(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ

(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ(Luận văn thạc sĩ) Định vị sự cố ngắn mạch trên lưới truyền tải dựa trên tổng trở có xét đến bù gốc đồng bộ

LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 03 năm 2018 (Ký tên ghi rõ họ tên) Châu Vũ ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy TS Trương Đình Nhơn, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Điện - Điện tử trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, cán phịng Đào tạo giúp đỡ tơi nhiều suốt trình học tập q trình hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tạo điều kiện để hoàn thành luận văn Tp.HCM, ngày 20 tháng 03 năm 2018 Người Viết Châu Vũ iii TÓM TẮT Đường dây truyền tải điện khâu quan trọng việc đảm bảo liên lạc nguồn điện hộ tiêu thụ điện Tốc độ phát triển nhanh chóng hệ thống điện vài thập kỷ qua dẫn đến tăng nhanh số lượng đường dây truyền tải cấp điện áp tổng chiều dài toàn hệ thống Sự phức tạp hệ thống điện truyền tải kéo theo nguy cố đường dây tăng theo Với đặc thù thường qua vùng địa hình vắng vẻ nên khó khăn tốn nhiều thời gian xác định vị trí ngắn mạch để tiến hành sửa chữa đường dây Điều làm tăng thời gian điện cho hệ thống giảm chất lượng điện cung cấp cho khách hàng, tăng chi phí bồi thường hợp đồng cho khách hàng thị trường điện cạnh tranh Để thực nhiệm vụ xác định vị trí cố ngắn mạch lưới truyền tải, nhiều nghiên cứu thực có nhiều thiết bị chế tạo dựa nghiên cứu để xác định vị trí ngắn mạch lưới điện truyền tải Các nghiên cứu thực từ trước đến lĩnh vực phát vị trí ngắn mạch phân thành ba phương pháp phương pháp xung phản xạ, phương pháp tính tốn vị trí ngắn mạch dựa tổng trở phương pháp dùng phân tích sóng dòng điện điện áp tần số cao lan truyền có cố ngắn mạch Các phương pháp cho kết khả quan phương pháp có nhiều nhược điểm cần cải thiện để nâng cao hiệu hoạt động Luận văn đề xuất phương pháp xác định vị trí cố ngắn mạch online dựa tổng trở có xét đến tượng đồng hai đầu đường dây phương pháp đề xuất có độ xác cao khắc phục tình trạng sai số tăng lên đồng hai đầu nút phụ tải mà sử dụng thêm thiết bị phần cứng hỗ trợ Với giải pháp lọc nhiễu số thông minh hạn chế tình trạng sai số đo lường, nâng cao hiệu phương pháp đề xuất Các kết thu mô phần mềm Matlab/Simulink chứng minh phương pháp định vị cố ngắn mạch lưới truyền tải có hiệu có tính khả thi cao iv ABSTRACT Electrical transmission lines are one of the most important parts in ensuring connection between power plants and electrical consumers Power systems in the past few decades have been growing rapidly in the number of transmission lines at various voltage levels and overall length of lines The complexity of the power transmission systems lead to increasing the risk of line faults The transmission lines were construct in the deserted terrain to redue building cost It lead to difficulty in fault location determination and increasing power failure time, descreasing power quality and increasing contract compensation costs for customers in competitive electricity market In order to locate the short circuit faults on the transmission grid, many researchs have been proposed and devices have been fabricated based on them to determine the transmission line fault location Those approachs classified into three main methods include impulse-current methods, traveling wave methods and impedance based fault locations