Nghiên cứu đánh giá thời gian cắt của máy cắt dựa trên bản ghi sự cố của rơle bảo vệ = evaluate switching time of circuit breaker based on relays digital fault records

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu đánh giá thời gian cắt máy cắt dựa ghi cố rơle bảo vệ (Evaluate switching time of circuit breaker based on relays’s digital fault records) NGUYỄN TRỌNG KHOA Khoa.NT202041M@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật điện Chuyên ngành Hệ thống điện Giảng viên hướng dẫn: Bộ môn: Khoa: TS Nguyễn Xuân Tùng Hệ thống điện Điện HÀ NỘI, 5/2023 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lâp - Tự - Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Trọng Khoa Đề tài luận văn: Nghiên cứu đánh giá thời gian cắt máy cắt dựa ghi cố rơle bảo vệ Ngành: Kỹ thuật điện Mã số SV: 20202041M Tác giả, người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 27 tháng 04 năm 2023 với nội dung sau: Đã bổ sung thêm nội dung đánh giá ưu điểm, nhược điểm hàm wavelet Trong tính tốn chương tác giả dùng hàm Morse wavelet, thuyết minh bổ sung vào luận văn Đã giải thích sai lệch kết tính tốn kết thí nghiệm Đã sửa lỗi tả, lỗi trình bày, sửa khoảng trống trang, bổ sung tài liệu tham khảo chuẩn hóa theo format luận văn cao học Đã bổ sung tiêu đề cho bảng biểu Đã kiểm tra kết tính tốn, có giải thích trường hợp máy cắt 500 kV Ngày tháng năm 2023 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn TS Nguyễn Xuân Tùng Nguyễn Trọng Khoa CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS TS Nguyễn Đức Huy Lời cảm ơn Sau thời gian học tập thực đề tài luận văn tốt nghiệp, đến em hoàn thành luận văn thạc sĩ khoa học kĩ thuật điện thuộc chuyên ngành hệ thống điện với đề tài “Nghiên cứu đánh giá thời gian cắt máy cắt dựa ghi cố rơ le bảo vệ” Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình đến từ thầy Bộ môn Hệ thống điện - Khoa Điện, đặc biệt TS Nguyễn Xuân Tùng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ để em hồn thành đề tài Tóm tắt nội dung luận văn Máy cắt phần tử quan trọng hệ thống điện có tần suất đóng cắt thường xuyên Việc giám sát chất lượng máy cắt thực thơng qua đợt thí nghiệm định kỳ nên khơng kịp thời phát bất thường vận hành đặc biệt trơi hành trình làm thay đổi thời gian đóng, cắt gây an toàn máy cắt cắt cố Đề tài nghiên cứu phương pháp đánh giá thời gian cắt máy cắt dựa thông tin ghi nhận ghi cố rơle, kịp thời phát bất thường hỗ trợ nâng cao hiệu công tác bảo dưỡng dựa trạng thái (Condition Based Maintenance - CBM) Cơ sở khoa học đề tài dựa công cụ toán học liên quan tới phát điểm đột biến dạng sóng, đề tài sử dụng cơng cụ phân tích wavelet Matlab để