xác định vị trí sự cố trên đường dây trên không sử dụng phương pháp biến đổi wavelet

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI WAVELET CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN ThS Đỗ Anh Tùng ThS Nguyễn Đăng Khoa Phạm Văn Lợi (MSSV: 1111011) Ngành: Kỹ thuật điện – Khóa 37 Tháng 04/2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN HỌC KỲ II NĂM HỌC 2014 – 2015 Họ tên sinh viên: Phạm Văn Lợi MSSV: 1111011 Ngành: Kỹ thuật điện Khoá: 37 Tên đề tài (LVTN): Xác định vị trí cố đường dây không sử dụng phương pháp biến đổi Wavelet Địa điểm thực hiện: Truyền tải điện Miền Tây 41 Đường tháng - Q.Ninh Kiều – TP Cần Thơ Số ĐT 0710 222 0239 Họ tên người hướng dẫn khoa học (NHDKH) 2: ThS Đỗ Anh Tùng ThS.Nguyễn Đăng Khoa Mục tiêu đề tài: Áp dụng phép biến đổi Wavelet kết hợp với giải thuật lọc nhiễu để xác định tín hiệu thời gian sóng truyền từ điểm ngắn mạch hai đầu cuối đường dây sau tính toán khoảng cách vị trí xảy ngắn mạch Các nội dung giới hạn đề tài: Nội dung chính: Chương I: Tổng quan cố đường dây truyền tải Chương II: Giới thiệu phương pháp biến đổi Wavelet Chương III: Một số phương pháp xác định vị trí cố đường dây truyền tải Chương IV: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV tiêu biểu Chương V: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV thực tế Chương VI: Kết luận kiến nghị Giới hạn đề tài: Có nhiều phương pháp xác định vị trí cố đường dây truyền tải với đề tài áp dụng phương pháp biến đổi Wavelet Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực đề tài: Xin số liệu thực tế từ Công Ty Truyền tải điện Miền Tây Kinh phí dự trù cho việc thực đề tài: SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ (Ký tên ghi rõ họ tên) Phạm Văn Lợi Ý KIẾN CỦA NHDKH ThS Đỗ Anh Tùng Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN Ý KIẾN CỦA NHDKH ThS Nguyễn Đăng Khoa Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hướng dẫn 2: ThS Đỗ Anh Tùng ThS Nguyễn Đăng Khoa Tên đề tài: Xác định vị trí cố đường dây không sử dụng phương pháp biến đổi Wavelet Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lợi MSSV: 1111011 Lớp: Kỹ Thuật Điện 1– Khoá 37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn: - Các công việc đạt được: - Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét sinh viên thực đề tài: e Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày… tháng … năm 2015 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Đỗ Anh Tùng Cần Thơ, ngày tháng… năm 2015 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS Nguyễn Đăng khoa TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện: Tên đề tài: Xác định vị trí cố đường dây không sử dụng phương pháp biến đổi Wavelet Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lợi MSSV: 1111011 Lớp: Kỹ Thuật Điện – Khoá 37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn: - Các công việc đạt được: - Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét sinh viên thực đề tài: e Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện: Tên đề tài: Xác định vị trị cố đường dây không Sử dụng phương pháp biến đổi Wavelet Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lợi MSSV: 1111011 Lớp: Kỹ Thuật Điện – Khoá 37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn: - Các công việc đạt được: - Những vấn đề hạn chế: d Nhận xét sinh viên thực đề tài: e Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Đỗ Anh Tùng Thầy Nguyễn Đăng Khoa tận tình hướng dẫn suốt trình thực đề tài tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Bộ môn Kỹ Thuật Điện, khoa Công Nghệ, Trường Đại Học Cần Thơ tận tình truyền đạt kiến thức trình học tập trường Với vốn kiến thức tiếp thu trình học, không tảng cho trình nghiên cứu khóa luận mà hành trang quí báu để em bước vào đời cách vững tự tin Xin chân thành cảm ơn quý Công Ty Truyền Tải Điện Miền Tây cho phép tạo điều kiện thuận lợi để em thực tập Xin cảm ơn cha mẹ động viên suốt trình học tập làm luận văn, cảm ơn bạn bè nhiệt tình giúp đỡ để em hoàn thành tốt luận văn Tuy nhiên, kinh nghiệm, kiến thức thực tế hạn chế thời gian thực đề tài có phần hạn hẹp nên không tránh