Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 132 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
132
Dung lượng
5,16 MB
Nội dung
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƢƠNG TUẤN ANH NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN DỰA TRÊN MẠNG NƠRON MLP LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƢƠNG TUẤN ANH NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN DỰA TRÊN MẠNG NƠRON MLP Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 62520202 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TSKH Trần Hoài Linh TS Phạm Hồng Thịnh Hà Nội - 2014 Mở đầu LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi dựa hƣớng dẫn tập thể hƣớng dẫn khoa học tài liệu tham khảo trích dẫn Kết nghiên cứu trung thực chƣa công bố cơng trình khác Nghiên cứu sinh TRƢƠNG TUẤN ANH - i - Mở đầu LỜI CẢM ƠN Trong q trình làm luận án, tơi nhận đƣợc nhiều ý kiến đóng góp từ thầy giáo, giáo, anh chị bạn đồng nghiệp Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn đến PGS.TSKH Trần Hồi Linh, TS Phạm Hồng Thịnh Hội đồng Khoa học Bộ môn Hệ thống điện - Viện Điện - Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo Bộ môn Hệ thống điện - Viện Điện - Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội đồng nghiệp Trung tâm Thí nghiệm, Khoa Điện - Trƣờng Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp Thái Ngun gia đình có ý kiến đóng góp q báu tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Đào tạo bồi dƣỡng sau đại học - Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Tơi xin chân thành cảm ơn Xƣởng thí nghiệm Cơng ty Truyền tải điện 1, Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia - Tập đoàn ĐLVN tạo nhiều điều kiện tốt mặt để hoàn thành luận án Tác giả luận án TRƢƠNG TUẤN ANH - ii - Mở đầu MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Những đóng góp luận án Bố cục luận án Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 1.1 Ý nghĩa tốn xác định vị trí cố 1.2 Một số phƣơng pháp xác định vị trí cố 1.3 Phƣơng pháp tính tốn dựa trở kháng 1.4 Phƣơng pháp sử dụng sóng lan truyền 11 1.5 Phƣơng pháp sử dụng mạng nơron nhân tạo 14 Chƣơng 2: CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT TRONG LUẬN ÁN 18 2.1 Sơ đồ khối tổng thể ƣớc lƣợng vị trí cố 18 2.2 Mạng nơron MLP ứng dụng ƣớc lƣợng vị trí cố 20 2.2.1 Mạng nơron MLP hoạt động độc lập ƣớc lƣợng vị trí cố [12,64,69,79,93] 20 2.2.2 Mạng nơron MLP phối hợp song song với thuật tốn tổng trở (thuật tốn mơ máy tính thuật tốn tích hợp rơle khoảng cách thực tế) 20 2.3 Phần mềm ATP/EMTP ứng dụng để tạo mẫu số liệu 22 2.4 Hợp thí nghiệm CMC-356 thử nghiệm kết tác động rơle khoảng cách thực tế 23 2.5 Mạng nơron MLP ứng dụng để xác định dạng cố ƣớc lƣợng điện trở cố 24 - iii - Mở đầu Chƣơng 3: CÁC CƠNG CỤ TÍNH TỐN MƠ PHỎNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN 25 3.1 Phần mềm mô ATP/EMTP 25 3.2 Hợp thí nghiệm