tìm thời điểm đột biến ghi cố để tính tốn thời gian cắt máy cắt cắt dòng cố Các cố hệ thống điện xảy với nguyên nhân vô đa dạng, việc phân tích, tính tốn thời gian cắt phụ thuộc lớn vào lượng thông tin ghi nhận dạng sóng, trạng thái tín hiệu đầu vào (input) đưa vào rơle có đầy đủ khơng Chính luận văn có thiếu sót khơng tránh khỏi trình thực hiện, mong nhận ý kiến góp ý q báu thầy, trình đọc phản biện luận văn Học viên Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY CẮT VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI GIÁM SÁT TRẠNG THÁI MÁY CẮT 1.1 1.2 Giới thiệu chung máy cắt điện 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Các hư hỏng thường xảy máy cắt điện Các hệ thống giám sát tình trạng máy cắt điện 1.2.1 Giám sát hệ thống khí máy cắt 1.2.2 Giám sát cuộn đóng/cắt mạch cắt 1.2.3 Giám sát khí SF6 1.3 Công nghệ giám sát máy cắt điện tích hợp rơle bảo vệ 1.4 Công nghệ tiên tiến giám sát máy cắt điện trạm biến áp 1.5 Đánh giá trạng đề xuất nghiên cứu 10 1.5.1 Đánh giá trạng 11 1.5.2 Đề xuất nghiên cứu 11 CHƯƠNG BẢN GHI SỰ CỐ VÀ CÁC THÔNG TIN CUNG CẤP BỞI BẢN GHI SỰ CỐ ĐIỂN HÌNH 13 2.1 Các thiết bị có khả ghi ghi kiện, ghi cố 13 2.2 Các thông tin cung cấp ghi cố điển hình rơle 14 2.3 Phân tích thông tin thời gian làm việc bảo vệ thời gian cắt máy cắt dựa ghi cố 15 2.4 Định dạng cấu trúc file ghi cố 17 CHƯƠNG ỨNG DỤNG CỦA PHÂN TÍCH WAVELET TRONG VIỆC PHÁT HIỆN CÁC ĐIỂM ĐỘT BIẾN CỦA TÍN HIỆU 22 3.1 Lý lựa chọn phân tích Wavelet để phát điểm đột biến tín hiệu theo thời gian 22 3.2 Hàm Wavelet 22 3.3 Biến đổi wavelet liên tục (CWT) 23 3.4 Phép biến đổi wavelet rời rạc (DWT) 25 3.5 3.4.1 Khái quát chung biến đổi wavelet rời rạc 26 3.4.2 Phân tích đa giải biến đổi wavelet rời rạc 26 3.4.3 Giải thuật phân tích 28 Một số hàm wavelet thông dụng 29 3.5.1 Hàm Haar wavelet 29 3.6 3.5.2 Hàm Daubechies wavelet 30 3.5.3 Hàm Morlet 31 3.5.4 Hàm Mexican Hat 32 3.5.5 Hàm Meyer 32 3.5.6 Hàm Morse wavelet 33 Ví dụ phân tích Wavelet liên tục tín hiệu 34 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ THỜI GIAN LÀM VIỆC CỦA RƠLE BẢO VỆ VÀ THỜI GIAN CẮT CỦA MÁY CẮT DỰA THEO BẢN GHI SỰ CỐ 36 4.1 Các kịch nghiên cứu, đánh giá 36 4.2 Áp dụng phân tích với ghi cố cấp 500 kV 36 4.3 4.2.1 Đánh giá phần mềm SychroWave Event 36 4.2.2 Đánh giá ứng dụng phân tích Wavelet 39 4.2.3 Tổng hợp kết so sánh với báo cáo thí nghiệm 41 Áp dụng phân tích với ghi cố cấp 220 kV 42 4.3.1 Đánh giá phần mềm SychroWave Event 42 4.3.2 Đánh giá ứng dụng phân tích Wavelet 45 4.3.3 Tổng hợp kết so sánh với báo cáo thí nghiệm 47 4.4 Áp dụng phân tích với ghi cố cấp 220 kV có phóng điện trở lại cắt máy cắt pha 48 4.5 