khỏi sai sót, khiếm khuyết Thêm nữa, Wavelet lĩnh vực nên mong quý thầy bỏ qua góp ý để luận văn em hoàn thiện Cuối lời em kính chúc quý Thầy dồi sức khỏe thành công nghiệp cao quý Đồng kính chúc Cô, Chú, Anh, Chị Công Ty Truyền Tải Điện Miền Tây dồi sức khỏe, đạt nhiều thành công công việc Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Phạm Văn Lợi LỜI NÓI ĐẦU Hệ thống đường dây truyền tải điện phần tử đặc biệt quan trọng việc truyền tải điện xa với công suất lớn Nói cách khác, xem mạch máu hệ thống điện Khi có cố xảy đường dây, rơle bảo vệ cần xác định cố gửi tín hiệu cắt đến máy cắt tương ứng để bảo vệ an toàn hệ thống Như vậy, việc xác định vị trí cố xảy đường dây công việc quan trọng rút ngắn đáng kể thời gian tìm kiếm khắc phục cố, tiết kiệm chi phí gián đoạn cung cấp điện gây Chính lý trên, việc vận hành hệ thống đường dây truyền tải đảm bảo độ tin cậy cao, an toàn ổn định yêu cầu cấp thiết ưu tiên hàng đầu Công ty Truyền tải Điện Xác định vị trí cố đường dây truyền tải điện, vấn đề quan trọng phức tạp vận hành hệ thống điện Trong luận văn này, em nghiên cứu việc áp dụng phương pháp biến đổi Wavelet kết hợp lọc nhiễu cho việc xác định vị trí cố đường dây truyền tải Khi cố xảy thành phần sóng độ truyền hai đầu đường dây khảo sát mô phần mềm Matlab Simulink Các tín hiệu sóng truyền phân tích thành hệ số Wavelet việc sử dụng biến đổi Wavelet rời rạc, dựa thời gian sóng truyền đến lần thứ lần thứ hai từ tính toán vị trí cố Phương pháp kiến nghị có ưu điểm xác định nhanh chóng xác sóng truyền cố gây Nhằm đánh giá khả áp dụng tính hiệu phương pháp này, em áp dụng phương pháp kiến nghị so sánh kết với đường dây truyền tải tiêu biểu từ báo IEEE [7] ứng dụng khảo sát vị trí cố đường dây thực tế 220kV Rạch Giá – Trà Nóc Nội dung luận văn bao gồm chương: Chương I: Tổng quan cố đường dây truyền tải Chương II: Giới thiệu phương pháp biến đổi Wavelet Chương III: Một số phương pháp xác định vị trí cố Chương IV: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV tiêu biểu Chương V: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc Chương VI: Kết luận kiến nghị Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Phạm Văn Lợi Mục lục MỤC LỤC CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI 1.1 Tổng quát .1 1.2 Các dạng cố .1 1.3 Nguyên nhân hậu .2 CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI WAVELET .6 2.1 Sơ lược biến đổi Wavelet 2.1.1 Lịch sử Wavelet 2.1.2 Ưu điểm phân tích Wavelet 2.1.3 Thế phân tích Wavelet 2.2 Cơ sở toán học .7 2.3 Biến đổi wavelet rời rạc (Discrete Wavelet Transform-DWT) [11],[12] 10 2.4 Kỹ thuật phân tích đa phân giải (Multi-Resolution Analysis-MRA) [11] 10 2.5 Biến đổi wavelet tĩnh (Stationary wavelet transform -SWT) [8] 12 2.6 Vài nét ứng dụng hệ thống điện (HTĐ) .13 2.6.1 Những ứng dụng Wavelet HTĐ 13 2.6.2 Ứng dụng bảo vệ hệ thống điện 13 CHƯƠNG III 15 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ .15 3.1 Phương pháp giải tích dựa vào phương trình Telegrapher 15 3.1.1 Tổng quan phương pháp [7] 15 3.1.2 Ưu điểm khuyết điểm phương pháp 16 3.2 Phương pháp sử dụng thiết bị phát sóng kết hợp biến đổi Wavelet để xác định điểm cố 16 3.2.1 Tổng quan phương pháp .16 3.2.2 Ưu điểm khuyết điểm phương pháp 17 3.3 Phương pháp tính toán dựa trở kháng 17 3.3.1 Tổng quan phương pháp 17 3.3.2 Ưu điểm khuyết điểm phương pháp 20 3.4 Áp dụng phương pháp biến đổi Wavelets 20 3.4.1 Phương pháp Wavelets việc xử lý tín hiệu số .21 3.4.2 Phương pháp [8] 21 CHƯƠNG IV 24 KHẢO SÁT MÔ PHỎNG VÀ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG 220KV TIÊU BIỂU 24 4.1 Giới thiệu .24 4.2 Mô đường dây không từ báo IEEE 24 4.3 Kết mô 25 4.3.1 Các dạng sóng điện áp, dòng điện đầu phát đầu nhận 25 SVTH: Phạm Văn Lợi Trang i Mục lục 4.3.2 Các dạng sóng điện áp đầu phát vị trí khác 27 4.3.3 Thực biến đổi Wavelet 31 4.3.4 Minh họa kết tính toán 41 CHƯƠNG V 45 KHẢO SÁT MÔ PHỎNG VÀ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG 220kV RẠCH GIÁ – TRÀ NÓC .45 5.1 Lý lịch đường dây 45 5.2 Các thông số vận hành 47 5.3 Mô hình mô đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc .48 5.4 