methods These methods have good results but each method has many disadvantages that need improvement to enhance operational efficiency The thesis proposes a online method of locating fault positions based on impedance considering the asynchronous between the two terminals in voltage and current measurement processing The proposed method is highly accurate in overcoming the increased error condition due to the asynchronous between the two terminals without the need for additional synchronous hardware With the intelligent digital noise filter solution, the measurement error will be minimized and the efficiency of the proposed method will be improved The results obtained in simulation on the Matlab / Simulink software demonstrate a highly efficient and highly feasible method of locating transmission network fault detection v MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Xác nhận cán hướng dẫn LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN .ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v MỤC LỤC vi CÁC TỪ VIẾT TẮT x DANH SÁCH CÁC BẢNG xi DANH SÁCH CÁC HÌNH .xii Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hướng nghiên cứu 1.2 Tổng quan nghiên cứu khoa học liên quan 1.2.1 Phương pháp xung phản xạ 1.1.2 Phương pháp phân tích sóng truyền 1.1.3 Phương pháp tổng trở 1.3 Tính cần thiết đề tài 1.4 Mục tiêu nghiên cứu 1.5 Nhiệm vụ giới hạn luận văn 1.6 Phương pháp nghiên cứu 10 1.7 Giá trị thực tiễn đề tài 10 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 Ngắn mạch hệ thống điện (HTĐ) 12 2.2 Các nguyên nhân gây ngắn mạch lưới điện truyền tải 12 2.3 Các loại cố ngắn mạch lưới điện truyền tải 12 2.3.1 Ngắn mạch pha chạm đất 13 vi 2.3.2 Ngắn mạch hai pha 14 2.3.3 Ngắn mạch hai pha chạm đất 16 2.3.4 Ngắn mạch ba pha chạm đất 18 2.4 Hồ quang điện 19 2.4.1 Hiện tượng hồ quang điện 19 2.4.1.1 Khái niệm chung 19 2.4.1.2 Quá trình phát sinh hồ quang 20 2.4.1.3 Quá trình dập tắt hồ quang 21 2.4.2 Hồ quang điện cố ngắn mạch đường dây tải điện 22 2.4.3 Điện trở hồ quang điện cố ngắn mạch 22 Chương PHƯƠNG TRÌNH TỐN 25 3.1 Các thành phần đối xứng 25 3.2 Định vị cố ngắn mạch dựa tổng trở 28 3.3 Phương pháp lọc nhiễu tín hiệu đo 31 3.3.1 Phép biến đổi Fourier 32 3.3.2 Phương pháp bình phương cực tiểu 33 3.3.3 Phương pháp bình phương cực tiểu Levenberg - Marquardt 34 3.3.4 Ứng dụng LM nhận dạng thành phần tần số 36 3.4 Lưu đồ chương trình định vị cố ngắn mạch 38 Chương XÂY DỰNG MƠ HÌNH VÀ THỰC NGHIỆM 40 4.1 Mơ hình hóa mơ đường dây truyền tải 40 4.1.1 Khối nguồn phát điện 40 4.1.2 Khối đường dây truyền tải 43 4.1.3 Khối phụ tải 45 4.1.4 Khối cố ngắn mạch 46 4.1.5 Khối thu nhận tín hiệu 47 4.1.6 Mơ hình lưới điện truyền tải mơ 48 4.1.7 Kết nối khối mạch mô 50 4.2 Xây dựng giao diện chương trình tính tốn vị trí cố ngắn mạch 51 vii 4.2.1 Giao diện chương trình tạo cố ngắn mạch 51 4.2.2 Giao diện chương trình tính tốn cố ngắn mạch 53 4.3 Kết xử lí số liệu mơ 54 4.3.1 Dữ liệu thu thập sau có cố ngắn mạch 54 4.3.2 Kết lọc nhiễu hài dựa thuật toán đề xuất 57 4.3.3 Kết tính tốn tham số chương trình 59 4.4 Kết tính tốn vị trí cố ngắn mạch 60 4.4.1 Sự cố ngắn mạch pha chạm đất 61 4.4.1.1 Ngắn mạch pha A chạm đất 61 4.4.1.2 Ngắn mạch pha B chạm đất 62 4.4.1.3 Ngắn mạch pha C chạm đất 63 4.4.2 Sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất 64 4.4.2.1 Ngắn mạch hai pha AB chạm đất 64 4.4.2.2 Ngắn mạch hai pha BC chạm đất 65 4.4.2.3 Ngắn mạch hai