4.4.1 Đánh giá phần mềm SychroWave Event 48 4.4.2 Đánh giá ứng dụng phân tích Wavelet 51 4.4.3 Tổng hợp kết so sánh với báo cáo thí nghiệm 54 Áp dụng phân tích với ghi cố cấp 110 kV (Sự cố pha) 55 4.5.1 Đánh giá phần mềm SychroWave Event 55 4.5.2 Đánh giá ứng dụng phân tích Wavelet 58 4.5.3 Tổng hợp kết so sánh với báo cáo thí nghiệm 60 4.6 Áp dụng phân tích với ghi cố cấp 110 kV (Sự cố pha dòng ngắn mạch lớn) 61 4.6.1 Đánh giá phần mềm SychroWave Event 62 4.6.2 Đánh giá ứng dụng phân tích Wavelet 64 4.6.3 Tổng hợp kết so sánh với báo cáo thí nghiệm 66 CHƯƠNG TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI 68 5.1 Kết luận 68 5.2 Các hướng nghiên cứu tương lai 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Máy cắt cao áp trạm biến áp Hình 1.2 Q trình chuyển động cấu khí máy cắt cao áp Hình 1.3 Dịng điện cuộn đóng (cắt) máy cắt theo thời gian Hình 1.4 Dữ liệu giám sát điện áp nguồn DC trình thao tác Hình 1.5 Giám sát trạng thái máy cắt rơle khoảng cách SEL 421 Hình 1.6 Thơng số chức giám sát độ mịn tiếp điểm Hình 1.7 Thơng số chức giám sát đóng cắt Hình 1.8 Sơ đồ bố trí hệ thống kiểm tra, giám sát máy cắt Hình 1.9 Dữ liệu vận hành máy cắt (công nghệ hãng Siemens) 10 Hình 2.1 Bản ghi cố 13 Hình 2.2 Tín hiệu chưa lọc sau lọc rơle 14 Hình 2.3 Dạng sóng dịng điện xảy cố pha - đất 15 Hình 2.4 Trạng thái phần tử rơle trình cố 15 Hình 2.5 Dạng sóng tín hiệu tương tự tín hiệu nhị phân ghi cố 16 Hình 2.6 Bản ghi cố từ rơle bảo vệ so lệch bay unit 17 Hình 2.7 Bản ghi cố rơle bảo vệ master 17 Hình 2.8 Cấu hình tập tin “.cfg” 19 Hình 2.9 Cấu hình tập tin liệu “.dat” 19 Hình 2.10 Dữ liệu thu đọc ghi cố định dạng COMTRADE 20 Hình 3.1 Phép biến đổi wavelet 23 Hình 3.2 Thành phần wavelet vị trí tỉ lệ khác 23 Hình 3.3 Biến đổi wavelet tỉ lệ khác 24 Hình 3.4 Dịch chuyển wavelet khoảng k 24 Hình 3.5 Wavelet với hệ số C =0,0102 25 Hình 3.6 Kéo wavelet theo tỉ lệ 25 Hình 3.7 Sơ đồ lọc 27 Hình 3.8 Kỹ thuật giảm mẫu 27 Hình 3.9 Giản đồ với tín hiệu thực chèn vào 27 Hình 3.10 Sơ đồ giải thuật 28 Hình 3.11 Sơ đồ biến đổi wavelet chiều cấp j 28 Hình 3.12 Sơ đồ biến đổi wavelet cấp 28 Hình 3.13 Biến đổi wavelet hai chiều 29 Hình 3.14 Đồ thị hàm Haar wavelet 29 Hình 3.15 Họ Daubechies wavelet 30 Hình 3.16 Đồ thị hàm Morlet 31 Hình 3.17 Đồ thị hàm Mexican Hat 32 Hình 3.18 Đồ thị hàm Meyer 33 Hình 4.1 Trạng thái phần tử bảo vệ xảy cố pha 37 Hình 4.2 Thời điểm bắt đầu xảy cố 37 Hình 4.3 Thời điểm bảo vệ rơle lệnh cắt (TRIP) 38 Hình 4.4 Thời điểm máy cắt pha C cắt vào trạng thái tiếp điểm phụ máy cắt 38 Hình 4.5 Thời điểm máy cắt cắt xong dịng cố, cố khơng cịn tồn 39 Hình 4.6 Thơng tin từ ghi cố matlab 40 Hình 