Kết mô 49 5.4.1 Các dạng sóng điện áp, dòng điện đầu phát đầu nhận 49 5.4.2 Điện áp đầu phát xảy cố ngắn mạch vị trí khác 51 5.4.3 Ảnh hưởng loại ngắn mạch vị trí ngắn mạch khác 55 5.4.4 Ảnh hưởng điện trở ngắn mạch khác 56 5.5 Khảo sát cố xảy đường dây 220kV Rạch Giá – Trà Nóc 57 5.5.1 Sự cố đường dây 220kV Rạch Giá-Trà Nóc 57 5.5.2 Công tác ứng trực xử lý cố quản lý vận hành 57 5.5.3 Kết kiểm tra truy tìm cố đường dây 220kV Rạch Giá-Trà Nóc 59 5.5.4 Thông số vận hành đường dây trước thời điểm xảy cố .62 5.6 Ứng dụng phương pháp biến đổi Wavelet tính toán vị trí cố 64 5.6.1 Kết tính toán vị trí cố theo phương pháp biến đổi Wavelet 64 5.6.2 So sánh khoảng cách vị trí cố: 64 5.6.3 So sánh khoảng trụ tương ứng vị trí cố ngắn mạch 65 CHƯƠNG VI 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 SVTH: Phạm Văn Lợi Trang ii Chương V: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc 51 N(1) 50.9742454838506 0.0258 51 N(1,1) 50.9742454838501 0.0258 51 N(2) 50.9742454838501 0.0258 51 N(3) 50.9742454838501 0.0258 39 N(1) 39.0218650764914 0.0219 39 N(1,1) 39.0218650764919 0.0219 39 N(2) 39.0218650764919 0.0219 39 N (3) 39.0218650764919 0.0219 25 N (1) 25.0036411419354 0.0036 25 N(1,1) 25.0036411419354 0.0036 25 N(2) 25.0036411419354 0.0036 25 N(3) 25.0036411419354 0.0036 N(1) 4.9354468777284 0.0646 N(1,1) 4.9354468777284 0.0646 N(2) 4.9354468777284 0.0646 N(3) 4.9354468777284 0.0646  Nhận xét:  Kết cho thấy phương pháp không phụ thuộc vào loại cố 5.4.4 Ảnh hưởng điện trở ngắn mạch khác Bảng 5.4 Ảnh hưởng điện trở ngắn mạch khác TT Điện trở cố(Ω) Vị trí cố từ đầu nhận (km) Vị trí cố tính toán (km) Sai số (%) 1 30 30.0206897079870 0.0207 30 30.0206897079870 0.0207 10 30 30.0206897079870 0.0207 20 50 30 30 30.0206897079870 30.0206897079875 0.0207 0.0207  Nhận xét:  Qua mô với điện trở cố khác cho kết tính toán cho thấy không phụ thuộc vào điện trở cố SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 56 Chương V: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc 5.5 Khảo sát cố xảy đường dây 220kV Rạch Giá – Trà Nóc 5.5.1 Sự cố đường dây 220kV Rạch Giá-Trà Nóc Với nổ lực Đơn vị quản lý hệ thống điện, để ngăn ngừa hạn chế đến mức thấp cố xảy Nhưng cố xảy vận hành tránh khỏi, cố xảy tuyến đường dây 220kV Rạch Giá-Trà Nóc từ lúc đưa vào vận hành tháng 01/1998 đến hết năm 2011 Bảng 5.5 Sự cố đường dây Rạch Giá – Trà Nóc Thời gian Rơle báo Ngày Giờ Thông số Khoảng cách (km) Khoảng trụ 29/11/00 23h10 - 23h35 RG: R21, Z1, A,B, N TN: R21, Z1 22,4 44.8 62-63 73-74 28/03/01 10h35-10h48 RG: R21, Z1, BN TN: R21, Z1, BN 30,8 26,2 85-86 122-123 18/05/01 08h23-08h32 RG: R21,67N, Z1, BN TN: R21,67N, Z1, BN 16,3 38,5 45-46 90-91 11/05/02 14h09 - 14h32 RG: R21,Z1,BN TN: R21,Z1, BN 15,1 42 42-43 80-81 08/03/08 03h40 RG: R21,67N, Z1, AN TN: R21,Z1, AN 32,58 24,05 90-91 127-128 03/07/09 21h43 - 22h00 RG: R21, Z1, AN TN: R21, Z1, AN 43,93 39,76 111-112 80-81 13/11/10 17h23 -17h45 RG: R21, Z1, AN TN: R21, Z1, AN 57.05 4.58 155-156 182-183 TT 5.5.2 Công tác ứng trực xử lý cố quản lý vận hành Trong quản lý vận hành đường dây truyền tải, luôn tổ chức phận trực xử lý cố 24/24giờ Đối với cố phức tạp, có ảnh hưởng hư hỏng đường dây, thiết bị gây điện diện rộng: Ban Giám đốc, Trạm trưởng, Đội trưởng Đội quản SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 57 Chương V: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc lý đường dây, cán kỹ thuật, cán trực xử lý cố phải có mặt trường, trực tiếp tham gia đạo xử lý khắc phục cố thời gian ngắn Thông tin cố phải thông suốt, tổ chức xử lý thực chế độ báo cáo thực theo quy định hành Công ty Truyền tải, Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia (NPT) Tập đoàn Điện lực Việt nam (EVN) Cụ thể, cố đường dây, Đội quản lý đường dây cần phải nhanh chóng phán đoán, khoanh vùng cố thông qua số liệu truy xuất rơle có từ trạm hai đầu đường dây Khẩn trương triển khai thực hiện, chia nhiều nhóm nhỏ kiểm tra khu vực nghi ngờ khả cố cao khu vực trọng điểm lân cận Nhanh chóng đánh giá mức độ cố báo cáo lãnh đạo để kịp thời điều động lực lượng hỗ trợ xử lý cần thiết Tích cực xử lý cố, tái lập lại