543, ta sử dụng cơng thức (1) (3) tính IDIFF = 0,371, IBIAS = 0,4105 Sau kiểm tra rơle không tác động cắt chưa thỏa mãn theo điều kiện (10) IBIAS ≤ IDIFF > 30%×0,4105 + 0,37 = 0,49315 Tương tự thực tính tốn cho rơle RED670, L90 SEL311L theo cơng thức (4), (5) kiểm tra điều kiện tác động trình bày chi tiết mục trường hợp khác Kết thu cho bảng Trường hợp 3: mô cố AG nằm vùng bảo vệ F2 thời điểm t = 0,1s, |IL| = |IR| = 4,5kA, CT_Remote bị bão hoà với sai số lớn 66% làm cho dòng điện so lệch tăng IDIFF = 10A (vượt ngưỡng đặt) từ thời điểm 0,126 ÷ 0,15s, sau giảm dần Đồng thời, quỹ đạo dịch chuyển điểm làm việc rơle có xu hướng nhanh lên phía trên, sau di chuyển nhanh theo hướng xuống Tuy nhiên, điểm làm việc nằm vùng hãm nên rơle không xuất lệnh cắt Trip = Xem hình Nhận xét: Trong hầu hết trường hợp cố vùng làm CT bão hòa dòng điện IL, IR khác nhiều có SEL311L khơng tác động (Trip = 0), lại rơle khác 7SD522, P543, RED670 L90 tác động (Trip =1) điểm làm việc nằm vùng cắt đặc tính hãm Kết RED670 nhạy với trường hợp cắt Vì vậy, để khắc phục nguy chọn lọc RLBV, hãng sản xuất kết hợp sử dụng tính hãm sóng hài khóa sóng hài thành phần sóng hài bậc cao đo lường lớn giá trị chỉnh định để khóa chức F87L Bảng Kết kiểm tra điểm gãy đặc tính Giá trị thử [A] Điểm gãy 7SD I L 0,5960 I R 0,2251800 Điểm gãy Is2 I L 1,5150 I R 2,485180 Điểm gãy Endsection1 I L 1,2450 7SD522 P543 RED670 L90 SEL311L 0 0 1 0 0 0 0 0 Kết luận Bài báo trình bày việc phân tích, đánh giá đặc tính F87L hãng Siemens, Schneider, Abb, GE, SEL dùng cho đường dây truyền tải điện Các kết tính tốn, xem xét đường quỹ đạo điểm làm việc trường hợp ngắn mạch vùng ngồì vùng bảo vệ mang lại cho cán quản lý vận hành, nhà nghiên cứu, thiết kế hệ thống điện Việt Nam hiểu biết tốt đặc điểm rơle kỹ thuật số hệ ứng dụng Cụ thể: I R 0,881800 Điểm gãy Endsection2 I L 30 I R 1,931800 Điểm gãy BP I L 1,50 0 1 I R 0,631800 Góc đặc tính 87LANG I L 1,50 1 1 - Nắm bắt vấn đề nhằm chỉnh định đắn thơng số cho RLBV - Có thể tự xây dựng mơ hình rơle bảo vệ dễ dàng xây dựng, cho phép thực mô trường hợp cố xảy đường dây chọn kiểm tra độ nhạy, đánh giá khả đáp ứng rơle - Biết cách kiểm tra, sàng lọc điểm làm việc độ dốc đặc tính hãm nhằm tìm sai sót tiềm ẩn chứng minh RLBV hoạt động xác phù hợp với mục đích sử dụng trước đưa thiết bị vào vận hành lưới điện I R 1,5830 20 Tạp chí Khoa học Công nghệ 137 (2019) 014-021 Tài liệu tham khảo [1] Lê Kim Hùng, Bảo vệ phần tử hệ thống điện, NXB Đà Nẵng (2004) [2] Bruce Mackie, Craig Palmer, Summary Paper for C37.243 IEEE Guide for Application of Digital Line Current Differential Relays Using Digital Communication, 2017 70th Annual Conference for Protective Relay Engineers (CPRE), 3-6 April 2017 [3] Siemens, Line Differential Protection with Distance Protection 7SD5, 2016 [4] Schneider, P543/P545 Single Breaker Current Differential with Distance - Technical Manual, 2016 [5] Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Miền Bắc, Phiếu chỉnh định rơle P543 đường dây 271 Bắc Kạn – 273 Cao Bằng (E16.2) ACSR400-70.9km, số phiếu A110-2015/E26.5/220 [6] ABB, Line differential protection RED670 2.0 IEC Application manual, July 2016 [7] Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Miền Bắc, Phiếu chỉnh định rơle RED670 đường dây 272 Bắc Kạn – 275 Thái Nguyên (E6.2) ACSR2x330-84.6km, số phiếu A1-12-2015/E26.5/220 [8] GE, L90 Line Differential Relay UR Series Instruction Manual, 2014 [9] Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Miền Bắc, Phiếu chỉnh định rơle L90 đường dây 177 Bắc Giang – 172 Quang Châu (E7.18) AC300-18km, số phiếu A1-032017/E7.6/220 [10] SEL, SEL-311L Relay Protection, and Automation System - Instruction Manual, 2017 [11] Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Miền Bắc, Phiếu chỉnh định rơle SEL311L đường dây 272 Bã Chè – 276 T500 Nho Quan (T500NQ) ACC367-62.8km, số phiếu A1-15-2018/E9.2/220 21 ... thống rơle bảo vệ cho đường dây 500kV, 220kV với trang bị đầu hệ thống bảo vệ gồm: bảo vệ so lệch dọc đường dây (F87L) thường sử dụng làm bảo vệ chính, cịn lại chức bảo vệ khoảng cách, dòng,... động nhanh xảy cố vùng bảo vệ, làm việc ổn định điều kiện vận hành mang tải bình thường cố ngồi vùng bảo vệ Từ khóa: Đường dây truyền tải điện, Rơle bảo vệ so lệch dọc đường dây, Đặc tính độ dốc,... ngắn mạch, dòng phụ tải, dao động cơng suất, đường dây có lắp tụ bù nối tiếp, đường dây có nguồn cung cấp từ nhiều phía, đường dây song song, đường dây có chiều dài ngắn ≤ 10km [1, 2] Hiện nay,