4.7 Phân tích wavelet dịng điện cố pha C 40 Hình 4.8 Tín hiệu cắt máy cắt 41 Hình 4.9 Kết thí nghiệm định kỳ năm 2020 42 Hình 4.10 Bản ghi thời điểm cố 42 Hình 4.11 Trạng thái phần tử bảo vệ xảy cố pha 43 Hình 4.12 Thời điểm xảy cố 43 Hình 4.13 Bản ghi thời điểm MC cắt xong thời điểm rơle trở 44 Hình 4.14 Phân tích wavelet sóng dịng điện pha A 45 Hình 4.15 Phân tích wavelet sóng dịng điện pha cố 45 Hình 4.16 Phân tích wavelet sóng dòng điện pha C 46 Hình 4.17 Phân tích wavelet tín hiệu digital 46 Hình 4.18 Thời điểm bắt đầu xảy cố 48 Hình 4.19 Thời điểm rơle khởi động thời điểm rơle lệnh cắt 49 Hình 4.20 Thời điểm máy cắt cắt bảo vệ trở 49 Hình 4.21 Dịng cố pha A xuất trở lại 50 Hình 4.22 Thời điểm bảo vệ khởi động trở lại 50 Hình 4.23 Thời điểm rơle lệnh cắt pha 50 Hình 4.24 Thời điểm máy cắt pha B, C cắt 51 Hình 4.25 Phân tích morse wavelet dạng sóng dịng điện pha cố 52 Hình 4.26 Phân tích wavelet tín hiệu Digatal 52 Hình 4.27 Dòng cố xuất trở lại pha A 53 Hình 4.28 Bảo vệ lệnh cắt pha 53 Hình 4.29 Thời điểm MC pha B cắt 54 Hình 4.30 Thời điểm máy cắt pha C cắt 54 Hình 4.31 Thời gian đóng, cắt theo kết thí nghiệm xuất xưởng 55 Hình 4.32 Thời điểm xảy cố 56 Hình 4.33 Bảo vệ tác động cắt pha A 56 Hình 4.34 Bảo vệ tác động cắt pha B 57 Hình 4.35 Bảo vệ tác động cắt pha C 57 Hình 4.36 Phân tích wavelet dịng điện pha A 58 Hình 4.37 Phân tích wavelet dịng điện pha B 59 Hình 4.38 Phân tích wavelet dịng điện pha C 59 Hình 4.39 Phân tích wavelet tín hiệu Digital 60 Hình 4.40 Kết thí nghiệm định kỳ năm 2018 61 Hình 4.41 Dạng sóng dịng điện điện áp xảy cố 62 Hình 4.42 Thời điểm bảo vệ rơle tác động 62 Hình 4.43 Thời điểm máy cắt pha A cắt 63 Hình 4.44 Thời điểm máy cắt pha B cắt 63 Hình 4.45 Thời điểm máy cắt pha C cắt 63 Hình 4.46 Phân tích wavelet dịng điện pha A 64 Hình 4.47 Phân tích wavelet dòng điện pha B 64 Hình 4.48 Phân tích wavelet dịng điện pha C 65 Hình 4.49 Phân tích wavelet tín hiệu Digital (Pickup, Trip) 65 Hình 4.50 Kết thí nghiệm định kỳ năm 2017 66 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật máy cắt SF6 - 245 kV Bảng 1.2 Tiêu chuẩn thời gian cắt máy cắt SF6 -245kV Bảng 4.1 Bảng kết tính tốn thời gian cắt MC 500kV phần mềm Synchrowave 39 Bảng 4.2 Bảng kết tính tốn thời gian cắt MC 500kV wavelet 41 Bảng 4.3 Bảng tổng hợp kết tính tốn thời gian cắt MC 500kV 41 Bảng 4.4 Bảng kết tính toán thời gian cắt MC 220kV phần mềm Synchrowave 44 Bảng 4.5 Bảng kết tính toán thời gian cắt MC 220kV wavelet 47 Bảng 4.6 Bảng tổng hợp tính tốn thời gian cắt MC 220 kV 47 Bảng 4.7 Bảng kết tính tốn thời gian cắt MC 220kV phần mềm Synchrowave 51 Bảng 4.8 Bảng tổng hợp tính tốn thời gian cắt pha