đường dây thời gian ngắn Khi có cố xảy ra, đặc biệt cố vĩnh cửu phải tiến hành kiểm tra truy tìm xử lý để tái lập lại đường dây, thời điểm ngày hay đêm, để tránh tải lâu dài tuyến đường dây, thiết bị liên quan khác gây cố lan rộng Riêng cố thoáng qua, đường dây tự đóng lại thành công, cố xảy vào ban đêm cho phép tiến hành tổ chức kiểm tra truy tìm vào sáng hôm sau, để xác định nguyên nhân gây cố có kế hoạch sửa chữa, bảo dưỡng đường dây, hạn chế cố xảy lập lại với nguyên nhân Để xảy cố truy tìm vị trí, nguyên nhân gây cố, xử lý khắc phục cố nhanh hay chậm, triệt để hay không tiêu kinh tế kỹ thuật quan trọng ngành điện nói chung Công ty Truyền tải điện nói riêng Do đó, phải có giải pháp khắc phục để hạn chế nguyên nhân gây cố, để đạt hiệu suất cố thấp nhất:  Tăng cường công tác khai hoang tuyến đường dây, chặt tỉa cao có khả ngã đổ gây cố  Đảm bảo chế độ kiểm tra định kỳ ngày, đêm để kịp thời phát hư hỏng phát sinh lưới điện có phương án triển khai xử lý triệt để  Kiểm tra tăng cường hệ thống tiếp địa cho đường dây qua khu vực gần biển Đăng ký cắt điện thực vệ sinh sứ tuyến đường dây, dùng máy đo vầng quang Corocam kiểm tra mức độ nhiễm bẩn sứ cách điện để từ có sở phân loại mức độ nhiễm bẩn đề xuất chu kỳ vệ sinh sứ phù hợp  Các Đội quản lý đường dây liên hệ với UBND Xã, Phòng Công thương Phòng NN&PTNT Huyện để cung cấp thông tin kế hoạch nạo vét kênh, mương thi công công trình gia cố đê bao chống lũ có sử dụng phương tiện sà lan, xáng cạp Kiểm tra tăng cường đường dây trước thời điểm nước lũ lên sau nước lũ rút, để kịp thời phát sà lan, xáng cạp hoạt động tự Đồng thời, hướng dẫn chủ phương tiện cách di chuyển qua đường dây, đảm bảo cần cẩu không vi phạm khoảng cách an toàn lập cam kết không vi phạm  Lập cam kết đảm bảo hành lang an toàn (HLAT) đường dây Ban quản lý dự án (QLDA) công trường có sử dụng xe cẩu hoạt động gần hành lang an toàn lưới điện cao áp (HLATLĐCA) SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 58 Chương V: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc  Tuyên truyền vận động người dân thông hiểu tầm quan trọng việc bảo vệ HLATLĐCA thông qua NĐ14/2014/NĐ-CP Quy định hành lang bảo vệ an toàn đường dây dẫn điện không, điều 10, khoản NĐ14/2014/NĐ-CP sau: Bảng 5.6 Khoảng cách hành lang an toàn Điện áp Khoảng cách Đến 22 kV 35 kV 110 kV Dây bọc Dây trần Dây bọc Dây trần 1,0 m 2,0 m 1,5 m 3,0 m 220 kV Dây trần 4,0 m 6,0 m  Các Đội quản lý đường dây cần tạo mối quan hệ tốt với nhân dân gần trụ vượt sông, vượt đường địa phương nơi có tuyến đường dây qua để thực tốt công tác tuyên truyền, nắm bắt thông tin cố nhanh kịp thời phát hiện tượng bất thường công tác quản lý vận hành  Trong mùa mưa lũ, phải thường xuyên rà soát vị trí có khoảng cách an toàn pha-nước thấp, để triển khai lắp đặt biển cảnh báo an toàn “phía có điện cao áp” Quy định điều 9, khoản 2, điểm d NĐ14/2014/NĐ-CP sau: Khoảng cách từ điểm thấp dây dẫn điện trạng thái võng cực đại đến mặt đất tự nhiên không nhỏ quy định bảng sau: Bảng 5.7 Khoảng cách hành lang an toàn Điện áp Đến 35 kV 66 đến 110 kV 220 kV Khoảng cách 14 m 15 m 18 m 5.5.3 Kết kiểm tra truy tìm cố đường dây 220kV Rạch Giá-Trà Nóc Ngay sau cố xảy ra, đội quản lý đường dây tiếp nhận thông tin, chia nhiều nhóm nhỏ tiến hành kiểm tra truy tìm xử lý theo rơle báo để tái lập lại đường dây, thời điểm ngày hay đêm, để tránh gây điện thời gian dài Qua kết truy tìm cố đường dây 220kV Rạch Giá – Trà Nóc bảng 5.8 SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 59 Chương V: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc Bảng 5.8 Kết truy tìm cố đường dây Rạch Giá – Trà Nóc Thời gian Điểm cố Ngày Giờ Khoảng cách tính từ đầu nhận (km) 29/11/00 23h10 -23h35 18 Trụ 50 Bể bát sứ trụ 50 ( dân báo có tiếng nổ) 28/03/01 10h35-10h48 38 Trụ 105 Kiểm tra cố ngày 29/03 phát diều vướng vào chuỗi sứ trụ 105 pha B 18/05/01 08h23-08h32 23 63-64 Do cần cẩu xà lang xáng cạp va vào khoảng trụ 63-64 11/5/2002 14h09 - 14h32 19 53-54 Diều vướng vào DCS (dây chống sét) va dây dẫn pha B khoảng trụ 53-54 8/3/2008 03h40 45.6 trụ 124 3/7/2009 21h43 - 22h00 20.313 56-57 13/11/10 17h23-17h45 