thứ cấp pha CMC 356 - OMICRON 27 3.3 Wavelet ứng dụng phân tích tín hiệu 30 3.3.1 Phân tích phổ tín hiệu sử dụng biến đổi Fourrier 30 3.3.2 Phân tích phổ wavelet (sóng nhỏ) 33 3.3.3 Thuật tốn phân tích tín hiệu wavelet [96] 40 3.4 Mạng nơron nhân tạo ứng dụng xác định vị trí cố đƣờng dây tải điện 42 3.4.1 Mơ hình nơron nhân tạo McCulloch - Pitts [12,69] 42 3.4.1.1 Cơ sở tốn học mơ hình 42 3.4.1.2 Nơron với hàm truyền đạt tansig 44 3.4.1.3 Các trình học kiểm tra nơron 45 3.4.1.4 Thuật tốn học có hƣớng dẫn nơron 47 3.4.2 Cấu trúc mạng MLP [12,69] 50 3.4.3 Quá trình học mạng MLP [11,12] 53 3.4.3.1 Một số đặc điểm chung trình học 53 3.4.3.2 Thuật toán bƣớc giảm cực đại cho mạng MLP 55 3.4.3.3 Thuật toán Levenberg – Marquardt 56 3.4.4 Lựa chọn số nơron lớp ẩn để tránh mạng học khớp (overfitting) mạng học không đủ (underfitting) [11,12] 56 Chƣơng 4: CÁC KẾT QUẢ MƠ PHỎNG VÀ TÍNH TOÁN 62 4.1 ATP/EMTP mô ngắn mạch đƣờng dây 62 4.1.1 Mơ hình đƣờng dây mơ luận án 62 4.1.2 Kịch mô ATP/EMTP 63 4.1.3 Một số dạng ngắn mạch đƣợc mô ATP/EMTP 65 4.1.3.1 Ngắn mạch pha (AG0): 65 4.1.3.2 Ngắn mạch pha (AB0): 65 4.1.3.3 Ngắn mạch pha chạm đất (ABG): 66 4.1.3.4 Ngắn mạch pha (ABC): 67 4.2 Kết xác định thời điểm xuất cố 67 4.3 Kết ƣớc lƣợng vị trí cố, điện trở cố dạng cố 74 - iv - Mở đầu 4.3.1 Trích xuất số liệu thông tin đặc trƣng 74 4.3.2 Đánh giá, lựa chọn đầu vào cho mạng MLP 76 4.3.3 Mạng nơron MLP ƣớc lƣợng vị trí cố, dạng cố điện trở cố 80 4.3.3.1 Mạng nơron MLP ƣớc lƣợng trực tiếp vị trí cố 80 4.3.3.2 Mạng nơron MLP phối hợp với thuật toán tổng trở để ƣớc lƣợng vị trí cố 83 4.3.3.3 Mạng nơron MLP phối hợp với rơle tổng trở thực tế để ƣớc lƣợng vị trí cố 88 4.3.3.4 Mạng nơron MLP xác định dạng cố điện trở cố 93 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 107 PHỤ LỤC 108 Phụ lục Thông số đƣờng dây 110kV Yên Bái - Khánh Hòa 108 Phụ lục Phiếu chỉnh định Rơle thiết bị tự động đƣờng dây 110kV Yên Bái - Khánh Hòa 109 Phụ lục Thông số cài đặt mơ hình ATP/EMTP 111 - v - Mở đầu DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Việt AG0 Ngắn mạch pha AB0 Ngắn mạch pha ABG Ngắn mạch pha chạm đất ABC Ngắn mạch pha AD Bộ chuyển đổi tƣơng tự/ số BU Máy biến điện áp BI Máy biến dòng điện CMC-356 Hợp thí nghiệm thứ cấp EVN (Vietnam Electricity) Tập đoàn điện lực Việt Nam ATP/EMTP (Alternative Transients Programme/ Electro- Magnetic Transients Program) Chƣơng trình nghiên cứu độ điện từ MLP (Multi Layer Perceptron) Mạng nơron MLP NCS Nghiên cứu sinh PC Máy tính cá nhân KTS Kỹ thuật số - vi - Mở đầu DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thiết bị Nippon xác định vị trí cố đƣờng dây 220 kV Thái Nguyên - Hà Giang 13 Bảng 3.1 Khả mô ATP/EMTP 26 Bảng 3.2 Một số phần tử sử dụng luận án 27 Bảng 4.1 Kết chạy mô ứng với tần số khác 72 Bảng 4.2 Kết thử nghiệm với số dạng Wavelet khác 73 Bảng 4.3: Số lƣợng đặc tính tƣơng ứng với ngƣỡng cắt 78 Bảng 4.4: Tổng hợp kết sử dụng rơle khoảng cách thực tế (7SA522) dùng mạng nơron MLP để giảm sai số rơle khoảng cách thực tế 7SA522 91 Bảng 4.5: Tổng hợp kết sử dụng rơle khoảng cách ảo dùng mạng nơron MLP để giảm sai số rơle khoảng cách ảo 91 Bảng 4.6: Tổng hợp kết dùng mạng nơron MLP ƣớc lƣợng trực tiếp vị trí cố 92 Bảng 4.7: So sánh kết sử dụng rơle khoảng cách (Rơle ảo rơle thực tế) dùng mạng MLP để giảm sai số vị trí cố 92 Bảng 4.8: Tổng hợp kết ƣớc lƣợng vị trí cố 92 Bảng PL1.1 Thông số cột đƣờng dây 110kV Yên Bái - Khánh Hòa 108 - vii - Mở đầu DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ minh họa cố đƣờng dây truyền tải sử dụng phƣơng pháp điện kháng đơn Hình 1.2: Minh họa phƣơng pháp TAKAGI mạch điện pha hai nguồn 10 Hình 1.3: Sơ đồ minh họa phƣơng pháp sử dụng sóng lan truyền xác định vị trí cố 12 Hình 2.1: Sơ đồ khối tổng thể phƣơng pháp phân tích xử lý tín hiệu đầu đƣờng dây để xác định vị trí cố, điện trở cố dạng cố 19 Hình 2.2: Ý tƣởng mơ hình hoạt động độc lập mạng MLP 20 Hình 2.3: Ý tƣởng mơ hình hoạt động song song rơle với mạng MLP 21 Hình 2.4: Quá trình tạo mẫu để xác định thơng số mơ hình 22 Hình 2.5: Sơ đồ khối ghép nối thiết bị hệ thống thử nghiệm hoạt động rơle thiết bị CMC-356 23 Hình 2.6: Ý tƣởng mơ hình hoạt động mạng MLP xác định vị trí cố, xác định dạng cố ƣớc lƣợng điện trở cố 24 Hình 3.1: Giao diện ATP-Draw 26 Hình 3.2: Hợp thí nghiệm thứ cấp pha cơng suất lớn CMC-356 27 Hình 3.3: Giao diện phần mềm điều khiển Test Universe V2.30 28 Hình 3.4: a) Giao diện sử dụng Transplay; b,c) tín hiệu điện áp dịng điện cho trƣờng hợp ví dụ YB_AG0_00_00_010_S100.wav 29 Hình 3.5: Kết nối máy tính với hợp thí nghiệm CMC-356 rơle 7SA522 30 Hình 3.6: Phổ Fourrier biên độ tín hiệu điều hịa (a) tín hiệu gốc, (b) phổ biên độ 31 Hình 3.7: Phổ Fourier tín hiệu bất định (a) tín hiệu gốc, (b) phổ biên độ) 32 Hình 3.8: Minh họa hàm có độ rộng hữu hạn 33 Hình 3.9: Hàm co dãn (trên) hàm sinh (dƣới) wavelet Haar 34 Hình 3.10: Một số wavelet kinh điển 35 Hình 3.11: Cấu trúc bƣớc liên tiếp phân tích tín hiệu ban đầu thành thành phần chi tiết xấp xỉ 36 - viii - Tài liệu tham khảo [75] Silva M, Oleskovicz M, Coury DV (2004) A fault locator for transmission lines using travelling waves and wavelet transform theory, Proceedings of 8th International conference on Developments in Power System Protection – DPSP, IEE CP500, 2004, pp 212-215 [76] M da Silva, M Oleskovicz, and D V Coury (2006) A Fault Locator for Three-Terminal Lines Based on Wavelet Transform Applied to Synchronized Current and Voltages Signals, IEEE PES Trans And Distr Conf and Exposition Latin America, Venezuela, 2006 [77] Suhaas Bhargava Ayyagari (2011) Artificial neural network based fault location for transmission line, University of Kentucky, 2011 [78] Sukumar M Brahma (2007) Iterative Fault Location Scheme for a Transmission Line Using Synchronized Phasor Measurements, International