pha AC chạm đất 66 4.4.3 Sự cố ngắn mạch hai pha chạm 67 4.4.3.1 Ngắn mạch hai pha AB chạm 68 4.4.3.2 Ngắn mạch hai pha BC chạm 69 4.4.3.3 Ngắn mạch hai pha AC chạm 70 4.4.4 Sự cố ngắn mạch ba pha 71 4.4.4.1 Ngắn mạch ba pha chạm 71 4.4.4.1 Ngắn mạch ba pha chạm đất 72 4.5 Nhận xét 73 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 75 5.1 Kết luận 75 5.2 Kiến nghị hướng phát triển 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC 80 viii Phụ lục 1: Phiếu chỉnh định relay khoảng cách Siemens 7SA611 đường dây 172 An Biên - Vĩnh Thuận 80 Phụ lục 2: Bảng setting relay khoảng cách Siemens 7SA611 đường dây 172 An Biên - Vĩnh Thuận 82 Phụ lục 3: Dữ liệu relay khoảng cách Siemens 7SA611 ghi nhận cố đường dây 172 An Biên - Vĩnh Thuận 95 Phụ lục 4: Tín hiệu dịng điện điện áp cố 96 Phụ lục 5: Điện áp đồng biểu đồ vị trí cố 97 ix CÁC TỪ VIẾT TẮT - DFT: Phép biến đổi Fourier rời rạc - EVN (VietNam Electricity): Tập đoàn Điện lực Việt Nam - HTĐ: Hệ thống điện - FFT: Thuật toán biến đổi Fourier nhanh - IDFT: Phép biến đổi Fourier rời rạc ngược - LM: Levenberg - Marquardt - MBA: Máy biến áp - MPĐ: Máy phát điện - THD: Tổng độ méo dạng sóng hài x DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG Trang Bảng 4.1: Bảng thông số tính tốn qua chương trình định vị cố 60 Bảng 4.2: Kết định vị cố ngắn mạch pha A chạm đất 61 Bảng 4.3: Kết xác định độ lệch ngắn mạch pha A chạm đất 62 Bảng 4.4: Kết định vị cố ngắn mạch pha B chạm đất 62 Bảng 4.5: Kết xác định độ lệch ngắn mạch pha B chạm đất 63 Bảng 4.6: Kết định vị cố ngắn mạch pha C chạm đất 63 Bảng 4.7: Kết xác định độ lệch ngắn mạch pha C chạm đất 64 Bảng 4.8: Kết định vị cố ngắn mạch hai pha AB chạm đất 65 Bảng 4.9: Kết xác định độ lệch ngắn mạch hai pha AB chạm đất 65 Bảng 4.10: Kết định vị cố ngắn mạch hai pha BC chạm đất .66 Bảng 4.11: Kết xác định độ lệch ngắn mạch hai pha BC chạm đất 66 Bảng 4.12: Kết định vị cố ngắn mạch hai pha AC chạm đất 67 Bảng 4.13: Kết xác định độ lệch ngắn mạch hai pha AC chạm đất 67 Bảng 4.14: Kết định vị cố ngắn mạch hai pha AB chạm 68 Bảng 4.15: Kết xác định độ lệch ngắn mạch hai pha AB chạm 69 Bảng 4.16: Kết định vị cố ngắn mạch hai pha BC chạm 69 Bảng 4.17: Kết xác định độ lệch ngắn mạch hai pha BC chạm 70 Bảng 4.18: Kết định vị cố ngắn mạch hai pha AC chạm 70 Bảng 4.19: Kết xác định độ lệch ngắn mạch hai pha AC chạm .71 Bảng 4.20: Kết định vị cố ngắn mạch ba pha chạm 72 Bảng 4.21: Kết xác định độ lệch ngắn mạch ba pha chạm 72 Bảng 4.22: Kết định vị cố ngắn mạch ba pha chạm đất 73 Bảng 4.23: Kết xác định độ lệch ngắn mạch ba pha chạm đất .73 xi 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 Phụ lục 3: Dữ liệu relay khoảng cách Siemens 7SA611 ghi nhận cố đường dây 172 An Biên - Vĩnh Thuận 95 Phụ lục 4: Tín hiệu dịng điện điện áp cố 96 Phụ lục 5: Điện áp đồng biểu đồ vị trí cố 97 S K L 0 ... xác định vị trí cố ngắn mạch lưới truyền tải, nhiều nghiên cứu thực có nhiều thiết bị chế tạo dựa nghiên cứu để xác định vị trí ngắn mạch lưới điện truyền tải Các nghiên cứu thực từ trước đến. .. xác định vị trí cố ngắn mạch lưới truyền tải, nhiều nghiên cứu thực có nhiều thiết bị chế tạo dựa nghiên cứu để xác định vị trí ngắn mạch lưới điện truyền tải Thống kê nghiên cứu thực từ trước đến. .. xác định vị trí cố ngắn mạch lưới truyền tải, nhiều nghiên cứu thực có nhiều thiết bị chế tạo dựa nghiên cứu để xác định vị trí ngắn mạch lưới điện truyền tải Các nghiên cứu thực từ trước đến