MC 220kV 55 Bảng 4.9 Bảng kết tính tốn thời gian cắt MC 110kV phần mềm Synchrowave 58 Bảng 4.10 Bảng kết tính tốn thời gian cắt MC 110kV wavelet 60 Bảng 4.11 Bảng tổng hợp tính tốn thời gian cắt 110kV 61 Bảng 4.12 Bảng tổng hợp tính tốn thời gian cắt MC 110 kV ngắn mạch pha dòng ngắn mạch lớn 66 Hình 4.32 Thời điểm xảy cố Hình 4.33 Bảo vệ tác động cắt pha A Thời điểm xảy cố thời điểm dòng điện pha tăng vọt lên, rơle ghi nhận thời điểm để trigger thời điểm cố Trên hình 4.32 thời điểm xảy cố lúc 13h19’43”376PM Tiếp theo tìm thời điểm rơle bảo vệ lệnh cắt máy cắt, thời điểm hết dòng cố + Thời gian cắt máy cắt: tính từ rơle bảo vệ tác động (trip) thời điểm gửi tín hiệu đến cuộn cắt máy cắt bắt đầu trình cắt dòng điện bị ngắt (thời điểm hồ quang bị dập tắt, dịng điện 0) 56 Phân tích cố đường dây 110 kV, rơle trạm E ghi nhận thời điểm 13h19’43”376 PM ngày 02 tháng năm 2020 Tại thời điểm t0 = 13h19’43”376 xảy cố Tại thời điểm t1 = 13h19’43”376 rơ le tính hiệu cắt Thời điểm t4 = 13h19’43”420 thời điểm hồ quang máy cắt pha A tắt, biểu dòng cố pha A trở 0A Tại thời điểm t3 = 13h19’43”419 thời điểm hồ quang máy cắt pha B tắt, biểu dòng cố pha B trở 0A Tại thời điểm t2 = 13h19’43”415 thời điểm hồ quang máy cắt pha C tắt, biểu dòng cố pha C trở 0A + Thời gian cắt MC pha A : tA = t4 - t1 = 44ms + Thời gian cắt MC pha B : tB = t3 - t1 = 43ms + Thời gian cắt MC pha C : tC = t2 - t1 = 39ms Hình 4.34 Bảo vệ tác động cắt pha B Hình 4.35 Bảo vệ tác động cắt pha C 57 Tổng kết: Với ghi cố cho, sử dụng phần mềm chuyên dụng (ví dụ SYNCHROWAVE, hãng SEL) xác định thời điểm tay xác định thông số sau liên quan tới rơle bảo vệ máy cắt: Bảng 4.9 Bảng kết tính tốn thời gian cắt MC 110kV phần mềm Synchrowave Cơng cụ phân tích SYNCHROWAVE Event Đánh giá Thời gian làm việc bảo vệ (Pickup-Trip) (ms) Thời gian cắt máy cắt pha A/B/C (ms) 44/43/39 Đúng thiết kế Nằm phạm vi cho phép 4.5.1 Đánh giá ứng dụng phân tích Wavelet ghi 110 kV (01) + Phân tích dịng điện cố pha A : Hình 4.36 Phân tích wavelet dịng điện pha A + Phân tích dịng điện cố pha B : 58 Hình 4.37 Phân tích wavelet dịng điện pha B + Phân tích dịng điện cố pha C : Hình 4.38 Phân tích wavelet dịng điện pha C Thời điểm xảy cố thời điểm dịng điện pha tăng vọt lên, tín hiệu wavelet phát thời điểm đột biến thời điểm cố thời điểm máy cắt cắt dịng cố giảm 0A Trên hình 4.36 thời điểm xảy cố thời điểm t0 = 0,295s 59 Thời điểm máy cắt pha A cắt thời điểm t4 = 0,355s, dòng điện 0A Thời điểm máy cắt pha B cắt thời điểm t3 = 0,351s, dòng điện 0A Thời điểm máy cắt pha C cắt thời điểm t2 = 0,349s, dòng điện 0A Để tính tốn thời gian cắt máy cắt ta vào phân tích wavelet tín hiệu