Journal of Emerging Electric Power Systems, 2007 [79] Swingler K (1996) Applying Neural Networks: A Practical Guide, Morgan Kaufmann, 1996 [80] Takagi K, Yamakoshi Y, Yamaura M, Kondow R, T Matsushima (1982) Development of a new type fault locator using the one terminal voltage and current data, IEEE Trans Power Apparatus and Systems, PAS-101(8), 1982, 2892-2898 [81] D A Tziouvaras, J B Robrts, and G Benmouyal (2002) New Multi-ended Fault Location Design for two- or three- terminal lines, In Proc 2002 IEE Development in Power System Protection Conference, pp.395-398 [82] D L Waikar, S Elangovan, and A.C Liew (1994) Fault impedance estimation algorithm for digital distance relaying, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 9, no.3, July 1994 [83] Wang A., Ramsay B (1998) A neural network based estimator for electricity spotpricing with particular reference to weekend and public holiday, Neurocomputing, vol 23, p 47 - 57, 1998 [84] Werbos P.J (1974) Beyond regression: New tools for prediction and analysis in the behavioral sciences, PhD Thesis, Harvard University, Cambridge, MA, 1974 [85] A Wiszniewski (1985) Fault location correction of errors due to current transformers, Developments in Power System Protection Proceedings, Conference Publ No 249, pp 185–187, 1985 [86] Wright A, Christopoulos C (1993) Electrical Power System Protection, Chapman & Hall publications, London, 1993 [87] Jun-Zhe Yang, Chiu-Wen Liu (1938) Complete Elimination of DC Offset in Current Signals for Relaying Applications, Power Engineering Society Winter Meeting, 2000 IEEE, Volume 3, PP1933-PP1938 [88] Yuan Liao, Ning Kang (2009) Fault Location algorithms without utilizing line parameters based on distributed parameter line model, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 24, no 2, pp 579-584, Apr 2009 - 104 - Tài liệu tham khảo [89] I Zamora, J.F Minambres, A.J Mazon, R Alvarez-Isasi and J Lazaro (1996) Fault location on two-terminal transmission lines based on voltages, IEE Proc Gener Transm Distrib., vol 143, pp 1–6, No 1, 1996 [90] Q Zhang, Y Zhang, W Song, and D Fang (1998) Transmission line fault location for single-phase-to-earth fault on non-direct-ground neutral system, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol 13, no.4, Oct 1998 [91] Ziegler G (2006) Numerical Distance Protection, Principles and Applications, Siemens AG, Publicis MCD Verlag, Erlangen, 2006 [92] Karl Zimmerman, David Costello, “Impedance-based fault location experience”, Schweitzer Engineering Laboratories, Inc Pullman, WA USA [93] Zurada J M (1992) Introduction to Artificial Neural Systems, PWS Publishing Company, 1992 [94] Fabrication and Professional, 2008 Testing, Communication Engineering, McGraw-Hill [95] Zhihong Chen and Jean-Claud Maun (2000) Artificial neural network approach to single-ended fault locator for transmission lines, Power