64.413 175 – 176 TT Khoảng trụ Nguyên nhân Một đoạn dây dù thả diều vướng từ dây chống sét xuống xà dây dẫn trụ 124 Xáng cạp E652 thuộc hợp tác xã thắng di chuyển qua kênh Đầu Ngàn (rộng 8m) vi phạm khoảng cách an toàn gây phóng điện pha A, khoảng trụ 56-57 Xáng cạp nạo vét kênh Lung Ngang vi phạm khoảng cách an toàn gây phóng điện cố khoảng trụ 175-176  Nhận xét:  Vị trí cố tìm cách xa so với rơle báo  Nguyên nhân tìm thường người dân cung cấp hữu ích cho việc truy tìm cố  Nguyên nhân xảy thường tác động người, tùy vào đời sống văn hóa xã hội, địa hình khu vực mà đa dạng nguyên nhân xảy cố Một số hình ảnh nguyên nhân xảy cố đường dây: SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 60 Chương V: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc Hình 5.16 Phóng điện chuỗi sứ -“PTC 4” Hình 5.17 Phóng điện sừng phóng điện -“PTC 4” SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 61 Chương V: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc Hình 5.18 Xáng cạp nạo vét kênh Lung Ngang vi phạm khoảng cách an toàn gây phóng điện - “PTC 4” 5.5.4 Thông số vận hành đường dây trước thời điểm xảy cố SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 62 Chương V: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc Bảng 5.9 Thông số vận hành đường dây trước thời điểm xảy cố Tại trạm 220kV Trà Nóc (271) TT Thời gian Ngăn lộ Trà 23h00 Nóc(271) 29/11/00 Rạch Giá Trà 10h00 Nóc(271) 28/03/01 Rạch Giá Trà 08h00 Nóc(271) 18/05/01 Rạch Giá Trà 14h00 Nóc(271) 11/05/02 Rạch Giá Trà 03h00 Nóc(271) 08/03/08 Rạch Giá Rạch 21h00 Giá(272) 03/07/09 Trà Nóc Rạch 17h00 Giá(272) 13/11/10 Trà Nóc SVTH: Phạm Văn Lợi Tại trạm 220kV Rạch Giá (272) Q I P S (MVAr (A) (MW) (MVA) ) I (A) P (MW) Q (MVAr) S (MVA) 140 52 52 130 -48 48.166 180 64 64 165 -59 59.414 150 52 52 140 -48 48.260 105 36 -30 46.478 97 -33 27 42.638 190 54 -50 73.593 175 -51 45 68.015 155 -62 62.514 170 67 -10 67.742 410 -153 153.052 445 165 165 Ghi Trạm Trà Nóc nguồn Trạm Rạch Giá nguồn Trang 63 Chương V: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc 5.6 Ứng dụng phương pháp biến đổi Wavelet tính toán vị trí cố 5.6.1 Kết tính toán vị trí cố theo phương pháp biến đổi Wavelet Dựa thông số vận hành đường dây trước lúc xảy cố bảng 5.9, sử dụng phân mềm Matlab - Simulink áp dụng phương pháp biến đổi Wavelet kết hợp lọc nhiễu tìm kết tính toán bảng 5.10 Bảng 5.10 Kết tính toán vị trí cố theo phương pháp biến đổi Wavelet TT Ngày 29/11/00 28/03/01 18/05/01 11/05/02 08/03/08 03/07/09 13/11/10 Vị trí cố thực tế (km) 18 38 23 19 45.6 20.313 64.413 Loại ngắn mạch N(1,1) N(1) N(1) N(1) N(1) N(1) N(1) Vị trí cố tính toán (km) 17.9913093006 38.0595035648 23.0083578667 19.0242310642 45.5850764139 20.3633147681 64.4838300990 Sai số (%) 0.0122 0.0837 0.0118 0.0341 0.0210 0.0708 0.0996 5.6.2 So sánh khoảng cách vị trí cố: Từ kết bảng 5.5 cố đường dây Rạch Giá – Trà Nóc , bảng 5.8 kết truy tìm cố đường dây Rạch Giá – Trà Nóc, bảng 5.10 kết tính toán vị trí cố theo phương pháp biến đổi Wavelet lập bảng so sánh vị trí cố đường dây truyền tải Rạch Giá – Trà Nóc Bảng 5.11 So sánh vị trí cố đường dây truyền tải Rạch Giá – Trà Nóc 220kV Sai số (%) Vị trí cố rơle báo (km) Vị trí cố thực tế (km) Vị trí cố tính toán (km) Rơle Tính toán 22.40 18 17.9913093006 6.1873 0.0122 30.80 38 38.0595035648 10.1247 0.0837 16.30 23 23.0083578667 9.4216 0.0118 15.10 19 19.0242310642 5.4842 0.0341 32.58 43.93 45.6 20.313 45.5850764139 20.3633147681 18.3089 33.2288 0.0210 0.0708 57.05 64.413 64.4838300990 10.3357 0.0996 TT SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 64 Chương V: Khảo sát mô xác định vị trí cố đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc 5.6.3 So sánh khoảng trụ tương ứng vị trí cố ngắn mạch Sau tìm vị trí cố tính toán, dựa vào bảng thống kê vị trí trụ theo rơle khoảng cách đường dây 220kV Rạch Giá – Trà Nóc phụ lục tìm khoảng trụ tính toán, từ kết bảng 5.5 cố đường dây Rạch Giá – Trà Nóc, bảng 5.8 kết truy tìm cố đường dây Rạch Giá – Trà Nóc ta lập bảng so sánh sau: Bảng 5.12 So sánh khoảng trụ tương ứng vị trí cố ngắn mạch TT Khoảng trụ rơle báo