Digital rơle bảo vệ Hình 4.39 biểu diễn kết phân tích wavelet tín hiệu Digital Hình 4.39 Phân tích wavelet tín hiệu Digital Thời điểm t1 = 0,310s rơ le lệnh cắt máy cắt + Thời gian cắt MC pha A : tA = t4 - t1 = 45ms + Thời gian cắt MC pha B : tB = t3 - t1 = 41ms + Thời gian cắt MC pha C : tB = t2 - t1 = 39ms Bảng 4.10 Bảng kết tính tốn thời gian cắt MC 110kV wavelet Cơng cụ phân tích Thời gian làm việc bảo vệ (Pickup-Trip) (ms) Wavelet Đánh giá Đúng thiết kế Thời gian cắt máy cắt pha A/B/C (ms) 45/41/39 Nằm phạm vi cho phép 4.5.2 Tổng hợp kết so sánh với báo cáo thí nghiệm Kết tính tốn thời gian cắt máy cắt cơng cụ phân tích wavelet, kết tính tốn thơng qua phần mềm chun dụng đọc ghi cố Synchrowave Event báo cáo thí nghiệm tổng hợp bảng 4.11 60 Bảng 4.11 Bảng tổng hợp tính tốn thời gian cắt 110kV Cơng cụ phân tích SYNCHROWAVE Event Wavelet Kết thí nghiệm Đánh giá Thời gian làm việc bảo vệ (Pickup-Trip) (ms) Thời gian cắt máy cắt pha A/B/C (ms) 44/43/39 45/41/39 - C1: 24,3/24,8/24,8 C2: 25,0/25,2/24,9 Đúng thiết kế Nằm phạm vi cho phép Hình 4.40 Kết thí nghiệm định kỳ năm 2018 Sở dĩ có khác biệt thời gian cắt tính tốn từ ghi kết thí nghiệm trình cắt thực tế kết thúc hồ quang dập tắt dòng cố giảm 0A, cịn thời gian cắt theo kết thí nghiệm vào trạng thái tiếp điểm mở ra, khơng tồn hồ quang Phương pháp thí nghiệm vào trạng thái tiếp điểm mở để tính tốn thời gian cắt, đối chiếu với kết xuất xưởng tiêu chuẩn thí nghiệm 4.6 Áp dụng phân tích với ghi cố cấp 110 kV (Sự cố pha dòng ngắn mạch lớn) 61 4.6.1 Đánh giá phần mềm SychroWave Event ghi 110 kV (02) Phân tích cố đường dây 17x Trạm E17 xảy lúc 17h43’44’’518 ngày 14/05/2019 Bản ghi cố cung cấp tín hiệu dịng điện điện áp, các thông tin sau đây: + Thời gian làm việc rơle bảo vệ: tính từ rơle bảo vệ khởi động (pickup) rơle bảo vệ tác động (trip) Hình 4.41 Dạng sóng dịng điện điện áp xảy cố Hình 4.42 Thời điểm bảo vệ rơle tác động Thời điểm xảy cố thời điểm dòng điện pha tăng vọt lên, rơle ghi nhận thời điểm để trigger thời điểm cố Trên hình 4.41thời điểm xảy cố lúc 5h43’44”518 PM Tiếp theo tìm thời điểm rơle bảo vệ lệnh cắt máy cắt, thời điểm hết dòng cố 62 + Thời gian cắt máy cắt: tính từ rơle bảo vệ tác động (trip) thời điểm gửi tín hiệu đến cuộn cắt máy cắt bắt đầu trình cắt dòng điện bị ngắt (thời điểm hồ quang bị dập tắt, dòng điện 0) Tại thời điểm t0 = 5h43’44”518 xảy cố Tại thời điểm t1 = 5h43’44”526 rơ le tác động sau 8ms khởi động Hình 4.43 Thời điểm máy cắt pha A cắt Hình 4.44 Thời điểm máy cắt pha B cắt Hình 4.45 Thời điểm máy cắt pha C cắt 63 Thời điểm t4 = 5h43’44”568 thời điểm hồ quang máy cắt pha A tắt, biểu dòng cố pha A trở 0A Tại thời