Systems, IEEE Transactions on , vol.15, no.1, pp 370-375, 2000 [96] W Zhao, Y H Song, W R Chen (2001) Improved GPS travelling wave fault locator for power cables by using wavelet analysis, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol 23, 5, June 2001, pp 403 - 411 [97] S.H., Horowitz, A.G Phadke (2008) Power System Relaying, 3rd edition, Wiley [98] Kuncheva, L.I (2004) Combining Pattern Classifiers: Methods and Algorithms, Wiley-Interscience, Hoboken, NJ [99] Chow, C.K (1965) Statistical independence and threshold functions, IEEE Transactions on Electronic Computers, 14(1), pp 66–68 [100] Siwek K.; Osowski S (2007) "Short Term Load Forecasting Model in the Power System Using Ensemble of Predictors," Instrumentation and Measurement Technology Conference Proceedings (IEEE-IMTC 2007), pp – [101] Giacinto, G., Roli, F and Fumera, G (2000) Design of effective multiple classifier systems by clustering of classifiers, 15th International Conference on Pattern Recognition, Barcelona, Spain, Vol 2, pp 160–163 [102] J A C B Silva, K M Silva,W.L.A.Neves, B A Souza, F B Costa (2012) Sampling frequency influence at fault locations using algorithms based on artificial neural networks, 2012 Fourth World Congress on Nature and Biologically Inspired Computing (NaBIC) pp 15-19 [103] Ljupko Teklié, Božidar Filipovié-Greié (2013) Artificial neural network approach for locating faults in power transmission system, EuroCon 2013, 1-4 July 2013, Zagreg, Croatia, pp 1425-1430 - 105 - Tài liệu tham khảo [104] Hagh, M.T; Razi, K; Taghizadeh, H (2007) Fault classification and location of power transmission lines using artificial neural network, Power Engineering Conference, 2007 IPEC 2007 International 3-6 Dec 2007 pp 1109-1114 [105] R.K Aggarwal, S.L Blond, P Beaumont, G Baber, F Kawano, S Miura (20120 High frequency fault location method for transmission lines based on artificial neural network and genetic algorithm using current signals only, Developments in Power Systems Protection, 2012 DPSP 2012 11th International Conference on [106] Anamika Jain, A.S.Thoke MIEEE, Ebha Koley and R N Patel MIEEE (2009) Fault classification and fault distance location of double circuit transmission lines for phase to phase faults using only one terminal data, Power Systems, 2009 ICPS '09 International Conference on, 27-29 Dec 2009 [107] Joorabian, M (2000) Artificial neural network based fault locator for EHV transmission system, Electrotechnical Conference, 2000 MELECON 2000 10th Mediterranean (Volume:3) 29-31 May 2000 pp 1003-1006 [108] Kapildev Lout, Raj K Aggarwal (2012) A feedforward Artificial Neural Network approach to fault classification and location on a 132kV transmission line using current signals only, Universities Power Engineering Conference (UPEC), 2012 4-7th International [109] Xiangning Lin, Peng Mao , Hanli Weng, Bin Wang, Z Q Bo and A Klimek (2007) Study