Khoảng trụ thực tế Khoảng trụ tính toán 62-63 85-86 45-46 42-43 90-91 111-1125 155-156 Trụ 50 Trụ 105 63-64 53-54 trụ 124 56-57 175 – 176 Trụ 50 Trụ 105 63-64 53-54 trụ 124 56-57 175 - 176 Độ lệch khoảng trụ Tính Rơle toán 12 19 17 10 33 54 19  Nhận xét:  Kết tính toán vị trí cố phương pháp xác cao sai số từ 0.0118% đến 0.0996% so với rơle sai số từ 5.4842% đến 33.2288%  Độ lệch khoảng trụ phương pháp so với thực tế 0, xác định khoảng trụ phương pháp xác tuyệt đối So với rơle 10 đến 54 khoảng trụ  Khoảng trụ đường dây ngành điện danh vận hành quan trọng Khi cố xảy cần phán đoán khoảng trụ cố, dựa vào sơ đồ vào tuyến đường dây để đến khoảng trụ cố cách nhanh  Tổ chức lực lượng, dự trù phương án khắc phục đưa phương tiện thi công để khắc phục cố cách nhanh giảm tối thiểu thời gian gián đoạn cung cấp điện SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 65 Chương VI: Kết luận kiến nghị CHƯƠNG VI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn trình bày phương pháp xác định vị trí cố ngắn mạch đường dây truyền tải, sử dụng Matlab-Simulink để mô lấy tín hiệu sóng điện áp, thực biến đổi wavelet tĩnh, kết hợp áp dụng giải thuật lọc nhiễu để xác định tín hiệu có tần số sóng phản xạ đầu đường dây cố tạo để xác định thời gian sóng phản xạ, với vận tốc sóng truyền biết, xác định vị trí cố ngắn mạch Việc ứng dụng phần mềm Matlab-Simulink để mô có nhiều ưu điểm như: Thông dụng dễ sử dụng, mạnh mẽ linh động cho phép người sử dụng nghiên cứu can thiệp sâu vào hệ thống cần mô phỏng, tính toán toán kỹ thuật điện Khảo sát trình độ xảy ngắn mạch hệ thống đường dây Mô dạng cố, thấy trực quan dạng sóng độ, mô mạch điện đơn giản phức tạp Đặc biệt, matlab có chứa sẳn liệu hàm thư viện wavelet thuận tiện cho việc phân tích tín hiệu sóng độ Biến đổi wavele phương pháp đại, công cụ xử lý tín hiệu kỹ thuật số mạnh mẽ nay, ngày có nhiều nghiên cứu ứng dụng hệ thống điện Kết hợp với lọc nhiễu có giải thuật mở linh động có độ xác cao, dễ tiếp cận áp dụng Kết phương pháp tính toán vị trí ngắn mạch xác so với báo tham khảo Đồng thời, phương pháp cho kết tính toán không bị ảnh hưởng bỡi dạng ngắn mạch hay điện trở ngắn mạch khác mà phụ thuộc vào kết cấu đường dây Kết tính toán thẩm tra khảo sát đường dây không 220kV Rạch Giá – Trà Nóc vận hành thực tế, cho kết xác cao Đặc biệt, dựa số liệu cố thực tế đường dây 220kV Rạch Giá – Trà Nóc từ lúc vận hành 01/1998 đến hết năm 2011, so sánh vị trí cố rơle báo, vị trí cố thực tế tìm được, với vị trí cố tính toán Kết khoảng trụ tương ứng vị trí cố thực tế tìm trùng khớp với khoảng trụ cố tính toán Đây kết mong muốn cho việc áp dụng vào thực tế luận văn Đề tài nghiên cứu khảo sát chủ yếu đường dây không Do đó, đề tài mở rộng cho: Đường dây rẽ nhánh, mạch vòng kín, cáp ngầm Điều này, giúp nâng cao cho việc quản lý vận hành hệ thống điện lớn, giảm thiểu thời gian tìm kiếm khắc phục cố Đảm bảo yêu cầu cung cấp điện liên tục tin cậy, từ giúp giảm thiểu chi phí gia tăng lợi nhuận nhu cầu tất yếu xu hướng thị trường điện cạnh tương lai SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 66 Chương VI: Kết luận kiến nghị Do thời gian thực luận văn bị hạn chế, tài liệu nghiên cứu chưa thực đầy đủ, nên kết đạt luận văn chưa phản ánh hết ưu điểm phương pháp Do đó, trình thực không tránh khỏi sai sót Rất mong nhận góp ý quý thầy để hoàn thiện SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 67 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lã Văn Út (2005), Ngắn mạch hệ thống điện, Nxb Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội Huỳnh Châu Duy, Phan Thị Thanh Bình, Nguyễn Hoàng Việt (2010), Ngắn mạch ổn định hệ thống điện, Nxb Đại Học Quốc Gia TP.HCM Nguyễn Nguyệt Anh, Hà Trần Đức, Nguyễn Hoàng Hải, Phạm Minh Toàn (2005), Công cụ phân tích Wavelet Ứng dụng Matlab, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Bách (2005), Lưới điện hệ thống điện – Tập 3, Nxb Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội Trương Tuấn Anh (2014), Nghiêm cứu phương pháp xác định vị trí cố đường dây tải điện dựa mạng Nơron MLP, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện, Đại học