điểm t3 = 5h43’44”565 thời điểm hồ quang máy cắt pha B tắt, biểu dòng cố pha B trở 0A Tại thời điểm t2 = 5h43’44”562 thời điểm hồ quang máy cắt pha C tắt, biểu dòng cố pha C trở 0A + Thời gian cắt MC pha A : tA = t4 - t1 = 42ms + Thời gian cắt MC pha B : tB = t3 - t1 = 39ms + Thời gian cắt MC pha C : tC = t2 - t1 = 36ms 4.6.2 Đánh giá ứng dụng phân tích Wavelet ghi 110 kV (02) + Phân tích dịng điện cố pha A : Hình 4.46 Phân tích wavelet dịng điện pha A + Phân tích dịng điện cố pha B : Hình 4.47 Phân tích wavelet dịng điện pha B 64 + Phân tích dịng điện cố pha C : Hình 4.48 Phân tích wavelet dịng điện pha C Thời điểm xảy cố thời điểm dịng điện pha tăng vọt lên, tín hiệu wavelet phát thời điểm đột biến thời điểm cố thời điểm máy cắt cắt dòng cố giảm 0A Trên hình 4.46 thời điểm xảy cố thời điểm t0 = 0,295s Thời điểm máy cắt pha A cắt thời điểm t4 = 0,354s, dòng điện 0A Thời điểm máy cắt pha B cắt thời điểm t3 = 0,351s, dòng điện 0A Thời điểm máy cắt pha C cắt thời điểm t2 = 0,347s, dòng điện 0A Để tính tốn thời gian cắt máy cắt ta vào phân tích wavelet tín hiệu Digital rơle bảo vệ Hình 4.39 biểu diễn kết phân tích wavelet tín hiệu Digital Hình 4.49 Phân tích wavelet tín hiệu Digital (Pickup, Trip) 65 Tại thời điểm t1 = 0,304s rơle khởi động đến thời điểm t2 = 0,312s tín hiệu cắt + Thời gian khởi động : tkđ = t2 - t1 = 8ms + Thời gian cắt MC pha A : tA = t4 - t1 = 42ms + Thời gian cắt MC pha B : tB = t3 - t1 = 39ms + Thời gian cắt MC pha C : tC = t2 - t1 = 35ms 4.6.3 Tổng hợp kết so sánh với báo cáo thí nghiệm Kết tính tốn thời gian cắt máy cắt cơng cụ phân tích wavelet, kết tính tốn thơng qua phần mềm chun dụng đọc ghi cố Synchrowave Event báo cáo thí nghiệm tổng hợp bảng 4.12 Bảng 4.12 Bảng tổng hợp tính tốn thời gian cắt MC 110 kV ngắn mạch pha dịng ngắn mạch lớn Cơng cụ phân tích SYNCHROWAVE Event Wavelet Kết thí nghiệm Đánh giá Thời gian làm việc bảo vệ (Pickup-Trip) (ms) Thời gian cắt máy cắt pha A/B/C (ms) 42/39/36 42/39/35 - C1: 20,4/20,8/21,3 C2: 20,3/20,5/20,7 Đúng thiết kế Nằm phạm vi cho phép Hình 4.50 Kết thí nghiệm định kỳ năm 2017 Sở dĩ có khác biệt thời gian cắt tính tốn từ ghi kết thí nghiệm q trình cắt thực tế kết thúc hồ quang dập tắt dòng 66 cố giảm 0A, thời gian cắt theo kết thí nghiệm vào trạng thái tiếp điểm mở ra, khơng tồn hồ quang Phương pháp thí nghiệm vào trạng thái tiếp điểm mở để tính toán thời gian cắt, đối chiếu với kết xuất xưởng tiêu chuẩn thí nghiệm 67 CHƯƠNG TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI 5.1 Kết luận Các cố xảy lưới truyền tải điện gây ảnh hưởng lớn tới vận hành ổn định, liên tục hệ thống điện Việt Nam, đặc biệt cố liên quan đến trạm