on Fault Location for High Voltage Overhead Transmission Lines Based on Neural Network System, Intelligent Systems Applications to Power Systems, 2007 ISAP 2007 International Conference on, 5-8 Nov 2007 [110] Per Printz Madsen (1994) Neural Network for combining Linear and NonLinear modelling of Dynamic Systems, Neural Networks, 1994 IEEE World Congress on Computational Intelligence, 1994 IEEE International Conference on (Volume:7 ), pp 4541-4546 [111] S Sajedi, F Khalifeh, Z Khalifeh, T Karimi (2011) Application Of Wavelet Transform For Identification Of Fault Location On Transmission Lines, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 5(12): 1428-1432, 2011 - 106 - Danh mục cơng trình cơng bố luận án DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Trƣơng Tuấn Anh, Trần Hoài Linh (2011) Ứng dụng mạng nơron nhận dạng cố đường dây dài truyền tải Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ trƣờng Đại học Kỹ thuật, số 81, trang 42-46, Hà Nội Trần Hoài Linh, Trƣơng Tuấn Anh (2011) Ứng dụng wavelet daubechies phát thời điểm cố ngắn mạch đường dây dài Hội nghị toàn quốc Điều khiển Tự động hoá VCCA-2011, Trang 393-398, Hà Nội Tran Hoai Linh, Truong Tuan Anh, David Cartes (2012) Detection of Two-Phase Shortage Fault Event on Transmission Line by Using Daubechies wavelets International Symposium on Technology for Sustainability, November 21–24, 2012, Swissôtel Le Concorde, Bangkok, Thailand, pp 164-167 Truong Tuan Anh, Tran Hoai Linh, Pham Hong Thinh (2013) Two-Phase short circuit fault detections for transmission line by using artificial Neural Networks Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ trƣờng Đại học Kỹ thuật, (đã nhận đăng), Hà Nội Trƣơng Tuấn Anh, Trần Hoài Linh, Đinh Văn Nhƣợng (2013) Phối hợp mạng nơron phương pháp tổng trở để xác định vị trí cố ngắn mạch đường dây tải điện Hội nghị toàn quốc Điều khiển Tự động hoá VCCA-2013, Trang 663-669, Đà Nẵng - 107 - Phụ lục PHỤ LỤC Phụ lục Thông số đƣờng dây 110kV Yên Bái - Khánh Hòa Điện áp đầu nguồn: Uđm = 225kV Thông số máy biến áp tự ngẫu: - Công suất định mức Sđm = 125/125/25 MVA - Điện áp định mức Uđm = 225/115/23 kV - Sơ đồ đấu dây: Y0 TN/Δ-11 - Điện áp ngắn mạch: UNC-T = 10,7%; UNC-H = 33,8%; UNT-H = 19,9% - Tổn thất công suất khơng tải Uđm: ΔP0 = 38kW - Dịng điện không tải Uđm: I0 = 0,03%.Iđm - Tổn thất đầy tải ΔPNC-H = 297kW Chiều dài đƣờng dây: l = 118,5km Tiết diện dây dẫn: AC - 185/29 - Điện trở đơn vị: r0 = 0,162 (/km) - Bán kính phần lõi thép: 0,345 (cm) - Bán kính phần nhơm: 0,94 (cm) Thơng số tải pha: U = 110kV, Stải = 99,1 (MVA); cos = 0,85 Dây chống sét C50: - Điện trở đơn vị: r0 = 0,225 (/km) - Bán kính phần lõi Thép: 0,115 (cm) - Bán kính dây dẫn: 0,46 (cm) Thông số cột: Bảng PL1.1 Thông số cột đường dây 110kV Yên Bái - Khánh Hòa STT Pha Pha - Cột (m) Pha - Đất (m) Độ võng Pha - Đất (m) A 2,5 23 22 B 2,5 18,5 17,5 C 2,5 14 13 Chống