bách khoa Hà Nội, Hà Nội Tiếng Anh Karl Zimmerman, David Costello (2004), Impedance-based fault location experienc, Schweitzer Engineering Laboratories, Inc Pullman, WA USA El Sayed Tag El Din, Mohamed Mamdouh Abdel Aziz, Doaa khalil Ibrahim, Mahmoud Gilany (2006), Fault location scheme for combined overhead line with underground power cable, Electric power Systems research 76 C.K Jung, J.B Lee, X.H Wang, Y.H Song (2007), Wavelet based noise cancellation technique for fault location on underground power cables, Electric Power Systems Research 77 Michel Misiti, Yves Misiti, Georges Oppenhei, and Jean-Michel Pogg (1996), Wavelet Toolbox For Use with MATLAB 10 Evrenosoglu, C.Y., Abur, A.(2005), “Travelling wave based fault location for teed circuits”, Dept of Electr Eng, Texas A&M Univ., College Station, TX, USA 11 Xia Yang, Myeon-Song Choi, Seung-Jae Lee, Chee-Wooi Ten, and Seong-Il Lim (2008), “Fault Location for Underground Power Cable Using Distributed Parameter Approach”, IEEE Transactions On Power Systems, Vol 23, No 12 J.-P Antoine (2004), “Wavelet analysis and some of it’s applications in physics” University Catholique de Louvain, B-1348 Louvain-la-Neuve, Belgium SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 68 Phụ lục PHỤ LỤC -1BẢNG TỐNG KÊ VỊ TRÍ TRỤ THEO RƠLE KHOẢNG CÁCH ĐƯỜNG DÂY 220KV RẠCH GIÁ (272) - TRÀ NÓC (271) HÀNG HÀNG TRĂM CHỤC 0 SVTH: Phạm Văn Lợi T.RG2 71113 3146 67967 6897 64216 10548 60565 14234 56879 17967 53146 21597 49516 25004 46109 28849 42264 41 71072 3531 67582 7277 63836 10938 60175 14599 56514 18288 52825 21868 49245 25389 45724 29239 41874 294 70819 3906 67207 7657 63456 11318 59795 14974 56139 18658 52455 22243 48870 25764 45349 29629 41484 467 70646 4286 66827 8027 63086 11708 59405 15344 55769 19028 52085 22598 48515 26144 44969 30009 41104 HÀNG ĐƠN VỊ 5A 857 1252 70256 69861 4666 5046 66447 66067 8407 8777 62706 62336 11988 12368 59125 58745 15724 16099 55389 55014 19378 19768 51735 51345 22918 23158 48195 47955 26529 26914 44584 44199 30328 30703 40785 40410 1467 69646 5416 65697 9157 61956 12744 58369 16474 54639 20158 50955 23459 47654 27289 43824 31078 40035 2028 69085 5787 65326 9537 61576 13119 57994 16849 54264 20548 50565 23864 47249 27679 43434 31442 39671 2376 68737 6157 64956 9912 61201 13494 57619 17220 53893 20938 50175 24234 46879 28069 43044 31758 39355 2761 68352 6527 64586 10244 60869 13864 57249 17585 53528 21328 24619 46494 28459 42654 32138 38975 Trang 69 Phụ lục 1 1 32518 38595 36288 34825 40173 30940 44098 27015 47831 23282 51480 19633 54958 16155 58708 12405 62433 8680 65738 5375 69160 1953 32898 38215 36673 34440 40563 30550 44488 26625 48206 22907 51825 19288 55333 15780 59048 12065 62808 8305 66058 5055 69502 1611 33278 37835 37058 34055 40953 30160 44878 26235 48581 22532 52205 18908 55708 15405 59311 11802 63183 7930 66443 4670 69880 1233 33658 37455 37443 33670 41343 29770 45273 25840 48956 22157 52585 18528 56083 15030 59668 11445 63548 7565 66823 4290 70085 1028 34038 37075 37823 33290 41733 29380 45668 25445 49331 21782 52980 18133 56458 14655 60063 11050 63903 7210 67198 3915 70415 698 34418 36695 38142 32971 42123 28990 46063 25050 49706 21407 53373 17740 56833 14280 60458 10655 64223 6890 67568 3545 70791 322 38393 32720 34788 35168 36325 35945 38783 39123 32330 31990 42518 42913 28595 28200 46404 46698 24709 24415 50081 50456 21032 20657 53770 54165 17343 16948 57202 57567 13911 13546 60853 61248 10260 9865 64583 64864 6530 6249 67866 68199 3247 2914 71011 71113 102 Tr Nóc 35533 35580 39473 31640 43308 27805 47073 24040 50831 20282 54405 16708 57947 13166 61643 9470 65133 5980 68500 2613 35908 35205 39823 31290 43703 27410 47456 23657 51206 19907 54674 16439 58327 12786 62038 9075 65458 5655 68790 2323 Đường dây 220kV Rạch Giá - Trà Nóc dài: 71,113 km Khoảng cách tính từ Trạm Rạch Giá Khoảng cách tính từ Trạm Trà Nóc SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 70 [...]