biến áp đường dây 500kV, với nguyên nhân cố thấy đa dạng phức tạp Việc tìm nguyên nhân xảy cố tìm cách khắc phục, chống cố lặp lại, ngăn ngừa cố, tốn nhiều thời gian công sức bắt buộc phải thực để nâng cao ổn định, độ tin cậy hệ thống điện Do nội dung luận văn sâu vào việc tính tốn thời gian cắt máy cắt thời gian làm việc rơle bảo vệ dựa ghi cố Luận văn tổng hợp đặc trưng dòng điện điện áp dạng cố ngắn mạch hệ thống điện, thời gian tồn cố, thời gian làm việc bảo vệ, thời gian cắt máy cắt, từ đọc ghi cố để phân tích tính tốn thời gian cắt máy cắt, độ không đồng thời pha để đưa kế hoạch bảo dưỡng sửa chữa nhằm ngăn ngừa cố trầm trọng thời gian cắt máy cắt không đảm bảo Thông qua luận văn tác giả trau dồi kiến thức chuyên môn, cập nhật kiến thức chuyên sâu phân tích cố sử dụng cơng cụ ứng dụng Tính ứng dụng kết nghiên cứu: Các kết tính toán luận văn dừng lại với số lượng ghi hữu hạn với nhiều loại máy cắt với mục đích minh họa Trong thực tế với máy cắt có hồ sơ thời gian đóng cắt sau lần cố hồn tồn đánh giá bất thường hoạt động máy cắt (ví dụ thời gian đóng cắt lần có chênh lệch lớn) Từ cung cấp thơng tin cho hệ thống bảo trì theo tình trạng thiết bị (CBM) để định bảo dưỡng phù hợp thay phải đợi đến chu kỳ bảo dưỡng định kỳ 5.2 Các hướng nghiên cứu tương lai Trong tương lai tác giả đề xuất hướng nghiên cứu mở rộng sau - Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phân tích ghi cố, tính tốn thời gian tác động rơle, thời gian cắt máy cắt - Nghiên cứu ứng dụng wavelet vào lĩnh vực khác vận hành hệ thống điện đánh giá chất lượng điện năng, chất lượng điện áp DC tủ nạp, phân tích tượng phóng điện cục bên MBA, file liệu siêu âm 68 - Mở rộng phương pháp phân tích wavelet việc phân tích ghi để tìm vị trí điểm cố, phân tích nhiễu loạn lưới truyền tải thực đóng cắt thiết bị bù, nhiễu loạn cố sét đánh 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] "Jacson M.Byerly, Carey Schneider, Robert Schloss, Isaac West -Real-time circuit breaker Health diagnostics" [2] Robi Polikar - The wavelet tutorial [3] Nguyễn Hoàng Hải, Nguyễn Việt Anh, Phạm Minh Toàn, Hà Trần Đức, cơng cụ phân tích wavelet ứng dụng matlab, nhà xuất khoa học kỹ thuật 2005 [4] Trịnh Hùng Thám,Nguyễn Hữu Khái, Đào Quang Thạch, Lã Văn Út, Phạm Văn Hòa, Đào Kim Hoa, Nhà máy điện trạm biến áp, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1996 [5] Siemens Integrated Substation Condition Monitoring System [6] TS Nguyễn Xuân Tùng - Bảo vệ hệ thống điện nâng cao [7] Siemens AG, Operating Instruction circuit breaker, 2009 [8] Ingrid Daubechies, Ten Lectures on Wavelets, 1992 [9] Michel Misiti, Wavelet toolbox User's Guide, 2021 70