sét 26 25 - 108 - Phụ lục Phụ lục Phiếu chỉnh định Rơle thiết bị tự động đƣờng dây 110kV Yên Bái - Khánh Hịa Hình bìa phiếu chỉnh định Rơle thiết bị tự động, hình PL2.1): Hình PL2.1: Phiếu chỉnh định Rơle thiết bị tự động Một số thông số cài đặt cho rơle 7SA522 cho đƣờng dây 110kV Yên Bái - Khánh Hòa đƣợc thiết lập nhƣ sau: - 0201 CT Starpoint towards Line - 0203 Rated Primary Voltage 115.0 kV - 0204 Rated Secondary Voltage (L-L) 110V - 0205 CT Rated Primary Current 800 A - 0206 CT Rated Secondary Current 1A - 1110 Line Reactance per length unit 0.3160 (/km) - 1111 Line length 118.5 km - 1201 21 Distance protection is: on - 1301 Operating mode Z1 Forward - 109 - Phụ lục - 1302 R(Z1), Resistance for ph-ph-faults 10.0 - 1303 X(Z1), Reactance 13.3 - 1304 RG(Z1), Resistance for ph-gnd-faults 19.0 - 1305 T1-1phase, delay for single phase faults 0.00 sec - 1306 T1multi-ph, delay for multi phase faults 0.00 sec - 1311 Operating mode Z2 Forward - 1312 R(Z2), Resistance for ph-ph-faults 48.0 - 1313 X(Z2), Reactance 45.0 - 1314 RG(Z2), Resistance for ph-gnd-faults 80.0 - 1315 T2-1phase, delay for single phase faults 1.00 sec - 1316 T2multi-ph, delay for multi phase faults 1.00 sec - 1321 Operating mode Z3 Forward - 1322 R(Z3), Resistance for ph-ph-faults 60.0 - 1323 X(Z3), Reactance 60.0 - 1324 RG(Z3), Resistance for ph-gnd-faults 100.0 - 1325 T3, delay 3.00 sec - 1331 Operating mode Z4 Inactive - 1341 Operating mode Z5 Inactive - 1351 Operating mode Z1B (overrreach zone) Forward - 1352 R(Z1B), Resistance for ph-ph-faults 48.0 - 1353 X(Z1B), Reactance 45.0 - 1354 RG(Z1B), Resistance for ph-gnd-faults 80.0 - 1355 T1B-1phase, delay for single phase faults 0.00 sec - 1356 T1Bmulti-ph, delay for multi phase faults 0.00 sec - 110 - Phụ lục Phụ lục Thơng số cài đặt mơ hình ATP/EMTP Nguồn điện pha: Sources/ AC-3ph type 14: Điện áp nguồn điện 115kV: Điện áp nhập cho mơ hình: U 225 183,712 (kV ) = 183712 (V) Tần số: 50 Hz Hình PL3.1: Nhập thông số cho nguồn điện ATP/EMTP Tổng trở sóng: ZC = 300 (Ω) Điện cảm nguồn tƣơng đƣơng phía 110kV: Điện cảm thứ tự thuận: I N(3) 2500 (A) I N(3) U hd / X1 - 111 - (kA) Phụ lục U hd / 115 / 0,026558 2500 I N(3) X1 0,026558 L1 8, 45796 105 f 2,14 50 X1 = 84,5796 (kΩ) (kH) (mH) Điện cảm thứ tự không: I N(1) 2200 (A) I N(1) X0 U hd / X1 X X (kA) U hd / 3 115 / X1 0,026558 (1) 2200 IN 0, 03742 X0 0,03742 L0 1,195 104 f 2,14 50 = 119,523 Máy biến áp tự ngẫu pha: Các thông số cho trƣớc: VC 225 kV; VL 115 kV; VT 23 kV ZHL 10,7 %; ZHT 33,8 %; ZLT 19,9 %; Tính tốn cho mơ hình máy biến áp tự ngẫu BCTRAN: VH 225 Z HL 10,7% 44,768% 225 115 VH VL Z*LT ZLT 19,9% - 112 - (kH) (mH) Hình PL3.2: Nhập thơng số cho điện cảm nguồn điện ATP/EMTP * Z HL (kΩ) Phụ lục * Z HT Z HT VH VL VH VL Z Z HL LT VH VL VH VL (VH VL )2 225 115 225 115 10,7% 19,9% 225 115 225 115 (225 115) = 72, 279% 21,886% 20,8% 73,36% = 33,8% Thiết bị đo dòng điện pha (Probe