... biến đổi Wavelet để xử lý tín hiệu sóng truyền thu được, một số phương pháp tiêu biểu để xác định vị trí điểm ngắn mạch trên đường dây truyền tải Sau đó đi vào mô phỏng và giới thiệu phương pháp xác định vị trí điểm ngắn mạch của một đường dây trên không SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 5 Chương II: Giới thiệu về phương pháp biến đổi Wavelet CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI WAVELET 2.1 Sơ lược về biến. .. Một số phương pháp xác định vị trí sự cố 3.3.1.3  ZL =  ZC Với ZC = 1/ωC Phương pháp TAKAGI cải tiến [5],[6] (3.12) Phương pháp Takagi cải tiến này cũng còn được gọi là phương pháp dòng điện thứ tự không Phương pháp này không yêu cầu dữ liệu trước sự cố vì nó sử dụng dòng điện thứ tự không thay vì xếp chồng dòng điện của sự cố chạm đất Vị trí sự cố trong phương pháp này được tính toán trong phương. .. việc xác định vị trí sự cố của rơle khoảng cách chưa được chính xác[ 5] 3.3.1.1 Phương pháp trở kháng đơn [5],[6] Các giá trị điện áp, dòng điện đo lường được ở đầu đường dây sẽ được sử dụng để tính toán trở kháng của đường dây đến vị trí điểm sự cố l sự cố và được biểu diễn theo phương trình (3.7) Khi trở kháng đã được xác định trên mỗi chiều dài đường dây, khoảng cách sự cố có thể được tính theo các phương. .. (3.8) và (3.9) UA = lsự cố ZL.IA+Uf (3.7) Trong đó:  UA: Điện áp tại đầu nguồn A  ZL: Tổng trở của đường dây  IA: Dòng điện chạy ra từ đầu nguồn A  lsự cố: khoảng cách đến vị trí sự cố tính từ đầu nguồn A  Uf: Điện áp sự cố UA = lsự cố. ZL.IA + Rf.If (3.8) Trong đó:  If : dòng điện sự cố  Rf: điện trở sự cố Hình 3.3 Sơ đồ minh họa sự cố trên đường dây truyền tải sử dụng phương pháp điện kháng đơn... Sự cố trên đường dây Rạch Giá – Trà Nóc .57 Bảng 5.6 Khoảng cách hành lang an toàn .59 Bảng 5.7 Khoảng cách hành lang an toàn 59 Bảng 5.8 Kết quả truy tìm sự cố trên đường dây Rạch Giá – Trà Nóc 60 Bảng 5.9 Thông số vận hành đường dây trước thời điểm xảy ra sự cố 63 Bảng 5.10 Kết quả tính toán vị trí sự cố theo phương pháp biến đổi Wavelet 64 Bảng 5.11 So sánh vị trí sự cố trên. .. như khuynh hướng chung của ngành điện trên toàn thế giới SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 14 Chương III: Một số phương pháp xác định vị trí sự cố CHƯƠNG III MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ 3.1 Phương pháp giải tích dựa vào phương trình Telegrapher 3.1.1 Tổng quan phương pháp [7] Phương pháp này dựa vào đặc tính điện áp và dòng điện là hàm theo khoảng cách của đường dây truyền tải và thời gian Những thông... vị trí sự cố tính từ đầu nguồn A được xác định theo biểu thức (3.9): SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 18 Chương III: Một số phương pháp xác định vị trí sự cố l suco 3.3.1.2 U A    I   A  ZL Rf I  ZL A  I   f  (3.9) Phương pháp TAKAGI [5],[6] Phương pháp Takagi cần các tín hiệu trước khi xuất hiện sự cố và sau khi xuất hiện sự cố Phương pháp này cũng nâng cao được độ chính xác hơn so với phương. .. cột, dây dẫn chập nhau, quá tải và đường dây quá cũ Một số hình ảnh sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải: SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 2 Chương I: Tổng quan về sự cố trên đường dây truyền tải Hình 1.2 Phóng điện trên chuỗi sứ -“PTC 4” Hình 1.3 Đứt dây trên đường dây truyền tải - “PTC 4” SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 3 Chương I: Tổng quan về sự cố trên đường dây truyền tải Hình 1.4 Đứt dây chạm đất trên đường. .. Giới thiệu về phương pháp biến đổi Wavelet cấp 20 kV nối đất lập lại, mô phỏng trong EMTP Trong cùng năm J.Monoh giới thiệu thuật toán để đào tạo chính xác cho Hệ Trí tuệ Nhân tạo cũng sử dụng biến đổi Wavelet Năm 1998 Magnago và Abur đã phát triển một kỹ năng mới để xác định vị trí ngắn mạch trên đường dây cũng sử dụng Wavelet và mô phỏng trên EMTP để kiểm định Đến năm 1999 các tác giả trên đã phát... trong bản ghi của rơle như: dạng sự cố, vùng sự cố, vị trí sự cố, giá trị tức thời của điện áp và dòng điện xung quanh thời điểm sự cố Việc xác định vị trí sự cố bằng rơle khoảng cách trong thực tế còn gặp nhiều sai số do những nguyên nhân khác nhau như: ảnh SVTH: Phạm Văn Lợi Trang 17 Chương III: Một số phương pháp xác định vị trí sự cố hưởng của điện trở quá độ đến sự làm việc của bộ phận khoảng cách,