Current) điện áp pha (Probe Volt): Hình PL3.3: Thiết lập thiết bị đo dịng áp pha ATP/EMTP Thiết bị tách mạch pha (Splitter phase) - 113 - Phụ lục Thiết bị chuyển mạch có điều khiển theo thời gian (Switch time controlled): T-cl = 0,04 (s): Thời gian bắt đầu đóng thiết bị chuyển mạch tạo trƣờng hợp ngắn mạch pha (pha A nối với đất) T-op = 0,2 (s): Thời gian bắt đầu mở thiết bị chuyển mạch Hình PL3.4: Thiết lập thông số thiết bị chuyển mạch ATP/EMTP Đƣờng dây khơng mơ tả theo mơ hình đƣờng dây LCC: Trong luận án sử dụng mơ hình PI để mơ đƣờng dây Bên cạnh chức hữu ích ATP/EMTP đƣờng dây đƣợc mơ tả thơng qua liệu hình học vật liệu đƣờng dây không cần phải tự tính tốn trƣớc thơng số Khai báo Model: Đƣờng dây không pha (Overhead Line ph) Hiệu ứng mặt (Skin effect) Mơ hình thơng số dải (Model - PI) Điện trở suất đất (Rho = 100 *m) Tấn số (Freg init = 0.01 Hz) Chiều dài đƣờng dây (km): tùy theo chế độ mô phỏng, chiều dài đƣờng dây l, chiều dài từ đầu đƣờng dây đến vị trí cố x đoạn đƣờng dây cịn lại l-x - 114 - Phụ lục Hình PL3.5: Thiết lập thơng số cho mơ hình đường dây LCC ATP/EMTP Khai báo thông số đƣờng dây menu Data LCC: Hình PL3.6: Thiết lập liệu đường dây LCC ATP/EMTP Thứ tự pha: pha A (1), pha B(2), pha C(3), dây chống sét (0) Thông số pha: bán kính phần lõi dây dẫn (Rin), bán kính dây dẫn (Rout), điện trở đơn vị chiều dài dây dẫn (Resis), khoảng cách từ dây dẫn đến cột (Horiz), khoảng cách từ dây dẫn đến đất (Vtower), khoảng cách từ điểm thấp hai khoảng cột dây dẫn đến đất (Vmid) Các thông số kết cấu cột cho Phụ lục Thông số tải đƣờng dây: điện áp dây U = 110 kV; Công suất tải pha Stải = 99,1 (MVA); hệ số công suất cos = 0,85 - 115 - Phụ lục Phụ tải chế độ làm việc lớn nhất: Smax = 99,1 (MVA): P1 pha Smax cos / 99,1 0,85 / 28,08 I P1 pha U cos Z 28,08 0,3 110 0,85 U 110 366,667 I 0,3 (MW) (kA) (Ω) R Z cos =366,667 0,85=311,667 (Ω) X Z sin =366,667 0,5267=193,154 (Ω) L X 2 f 193,154 0,615 (H) = 615 3,14 50 (mH) Hình PL3.7: Thiết lập liệu cho mơ hình tải Smax ATP/EMTP Phụ tải chế độ làm việc: S50% = 50%Smax: P1 pha S50% cos / 49,55 0,85 / 14,0392 I P1 pha U cos Z 14,0392 0,15 110 0,85 U 110 733,333 I 0,15 (MW) (kA) (Ω) R Z cos =733,333 0,85=623,333 (Ω) X Z sin =733,333 0,5267=386,246 (Ω) L X 2 f 386, 246 1, 23 (H) = 1230,08 3,14 50 - 116 - (mH) Phụ lục Hình PL3.8: Thiết lập liệu cho mơ hình tải S50% ATP/EMTP Phụ tải chế độ làm việc: S30% = 30%Smax: P1 pha S30% cos / 29,73 0,85 / 8,4235 I P1 pha U cos Z 8, 4235 0,09 110 0,85 U 110 1222, 222 I 0,09 (MW) (kA) (Ω) R Z cos =1222,222 0,85=1038,889 (Ω) X Z sin =1222,222 0,5267=643,744 (Ω) L X 2 f 643,744 2,05 (H) = 2050,14 3,14 50 Hình PL3.9: Thiết lập liệu cho mơ hình tải S30% ATP/EMTP - 117 - (mH) Phụ lục Điện trở cố, thực mô với trƣờng hợp: Ngắn mạch trực tiếp: Rsc = () Ngắn mạch qua điện trở ngắn mạch: Rsc = 1, 2, 3, 4, () Hình PL3.10: Thiết lập liệu cho mơ hình điện trở cố ATP/EMTP - 118 -